中性束注入加热是可控核聚变主要的辅助加热方式之一。快速稳定中性束注入系统动态真空度是目前各国仍在积极探索的重要课题。利用4.2K低温面对气体的物理吸附机制实现高气载下瞬时大抽速的液氦低温冷凝泵，具有工作压强范围宽、能获得清洁真空环境的特点。它能满足中性束注入系统对真空的要求。 本文介绍了中国科学院等离子体物理研究所HT-7中性束注入系统的工作原理和它对真空系统的要求。针对嵌入式布置于中性束注入系统的4.0×10~5L／S液氦低温冷凝泵展开了详细研究，分析了液氦低温冷凝泵的物理吸附机理，并进行了LHe低温冷凝泵的设计、传热传质分析和性能测试。 文中探讨了低温泵性能参数的确定；大抽速低温抽气面的热负载的确定及合理分配；冷凝面上竖直圆管内受热建立稳定流动的条件；冷凝面与杜瓦间的连接管道内气液“双相流动”的平衡条件；低温泵系统运行的安全问题。通过对低温泵降温过程中相关数据的处理与分析，获取了低温泵的各项关键性能参数。 开展中性束注入系统液氦低温冷凝泵的研究，对获得优良的束传输效率，具有非常重大的意义；并为以后相关应用领域中低温冷凝泵的设计提供了性能参数和工程经验。中性束注入系统的实验证明，设计达到了预期的目标。