Криосорбция изотопов гелия : Физические особенности и практические приложения

• Автор: Нестеров, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 420 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Т — температура, К Р — давление, Па
g — ускорение свободного падения, м/с Кп — число Кнудсена т — время, с
т0 — постоянная времени, с Q — теплота сорбции, дж/моль R — универсальная газовая постоянная, Дж/моль-К (3 — интегральный коэффициент прилипания Ро — локальный коэффициент прилипания N — молекулярный поток, частиц/м2-с С — относительная концентрация, %
S — толщина криослоя, м
Тг — температура газа, К
Тк — температура конденсации, К
G — количество поглощенного газа, м3- Па/м2
Рк — коэффициент конденсации
0 — толщина криослоя, частиц/м2 F — площадь, м2
W — поток газа, м3-Па/с S — быстрота действия, м3/с ST — теоретическая быстрота действия, м3/с А — удельная поверхность, м2/г d — диаметр, м
1 — д лина, м
р — плотность, кг/м3
Тт т.— температура тройной точки, К
Тшшш. — температура плавления, К
Тос — температура окружающей среды, К
X — коэффициент теплопроводности, Вт/м-К
V — объем, м3
Ст — емкость монослоя,%
Na — число Авогадро
Ps — давление насыщения, Па
СР — теплоемкость, Дж/моль-К
Т — температура лямбда перехода, К
“йен. — коэффициент испарения
у — коэффициент аккомодации энергии для атома
а — коэффициент аккомодации для потока атомов
ц — отношение масс атомов
D — глубина потенциальной ямы, Дж
к — жесткость решетки
U — скорость частицы, м/с
w0 — частота колебаний атомов, с"1
КБ — постоянная Больцмана, Дж/К
0д — температура Дэбая, К
h — постоянная Планка
сг — параметр потенциала взаимодействия, А ш — масса молекулы, кг
Е — энергия связи частицы на поверхности, Дж/моль Ф — потенциал Леннарда-Джонса, Дж Кзахв — коэффициент захвата К — коэффициент Клаузинга п — концентрация, частиц/м3 Р(Х) — плотность вероятности, м"1 а — скорость звука м/с dm — диаметр молекулы, м

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Криосорбционная откачка изотопов гелия и водорода слоями сконденсированных газов
1.1. Основные положения
1.2. Статические характеристики процесса криосорбции гелия и водорода слоями сконденсированных газов
1.2.1. Изотермы сорбции гелия и водорода
1.2.2. Зависимость сорбционных свойств криослоев от условий формирования
1.2.3. Температура формирования и температурная предыстория слоя
1.2.4. Скорость формирования слоя
1.2.5. Влияние толщины слоя криоосадка
1.2.6. Влияние примесей
1.3. Динамические характеристики процесса криосорбции изотопов водорода и гелия слоями сконденсированных газов
1.3.1. Зависимость коэффициента прилипания от
величины концентрации сорбата в сорбенте
1.3.2. Влияние температуры поверхности конденсации и температуры газа
1.3.3. Влияние толщины слоя конденсата
1.3.4. Влияние структуры слоя и параметров конденсации
1.3.5. Влияние примесей
1.3.6. Характеристики режима криозахвата
1.4. Одновременная сорбция изотопов водорода и гелия слоями сконденсированных газов

1.4.1. Статические характеристики процесса
одновременной сорбции водорода и гелия слоями сконденсированного аргона
1.4.2. Динамические характеристики процесса 70 одновременной сорбции изотопов водорода и гелия слоями сконденсированного аргона
1.5. Структура криослоев
1.5.1. Взаимосвязь адсорбционных и структурных 72 характеристик криослоев
1.5.2. Кинетика роста и структура слоев 79 конденсированных газов
1.6. Сравнение характеристик криослоев и традиционных 82 сорбентов
Выводы по главе
2. Экспериментальная установка и методика проведения 86 исследования процесса криосорбции на криослоях
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Измерительный модуль
2.3. Методика проведения экспериментов по 92 исследованию процесса криосорбции на слоях десублимированных газов
2.4. Погрешности измерений основных
экспериментальных величин
2.5. Анализ состояния поверхности конденсирующего 105 элемента
2.6. О нижней границе значений давления при 109 определении изостер сорбции
Выводы по главе

Рис. 1.1. Зависимость экспериментально определяемого коэффициента прилипания |3 в порах твердого тела от количества п отражений молекул от поверхности поры для различных значений элементарного коэффициента прилипания |30.
1.2. Статические характеристики процесса криосорбции гелия и водорода слоями сконденсированных газов.
1.2.1. Изотермы сорбции гелия и водорода.
Кеезом первым указал на мономолекулярную сорбцию гелия и водорода на слоях сконденсированных азота, кислорода, неона и водорода [16]. Затем в [17] отмечалась возможность поглощения водорода на слоях аргона и азота при температуре 4.2 К. После появления работы [18], в которой была показана связь между количеством поглощенного водорода и количеством газа сорбента, исследования криосорбции на газовых конденсатах начали интенсивно развиваться. В этой работе был сделан вывод о том, что сорбируемый газ не остается на поверхности сорбента, а