האתגרים הבלתי אפשריים של Xenon Handling

Xenon, גז אצילי פרס על האופי האינטנסיבי שלה ונכסים זוהרים, הוא חיוני במערכות תאורה מתקדמות (כגון מנורות ייצור אינטנסיביות), הדמיה רפואית (כסוכן ניגוד לסריקות CT ו-MRI), ו-Aerospace Propulsion.למרות לחות הגמישות שלה, xenon מציגה גם מכשולים לוגיסטיים משמעותיים.

כיתות חומריות מתפתחות ל- Xenon Containment

התקדמות חדשה בחומרים מדע הביאה מספר מועמדים מבטיחים שמטפלים בחסרונות של מערכות אחסון מורשת.חומרים אלה מוערכים ביכולתם לעמוד בלחצים קיצוניים, להתנגד לדיפוק גז, ולתחזק את השלמות המבנית לאורך שנים של שימוש.

Metal-Organic Frameworks (MOFs)

MOFs הם רשתות גבישיות של תצלומי מתכת המחוברים על ידי ligands אורגני, יצירת מבנים ⁇ עם אזורי משטח עצומים - חלקם מעל 7000 m2 לגרם. pres אלה יכולים מודעותorb xenon באמצעות כוחות ואן עור חלש על לחץ גבוה הרבה יותר מאשר אלה הדרושים עבור אחסון מסיבית נפח.

« « « « « « « « « « « « « «» «»SOites»

כלי לחץ מורכבים קלים (COPVs) הפכו סטנדרטיים בחלל לאחסון הליום וחמצן, אבל הסתגלות עבור xenon דורשת overcoming פולימרים טהורים כמו פוליאתילן או PTFE מאפשרים קרינת xenon מכווץ יותר מ -60%, אשר מוביל להפסדים מורכבים של פחמן.

משקפי מטלליק ו-Metale

עבור cylinders מתכת, החיפוש אחר אי-נוחות ועייפות ההתנגדות הוביל microstructoryed alloys סגסוגת. 316L נירוסטה לסבול מלחץ מושרה מימן כאשר נחשפים גזים כי dissociate על פני השטח מתכת -xen ⁇ לא מרתיעה מחזורי מתכת אחרים, אבל עייפות מכנית מ רכיבה נותרת בעיה.

פרוטוקולי בטיחות ובדיקה לחומרים חדשים

אימוץ חומרים חדשים באחסון xenon דורש הסמכה קפדנית תחת סטנדרטים בינלאומיים כגון ISO 11513 (טריילרי יוטיוב) ו- ISO 9809 (ללא צלילי פלדה) עבור מיכלים הניתנים להחלפה.משטרים כוללים אימות לחץ (בדרך כלל 4-5 פעמים לחץ אווירי), בדיקות מחזוריות (10,000 מחזורי), והזדקנות מואצת בסביבות מדמיות עבור מכולות מבוססת על תחבורה, הסתברות נוספת של קרינת גזים מסוג UF (F) היא בעלת דרישות לחץ דם סטנדרטיות מיוחדות לבדיקות נוגדות לחץ דם מתוחכמות גבוהה.

יתרונות כלכליים וסביבתיים

עלויות מחזור חיים מופחתות

בעוד חומרים מתקדמים גובים עלות גבוהה יותר - חיי שירות מורכבים של MOF עשויים להיות 2-3 פעמים יקר יותר מבקבוק פלדה סטנדרטי - העלות הכוללת של בעלות על 20 שנים יכול להיות נמוך יותר.החיסכון העיקרי מגיע מהפסד גז מופחת (צילנדרים פלדה צמיגים 2 ק"ג לאבד 1-2% בשנה בשל ההצתה; מערכות MOF יכולות לקצץ עד <0.1%) ו- 000 פעמים של ירידה של ירידה של ירידה של 29,000 ק"ג'ין בממוצע ל- 2.

טביעת רגל סביבתית

Xenon הוא משאב נדיר מופק כתוצר של הפרדה אוויר, וכל שחרור תורם להצטברות אטמוספרית (למרות שהוא לא מזיק) האנרגיה המוטבעת בכל קילוגרם - כ 2.5 קילוואט עבור החילוץ והטיהור - עושה שימור חומרים מתקדמים כי ממזער דליפה ישירות את טביעת הרגל שהושגה פחמן - יתר על כן, MOFs יכול להיות מסונתז מ- HIV מבוסס על ידי צינורות ו- nanocarstations מופעלים פוטנציאליים של שירות פחמן-גזיביים עם פחמן-to- 40% מ-cotericial פלדה יש צורך פחמן-cobrield פלדה מופעלת פחמן-cobrield פחמן-cobrieldolrelidials.

כיוונים מחקר עתידיים

כמה טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות להמשיך מהפכה של לוגיית xenon. מתכת hydride מורכב, שפותח במקור לאחסון מימן, נחקרים עבור xenon כי hydrides מסוימים (למשל, ytrium hydride) יכול לספוג גזים אציליים בצורה הפוכה באמצעות מנגנון אחר של בקרה על גבי נפח אבטחה יציב, למרות ש-cookies מסודרים בחבילות מאובטחות הראו באופן יוצא דופן xen אפשרות להפחתה של אבטחה בינונית ו-2.1 גרם לחץ דם (או לחץ דם) כדי לגרור את רמת לחץ דם גבוהה (אך לחץ דם גמישה) ומאובטחת לחלוטין.

כדי להאיץ את אימוץ, ה- Xenon Innovation Consortium (שותפות בין מעבדות מדע החומרי המוביל לבין חברות גז תעשייתיות) השיקה מיטת מבחן שיתופית שתעגל חומרים מועמדים באמצעות תנאי משלוח בעולם האמיתי במשך שלוש שנים. תוצאות מוקדמות מהשנה הראשונה מראות כי גלילים מו-מונים של MOF שמרו על אפס דליפה וקיבולת מודעות עקבית לאחר 2,000 שעות של רטט וטמפרטורות קיצוניות.

מסקנה

אחסון בטוח, יעיל והובלת xenon כבר לא מוגבל על ידי חומרים הנדסיים מסורתיים. מסגרות מתכת-אורגניות, תרכובות פולימר מתקדמות, וננו מבנים כל אחד מציעים יתרונות נפרדים בהפחתה של יכולת, חיסכון במשקל, וחיי מחזור. בעוד אתגרים נשארים בסטנדרטיזציה, הסמכה, ועלות, המסלול הוא ברור: חומרים חדשניים אלה בקרוב יהפכו גלילי פלדה קונבנציונליים עבור רוב יישומי xon ולהבטיח את ההשפעות החיוניות של תעשיית ההפעלה, כדי להבטיח את הסביבה, כדי להבטיח את ההשפעות של מוסדות אלה, ומוצרים קריטיים של מערכות הבריאות, כדי להבטיח את ההשפעות של מערכות הבריאות, וטכנולוגיות קריטיות, וטכנולוגיות קריטיות של מערכות הבריאות, כדי להבטיח את הסביבה, כדי להבטיח את ההשפעות של מערכות ההפעלה, כדי להבטיח את הסביבה, כדי להבטיח את ההשפעות של מערכות ההפעלה, וטכנולוגיות קריטיות של מערכות ההפעלה, וטכנולוגיות קריטיות של מערכות הבריאות, וטכנולוגיות קריטיות של מערכות הבריאות, כדי להבטיח את הסביבה של מערכות ההפעלה, כדי להבטיח את הסביבה של מערכות ההפעלה, כדי להבטיח את הסביבה של מערכות ההפעלה, כדי להבטיח את ההשפעות של מערכות ההפעלה של מערכות ההפעלה של מערכות ההפעלה של מערכות ההפעלה, וטכנולוגיות קריטיות של מערכות ההפעלה, וטכנולוגיות אלה, כדי להבטיח את הסביבה של מערכות ההפעלה של מערכות ההפעלה של מערכות ההפעלה, וטכנולוגיות קריטיות של