آرگون خالص با خلوص ۵۹۹ برای ایجاد پلاسما و جلوگیری از آلودگی در دستگاههای کوانتومتری استفاده میشود و دقت آنالیز عناصر فلزی را بهطور چشمگیری افزایش میدهد.
در این مقاله، به بررسی نحوه استفاده از گاز آرگون با خلوص بالا در دستگاههای کوانتومتری پرداخته میشود. گاز آرگون با خلوص بالا از جمله اجزای اساسی دستگاههای کوانتومتری به منظور ایجاد شرایط بهینه برای انجام عملیات کوانتومی بهرهبرداری میشود. این مقاله به تشریح مزایا، کاربردها و اثرات استفاده از این گاز در دستگاههای کوانتومتری میپردازد.
دستگاههای کوانتومتری، ابزارهایی هستند که برای انجام عملیاتهای کوانتومی مورد استفاده قرار میگیرند. در این عملیاتها، ویژگیهای کوانتومی مانند اندازهگیریهای دقیق و انتقال اطلاعات با حالتهای ترکیبی از ذرات، به کار گرفته میشوند. برای دستیابی به دقت بالا در این عملیاتها، شرایط محیطی بهینه از اهمیت بالایی برخوردار است.
گاز آرگون کوانتومتری
این گاز، یکی از گازهای نادر دوره جدول تناوبی است که خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی دارد. از آنجا که آرگون به شکل طبیعی ناخالصیهای متفاوتی ندارد، میتوان به راحتی آن را به خلوص بالا تصفیه کرد. این خصوصیت باعث شده تا گاز آرگون با خلوص بالا به عنوان محیطی مناسب برای انجام عملیات کوانتومی در دستگاههای کوانتومتری انتخاب شود.
مزایا
استفاده از گاز آرگون با خلوص بالا در دستگاههای کوانتومتری دارای مزایایی است که عبارتند از:
- کاهش تداخل با محیط:
استفاده از این گاز باعث کاهش تداخل با محیط خارجی و حفظ حالتهای کوانتومی دستگاه میشود.
- اندازهگیری دقیقتر:
ویژگیهای فیزیکی منحصر به فرد آرگون به انجام اندازهگیریهای دقیقتر کمک میکند.
- کاهش اثرات تداخل مغناطیسی و الکتریکی:
خواص غیرفلزی آرگون باعث مهار اثرات تداخل مغناطیسی و الکتریکی میشود.
کاربرد گاز آرگون با خلوص بالا در دستگاههای کوانتومتری
استفاده از گاز آرگون با خلوص بالا در دستگاههای کوانتومتری در زمینههای مختلفی از جمله ارتباطات کوانتومی، کامپیوترهای کوانتومی، و اندازهگیریهای دقیق مورد استفاده قرار میگیرد.
در آزمایشگاههای متالورژی و کنترل کیفیت، دستگاههای کوانتومتری یکی از دقیقترین ابزارها برای شناسایی و اندازهگیری عناصر فلزی هستند. عملکرد صحیح این دستگاهها تا حد زیادی به نوع و کیفیت گاز مورد استفاده بستگی دارد، که در این میان گاز آرگون با خلوص بالا نقش اصلی را ایفا میکند.
آرگون به عنوان گازی نجیب و کاملاً بیاثر، در محیط تخلیه الکتریکی دستگاه حضور دارد و از اکسید شدن یا ترکیب ناخواسته اتمهای فلز با گازهای دیگر جلوگیری میکند. این گاز موجب ایجاد پلاسما یا جرقهای پایدار میشود که در آن اتمهای نمونه برانگیخته شده و خطوط طیفی ویژهای ساطع میکنند. دستگاه کوانتومتر با تحلیل این خطوط، ترکیب شیمیایی دقیق نمونه را تعیین میکند.
در فرآیندهای آنالیز کوانتومتری، آرگون با خلوص ۹۹٫۹۹۹٪ بهصورت مداوم در مسیرهای ورودی و خروجی دستگاه جریان دارد تا محیطی پاک و عاری از اکسیژن و رطوبت ایجاد شود. هرگونه ناخالصی حتی در حد چند ppm میتواند باعث ایجاد نویز در طیف، کاهش شدت سیگنال و در نتیجه افت دقت نتایج گردد.
به همین دلیل، انتخاب سیلندر آرگون دارای گواهی آنالیز معتبر، استفاده از رگولاتورهای مخصوص گازهای خلوص بالا و انجام سرویس منظم سیستم گازی دستگاه، از اصول مهم در بهرهبرداری از دستگاههای کوانتومتری محسوب میشود.
در دستگاه کوانتومتری از گاز آرگون با چه درصد خلوصی استفاده میشود؟
در دستگاههای کوانتومتری از گاز آرگون با خلوص بالا، معمولاًاز درصد خلوصی 99.999% استفاده میشود. این خلوص بالا از آرگون، برای ایجاد شرایط بهتری جهت انجام عملیات کوانتومی، مانند اختلاف نسبتاً کمی در ویژگیهای فیزیکی ذرات درون دستگاه کوانتومتری، از جمله انجام اندازهگیریهای دقیقتر، استفاده میشود.
در دستگاههای کوانتومتری (Optical Emission Spectrometry – OES) که برای آنالیز دقیق ترکیب شیمیایی فلزات استفاده میشوند، گاز آرگون با خلوص بالا نقشی حیاتی دارد. این گاز بیاثر به عنوان محیط پلاسما و گاز پوششی درون دستگاه عمل میکند و از واکنشهای ناخواسته بین نمونه و اکسیژن یا نیتروژن هوا جلوگیری میکند.
آرگون بهدلیل ساختار شیمیایی خنثی خود، باعث ایجاد پلاسمایی پایدار و یکنواخت در منبع جرقهای یا تخلیه نوری میشود. در این شرایط، اتمهای فلز نمونه برانگیخته شده و طیف نوری مشخصی تولید میکنند که توسط آشکارساز دستگاه ثبت میشود. هر عنصر، طول موج مخصوص به خود را دارد و از این طریق میتوان درصد دقیق عناصر را تعیین کرد.
در سیستمهای کوانتومتری، معمولاً از آرگون با خلوص ۹۹٫۹۹۹٪ (۵۹۹) استفاده میشود، زیرا وجود ناخالصیهایی مانند اکسیژن، نیتروژن یا رطوبت میتواند باعث افت دقت نتایج و ایجاد نویز در طیف شود. علاوهبراین، گاز آرگون برای شستشوی مسیر نوری، خنکسازی محفظه و حفاظت از الکترودها نیز به کار میرود.
به طور کلی، کیفیت و خلوص گاز آرگون تأثیر مستقیم بر دقت، تکرارپذیری و عمر مفید تجهیزات کوانتومتری دارد. استفاده از سیلندرهای استاندارد و گازهای دارای گواهی آنالیز، تضمینکننده نتایج قابل اعتماد در آزمایشگاههای متالورژی و کنترل کیفی است.
بدون دیدگاه