Advanced vacuum technologies, including pumping, fueling and wall conditioning, have been successfully developed or upgraded to efficiently control the fuel and impurity particles to extend the plasma pulse duration in the experimental advanced superconducting tokamak (EAST). To improve the particle exhaust rate cryopumps with a 60% increase in pumping speed and ∼2 times increase in saturation capacity have been developed, and molecular pumps with a ∼30% increase in pumping speed have been upgraded. In order to monitor the molecular pump status while avoiding bearing faults and overload accidents, a fault detection system has been built which can offer an early warning to avoid more losses within the fusion device. A series of fueling technologies have been developed including gas injection system, supersonic molecular beam injector, pellet injector (PI), massive gas injector and shattered pellet injector, installed at the midplane and divertor positions at different ports to improve fueling uniformity and efficiency. Meanwhile, routine wall conditioning such as electric and hot N2 baking, ion cyclotron wall conditioning and glow discharge cleaning have been successfully developed to remove the impurity particles from the inner component and materials. The low Z material wall coating and real-time powder injection during plasma discharge are also designed and applied to further improve particle control capability. By using these advanced vacuum related technologies, good vacuum (<2 × 10−6Pa) and wall conditions are realized, and the fuel and impurity particles can be effectively and stably controlled, which promotes the achievement of the record plasma of ∼1056 s pulse duration with the line-averaged electron density of 1.8 × 1019 m−3 on EAST. They provide a very important reference for vacuum system design and operation for future fusion devices.
排気、燃料供給、および壁コンディショニングを含む高度な真空技術は、実験先進超伝導トカマク(EAST)においてプラズマパルス持続時間を延長するために燃料粒子と不純物粒子を効率的に制御するべく、首尾よく開発または改良された。粒子排気率を向上させるため、排気速度が60%増加し飽和容量が∼2倍増加したクライオポンプが開発され、排気速度が∼30%増加した分子ポンプが改良された。ベアリング故障と過負荷事故を回避しながら分子ポンプの状態を監視するために、核融合装置内でのさらなる損失を回避するための早期警告を提供できる故障検出システムが構築された。燃料供給の均一性と効率を向上させるために、異なるポートの赤道面およびダイバータ位置に設置された、ガス注入システム、超音速分子ビーム入射器、ペレット入射器(PI)、大規模ガス入射器、および破砕ペレット入射器を含む一連の燃料供給技術が開発された。一方、電気および高温N₂ベーキング、イオンサイク姻ロトロン壁コンディショニング、グロー放電洗浄などの定期的な壁コンディショニングは、内部部品および材料から不純物粒子を除去するために首尾よく開発された。低Z材料の壁コーティングとプラズマ放電中のリアルタ王ム粉末注入も、粒子制御能力をさらに向上させるために設計され、適用された。これらの高度な真空関連技術を用いることで、良好な真空(<2 × 10−6Pa)および壁状態が実現され、燃料粒子と不純物粒子を効果的かつ安定的に制御することができ、それによりEASTにおいて線平均電子密度1.8 × 10¹⁹ m⁻³での∼1056 sのパルス持続時間を持つ記録的なプラズマの達成が促進された。それらは、将来の核融合装置の真空システム設計および運転にとって非常に重要な参考を提供する。