Studium XHV čerpací jednotky pro účely metrologie vakua

• Thesis title in Czech: Studium XHV čerpací jednotky pro účely metrologie vakua
• Thesis title in English: Study of XHV pumping unit for metrological purposes
• Academic year of topic announcement: 2008/2009
• Thesis type: diploma thesis
• Department: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Supervisor: RNDr. Ladislav Peksa, CSc.
• Advisors: RNDr. Tomáš Gronych, CSc.

Guidelines

1) Elementární teoretická analýza čerpání vodíku kryovývěvou za tlaků pod 10-10 Pa.
2) Měření vývoje tlaku v systému s kombinací vývěv.
3) Stanovení optimálního pracovního cyklu pro dosažení XHV a provedení kalibrace v UHV.

References

Welch K M. Capture pumping technology. Elsevier 2001
Michaud M Sanche L. Characteristics of a bakeable ion-cryopumped UHV system J Vac Sci Technol 1980; 17: 274-276
E. Walle´n Adsorption isotherms of He and H2 at liquid He temperatures J Vac Sci Technol 1997; A 15: 265-274
a další časopisecká literatura.

Preliminary scope of work

http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dipl-abs.php?id=612

Pro nízké tlaky nelze stanovit tlakovou stupnici vakuometrů jinak než kalibrací v kalibrační aparatuře, ve které se termodynamickým procesem vygeneruje známý tlak plynu. Tlakové pozadí aparatury při tom představuje chybu a mělo by být vzhledem k definovanému kalibračnímu tlaku zanedbatelné. S rozvojem technologií roste potřeba snižovat dolní hranici rozsahu měření tlaků. V ČR bude do r. 2010 vyvinut primární (tj. na jiném etalonu stejného rozsahu nezávislý) standard vakua s rozsahem do tlaku řádu 10-10 Pa. Této hranice dosud žádný standard podle CMC tabulek nedosahuje, nejnižší hranice do tlaků řádu 10-9 Pa dosahuje standard PTB (Německo).

Aby bylo možné nastavovat tlak v řádu 10-10 Pa, musí být tlakové pozadí v řádu 10-12 Pa. Jedním z kritických problémů vývoje je sestavení čerpací jednotky umožňující těchto hodnot dosáhnout. Čerpací jednotka musí sestávat z několika vývěv, jejichž parametry musí být správně zvoleny, některé z nich bude zřejmě nutné oproti komerčním verzím zákaznicky upravovat. Předmětem vývoje je i určení optimálního pracovního cyklu, startu, dlouhodobého běhu a odstavení systému. Pro metrologickou aplikaci navíc přistupují požadavky stability parametrů, zejména čerpací rychlosti pro kalibrační plyn.

Předmětem diplomové práce je teoretické a praktické studium funkce vybrané konfigurace XHV kryogenní vývěva ? turbomolekulární vývěva s cílem optimalizace uspořádání a pracovního cyklu. Podle plánů spolupráce s Českým metrologickým institutem bude jednotka sestavována během r. 2008 až 2009, v rámci diplomové práce by tedy měly být teoretické závěry i experimentálně ověřovány.

Při práci se diplomant musí důkladně seznámit s principy a vlastnostmi vývěv při dosahování extrémně nízkých tlaků a s chováním obecných a inertních plynů v podmínkách HV, UHV a XHV.