高能同步辐射光源（High Energy Photon Source,HEPS）是一台束流能量6 GeV，流强200 mA，发射度34.2 pm·rad的第四代光源，HEPS光源由直线加速器、增强器、储存环和连接它们在一起的三条输运线组成。其中储存环是HEPS的核心部分，储存环真空系统包括48个弧区并直线节区段，真空盒采用了紧凑型磁聚焦结构及小孔径（内径22 mm）的设计，使用铬锆铜（C18150）、不锈钢（SS316LN）和镍合金（Inconel625）三种材料，单个弧区共24种型号真空盒，其中20种型号使用铬锆铜材料，4种型号使用不锈钢材料，法兰使用镍合金材料加工。文章概述了储存环弧区真空盒的设计及研制的过程，重点介绍了关键技术难点和创新解决方案。HEPS储存环真空系统在国际上首次采用铬锆铜合金挤压成型的真空盒并在其内壁镀吸气剂膜，用来解决真空盒同步辐射光热沉积大，真空盒流导受限的问题。储存环真空系统于2022年6月进行了单个弧区的试安装实验，于2023年11月开始正式安装，并于2024年7月完成。通过对真空系统分段在线烘烤和吸气剂膜激活，平均静态真空达到5×10-8 Pa，优于设计指标。
中国聚变工程示范堆（China Fusion Engineering Demonstration Reactor,CFEDR）主要的目标是完成从国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，简称ITER）到聚变原型电站之间的技术过渡和工业实践，演示聚变能持续大功率、安全和稳定运行的可行性。离子回旋共振加热是CFEDR重要的辅助加热手段之一，CFEDR的ConventionalH模运行，计划需要20 MW的ICRH功率。天线系统将通过一个中窗口插件馈入20 MW的功率，窗口插件是天线系统的一个重要组成部分。为了满足天线高功率、长脉冲运行，天线窗口插件需要进行主动冷却和高真空密封，确保系统安全可靠运行。研究基于离子回旋系统天线窗口插件的结构功能需求与冷却回路设计约束，提出了一种兼顾结构可靠性与加工可行性的新型冷却结构方案。利用ANSYS Fluent软件的流-热耦合数值模拟，系统分析了窗口插件的冷却回路的流动特性与散热效能，获得了以下主要结果：流速呈现“收缩段加速（峰值16.7 m/s）-铣槽区缓流（90%区域<1.5 m/s）”的协同分布，实现高热区强制散热与低流动阻力的平衡；压力梯度验证了流道结构合理性，进口压力9.06 MPa、沿程压降5.06 MPa，满足设计约束压差小于6 MPa的要求；温度场表明流体出口温度105℃、温升35℃，低于50℃阈值，面板最高温度634℃，符合650℃阈值要求。模拟结果证实冷却回路满足热-流设计目标。研究为中国聚变工程示范堆离子回旋系统天线窗口插件的工程设计提供了重要的理论依据。
文章介绍了22寸口径单制冷机结构低温泵的设计及性能测试过程，简化传统结构降低了挡板与冷伞的加工难度，并通过导热、辐射模型对防辐射屏、挡板与冷伞等结构进行了仿真模拟，其中挡板上的实测数据(92.8 K)与仿真数据(93.9 K)差值最大，为1.1 K；一二级的辐射漏热仿真值分别为52.339 W和0.516 W。依托低温泵性能测试平台，对样机的降温特性、抽气能力进行了系统性测试，其中低温泵从290 K降至20 K用时177 min，稳定温度为一级65 K，二级4.5 K；氮气、氩气与氢气的抽速为13520、11154、16224 L·s-1；氩气的抽气容积值为13475 Std·L(273.15 K,1个标准大气压)，各项指标均满足设计要求，达到国外竞品同等水平。
在磁约束核聚变全超导托卡马克（EAST）等离子体放电中，通过实时低Z粉末材料注入可以进行实时壁处理，有效地控制来自第一壁的杂质和燃料粒子再循环，促进高约束模式放电的获得与稳定维持。粉末注入系统通过压电陶瓷片在特定频率正弦波电压驱动下，产生共振从而驱动粉末流动，其振动特性直接关系到粉末注入的流量及稳定性等。文章重点研究了压电陶瓷片的振动模态、共振频率及其粉末流量的定标关系。首先，单一压电陶瓷片振动模态结果表明第一阶模态下压电陶瓷片振动效果最好，有利于粉末的流动。其次，压电送料器整体4阶的模态分析结果表明其在第一阶模态下最有利于粉末流动，共振频率为195 Hz。随后，粉末系统台面流量标定结果表明在正弦波驱动电压频率设置为195 Hz时，流量速率最大，与模拟结果基本一致。最后，在EAST装置上开展了长脉冲等离子体放电中实时粉末注入实验，实现了290 s的锂粉稳定注入，有效控制了燃料粒子再循环和杂质水平，促进了>300 s高约束等离子体的稳定获得。研究为EAST上低Z材料粉末系统高效稳定运行提供了有力的数据支撑，保证了粉末系统在长脉冲等离子体放电中的稳定运行，对等离子体边界粒子主动控制具有重要意义。
文章以3.6 kV/2500 A真空旁路开关适配单稳态永磁操动机构为研究对象，首先构建其三维物理数学模型，并通过有限元法开展数值模拟，聚焦机构服役过程中由于结构参量和外加驱动激励存在的不确定性因素，采用混沌多项式展开（PCE）法分析结构参数和外加激励的变化对机构平均速度与末速度概率分布的影响规律，并给出机构稳定运行所需的结构参数与激励参数可靠区间阈值。
真空系统中材料的放气率是影响其真空度的关键因素。聚酰亚胺（PI）因其优异性能广泛应用于真空领域，但其表面和内部会吸附溶解大量气体，导致未经处理的PI放气率可达10-6 Pa·m3/(s·cm2)量级。文章以聚酰亚胺薄膜为研究对象，系统探究紫外辐照对其放气行为的调控机制。通过设计波长（185 nm、254 nm、365 nm）、功率（40 W、60 W、100 W）及辐照时间（0–30 min）的多组对照实验，结合放气率测量系统，分析了紫外光解吸对PI放气率的影响规律。结果表明：紫外辐照通过直接光解吸、电子跃迁诱导解吸及光化学解吸等机制协同作用，可以显著降低PI放气率。使用254 nm,60 W的紫外灯，经过30 min的紫外辐照，PI的放气率降低了约76%。
针对材料解吸导致的真空劣化问题，重点研究了轰击角度与材料解吸率的关联机制。通过自主研发可调角度的多样靶材解吸率测试装置，采用143 KeV/u Bi32+离子束对氧化锆陶瓷、陶瓷镀金及不锈钢镀金三类材料进行解吸特性研究。结果表明：材料解吸率随入射角度增加呈现显著增长趋势，束流轰击靶材时H2占比迅速增加；表面镀金处理可使氧化锆样件解吸率降低约50%，而不同基材镀金样品间解吸率差异小于15%，证实解吸过程主要受表层物理化学特性主导，基材影响较小。基于溅射产额与入射角度的理论模型，引入表面效应修正系数α，给出修正后的解吸模型并进行实验验证。该研究可为真空系统粒子解吸率的工程预测提供理论模型与实验依据。
大连先进光源（DALS）是规划中基于超导连续波直线加速器架构的极紫外自由电子激光综合装置，其核心目标是通过1 GeV电子束流产生重复频率1 MHz、波长覆盖6.5-180 nm的高亮度自由电子激光装置。作为DALS建设的关键预研项目，DALS束流测试平台旨在突破高品质束流生成的核心技术瓶颈。工作面向使用超导高重频加速器的束流测试平台常温段真空系统的真空系统设计及关键技术，基于束流物理参数需求，通过理论解析计算与Moflow+数值模拟进行了真空系统的设计及优化。通过软件仿真（SynRad+和Workbench）与实际验证实现了从理论设计到工程实现的系统化解决，重点解决了超导加速器束流线真空系统适配的三项关键技术：基于电磁场约束的CF法兰射频屏蔽结构优化设计、异形真空室的结构设计与稳态热分析、以及超净真空系统的精密调控与模块化安装工艺。目前束流测试平台常温束流真空段的真空调试结果为，注入段真空度优于5×10-8 Pa，束流分配及诊断线段真空度优于5×10-6 Pa，超导模组下游差分腔体真空度优于2×10-8 Pa且残余气体中质量数大于44的气体占全部残余气体比例小于1%、及具有较低的氢分子组分，符合超导加速器运行要求。项目中形成的设计及技术规范和体系为后续超导加速器全系统真空工程实施提供了重要技术支持。
磁控溅射作为一种高效、可控的物理气相沉积技术，广泛应用于大面积镀膜。研究采用粒子/蒙特卡洛模型模拟直流平面磁控放电过程，并结合基于蒙特卡洛方法的溅射模型模拟靶材溅射及溅射原子的输运。在5 mTorr工作气压和-300 V的外电压条件下，系统研究磁场分布（改变磁控靶中内磁钢的尺寸）、离子诱导二次电子发射系数以及电阻值分别对磁控放电中等离子体特性和表面溅射的影响。结果表明，正交电磁场对电子的约束作用导致等离子体主要分布在磁场与靶面平行的区域。相较于改变内磁钢宽度，调整其高度对磁场分布的影响更为明显。降低内磁钢高度可以导致平行于靶面的磁场位置发生明显变化，从而使等离子体密度由倾斜分布形貌转变为垂直靶面分布，离子更加垂直入射到靶面。并发现溅射原子呈现近各向同性运动特征，随着基片与靶面间距增大，到达基片的原子通量逐渐降低但均匀性显著提升。