极超高真空UHVXHV设备

前段区

前端区是连接储存环的第一个部件，储存环提供静态真空隔离和动态真空保护，避免光束线真空泄露发生灾难性事故；屏蔽有害的高能辐射，保护储存环大厅和实验站工作人员免受人身伤害；吸收多余的辐射功率，防止各种元件因过量热载而破坏；规范辐射光源的窗口，提供与光束线相匹配水平和垂直张角的光束。

前端区主要由活动光屏、固定光阑、气动阀门、快速反应阀、水冷光闸、安全光闸等组成。

光束线

光束线及前端主要应用于加速器储存环与实验站之间。对从储存环引出的辐射光进行分束、冷却、单色、聚焦、准直，满足试验要求的能量光范围、光子能量、分辨本领、束斑大小及微区能量扫描。

光束线主要由单色仪、聚焦反射镜箱、束流位置探测器、精密可调狭缝、水冷光闸、差分抽气系统和铍窗等组成。

核心科研装置

超高/极高真空校准装置

技术参数：极限真空达 10^-10 Pa，采用磁悬浮涡轮分子泵与非蒸散型吸气剂泵组合，突破极小漏孔检漏与不规则小孔流导测量技术。

应用领域：航天器空间环模、粒子加速器（如正负电子对撞机）、纳米技术，确保真空量值精确性与设备可靠性。

创新成果：填补国内空白，获20018年国家科技进步一等奖，支撑卫星安全飞行与核工业发展。

聚变堆真空室系统

结构设计：D型双层壳体，厚50mm超低碳不锈钢，总高20米，重295吨；未来8个模块组合成全环形真空室，容纳上亿度等离子体。

功能突破：为聚变堆提供核安全屏障，保障超导磁体与等离子体运行，精度与焊接技术达国际先进水平。

衍生应用：技术拓展至粒子加速器、半导体制造，形成10余项专利。

综合极端条件实验装置

多极端环境集成：在极低温（1mK）、超高压（300GPa）、强磁场（26T）、超快光场（100阿秒）条件下兼容UHV环境。

科学产出：支持分数量子霍尔效应、超导量子计算等研究，实现无液氦稀释制冷机国产化。

开放共享：年提供机时超20万小时，服务全球科研机构。

关键技术参数对比

关键技术突破与设备参数对比

创新方向与挑战

材料极限突破

聚变堆真空室需耐受高温粒子辐照与热应力，合肥团队通过超厚不锈钢焊接工艺解决变形问题。

怀柔装置实现26T强磁场下无液氦冷却，降低运行成本。

跨领域技术融合

真空校准装置中的分流法被粒子加速器采纳，提升束流稳定性。

聚变真空室遥操作技术移植至半导体设备精密装配。

国产化进程

非蒸散型吸气剂泵（NEG）、磁悬浮泵等核心部件打破国际垄断。

超高真空阀门、密封件实现自主设计，成本降低40%。

战略价值总结

能源安全：支撑“人造太阳”聚变工程与四代核电（如高温气冷堆）。

量子科技：为拓扑物态、超导计算提供纯净实验环境，催生原创成果。

工业升级：半导体镀膜、航天器件测试依赖高精度真空，直接提升产业链水平。当前GRANDE极超高真空技术已进入国际第一梯队，未来聚焦 聚变能源商业化 与 量子器件制造，推动大科学装置向产业端渗透。