, ю. м. гаспарян, н. н. трифонов,
а. а. Писарев, с. о. степанов
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
стенд для проведения
термодесорбционной спектроскопии
Создана сверхвысоковакуумная установка для проведения термодесорбционных измерений, отработана методика проведения экспериментов. Проведена калибровка квадрупольного масс-спектрометра. На установке получены термодесорбционные спектры из мелкозернистого графита, тантала и вольфрама, облученных дейтерием в ионном масс-сепараторе и ионами плазмы высокочастотного разряда.
Собрана и налажена экспериментальная сверхвысоковакуумная установка для исследования термодесорбционных спектров (ТДС) изотопов водорода. Вакуумная схема установки приведена на рис. 1. Установка включает в себя основную и шлюзовую (для загрузки образца) камеры, разделенные проходным клапаном, откачную систему, измерительную систему, систему нагрева образца и систему калибровки масс-спектрометра. Откачка основной и шлюзовой камер производится турбомолекулярными и форвакуумным безмасляным насосами. Основная камера может прогреваться до 200 °С без нагрева образца в шлюзовой камере. Для откачки в ночной период используется ионный насос. В шлюзовой имеется азотная ловушка для откачки паров воды. При измерениях ТДС образец греется излучением от U-образного резистивного нагревателя, изготовленного из вольфрамовой полоски толщиной 20 мкм. Образец нагревается линейно с обратной связью напряжения накала и температуры. Максимальная температура нагрева 1600 К. Все измерения автоматизированы с помощью компьютера.
Предельное остаточное давление, полученное после прогрева основной камеры в течение 50 ч при 200 °С, меньше 2·10-9 торр. Спектр остаточного газа состоит, главным образом, из водорода (96 % от общей суммы сигналов).
Газовыделение регистрируется квадрупольным масс-спектрометром. Разработана система калибровки абсолютных скоростей газовыделения D2 и HD. В качестве эталонного прибора используется баратрон.
На установке проведены эксперименты с образцами из мелкозернистого графита, тантала и вольфрама с внедренным дейтерием. Пример термодесорбционных спектров показан на рис. 2.
Рис. 1. Вакуумная схема установки: 1 - форвакуумный насос; 2 - турбомолекулярный насос; 3 – ионный насос; 4 – азотная ловушка; 5 – клапан; 6 – угловой клапан; 7 – проходной клапан; 8 – натекатель; 9 – баратрон; 10 – квадрупольный масс-спектрометр; 11 – основная камера; 12 – шлюзовая камера; 13 – камера для калибровки; 14 – баллон с D2; 15 – W нагреватель; 16 – электрические вводы; 17 – образец; 18 – сильфонный ввод движения; 19 – термопара; 20 – источник тока; 21, 22 – ЦАП и АЦП соответственно; 23 – компьютер
Рис. 2. ТДС-спектры D2 из тантала, вольфрама, графита МПГ-8 и углеродного композита NB31 после облучения ионами дейтерия и дейтериевой плазмой
