Әож 39 кремний қос тотығындағы триттийдің (Н ) радиациялық диффузиясы



жүктеу 64.95 Kb.
Дата21.04.2019
өлшемі64.95 Kb.

ӘОЖ 539

КРЕМНИЙ ҚОС ТОТЫҒЫНДАҒЫ ТРИТТИЙДІҢ (Н3)

РАДИАЦИЯЛЫҚ ДИФФУЗИЯСЫ
Суйкимбаева Н.Т., Кулманова С.Ж., Кадиримбетова А.Қ.

М.Х.Дулати атындағы ТарМУ, Тараз
Кеуекті денелердегі газдардың диффузия жылдамдығын білу көптеген процестерде маңызды рөл атқарады, әсіресе химиялық реакцияларда, кеуекті катализаторларда және сорбенттерде. Диффузия коэффициентін өлшеу үшін бірнеше әдіс қолданылады. Солардың ішінде ең көп қолданылатыны стационарлы ағын әдісі. Мұнда цилиндр пішінді қатты үлгі түтікке престеледі немесе желімделеді. Түтіктен шығатын газдарды талдау газдардың эффективті диффузия коэффициентін анықтауға мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде газдардың диффузия коэффициентін анықтау үшін стационарлы емес импульсті әдіс қолданылады. Осы әдіспен анықталған эффективті диффузия коэффициентінің мәні кнудцендік диффузия үшін есептелген диффузия коэффициентінің мәнімен жақсы сәйкес келеді.

Біз 4500С температурада қыздырылған және 1015, 5·1016, 1017 нейтрон·см-2 дозамен реакторда сәулелендірілген кремний қос тотығына белсенділігі 20 мк триттийдің радиациялық ұмтылдырылу процесінің ену мүмкіндігін қарастырдық. Реактор интенсивтілігі 1012 нейтрон·см-2с-1, реактор қуаты – 10мэВ.

Газ диффузиясы масспектрометрлік әдіспен МСХ – 4 масспектрометрімен зерттелді. Датчиктің фоны 10-7 мм сынап бағанасы, үлгі фоны 2·10-2 мм сынап бағанасына тең болып табылады. Газды жібергеннен кейінгі алғашқы кезде көлемде қысым атмосфералық қысымға дейін артады. Газдың өту уақыты: 1) бастапқы үлгілер үшін - 2с; 2) қыздырылған және 1015 нейтрон·см-2 дозамен сәулелендірген үлгі үшін – 2,5с; 3) 5 · 1016 нейтрон·см-2 дозамен сәулелендірілгені үшін – 4с; 4) 1017 нейтрон·см-2 дозамен сәулелендірілген үлгі үшін – 6с. Темір ендірілген кремний қос тотығын 1015 нейтрон·см-2 дозамен сәулелендіргенде газдың өту уақыты – 2с.

Үлгі бетінің ластануын болдырмау үшін үлгі көмірсутек буымен тазартылған. Газдарды сору үшін майсыз цеолиттік сорғыш пен магниторазрядтық НОРД – 100 сорғышы қолданылды.

Орныққан стационар газ ағынының өту уақытын өлшеу тәжірибесі нәтижесінде жоғарыда көрсетілген формула бойынша кремний қос тотығындағы триттийдің радиациялы ұмтылдырылған диффузия коэффициенті анықталды.

Диффузияланатын заттың қабатын зерттелетін үлгінің бетіне қондыру үшін арнайы вакуумдық қондырғы қолданылды. Қондырғының сызбасы 5 – суретте көрсетілген.

Сурет 1. Вакуумдық қондырғының сызбасы

1 – К1, К2, К3 – крандар, 2 – цеолиттік қармауыш, 3 – ішінде үлгі бар ампуланы жапсыруға арналған шығынды, 4 – қабатты қондыратын камера, 5 – вакуум датчигі.

Диффузияланатын затты қондыру қысымы 1,33·10-2Па-ға тең вакуумда вольфрам табақшада жүргізілді. Диффузияланатын заттардың мөлшері: Au – 0,4мг, Cu – 05мг, Fe – 0,5мг-ға тең. Диффузияланатын заттан қондырылған қабаттың бір қалыпты және біртекті болуы үшін табақша үлгіден 20см қашықтықта орналастырылады. Булану уақыты мен қыздыру кезіндегі ток күші, салмақты өлшеу әдісімен анықталады, ал үлгі бетіндегі диффузияланатын заттың қалыңдығы 0,05 – 0,1 мкм-ден аспайтындай етіп таңдалады.

Кремнийдің қос тотығы ондағы атмосферадан сіңірілген органикалық заттарды жағып жіберу үшін қолданылады. Содан кейін кремний қос тотығы 5000С, 6000С температураларда және 10-5 мм. сынап бағанасы қысымда тәулік бойы газсыздандырылады.

Реакторлық сәулелендіру дозасы 1014...1018 нейтрон·см-2-қа тең. Радиациялық ұмтылдырылған диффузия және каталикалық белсенділік коэффициенттері төмендегідей:
(1.1)
Мұндағы - үлгі қабатының қалыңдығы, - берілген көлемді өлшеу мезетіндегі қысым, - орныққан стационар ағын қысымы, - қысымның - дан -ға дейінгі артқан уақыты .

мұндағы - үлгі бетінің ауданы.



- жанастыру (контактілеу) уақыты.

- гальвонометрдің толық бөлік саны.

- бастапқы уақыт мезетіндегі масспектрометрдегі бөлік саны.

- уақыт өткендегі масспектрометрдегі бөлік саны.

[1] жұмыста 6000С температурада белсендірілген кремний қос тотығы үлгісінде каталикалық белсенділік байқалмағандығын көрсетті. Бұл кремний қос тотығы үлгілерін γ – сәулесімен сәулелендіргенде каталикалық белсенділік байқалғандығы туралы Кон мен Тейлор [2,3] мәліметтеріне қайшы келеді.

Бастапқы кремний қос тотығын реакторлық сәулелендіргендегі эксперимент нәтижесі бойынша оның каталистикалық белсенділігі артады, ал темір және мыс ендірілген үлгілерде каталистикалық белсенділік кемиді.

Сонымен қатар, бастапқы және қоспа ендірілген кремний қос тотығында газдар диффузиясының реакторлық сәулелендіру дозасына тәуелділігі қарастырылды. Зерттеу материалына белсенділігі 20мк газы, яғни триттий алынды. Кремний қос тотығы жалтыратылған, 4500С температурада қыздырылған және вертикаль каналды реакторда 1мрд., 50мрд., 100мрд. дозамен сәулелендірілген. Сәулелендіру қуаты 10 МэВ. Газ диффузиясы Мех – 4 масспектрометрімен масспектрометрлік әдіспен зерттелді. Датчик фоны 10-7 мм сынап бағанасы, үлгі фоны 2·10-2 мм сынап бағанасы. Газды жібергеннен кейінгі бастапқы көлемде қысым атмосфералық қысымға дейін артады. Үлгі арқылы газ әртүрлі қысымда өтеді.

1 – суретте диффузияланған триттий массасы көрсетілген. Егер диффузияланған газ массасының үлгідегі фондық мәннен айырмасын алсақ, онда: бастапқы үлгіден газдың өту уақыты 2,75с, қыздырылған үлгіден газдың өту уақыты 1,25с.

Сәулелендірілген үлгілерде:

Сәулелендіру дозасы Газдың өту уақыты

1 мрд - 1с

50 мрд - 1,75с

100 мрд - 1,10с


Зерттеу нәтижелерінен мынандай қорытындылар жасауға болады:

1) Бастапқы (алғашқы) үлгілерде диффузия процесі тез өтеді.

2) Қыздырылған үлгілерде диффузия процесі алғашқы үлгілердегіге қарағанда екі есе баяу өтеді.

3) Сәулелендірілген үлгілерде диффузия процесі баяу өткенімен, сәулелендіру дозасына тәуелді болады. 50мрд. дозаға дейін диффузия процесінде уақыт артады, бұл диффузия коэффициентінің де өзгеретіндігін көрсетеді.

Бастапқы және қоспа ендірілген кремний қос тотығында триттийдің радиациялы ұмтылдырылған диффузия коэффициентінің сәулелендіру дозасына тәуелділігі кестеде көрсетілген.
Кесте 1




Қолданылуы

Коэффициенттің диффузия-

сы (см2 с-1)



Нейтрондардың дозасы см-2

1015

5·1016

1017

1.

Бастапқы кремнийдің қос тотығы

Диффузия коэффициенті

3,5·10-3

4,3·10-4



4,3·10-4

2,3·10-3


8,7·10-4



2.



DFe

5,8·10-5

7·10-4

9·10-5

3.

Cu

DCu

7,2·10-6

6,4·10-5

6·10-6

Триттий қоспасы ендірілген кремний қос тотығындағыға қарағанда, сәулелендірілген бастапқы кремний қос тотығының барлық үлгілері көбірек диффузияланады. Реакторлық сәулелендіруде 5·1016 нейтрон·см-2 дозасына дейін диффузия коэффициенті монотонды өседі, сәулелендіру дозасы артқан сайын диффузия коэффициенті кемиді. Мұны үлгілерде өтетін фазалық өту процесімен байланыстыруға болады. Радиациялы диффузия коэффициентін анықтауда газ абсорбциясы мен МУР рентгенограммасынан берілген сәулелендіру дозаларында аморфты кремний қос тотығы кристалдық фазаға өтетіндігі анықталған. Кристалдық кремний қос тотығында термодиффузия коэффициенті 4500С температурада , ал сәулелендірілген үлгіде тең. Осыдан шығатыны, бастапқы үлгілерде термодиффузия коэффициенті сәулелендірілген үлгілердегіге қарағанда бір дәрежеге үлкен болады. Аморфты үлгілерде 4500С температурада термодиффузия коэффициенті тең, бұл осындай температураларда сәулелендірілген үлгідегі диффузия коэффициентінің шамасына қарағанда 4 дәрежеге үлкен. Бұдан, температуралық қыздыру кезіндегі диффузия коэффициенттерінің арасында күшті айырмашылықтың бар екені анықталды. Мұндай айырмашылықты тәжірибеде ескермеуге болмайды.


Әдебиет


  1. Ч.Н. Саттерфилд, Массопередача в гетерогенном катализе. – М.1976.

  2. Рафальсон А.Э., Шерешевский А.М., Масс – спектрометрические приборы –М. –Л., 1968.

  3. Токжигитов К. Исследование термо и радиационно – стимулированных эффектов в двуоксидах кремния. Автореферат док. Дис. 2000. 205

Каталог: rus -> all.doc -> Konferencia -> Dulaty2012 II-tom
Dulaty2012 II-tom -> Қасенова А.Қ., Елеусіз А. Б. М. Х. Дулати атындағы ТарМУ, Тараз
Dulaty2012 II-tom -> Тәуелсіз Қазақстан ономастикасы: кеше және бүгін Құламанова З. А., Бердібаева Г. М. Х. Дулати атындағы ТарМУ, Тараз
Dulaty2012 II-tom -> Әож 547. 913 Elaeagnus angustifolia гүлінің компонентті қҰрамын зерттеу
Dulaty2012 II-tom -> Коммерциялық банктің несие портфелінің сапасын арттыру мәселелері (Қр екінші деңгейдегі банктер материалдары негізінде) Әуелбаев С. Ш., Абубакирова Г. М
Dulaty2012 II-tom -> Азаматтық іс жүргізу сатыларының ТҮсінігі, ТҮрері және жаңадан ашылған мән-жайлар бойынша істерді қайта қарау сатысының ТӘжірибелік мәні және маңызы жунисалиев А. Т
Dulaty2012 II-tom -> Оронимдердің лексика-семантикалық сипаты Құламанова З. А., Каримова А. Ш. М. Х. Дулати атындағы ТарМУ, Тараз
Dulaty2012 II-tom -> «информатика» курсын оқу кезінде интерактивті тақтаны қолдану құрмашова Г. С., Құсмұхамбетов Е. М. М. Х. Дулати атындағы ТарМУ, Тараз
Dulaty2012 II-tom -> Әож 657 471 бюджеттендіру шығындарды басқарудың тиімді тәсілі
Dulaty2012 II-tom -> Инновациялық даму жағдайында ара қашықТЫҚтан оқыту моделдерін жетілдіру ақынбекова А. Т., Үсіпбаева М. Е


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет