گاز آرگون در علوم هسته ای |کاربرد گاز آرگون در علوم هسته ای

کاربرد گاز آرگون در علوم هسته ای | سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146835980 – 09128699025

تعریف گاز آرگون

آرگون(Argon) یک گاز نجیب و بی‌اثر شیمیایی است که در گروه ۱۸ جدول تناوبی قرار دارد. عدد اتمی آن ۱۸ و نماد شیمیایی آن Ar است. آرگون در شرایط استاندارد بی‌رنگ، بی‌بو، غیرقابل اشتعال و از نظر شیمیایی کاملاً غیرفعال است. این گاز سومین عنصر فراوان در جو زمین است و حدود ۰٫۹۳٪ از حجم هوا را تشکیل می‌دهد.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی

جرم مولکولی: حدود ۳۹٫۹۴ g/mol

نقطه جوش: ‎−185.8 °C

نقطه ذوب: ‎−189.3 °C

چگالی در دمای اتاق: ۱٫۷۸۴ g/L

قابلیت انحلال در آب: کم

واکنش‌پذیری: بسیار کم به دلیل ساختار کامل لایه الکترونی خارجی

نقش کلیدی گاز آرگون در علوم هسته ای

گاز آرگون در علوم هسته‌ای به دلایل مختلفی استفاده می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها محافظت در برابر واکنش‌های ناخواسته، خنک‌سازی، و استفاده به‌عنوان محیط آشکارساز است. در ادامه کاربردهای اصلی آن در این حوزه بررسی می‌شوند.

1.استفاده به عنوان گاز محافظ در رآکتورهای هسته‌ای

یکی از کاربردهای گاز آرگون در علوم هسته ای استفاده از آن به عنوان گاز محافظ در رآکتورهای هسته ای است. در بسیاری از طراحی‌های راکتورهای هسته‌ای، گازهای بی‌اثر برای جلوگیری از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته مورد استفاده قرار می‌گیرند. آرگون به دلیل ویژگی‌های غیرواکنشی و نقطه جوش پایین، گزینه مناسبی برای محیط‌های رادیواکتیو و دمای بالا است.

جلوگیری از اکسیداسیون اجزای فلزی: در راکتورهایی که اجزای فلزی حساس به اکسیژن و نیتروژن وجود دارند، آرگون به‌عنوان گاز پُرکننده یا گاز محیط به کار می‌رود تا از خوردگی و اکسید شدن جلوگیری کند. که از دیگر کاربردهای گاز آرگون در علوم هسته ای است.

ایزوله‌سازی مناطق بحرانی: برخی راکتورها برای بخش‌های بحرانی یا ناحیه‌هایی که واکنش شکافت در آن‌ها اتفاق می‌افتد از آرگون برای ایزوله‌سازی بهره می‌برند تا از ورود گازهای واکنش‌پذیر جلوگیری شود.

کاهش خطر انفجار در سیستم‌های خنک‌کننده مبتنی بر فلزات مایع: در رآکتورهای نوع LMFBR (Liquid Metal Fast Breeder Reactor) مانند راکتورهای سدیم-سرد، آرگون برای جلوگیری از تماس فلز داغ با هوا به کار می‌رود.

۲. استفاده به عنوان گاز آشکارساز در آشکارسازهای ذرات

یکی از مهم‌ترین و پیشرفته‌ترین کاربردهای گاز آرگون در علوم هسته‌ ای و ذرات بنیادی، استفاده از آن به‌عنوان ماده آشکارساز است. آشکارسازهای ذرات برای بررسی خواص نوترون، نوترینو، و سایر ذرات بنیادی استفاده می‌شوند.

آشکارسازهای فاز مایع: در این نوع آشکارسازها از آرگون مایع (در دمای حدود ‎(−186 °C استفاده می‌شود که یکی از بهترین محیط‌ها برای ثبت رد ذرات پرانرژی است.

ویژگی‌های کلیدی آرگون مایع در این زمینه:

بازدهی بالا در تشخیص یونش: ذرات باردار عبوری از آرگون مایع باعث یونیزه شدن اتم‌های آرگون می‌شوند.

تابش فلورسانس در نور فرابنفش (128 نانومتر): این تابش با فوتو آشکارسازهای ویژه مانند PMT یا SiPM قابل شناسایی است.

رزولوشن بالا در تعیین موقعیت: به دلیل وجود میدان الکتریکی در آشکارساز، الکترون‌های آزاد شده از یونش می‌توانند به‌دقت به محل برخورد ذره نسبت داده شوند.

آشکارسازهای فاز گاز: در برخی پروژه‌های هسته‌ای، آرگون به‌صورت گاز استفاده می‌شود، معمولاً در فشار بالا (تا چندین اتمسفر) برای آشکارسازی ذرات آلفا، بتا، یا گاما. این آشکارسازها دارای مزایای زیر هستند:

واکنش‌پذیری پایین: واکنش با گازهای دیگر یا دیواره‌های آشکارساز بسیار کم است.

سیگنال‌های تمیز و قابل تحلیل: کم‌نویز بودن داده‌ها باعث افزایش دقت تحلیل ذرات می‌شود.

۳. آرگون در آشکارسازی نوترینوها

از موارد دیگر کاربرد گاز آرگون در علوم هسته ای ، آرگون در آشکارسازی نوترینوها است، نوترینوها به سختی آشکار می‌شوند و نیاز به آشکارسازهایی با حساسیت بسیار بالا دارند. آرگون به علت چگالی بالا در حالت مایع و توانایی یونیزه شدن، در پروژه‌های نوترینویی بسیار حیاتی است.

واکنش نوترینو با هسته: نوترینو با هسته آرگون واکنش نشان داده و منجر به تولید الکترون یا ذره‌ای دیگر می‌شود که قابل آشکارسازی است.

۴. کاربرد آرگون در تست و کالیبراسیون تجهیزات هسته‌ای

یکی از کاربردهای گاز آرگون در علوم هسته ای ، کاربرد آرگون در تست و کالیبراسیون تجهیزات هسته ای است.

محیط خنثی برای تست آشکارسازها: بسیاری از آشکارسازهای هسته‌ای پیش از استفاده، در محفظه‌های پر از آرگون کالیبره می‌شوند تا از تأثیر سایر گازها جلوگیری شود.

پرتوسنجی و تست تابش‌ها: در برخی آزمایشگاه‌های پرتوسنجی، از آرگون به‌عنوان گاز زمینه‌ای برای شناسایی پرتوهای آلفا، بتا و گاما استفاده می‌شود.

۵. کاربرد آرگون در تولید ایزوتوپ‌های هسته‌ای

در راکتورهای تحقیقاتی یا شتاب‌دهنده‌ها، گاهی از گاز آرگون برای جذب نوترون و تولید ایزوتوپ‌های خاص استفاده می‌شود. هرچند آرگون به‌طور کلی واکنش‌پذیر نیست، تحت شار نوترونی شدید، می‌تواند ایزوتوپ‌هایی مانند ^41Ar تولید کند که مورد دیگر از کاربردهای گاز آرگون در علوم هسته ای است.

^41Ar یک ایزوتوپ پرتوزا با نیمه‌عمر حدود ۱٫۸ ساعت است که در برخی موارد به‌عنوان ردیاب یا در مطالعات جریان هوا و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۶. کاربرد در محیط‌های خلأ و انتقال نمونه‌ها

از کاربردهای گاز آرگون در علوم هسته ای ، کاربرد این گاز در محیط های خلأ و انتقال نمونه ها است.

حمل و نقل ایزوتوپ‌های حساس: گاز آرگون به‌عنوان گاز پوششی برای انتقال نمونه‌های پرتوزا که به اکسیژن یا رطوبت حساس هستند، استفاده می‌شود.

ایجاد محیط خنثی در اتاق‌های دسترسی هسته‌ای: در محفظه‌هایی که انسان یا ابزار با مواد پرتوزا تعامل دارند، محیطی از گاز آرگون برای کاهش واکنش‌های شیمیایی ناخواسته ایجاد می‌شود.

مزایای گاز آرگون در علوم هسته ای

بی‌اثر بودن شیمیایی: آرگون جزو گازهای نجیب است و به‌طور طبیعی وارد واکنش‌های شیمیایی نمی‌شود. این ویژگی باعث می‌شود در محیط‌های بسیار حساس مانند راکتورها و آزمایشگاه‌های پرتوزا، بدون تأثیر بر مواد یا فرآیندها مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از گاز بی‌اثر در این فضاها مانع از بروز خوردگی، انفجار یا تخریب تجهیزات می‌شود ، که یکی از مزایای گاز آرگون در علوم هسته ای است.

ایمنی بالا: یکی از مزایای گاز آرگون در علوم هسته ای ایمنی بالا این گاز  است. آرگون غیرسمی و غیرقابل اشتعال است، بنابراین در مقایسه با بسیاری از گازهای صنعتی دیگر، خطرات ایمنی کمتری دارد. این ویژگی به‌ویژه در محیط‌هایی که پرتوهای یون‌ساز یا مواد پرتوزا وجود دارد، بسیار حیاتی است.

پایداری ایزوتوپی و عدم جذب نوترون: آرگون طبیعی عمدتاً از ایزوتوپ پایدار ^40Ar تشکیل شده است که سطح مقطع جذب نوترونی پایینی دارد. این موضوع باعث می‌شود که در محیط‌های پرتابش نوترونی (مانند داخل راکتور یا اطراف آشکارسازها) مزاحمتی در اندازه‌گیری‌ها یا واکنش‌های ناخواسته ایجاد نکند که از دیگر مزایای گاز آرگون در علوم هسته ای است.

قابلیت یونیزاسیون مناسب: از مزایای گاز آرگون در علوم هسته ای ، قابلیت یونیزاسیون مناسب این گاز است. در حالت گازی و مایع، آرگون به‌آسانی توسط پرتوهای یونی یا ذرات بنیادی یونیزه می‌شود. این خاصیت آن را به یک محیط ایده‌آل برای آشکارسازهای تابش (مانند آشکارسازهای ذرات باردار یا نوترینو) تبدیل کرده است.

تولید نور فلورسانس در آرگون مایع: وقتی ذرات پرانرژی از آرگون مایع عبور می‌کنند، نور فلورسانس با طول موج مشخص تولید می‌شود. این نور قابل آشکارسازی است و در سیستم‌های آشکارسازی پیشرفته، امکان تصویربرداری سه‌بعدی از مسیر ذره را فراهم می‌سازد.

شفافیت نوری بالا: آرگون مایع دارای شفافیت نوری زیادی در محدوده فرابنفش است، که به آشکارسازی نور حاصل از برهم‌کنش‌های ذرات کمک می‌کند.

سازگاری با فناوری‌های مدرن آشکارساز: آرگون هم در حالت گاز و هم مایع با انواع مختلف آشکارسازها (نوری، الکترونی، گازی) سازگاری کامل دارد و از آن در طراحی نسل جدید آشکارسازهای هسته‌ای استفاده می‌شود از مزایای دیگر گاز آرگون در علوم هسته ای است.

قیمت مناسب و در دسترس بودن: از مزایای دیگر گاز آرگون در علوم هسته ای قیمت مناسب و در دسترس بودن آن است ، در مقایسه با گازهای نجیب دیگر مانند هلیوم یا زنون، آرگون قیمت پایین‌تری دارد و به‌صورت صنعتی در دسترس است، که این موضوع برای پروژه‌های بزرگ و پرمصرف (مانند پروژه‌های فیزیک ذرات بنیادی) اهمیت زیادی دارد.

نحوه خرید آرگون و دریافت بار

در اینجا به طور کلی مراحل خرید آرگون و دریافت بار را شرح می دهیم:

برای خرید گاز آرگون شما میتوانید بعد از انتخاب نوع گرید آرگون و حجم مورد نیاز خود از طریق شماره های 02146835980 – 09128699025 با کارشناسان فروش ما تماس حاصل فرمایید . در صورت تایید کالا موارد درخواستی شما در کمترین زمان ممکن به شما مشتریان عزیز تحویل داده میشود.

برای دریافت بار میتوانید بعد از هماهنگی با باربری های معتبر سفارش خود را درب کارخانه سپهر گاز کاویان تحویل بگیرید.