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NIF清洗设备及工艺

导读: 报道了国家点火装置上的清洗设备及工艺,文章全面描述了应用于国家点火装置(NIF)的各类硬件和光学元件的清洗过程、处理方法、设施和清洁验证程序。

  4.原位清洗

  4.1概述

  在NIF装置元件清洗过程中,存在大量的机械附件甚至是光学元件无法使用已经建立的清洗设施进行清洁,这包括大型机械附件(图21),需要采用原位清洗的方法进行表面清洁。

  另外,对于安装过程可能造成新的污染沉积情况,需同样需要元件安装后进行原位清洁。

  原位清洁包括手工擦拭、使用真空吸尘或使用HEPA过滤的压缩气体(空气或氮气)吹尘。原位清洗过程可能涉及建造便携式无尘室或使用HEPA过滤方法将一个封闭的空间转换成“洁净室”。

  图21RMDE组件

  4.2金属框架清洗

  对于超大尺寸的金属组件(RMDE,图21),必须使用原位清洗方法。由于使用热的清洁剂喷淋方式并不实际,因此,粗清洗过程使用有机溶剂进行擦拭,通常使用IPA纤维布浸蘸丙酮进行擦拭,随后使用干燥的IPA纤维布去除元件表面颗粒物。

  初步清洗后,使用相同的酸洗钝化清洗方案,随后使用特殊的去离子水喷淋系统去除表面的残留酸溶液(图22)。

  图22用于组件表面酸溶液清洗的高压喷雾及回收系统

  酸处理后,元件表面进行第二次溶剂清洗,另外,建立了局域超净环境,使用干擦拭进行精密清洗。

  图23原位擦拭及真空吸附

  4.3光学元件清洗

  如同NIF小口径清洗,光学元件的原位清洗常使用有机溶剂进行擦拭或使用超纯压缩空气或氮气进行元件表面吸附颗粒物吹除。另外,对于面朝上放置的传输反射镜,采取了安装气刀的方式清除元件周围存在的颗粒污染物(图24)。

  通常情况下,使用去离子风机去除元件表面静电。

  图24光学元件周围气刀

  图25用于烘烤的真空烘箱

  5.组件烘烤有机物去除工艺

  使用充氮气的真空烘箱进行元件处理,用于减少材料的放气造成的元件表面有机物污染,烘烤的温度在80~200℃,烘烤时间从8小时至几天,具体的烘烤工艺取决于具体的材料种类及尺寸。

  6.清洁度验证

  6.1概述

  为了确保NIF部件满足严格的清洁标准,必须定期对元件的清洁状况进行验证,包括对机械部件及光学元件表面有机物及和颗粒物状况进行测试分析。

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