AbstractProgress has been made in defining the capabilities of charcoal as the most promising absorbent to be used in cryopumps for fusion power application. The capabilities of alternative methods of cryopumping helium have been examined in a literature survey and by test, and the results are described here. Considerations include pumping speed, capacity to accumulate pumped gas, ease of reconditioning, use of alternative materials and tolerance to the fusion environment. Vacuum pumps for future fusion devices must handle large quantities of helium/hydrogen isotopes and other impurities. Cryopumps or turbomolecular pumps have demonstrated the capability on a small scale, and each has an important advantage: TMPs do not accumulate gases; cryopumps can separate helium from other effluents.This paper includes a review of a method for selecting charcoals for helium cryopumping, testing of a continuously operating cryopump system, and definition of a design that is based on the requirements of the Next European Torus. Tritium limits are satisfied. The pump design incorporates the charcoal sorbent system that has been recently developed and is based on a reasonable extrapolation of current state-of-the-art. Evaluation of alternative methods of separating helium and other gases led to selection of a movable barrier as the preferred solution.
核融合発電応用のためのクライオポンプに使用される最も有望な吸着材としての炭素の能力を定義する上で進展が見られた。ヘリウムの代替クライオポンピング法の能力が文献調査と試験によって検討され、その結果がここに記載されている。検討事項には、排気速度、排気ガスを蓄積する能力、再生の容易さ、代替材料の使用、および核融合環境への耐性が含まれる。将来の核融合装置用の真空ポンプは、大量のヘリウム/水素同位体およびその他の不純物を処理しなければならない。クライオポンプまたはターボ分子ポンプは、小規模でその能力を実証しており、それぞれに重要な利点がある。すなわち、ターボ分子ポンプはガスを蓄積せず、クライオポンプはヘリウムを他の排気物から分離できる。本論文には、ヘリウム用クライオポンピングのための炭素の選択方法の検討、連続運転クライオポンプシステムの試験、および次欧州トーラス（ＮＥＴ）の要件に基づく設計の定義が含まれる。トリチウム制限は満たされている。ポンプ設計には、最近開発された炭素吸着材システムが組み込まれており、これは現在の最先端技術の合理的な外挿に基づいている。ヘリウムを他のガスから分離する代替方法の評価により、可動バリアが最適な解決策として選定された。