在科技部国家磁约束核聚变能发展研究专项和合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研基金的支持下，低温等离子体应用研究室邵大冬博士、李家星博士和日本静冈大学科研人员合作，在聚变装置第一壁硼化膜涂层除杂研究方面取得新进展，相关科研成果发表在聚变材料领域期刊《核材料杂志》（Journal of Nuclear Materials, DOI: 0.1016/j.jnucmat.2014.10.097）上。

　　在受控核聚变实验中，干净而良好的壁状态是取得高品质等离子体的必要条件之一。而等离子体中的杂质可以导致聚变能量的损失，从而限制等离子体向高温高参数方向发展。在聚变装置中，等离子体与面向等离子体第一壁之间的相互作用，是等离子体杂质的主要来源。通过在第一壁材料表面进行硼化处理可以显著改善等离子体的品质，提高等离子体的约束性能。

　　科研人员利用原位气相沉积技术，在内真空室第一壁材料表面沉积了硼膜，并通过改变原料配比，研究了在不同含量和组分条件下杂质在硼膜中的化学态。研究表明，在硼膜中碳、氧杂质的化学态高度依赖于杂质含量和组成，注入的高能氘离子可以被碳氧杂质捕获，并以D2O和CDx的形式脱附，同时高能氘离子的注入和脱附导致了硼膜的重构。该研究成果为理解硼膜的除杂机制提供了参考依据。

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　　图1. 在70 % B (A, C)和50 % B (B, D)硼膜中碳的化学态。XPS谱图按照碳含量排列，碳含量从上而下依次升高。

图2. 在70 % B (A, C)和50 % B (B, D)硼膜中氧的化学态。