真空在加速器及受控核聚變中的應(yīng)用
加速器是對粒子加速使被加速的粒子獲得高能源的裝置，在加速器中能夠產(chǎn)生各種能量的電子、質(zhì)子、氘、a粒子及其它重離子。利用這些粒子與物質(zhì)的相互作用，還可以產(chǎn)生各種帶電和不帶電的次級粒子，如7粒子、中子、多種介子、超子、反粒子等。加速器產(chǎn) 生的粒子和射線已經(jīng)用于核物理的研究以及醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)食品等部門。
為確保粒子與殘余氣體分子不發(fā)生碰撞 散射現(xiàn)象、真空度必須達到保證粒子直線運動的要求，否則不但會引起束流損失或粒子達不到高的能 量，而且也易發(fā)生真空絕緣不夠?qū)е录?速器擊穿，使加速器不能處于正常工作狀態(tài)。表9是各種加速器的分類及它們所要求的真空度。
表 9 加速器的類型及其真空度范圍
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加速器類型 |
真空度范圍（ Pa ） |
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靜電加速器 |
1.3 × 10-3~1.3 × 10-4 |
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直線加速器 |
1.3 × 10-3 ~1.3 × 10-6 |
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回旋加速器 |
1.3 × 10-4 ~1.3 × 10-4 |
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電子 - 正電子貯存環(huán)（意大利） |
1.3 × 10-7 |
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質(zhì)子貯存環(huán)（歐美聯(lián)合原子核研究中心） |
1.3 × 10-9 |
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高義環(huán)超導(dǎo)貯存加速器（美國） |
1.3 × 10-10 |
隨著地球上石油儲量的逐漸減少及大量能源消耗中所引起的環(huán)境污染。新能源的開發(fā)已經(jīng)提到日程，其中受控核聚變所產(chǎn)生的巨大能源的利用，就是最理想的一種。
目前，在這種新能源的開發(fā)上主要有兩種，一種是利用重原子核裂變?yōu)閮蓚�輕原子核。在其裂變反應(yīng)過程中所釋放出來的巨大的能量來發(fā)電、建立原子能發(fā)電站;另一種是利用兩個輕原子( 如氘、氚 )聚合成一個重原子核能釋放出來的巨大能量，這就是核聚變反應(yīng)。利用這種反應(yīng)所產(chǎn)生的能量，必須對反應(yīng)過程加以控制，因此稱為受控核聚變。由于這種聚變的原料氘和氚的來源可從取之不盡的海水中提取，因此它的發(fā)展前途是不言而喻的。
核聚變反應(yīng)要求的溫度很高：1.約為2億度，這樣高的溫度、只有像太陽那樣的恒星內(nèi)部才能達到。在聚變反應(yīng)中，如果氘氚中含有雜質(zhì)、這種超高溫是很難達到的。因此將核聚變裝置中抽到十分清潔的超高真空是必不可缺少的條件。通常要求的真空度在10-7 ～ 10-9Pa范圍內(nèi)。
