UHZ58/S 頂裝式磁翻板液位計在可控核聚變實驗裝置中的應用與強磁環境適應

可控核聚變裝置（托卡馬克）產生10-20T強磁場，對磁翻板液位計的磁耦合機制提出性挑戰。

聚變裝置工況：

磁場強度：10-20T（托卡馬克主磁場）

中子輻射：14MeV高能中子，通量101? n/m2·s

溫度環境：一壁4-200℃，真空度10?? Pa

等離子體：1億℃高溫，約束時間秒級

強磁環境適應方案：

磁場屏蔽技術

超導屏蔽：NbTi超導屏蔽層，產生反向磁場抵消主磁場

高μ材料：μ-metal多層屏蔽，屏蔽效能＞60dB@10T

幾何布局：測量系統與磁場正交布置，小化影響

主動補償：霍爾傳感器+反饋線圈，實時抵消磁場干擾

抗中子輻射材料

陶瓷封裝：氧化鋁陶瓷保護電子元件，中子損傷閾值102? n/cm2

金屬材料：釩合金（V-4Cr-4Ti），中子嬗變率低

絕緣材料：聚酰亞胺薄膜，耐輻射劑量101? Gy

光纖傳感：SiO?光纖，抗輻射性能優異

真空兼容性

全金屬密封：無有機物密封材料，避免真空放氣

真空設計：漏率＜1×10?12 Pa·m3/s

熱真空釋氣：材料預處理，總釋氣率＜1×10?? Torr·L/s·cm2

烘烤除氣：150℃烘烤48小時，去除吸附氣體

ITER國際合作項目應用：

法國Cadarache聚變研究：

安裝聚變兼容頂裝式磁翻板液位計2套

工作環境：磁場12T，中子通量101? n/m2·s

真空度維持10?? Pa

成功監測液態鋰鉛包層液位，精度±15mm