Насосы для создания сверхвысокого вакуума

Сверхвысокий вакуум определяется как среда сдавлением ниже 10^-8 мм рт. ст., он может быть получен с помощью различных высоковакуумных насосов (см. подразделы 2.4, 2.5 и 2.6). Однако успешное применение любого насоса для высоковакуумного использования требует, чтобы приток газа в систему из всех источников, включая газовыделение, проницаемость через стенки и натекание из атмосферы, жестко контролировался.

Давление равновесия, р (мм рт. ст.), в системе - это результат баланса между скоростью притока газа изо всех источников Q (мм рт. ст.*л/с) и эффективной быстротой действия насосов S (л/с):

$$P=Q/S.$$

В типичной герметичной не подвергнутой термической обработке системе, где используется крионасос, турбомолекулярный или диффузионный насос с ловушкой, охлаждаемой жидким азотом, значения давления, начиная с низкого диапазона (10^-7) и кончая высоким диапазоном (10^-8 мм рт. ст.), можно легко получить после нескольких дней откачки. На протяжении более длительных периодов откачки базовое давление продолжает падать, но с гораздо более медленной скоростью, и значения давления ниже 10^-8 мм рт. ст. едва ли когда-либо достигаются в системе без термической обработки. Выделение газа из стенок системы, как правило, в диапазоне от 10^-9 - 10^-10 мм рт. ст.-л/(с • см2), является лимитирующим фактором. Достижение условий сверхвысокого вакуума, скажем, в диапазоне 10^-10 мм рт. ст., просто путем использования большего по размеру насоса, потребовало бы увеличить быстроту откачки в 105 раз, что, как правило, нецелесообразно. Простейший практический подход заключается в том, чтобы сконструировать вакуумную систему, которую можно подвергнуть термической обработке при температуре по крайней мере на 200 °С выше ее нормальной рабочей температуры с тем, чтобы уменьшить газовыделение в 105 раз.