МИ-1201 質譜計真空系統優化

程 棟

（中核陜西鈾濃縮有限公司，陜西漢中 723312）

0 引言

鈾同位素質量豐度是鈾濃縮工廠產品質量控制中較為重要的指標。МИ-1201 質譜計作為進口設備，主要用于工藝在線鈾同位素豐度測定。由于維持高真空環境的離子泵在拆源維護后啟動時需要一定的預真空環境，該部分真空由碳吸附泵完成。碳吸附泵的操作較為復雜，離子泵啟動時間較長，不利于質譜計的及時恢復。對該型號質譜計使用分子泵機組替換碳吸附泵具有重要意義。

1 МИ-1201 質譜計真空系統

МИ-1201 質譜計的真空系統原理見圖1。碳吸附泵組件由碳吸附泵NS1，NS2，截止閥VH1，VH2，放氣閥VP1，VP2，電阻規PT1 以及真空管道組成。碳吸附泵為低溫冷凝泵，通過截止閥VH6 與質譜計高真空區域連接，為分析室鈦泵NM1 和離子源鈦泵NM2 提供預真空。通過VH4 閥與放大器區域連接。碳吸附泵體中填充優質活性炭，泵體外殼套液氮即可對質譜計高真空區域抽空；在碳吸附泵抽空過程中，需反復對其泵體加熱除氣和冷凍，該部分耗時較長，操作維護繁瑣。

圖1 МИ-1201 質譜計真空系統

2 真空系統優化改造

2.1 分子泵機組選型

碳吸附泵的主要作用是為鈦泵啟動提供預真空，綜合考慮鈦泵啟動需要的前級真空、泵的抽速以及拆源維護時增加互換性，最終選用FJ-110 分子泵機組作為碳吸附泵的替代泵。該分子泵機組能提供10-6Pa 量級的預真空，滿足離子泵的啟動要求，且搭配有機械泵、分子泵、分子泵控制器、雙路復合真空計（可同時測量機械泵口和分子泵口的真空），所有部件整體裝配在機籠里，自帶漏電斷路器。其使用的機械泵、分子泵的標稱抽速、極限真空滿足使用要求；機籠底座安裝4 個萬向輪，可以靈活移動。

2.2 接口設計

設計加工分子泵機組與質譜計連接的非標連接件，主要用來密封原碳吸附泵接口及將其轉接，該非標連接件一端為非標螺紋，另一端為KF25 標準接口。

2.3 分子泵機組安裝調試

接口加工完成后將原有碳吸附泵拆除，然后連接加工好的非標連接件，配合KF25 規格波紋管的使用，將FJ-110 分子泵機組連接至質譜計真空系統。優化后的真空系統如圖2所示。

圖2 優化后的真空系統

3 性能測試

采用分子泵機組替代碳吸附泵優化改造后，對抽空能力進行測試，測試結果如表1 所示。

表1 分子泵機組應用后性能測試結果

4 結語

МИ-1201 型質譜計真空系統優化改進后，提高了離子泵啟動預真空，減少離子泵啟動時間，同時大大提高了放大器區域真空抽空效率，為相似進口專用分析儀器真空系統的優化改進提供參考。