גז Xenon ממלא תפקיד חיוני בדמיית הרפואה החד-צדדית, הרדמה, מחקר מדעי וטכנולוגיות הנעה מתקדמות.בדמיית התחדשות מגנטית (MRI) ויישומים מפוצצים (CT), xenon משמש כסוכן ניגודיות. in ההרדמה, הוא מציע תכונות הגנתיות עצביות עם השפעות שליליות מינימליות של צד hemodynamic.

יסודות של Xenon Gas Contamination ו הרעלה

פעילות כימית וצורות אי-יעילות

Xenon שייך למשפחת הגז האצילית ובדרך כלל נחשב לחסר מבחינה כימית בתנאים סטנדרטיים. עם זאת, בנסיבות ספציפיות - במיוחד בנוכחות סוכנים חמצון חזקים, טמפרטורות גבוהות, או סביבות אנרגיה גבוהה כגון מקורות מיון או תאי פלזמה - יכול לייצר תרכובות של פחמן או פחמן חד-חמצני יכול ליצור אינטראקציה.

מקורות של זיהום

זיהום נובע משלושה מקורות עיקריים: זיהומים ימיים שנותרו לאחר ייצור או תחזוקה, מחוץ לגזימה מחומרי מערכת, ותוקפנות של אוויר חיצוני או לחות באמצעות חותמות.אפילו עקב כמויות של חמצן, מים פנויים, או אורגנים יכולים ליזום תגובות קזקדמיות כי propagate הרעלה.האתגר הוא מורכב על ידי העלות הגבוהה של xenon - לעתים קרובות מאות דולרים לליטר - שיקום חומרים, אך לא רק כדי למזער את כל המסלולים חיוניים כדי למנוע הפצצות חומרים ישירות.

תכונות חומריות קריטיות עבור Xenon Systems

אינרציה כימית והתאמה

הדרישה העיקרית היא שכל החומרים הנצפים חייבים להיות אינסטינקטים מבחינה כימית כלפי xenon וכל המכשולים הצפויים בתנאים התפעוליים - כולל קיצוניות טמפרטורה, מחזורי לחץ וחשיפה לסוכני ניקוי.אינטומנטיות חשובה במיוחד עבור פני השטח שמגעים עם הגז בטמפרטורה גבוהה או בנוכחות שדות חשמליים. Stainless Steels, ⁇ s מסוימים ניקל (למרות שלא כולם), ורובם עוברים בדיקה זו, אפילו לא ניתן לקבל תגובות קרמיקה, אם הם יכולים להיות פעילים או לא יכולים להיות בעלי חומרים ממין או ממין או חומרים ממין.

שיעורי הגז וההפצה

Outgassing - שחרור גזים לכודים או מינים תנודתיים מחומר - introduces contaminants שיכולים להגיב עם Xenon. עבור מערכות חתומות, סך כל שיעורי הגזים חייב להיות נמוך מאוד, לעתים קרובות מתחת 1x10uaFLT:0-9FLT 1 TorrLT 1 / s סנטימטרים ו elastomers הם עבור מימן גדול, אבל הוא אפילו הרעלת זמן לא תקין (או פחמן) אבל הוא יכול להיות מחוסם) או פחמן (או לא תקין של גזים) אבל הוא רק על ידי פחמן (או פחמן) או פחמן (או פחמן) או פחמן (או פחמן) או פחמן (או אטומים) או פחמן (או פחמן) או פחמן) או פחמן (או הרעלת זמן) או פחמן (RLT 1 הרעלת מים גדולים) או פחמן (או הרעלת זמן) דרך מילימטר) או פחמן (R.

רמות פורה ו- Trace Elements

טוהר חומרי בוץ אינו מספיק; אלמנטים של עקבות יש להעריך.לדוגמה, נירוסטה פלדה 304 מכיל כמויות קטנות של כרום ניקל, אבל הכללות של sulfur או Manganese יכול ליצור אתרים תגובתיים. גירסאות גבוהות כמו 316L (פחמן נמוך) מועדות עבור יישומים קריטיים באופן דומה, קרמיקה חייבת להיות חופשי של סיועים רעועים שעלולים להיצמד תחת לחץ תרמי.

יציבות מכנית ומסתורית

מערכות Xenon פועלות לעתים קרובות תחת לחץ גבוה (עד כמה מאות אטמוספירה) ועשויות לעבור אופניים תרמיים מאחסון Cryogenic לטמפרטורת החדר.חומרים חייבים לשמור על יציבות ממדית, לעמוד בפני המצטפת, ולהימנע מעייפות שיכולה ליצור פסולת חלקיקים או נתיבי דליפה.עבור לאטום וכרטיסי גז, הן יישומים סטטיים ודינמיים דורשים איזון של עמידה ומערכת דחיסה נמוכה.

חומרים מומלצים עבור Xenon Gas Systems

פלדה ללא ספק (304/316, אלקטרופולש)

פלדות אל-חלד Austenitic, במיוחד ציונים 304 ו 316, הם סוסי העבודה של בניין מערכת xenon.הם מספקים אינרציה מצוינת, גזים נמוכים כאשר ניקוי כראוי, וכוח מכני טוב. עבור יישומים אולטרה-גבוהים-גבוהים, משטחים אלקטרו-פוליטיים הנדרשים מפלזמה מיקרוסקופית מפחיתה שטח מיקרוסקופי ומסירת ממזהמים ברזל, עוד יותר גזים למטה למטה.

PTFE ו- Fluoropolymers אחרים

Polytetrafluoroethylene (PTFE) משמש נרחב עבור חותמות, כרטיסי גז, וציפויים בשל האינטומיות הכמעט-כימית שלה ומקדם נמוך של חיכוך. PTFE אינו מגיב עם xenon או רוב הזיהומים ויש לו גזים נמוכים מאוד לאחר המיזוג הראשוני (אך PTFE יש מגבלות: זה deforms under העומס (cold), יש טמפרטורות גבוהות יחסית לטמפרטורה גבוהה יותר (או גבוהה יותר) מאשר 260 ק"ג') גבוה יותר (או יותר).

טביעות אדמה ו- Carbon-based Seals

גרפיט גמיש (exfoliated Graite) הוא חומר גז מעולה עבור מערכות xenon.It הוא מאוד אינרציה, יכול לעמוד בטמפרטורות עד 3000 מעלות צלזיוס אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אטריות, ותואמים את אי סדירות משטח ללא זרימה קרה. Graphite יש גם מסלולים נמוכים ו negligible Outgassing לאחר. זה נפוץ בשסתום, גזי, גזיפיות, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 דחוס, אבל דחוסים, 000 דחוסים, כל כך דחוסים, אבל דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים.

Ceramics for High-Performance Applications

אלומיניום (Al2O3) ו zirconia (ZrO2) קרמיקה מועסקים בחיישנים עתירי זמן גבוהים, הזנות חשמלית, ועידוד רכיבים שבהם הן אינרציה והן יציבות תרמי הם קריטיים. Alumina, במיוחד, הוא בלתי אפשרי גזים, יש חומרים מרתיעים, ומתנגדים להתקפה על ידי reactiveurities.

בחירת חומרים על ידי System Component

וסרפס ופיטפינג

עבור מיכלי אחסון וצנרת, 316L נירוסטה פלדה עם משטחים פנימיים אלקטרו-פוליטיים היא ברירת המחדל בחירה. עבור שירות Cryogenic, 304 נירוסטה פלדה משמש לעתים קרובות בשל הקשיחות מעולה שלה בטמפרטורות נמוכות. להימנע נחושת ו פליז כי הם יכולים לזרז תגובות עם עקבות חמצן ולחות אלומיניום ⁇ לפעמים מועסקים איפה ירידה במשקל הוא קריטי, אבל הם דורשים מעבר גזים גבוה יותר מאשר שער נירוסטה.

חותם וגזפים

חותמות סטטיות (flanges, Viewports) מוגשות על ידי גרפים גמישים או PTFE. עבור חותמות דינמיות (פירים מתחדשים, מוטות reciprocating), להשתמש בחיתולים מבוססי PTFE עם מנרכי האביב או PT-פעמי פחמן מלאים PTFE (Perfluoroelastomers (FFKM) מתאימים למושבים שבהם נטייה נמוכה היא כמו סיליקון, כמו תקן של סיליקון, כמו סיליקון, כמו CDDSTDLC (N) ו-NDLCDLCDLC).

Valves and Regulators

(דפוסים עם PTFE או סגסוגת 22 גופים מספקים דליפה tight Sealing ומינימום מת נפח. עבור רגולציה הלחץ, להשתמש כל הרגולטורים עם נירוסטה פלדה pragms ו- Imvals. להימנע רגולטורים עם מושבים elastomeric; אם נדרש, להבטיח שהם עשויים FFKM. כל שסתום עבור Helium דליפות-tigness מתחת 1xFrea:0-Fures: x10-Fine הוא סטנדרטי x-x.

חיישנים פנימיים

חיישנים שנחשפו ל-xenon (למשל, טרנפורים בלחץ, מונים של זרימה המונית) חייבים להשתמש בחומרים רטובים שמתאימים לקריטריונים של אינרציה. חיישנים המבוססים על Ceramic הם אידיאליים, בעוד שחיישנים מבוססי סיליקון צריכים להיות מצופים עם סיליקון nitride או Parylene להגן מפני התקפה כימית. for insulation, alumina or FEsleesving הוא המועדף על PVC או ניילון.

חומרים להימנע מהם והסיכון שלהם

Elastomers ו-Podmers אורגני

elastomers סטנדרטי כגון ניאוף, Viton (FKM), וסיליקון החוצה תרכובות אורגניות תנודתיות (VOCs) שיכולה להיפטר תחת פריקה חשמלית, המוביל לפקדות פחמן ומוצרים לוואי חומציים.גם כאשר בשימוש חיצוני, vapors יכולים לעבור לתוך זרם xenon.

מתכת תגובתית וכלולים

ניקל וסגסוגת ניקל מסוימים (למשל, מונאל) יכולים לזרז תגובות בין xenon לבין זיהומים, במיוחד בטמפרטורות גבוהות. Copper, פליז, וברונזה הם גם בעייתיים כי הם יכולים ליצור תחמוצות להגיב עם לחות זכר. Zinc (הווה כמה פליזות) יכול להתחסן ולהרוס את הגז.

חומרים משותפים עם Fillers

רבים צמחי גז מורכבים מכילים כובלים וממלאים (למשל, סיבים ramid, גומי, סיליקה) שיכולים לצאת גז או מדרג לאורך זמן.אפילו מתרכובות גרפיות עם תערובות מתכת (גרף טונג) יכולים לשחרר מבודד אם המתכת corrodes.תמיד לציין גרפן טהור או PT-FE מבוסס ללא כוויות אורגניות.

התחדשות ובדיקה של חומרים

בדיקות Aging and Outgassing

לפני קבלתם, חומרים צריכים לעבור בדיקות גזים עבור ASTM E595 (outgassing בוואקום ב-125 מעלות צלזיוס) או סטנדרטים דומים. Total Mass Loss (TML) צריך להיות מתחת 0.1% ואסף חומרים עמידים ואטוטאליים (CVCM) מתחת ל-0 0.01%. עבור חומרי מערכת xenon, יותר מגבלות מחמירות עשוי להיות מיושם.

טכניקות ניתוח משטח

סריקת מיקרוסקופיה אלקטרונים (SEM) עם חומרים מלוכדים רנטגן (EDX) יכול לזהות זיהום פני השטח או קורוזיה על רכיבי מתכת. X-ray photoelectelectron spectroscopy (XPS) משמש כדי לאמת את ההרכב הכימי של ציפויים דקים כמו titanium nitride (Ti) או פחמן דמוי יהלום (DLC) לפעמים מוחל כדי להפחית חיכוך ולהפחית irtactivity.

מחקרים בנושא חומרים מתקדמים Xenon הרעלת

כמה דוגמאות בעולם האמיתי מדגישות את ההשלכות של בחירה חומרית ירודה.במתקן הדמיה רפואי אחד, השימוש של nitrile O-rings ב- xenon אחסון מאניפל הוביל לבנייה הדרגתית של שאריות אורגניות על משאבת זרימת הגז. מחזורי פורה הפך תכופים יותר, ואת המתקן חוו עלייה של 30% בצריכת Xenon לפני שהנושא היה במעקב של Ogas-ringing החוצה.

מקרה אחר היה מעורב במעבדה מחקרית באמצעות הרגולטור הפליגי של ניקל למערכת ההעברה של Xenon.לאחר שישה חודשים, פני השטח הפנימיים של הרגולטור הראו פירוק, וספקטרום המוני חשף מינים ניקל פחמן של ניקל בזרם הגז - תרכובת רעילה שנוצרה על ידי התגובה של ניקל עם פחמן חד תחמוצת הפחמן מחוסנים שמן עקבות.

שיטות טובות ביותר עבור מפרט חומרים וקידום

  • (FLT:0) ציון חומרים והשלמתם: FIRLT:1 תמיד דורש דוחות בדיקה חומרית מוסמך (MTRs) עבור הרכב כימי ונכסים מכניים.עבור מתכות, לציין גרסאות פחמן נמוך (למשל, 316L) והשלמת פני השטח (למשל, אלקטרופולש ל-Ra ⁇ 0.5 μm).
  • (FLT:0Engage ספקים מוקדם:FLT:103) עבודה עם ספקים אשר מבינים מערכות גזי טיהור גבוה. יצרנים מכובדים רבים מציעים גרסאות "טוהר גבוה" (UHP) של שסתום ואביזרים כי הם במיוחד ניקוי וחבילה.
  • (FLT:0) ,Implement Inspection:ראה:ראה:ראה: ויזואלית: לבדוק את החותם ואת כלי הגז עבור פגמים. בצע בדיקות דליפות הליום על כל הרכיבים שייחשפו ל- xenon.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ חומר ⁇ : (ה) לשמור תיעוד של כל החומרים המשמשים במערכת, במיוחד עבור רכיבים מוחלפים במהלך תחזוקה.

פיתוח עתידי בחומרים Xenon-Compatible

התקדמות בייצור תוסף מתכת (3D הדפסה) לאפשר יצירת נתיבי זרימה מורכבים עם גסות משטח מבוקר, פוטנציאל להפחית מלכודות זיהום זיהום. ניו קרמיקה-פוימר היברידית ושכבות אטומיות (ALD) נבדקים כדי ליצור משטחים אולטרה-אינט על תת-שכבות זולות.בנוסף, פיתוח מסגרות מתכת-אורגניות (MO) עבור xiveen ולכידת פתרונות משולבים עבור פתרונות מגנטיים חדשים.

מסקנה

(הבחירה היחידה המשפיעה ביותר על מערכות גזי רנטגן.על ידי עדיפות של אינרציה כימית, גזי גז נמוכים, טוהר גבוה ועמידות מכנית, מהנדסים יכולים להפחית באופן דרסטי את הסיכון של הרעלה, להאריך את החיים של מטען הגז, ועלויות תפעוליות נמוכות יותר.