Диффузия - гелий
Cтраница 3
Несмотря на то, что стекло широко используется при изготовлении аппаратов и переносных сосудов, его применение для гелиевых сосудов не всегда рационально, так как всякое стекло в большей или меньшей степени проницаемо для гелия, и вакуум в запаянных сосудах Дьюара со временем ухудшается. Особенно проницаемо для гелия стекло пирекс. При комнатной температуре скорость диффузии гелия через стекло много больше, чем при низкой температуре, поэтому важно не оставлять газообразный гелий в теплых сосудах Дьюара. [31]
 |
Испаряемость жидкого гелия. [32] |
Несмотря на то, что стекло широко используется при изготовлении аппаратон и переносных сосудов, его применение для гелиевых сосудов не всегда рационально, так как всякое стекло в большей или меньшей степени проницаемо для гелия, и вакуум в запаянных сосудах Дьюара со временем ухудшается. Особенно проницаемо для гелия стекло пирекс. При комнатной температуре скорость диффузии гелия через стекло много больше, чем при низкой температуре, поэтому важно не оставлять газообразный гелий в теплых сосудах Дьюара. [33]
 |
Температурная зависимость коэффициента диффузии 32 гелия в бериллии. / - по данным работы. 2 - . 3 - 7. 4 - J. [34] |
Однако, анализируя полученные результаты и имеющиеся в литературе данные [85, 86], можно полагать, что диффузия инертных газов в чистых металлах характеризуется более низкими коэффициентами диффузии по сравнению с самодиффузией. При этом энергия активации диффузии гелия в бериллии, так же как диффузия гелия и аргона в алюминии и магнии, выше энергии активации самодиффузии этих металлов. Указанные различия в параметрах самодиффузии и диффузии атомов инертных газов могут быть обусловлены как различием электронного строения и атомных размеров, так и спецификой механизма диффузии. [35]
Однако в цельнометаллической статической системе диффузия гелия не вызывает больших затруднений. [36]
Для этой цели большое количество тонкостенных ( толщина стенок 0 005 мм) кварцевых капиллярных трубок ( наружный диаметр 0 05 мм) заделывается в решетку из эпоксидных смол. Газ подается в межтрубное пространство, а чистый гелий отводится из капилляров. Повышение температуры и давления ускоряет диффузию гелия. [37]
Однако, анализируя полученные результаты и имеющиеся в литературе данные [85, 86], можно полагать, что диффузия инертных газов в чистых металлах характеризуется более низкими коэффициентами диффузии по сравнению с самодиффузией. При этом энергия активации диффузии гелия в бериллии, так же как диффузия гелия и аргона в алюминии и магнии, выше энергии активации самодиффузии этих металлов. Указанные различия в параметрах самодиффузии и диффузии атомов инертных газов могут быть обусловлены как различием электронного строения и атомных размеров, так и спецификой механизма диффузии. [38]
Исходный газ под давлением подается в межтрубное пространство, а чистый гелий удаляется из капилляров. Пучок капилляров достаточно прочен и износоустойчив, так что его можно непосредственно помещать в трубопровод, по которому идет газ, содержащий гелий. Чем выше давление и температура, тем более эффективно идет процесс. При 400 скорость диффузии гелия через кварцевое стекло приблизительно в 100 раз выше, чем при комнатной температуре. [39]
 |
Изменения коэффициента проницаемости. [40] |
Дальнейшее увеличение поглощенной дозы излучения незначительно влияет на эти показатели. При дозе 400 Мрад и комнатной температуре скорость диффузии аргона по сравнению с первоначальной снижается в 2 раза, а гелия - в 1 5 раза. Эти различия объясняются разницей атомных диаметров диффундирующих газов. Повышение температуры до 60 С вызывает снижение в 5 раз диффузии гелия через облученный до дозы 400 Мрад полиэтилен. [41]
Для наших целей наибольший интерес представляет константа С, связанная с эффектами массопсрсноса в самих пористых таблетках. Эффективный размер каналов цеолита слишком мал, чтобы в них проникал аргон, но атомы гелия в них проникают. Верхняя кривая, которой соответствует большая величина константы С, характеризует диффузию гелия в каналах цеолита. Нижняя кривая, полученная для аргона, описывает процесс без внутрикристаллической диффузии, поэтому ее можно использовать для введения поправок на влияние стенок. [42]
Все же нужно отметить, что перевести в осадок удается лишь очень небольшой процент неона. Кроме того, воспроизводимость опытов несколько хуже той, которая имеет место в случае радона и аргона. Возможно, хотя это и маловероятно, что из очень тонких трещин, которые образуются между кристалликами льда и сидящими на них кристалликами гидрата, гелий во время промывания удаляется целиком, а неон частично остается, так как скорость диффузии неона по очень тонким капиллярам во много раз меньше скорости диффузии гелия. [43]
Чем выше давление газа, тем меньше средняя длина свободного пробега молекул и тем медленнее протекает процесс взаимной диффузии. В случае высокого вакуума, когда число столкновений молекул газа между собой значительно уменьшается, диффузия происходит почти мгновенно, так как молекула любого компонента может сразу попадать в самые отдаленные части объема. В вакуумной технике принцип диффузии нашел применение в пароструйных диффузионных насосах, в которых откачка газа может происходить за счет диффузии откачиваемого газа в струю пара рабочей жидкости. Скорость диффузии зависит также от природы газа. Наиболее легкие газы - водород и гелий - имеют максимальную скорость диффузий в воздух. Высокий коэффициент диффузии гелия используется в современных методах отыскания течей вакуумных систем. [44]
Масс-спектрометр используют не только для обнаружения течи, но и во многих других областях, например для изучения газов при очень малых давлениях. Условия работы и системы напуска, позволяющие работать с очень малыми количествами образца, были описаны в гл. Однако во многих случаях более пригодны другие типы масс-спектрометров. В некоторых случаях большими преимуществами обладает омегатрон благодаря высокой чувствительности в сочетании с малыми размерами, простой конструкцией и возможностью работы при высокой температуре. Это делает его пригодным для исследования вакуумной аппаратуры, в которой Возможна высокая температура. Альперт и Бюритц [40] использовали омегатрон в качестве манометра для измерения давления ( чувствительность сопоставима с чувствительностью ионизационного манометра) при исследовании остаточного давления, которое может быть получено в стеклянной аппаратуре. Омегатрон имеет то преимущество, что при его помощи можно провести анализ остаточных газов, причем вакуум ограничивается диффузией гелия через стеклянные стенки системы. Это было сделано в изолированной вакуумной системе. [45]
Страницы: 1 2 3 4