Тректі мембраналарды алу: иондардың зат арқылы жүруі

адамзатқа көбірек пайдалы бола тұра, залалы ең аз болғаны өте қажет. Әр түрлі өндірістердің экологиялығы мен экономиялығына деген бар және әрдайым өсіп отыратын талаптар мембраналық технологиялардың сұранысқа ие болуы мен олардың дамуының жоғарғы динамикасын қамтамасыз етеді.

мен қарапайым басқарумен ерекшеленетін заттарды бөлудің мембраналық әдістерін пайдаланатын технологиялардың өзектілігі, олардың белсенді даму мен жартылай функционалды тәжірибелік пайдалануға бағытталған жаңа перспективті ғылымды қажетсінетін технологиялар секторына жататындығын шарттайды.

мен индустриялар қалыптасқан мембраналық технологиялар бойынша деректер көзі айтарлықтай көлемде жиналған. Барлық полимерлі мембраналар ішінен осы оқу құралы шеңберінде тректі мембраналарға ерекше көңіл бөлетіндігіміз жай емес.

Үдеткішті тректі мембраналарды алу сәтінен бастап 50 жылда тәжірибе жүзінде полимерлі пленканы сәулелендіру технологиясы өзгеріссіз қалды, бірақ геометриясы мен өлшемдері бойынша түрлі тректерді және салдары ретінде берілген жақсартылған сипаттары бар фильтрлейтін материалдар жасауға мүмкіндік беретін латентті тректерді өндеудің айтарлықтай вариациялары пайда болды. Соңғы он жылдықта тректі мембраналарды пайдалану спектрінің кеңеюінде үлкен жетістіктерге иелендік және егер оның бастапқыдағы пайдаланымы тек фильтрация мен ядролық детекторлармен шектелсе, қазір нанотехнологияның қарқынды даму дәуіріне жаңа ионды-тректі мембраналық технологиялар эрасы енді.

ластанулардан тиімді тазарту үшін жаппай қолданылады. Ядролық тректі мембраналарды пайдаланатын суды тазартудағы әдеби деректер мен патентті құжаттарды талдау осы технологиялардың едәуір потенциалы мен шектелмеген мүмкіндіктерін көрсетеді. ТМ негізіндегі жеке фильтрлік элементтер ауыз су, техникалық және ерекше таза суларды пайдалану үдерісі кезінде пайда болатын мәселелердің логикалық шешімі ретінде қарастырылуы мүмкін. Бұл суды тазартудың дәстүрлі жүйелерімен салыстырғанда ионды-тректі мембраналық технологиялардың бірнеше артықшылықтарымен шартталған: бастапқы судың құрамының толқулары кезіндегі тазарту сапасының тұрақтылығы, құрылғылардың ықшамдығы, олардың автоматтандырылуының жоғарғы деңгейі, төменгі эксплуатация шығындары. Тректі мембраналар химиялық және микробиологиялық жағынан ғана емес, сонымен қатар макро- және микроэлементтік құрам жағынан да физиологиялық қамтылған ауыз суды алуға мүмкіндік береді.

иондар үдеткіші ДЦ-60 негізінде жүзеге асып жатыр. Циклотрондық кешеннің бірден-бір технологиялық кешені полимерлі пленканы сәулелендіру технологиялық үдерісін жоғары кәсіби деңгейде жүзеге асыруына мүмкіндік береді. Технологическая лаборатория в составе ускорителя ДЦ-60 үдеткіші құрамындағы технологиялық лаборатория сәулеленіп отырған материалдың сапасын қадағалайды, сонымен қатар тректі мембраналар модификациясына, олардың нанотехнологияда пайдаланылуына және т.б., бағытталған тректі мембраналар негізінде фильтрациялық элементтерді құрастыру айағында ғылыми-зерттеу ізденістерін жүргізеді.

пайда болады (1а сурет), оның зақымдану дәрежесі сәулелендіруші ионның энергиясы мен түріне байланысты. Төмен энергиялар кезінде (кэВ шамасында) беттің үстіңгі аймағында дара ақаулар түзіледі (түйінаралық атомдар және бос орындар). Орташа энергиялар кезінде (МэВ шамасында) созылған ақаулық аймақтар пайда болады (ақаулар тізбегі). Жоғары энергиялар кезінде (жүздеген МэВ) полимерлік пленканың барлық қалыңдығында латентті тректер қалыптасады (1б сурет).

Иондардың зат арқылы жүруі

және ол үш үрдіске бөлінеді :

сипаттамалық жылдамдығы ретінде қарастырылады: V=V0 см/с – сутегі атомының бірінші орбитасындағы электронның жылдамдығы (бірінші «бор» жылдамдығы); V=V0×Z12/3 – атомның аралық орбитасының біріндегі электронның жылдамдығы; V=V0×Z1 –атомның К-қабықшасындағы электрон жылдамдығы.

энергиясы заттың атомдарын иондауға және қоздыруға жұмсалады. Бұл саладағы иондардың меншікті тежеу қабілетін есептеп шығару Бете-Блох формуласына негізделеді:

мұндағы
me, e –электронның массасы мен заряды; V, Z1 – ұшып келуші ионның жылдамдығы мен заряды;
ne –1 см3 тежегіш ортаның электрондар саны;
β=V/c, мұнда c – жарық жылдамдығы;
I – тежегіш орта атомдарының иондалуының орташа потенциалы.

қармау үрдісі ойнайды, бұл ион зарядының азаюына әкеледі. Ион заряды ядро зарядынан әлі өте қатты ерекшеленбей тұрғанда, меншікті тежегіш қабілеті үшін үлкен энергиялар кезіндегідей анықталады (3.1 формула), тек Z1 Zeff – пен алмастырылады (көп зарядты ионның тиімді заряды).

A және B коэффициенттері эксперименттік мәліметтерді нақты сипаттау үшін, әдетте, бірлік мәнге жақын етіп таңдалып алынады. Тиімді зарядты анықтауға арналған екі негізгі формула бар: Браун-Моук және Пирс-Блан формулалары.

атомдарының ядроларымен өзара әрекеттеседі (V

Электрондық және ядролық энергия шығынының толық энергияға үлесінің мысалы ретінде уран-235 бөліну жарқыншақтарының поликарбонатпен өзара әрекеттесуінің есептеулерін келтіруге болады. Оған сәйкес, ядролық құраушы төмен энергиялар аймағында басымдылыққа ие (Е<0,01 МэВ/м.а.б.). 0,1 МэВ/а.е.м. артық энергиялар кезінде электрондық құраушының үлесі Е-ден квадратты түбір тәрізді өсіп, максимумға жетеді және содан кейін 1/Е тәуелділігіне бағынып түседі.