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美国地质调查局:美国可回收氦气3050亿立方英尺
美国的天然气储层中估计含有3060亿立方英尺的可采氦气。
这是根据今天(28日)发布的一份新报告th9月)来自美国地质调查局(USGS),该调查强调了美国在市场上的主导作用,到2020年,其氦产量约占全球总产量的44%。
美国地质调查局(USGS)公布了一些有希望的统计数据,这是其有史以来的首次估计。
美国地质调查局负责能源和矿产资源的副局长莎拉·赖克(Sarah Ryker)在发布会上表示:"氦气评估是我们长期研究从天然气资源到二氧化碳储存潜力等地质储层的完美应用。
这种公开的评估将公正地估计私人市场可以依赖的剩余氦气量。
鉴于美国土地管理局氦气系统的逐步关闭,人们开始担心北美可能不得不严重依赖从俄罗斯和卡塔尔进口氦气,因此这种出版物看起来非常有希望。
阅读更多: 竞相寻找北美来源
在医疗成像、半导体制造、激光焊接、航空航天、国防和能源项目等各种应用中,在可预见的未来,对天然气的高需求无疑将存在。
据美国地质勘探局称,几乎所有的商业氦气供应都来自天然气的生产。当天然气被泵送到地表时,它带来了其他气体,如氦气。然后,氦气可以捕获并储存与天然气分开。
USGS 跟踪氦气产量,无论是在美国还是在全球,我每年的矿物商品摘要。这些估计包括私人油井的生产和联邦氦气系统的释放。
报告中公布的所有估计数均由美国地质调查局根据2013年《氦气管理法》进行。
2021-10-07
沙漠山能源扩展到氢气和压缩空气能量储存
沙漠山能源公司现在提供氢气和压缩空气储能的咨询,这是与厄尔资源公司新达成的一项协议的结果。
公司将服务范围扩大到氦气之外,现在将提供地质、土地、油井规划、钻探和完工,以便在亚利桑那州和西南部开发床和多马尔盐洞储能。
盐洞已被确定为独特的地理特征,可以开采,以提供安全,可靠和经济的散装天然气储存。
扩大盐洞在美国氢能储存中的使用,为在全国建立清洁能源基础设施提供了重要机会。
沙漠山能源公司首席执行官罗伯特·罗尔芬说:"沙漠山能源很高兴地宣布与厄尔资源公司成立合资企业,并有机会参与他们的储能业务。
"沙漠山能源团队的扩张为合资企业做出贡献并参与其未来的成功提供了资源。随着麦考利油田的发现和2022年投产的决定,我们的财政部致力于成为垂直整合的氦生产商的计划。
沙漠山能源公司打算将成品加工氦直接生产、加工和销售给美国国内的氦消费者。
尚澜特种气体有限公司成立于2020年,公司由从事气体行业25年的资深技术人员创建,引进俄罗斯先进的气体产品。公司享有2年自营进出口气体权。也是国内小有盛名的气体公司。我司主营主要生产经营:氦3、高纯氦气、液氦、气球氦气;氘气、三氟化氮、六氟化硫、甲烷;一氧化碳、氯化氢、五氟化溴、六氟化钼;硫化氢、环氧乙烷消毒气、激光气;高纯氮气、高纯氩气、高纯氧气、混合气体;无缝钢瓶检验与服务;气体管道工程等。
尚澜特气服务宗旨:迅速、安全、舒心、价格!
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2021-10-07
电子工业用原料——锗烷
近年来,全球经济结构和产业创新升级加快,世界各国都把电子信息产业置于重要的位置。锗烷是重要的电子工业用原料气体,是制造高纯度锗和各种硅锗合金的中重要原材料,随着半导体工业的快速发展,对锗烷都是要求日益增多。目前,我国绝大部分的锗烷都倚赖进口,价格昂贵,成为了制约我国半导体产业发展的瓶颈。下面向大家介绍一下锗烷的合成工艺。
锗烷一般通过一下方法合成:
一、化学还原法
1、在各种介质中分解金属锗化物
在水中准备锗烷,产率不超过25%;在液氨中进行锗化物和溴化氢的反应时产率有60~70%。将锗化镁和氯化铵按物质的量之比1:4均匀混合后装进锗烷发生系统,待系统抽真空至10pa以下后通过液氨,液氨的总用量为氯化铵重量 的5~10倍,反应时间为30~60min,反应完全后将生成的气体经过粗提纯后用锗烷系统收集,得到锗烷。
2采用二氧化锗作为锗试剂,在碱性溶液或酸性溶液中还原
将浓度低于0.2M的二氧化锗溶液加入到碱金属氢氧化物形成碱性溶液,其中,二氧化锗与碱金属氢氧化物的比例要小于1:2.然后加入碱金属硼氢化物,其中,BH4与二氧化锗的摩尔比要大于4:1,将上述溶液与浓度为1.5-3.0M的硫酸反应得到含有锗烷的气体产品,通过提纯得到高纯度锗烷。
3、采用四氯化锗为锗试剂,还原获得锗烷
将四氯化锗的四氢呋喃溶液滴加到硼氢化钠的氢氧化钠溶液中进行反应,制备锗烷;四氯化锗与硼氢化钠的摩尔比为1:1~10,此工艺简单,成本较低,制得的锗烷产率高,杂质含量少,易于提纯。
二、电化学还原法
锗作阴极,钼或镉作正极,反应时阴极产生甲锗烷和氢气,阴极生成钼或镉的氧化物,亦可电解二氧化锗的酸性或碱性溶液,从碱性溶液制备锗烷,最终得到锗烷、锗和氢气。
三、等离子合成法
用原子氢轰击锗,得到甲锗烷和乙锗烷。
尚澜特气主要产品包括:
稀有气体:氦气,氖气,氪气,氙气
碳氢类气体:甲烷,乙烯,乙烷,丙烯,丙烷,丁烷,丙炔(甲基乙炔),丙二炔,正二丁烯,反二丁烯,新戊烷等等。
其他无机气体:氘气,一氧化碳,二氧化硫,氢气,氯气,氯化氢,笑气,一氧化氮,二氧化氮等等。
氟化类气体:六氟化硫,氟化氢,三氟甲烷,四氟化碳,六氟乙烷,八氟丙烷等等。
以及标准气,混合气。各种气体设备,配件:钢瓶GB5099,DOT, ISO, EN; 阀门QF,CGA,JIS,BS; 杜瓦罐; 汽化器;
联系人:刘海龙
手机号: 13194677939 (微信同步)
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邮箱:shineliu@shanglangas.com
2021-09-30
未来核聚变发电站的工程设计已启动,有望在十年内建成示范工程
中科院等离子体物理研究所所长宋云涛在“碳达峰碳中和科技论坛”上表示,聚变能是核能发展的最终目标,聚变能可以为碳中和的实现做出重大贡献。
在接受新京报记者采访时,宋云涛介绍,他们(团队)已经开始做未来核聚变发电站的工程设计,希望在国家大力支持下,在十年内建成示范工程。
“人造太阳”EAST已稳定运行15年
宋云涛介绍,核聚变能是清洁低碳、安全高效的新能源。核聚变原料和生成物没有放射性物质,它是氘和氚发生反应,不存在核泄漏等问题,即使出现危险,也只是终止反应,非常安全。
全国免费服务电话400:400-1882-517, 13194677939
海水中蕴藏着大约40万亿吨氘,一升水能够提炼0.03g的氘,其发生聚变反应释放的能量相当于燃烧300升汽油或者燃烧336公斤煤。这样算来,地球上的海水可以供人类使用上亿年。
上世纪50年代,氢弹成功试爆,但氢弹爆炸是不可控的核聚变反应,不能作为提供社会生产和人类生活能源的手段。此后,人类致力于受控核聚变研究。
实现受控核聚变的条件十分苛刻,一是燃料需达到1亿摄氏度以上的极高温度(1亿摄氏度的物质处于等离子体态);二是具有足够的密度,从而提高燃料原子核之间碰撞而发生核聚变反应的概率;三是具备足够长的能量约束时间,等离子体维持足够长的时间,以便充分地发生聚变反应,放出足够多的能量。
宋云涛表示,我们国家独立自主创新、协同攻关建设的大科学装置——EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)于2000年开工建设,2006年建成并投入运行。
EAST是世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置,中文名称为“东方超环”。EAST实验装置可以对受控核聚变相关的前沿物理问题开展探索性的实验研究,通常被称为“人造太阳”。其实“人造太阳”的反应原理和太阳一样,太阳每天释放出大量的光和热,因为它的内部不断进行核聚变。目前,EAST装置稳定运行15年。
“人造太阳”零碳排放可为碳中和做贡献
核聚变是氘和氚发生反应,产生惰性气体氦和能量,是零排放。聚变能是核能发展的最终目标,聚变能可以为碳中和的实现做出重大贡献。国际领域专家已经提出较为完善的未来核聚变电站设计方案。我国也会在2060年前建成核聚变电站并广泛应用。
建设核聚变电站成本很高,超导磁体在其中占了约40%,超导材料目前还是非常贵的。但近十年,超导材料价格在下降,工艺和产品成熟了,价格会不断下降。核聚变电站的经济性会越来越高。
另外,相较于其他电站,核聚变电站对人体和生态没有影响,对资源的影响小,所以核聚变电站的外部成本最低。
我国核聚变研究了50多年,取得了一系列突破性进展。中科院合肥研究院等离子体物理研究所正在承担建设聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT),这是国家“十三五”大科学装置,其超导磁体系统有4层楼高,其中包含一个关键部件——极端工况下偏滤器系统,我们已经实现了技术的掌控。目前,工程设计已经验收。
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2021-09-29
皇冠顶端同位素气体—氦3及其应用(下)
氦-3
氦3应用接上篇……
制造氢的同位素氚
目前可供获得的He-3基本上都是通过氚的衰变得到的,而氚通过锂的同位素Li-6 俘获中子反应产生。氚是一种极为重要的核武器原料:主要用于制
造氢弹和提高原子弹裂变装料的利用率,以提高裂变武器和热核武器的爆知当量,便之小型
化。由于氚具有放射性,不稳定,除了技术尚不成熟的海水提取法之外,直接从自然界中提取氦-3几乎不可能。目前核武器所需的氚都是人生产的,即利用中和He-3反应生产氚。
激光放大器工质
在电子光学中,稀有气体的混合物被广泛用作激光放大器中的!在物质,He-3 是其中重要的组分。有文献报道了一例泵浦(Reactor pumped las en) He-3- Ar- Xe激光实验, 它利用热中子和HE-3 的核反应功能来实现其功能
N+ He-3 → p + H3 + 0.76Mev
( n : 中子, p : 质子 )
表面探针
在表面科学中,由于He-3原子具有高度的表面灵敏度和完全的情性,可以作为很好的
表面探针,而He-3自旋回声(spin echo) 技术则成为研究表面内和表面上缓慢运动的理想方法。
寻找宇宙暗物质
天体物理上发现的实物证据有力地支持着关于在银河系的光环中存在非重子暗物质的论断。在一些实验工作6) 的基础上, May et等提出利用超流He-3作为灵敏的工作介质用于搜寻超宇称暗物质(Supersymmetric DarkMatter) 的基本设想; 。之后, 他们报道了·个直接寻找暗物质的新型探测器计划——MACHe-3(Matrix of Cells of superfluid He-3) ”, MACHe-3由1000个基本超流He-3单元组成,每个单元是一个体积约为125mm'的铜制立方体,其中充注了B相的超流体He-3。之所以采用He-3,是因为:①考虑到背景抑制等因素..超流He-3可以获得极高的纯度,其中唯一的杂质是He-4,而它可以被忽略不计,这样一来,
流体介质中没有来自放射性物质的污染,这正是作为灵敏介质所必须具备的条件。(2)考虑到中性伴随子(Neutralino) 探测的优点是双重的。首先, 最大反冲能量只和中性伴随子的质量有轻微的依赖关系。从对撞机实验的最新结果”来看, 靶核(m=2.81GeV/e) 要比进来的中性伴随子(M, ≥32GeV/c2) 小得多。第二, He-3是1/2自旋的核子, He-3探测器主要对轴向作用敏感,这一点使得该仪器和其他仪器不同。
氦-3同位素质谱仪测定技术
He-3是用于考古、地质、水文等领域同位素质谱学研究的一个极有价值的样本。人们普遍认为,He-3是原始的,自地球形成以来就残留在地球内部;而He-4是放射成因产物.,在漫长的地质历史过程中,He-3和He-4不断通过断裂带的裂隙通道向地表扩散,但由于放
射性物质的作用,又不断地使得He-4在地壳中累积。因此,在不同的地质构造环境中,断层构造活动的强烈差异、介质的渗透系数不同以及封存条件的不一致,导致地质样品中He-3/
He-4、He-4/Ne”比值明显不同。通过设计一台用于地学研究的He-3/He-4比值质谱计,
便可测定一些地区不同地质环境、不同物质来源样品中的He-3/He-4比值,从而为地质分
析提供参考依据。
利用氦-3研究太阳的特征
太阳中的热核反应产生了大量的He-3粒子。通过分析太阳光谱中He-3成分的特征,可以间接研究太阳的行为。自Schaeffer和Zah ringer 1”于1962年首次发现太阳高能粒子中He-3丰度的大幅富集现象之后,人们从实验观测和发展理论模型两个方面对太阳He-3富
化行为进行了大量的研究,,这些结果对了解太阳的运行和发展规律提供了重要的参考线
索。例如,有文献]研究了太阳中心He-3反应扩散系统的非线性特性,发现太阳中心有
“汇”速度场可以导致He-3核反应扩散系统失去稳定性,He-3的粒子数密度在状态转变过
程中不守恒,密度总量增大了。换句话说,太阳中心He-3的密度通过反应扩散对流系统的
非线性动力学被增强,从而可抑制Be’和B太阳中微子的产生。
氦-3中子探测器
在过去20多年间,中子探测技术得到不断的细化,这一进展主要归功于对中子结构、动力学、合成物、凝聚态物质磁化作用以及与高强度中子源的开发和建设相结合等中子技术的研究。中子探测在核医学及临床诊断、核电站安全检测系统、环境检测系统、核爆及隐藏核材料探测、空间物理学、航天航空和工业应用等众多领域都有着极其重要的意义。
自2001年的恐怖袭击以来,国土安全部就开始在边境与全国各地都布设了中子正比计数器,以防对钚或其他武器材料的走私行为;并要求每年将20,000到25,000升³He用于这些计数器的消耗。美国还希望其他国家也将此种计数器布设在口岸处.
完美能源氦-3的获取, 中国已经在行动
³He是氚衰变的产物,它是从核武器中收集而来的。在核武器中,氚被用来产生中子以提升钚的爆炸性。直到1988年,氚的制造一直是用于支持美国核武器计划,因为它是提升武器威力的一个关键组成部分。自冷战结束以来,美国已经减少其核武库,从而使得氚和He-3的量都减少。同时,He-3的需求却升高。
氦-3在地球上含量非常少,人们已经把目光投向了月球,2007年“嫦娥一号”的发射,再掀氦-3探测高潮。在对“嫦娥一号”探月卫星微波数据进行一年多的分析后,发现月壤的氦-3 (He-3)存量预计达100万吨,转化成核能后足够地球使用1万年。
(图为典型的稀释制冷机低温探杆)
理想的聚变能资源
He-3的一个非常吸引人的应用是它可作为理想的聚变反应材料,以D-He-3为燃料
的聚变反应堆可以产生洁净和安全的聚变能。D-He-3聚变的主反应过程为
D+He-3--p(14.7MeV) --- AA
反应无放射性产物,产生的中子功率、激活放射性,衰变热以及材料辐射损伤都要比其他的聚变反应小得多。估算表明,中子功率古D-He-3聚变功率之比在5%左右”这就降低了
对堆体辐射屏蔽的要求,同时部件寿命和磁场利用率都可以提高。由式(AA)可见,反应过程伴随着巨大的能量释放。据估算,如果采用D-He-3核聚变发电, 1992年中国的用电总量只需8tHe-3就可满足要求, 而全世界的年用电需求也基本上相当为100T左右He-3的用量。月球表面的月壤中含有丰富的He-3,资源总量可达100万1-500万L这将为解决人类能源危机提供一条极具潜力的途径.
氦-3核磁共振
由于He-3量子上属于奇自旋, 具有核磁矩, 因此在磁场中能够发生核磁共振(NMR, Nuclear Magnetic Resonance) 。磁共振成像(MRI, Magnetic Resonance Imaging) 是一种现代医学临床诊断的新方法。激光增强极化的He-3是一种非常理想的磁共振成像样品,与常规的H(质子) 或者Xel 129磁共振成像相比, 以He-3为样品的磁共振成像具有以下优点:
(1)He-3具有更大的磁矩,比Xe129大2.7倍,因而在给定的极化率密度下其磁共振信
号更大;
(2)具有很高的相对灵敏度;
(3)气态He-3的纵向核自旋弛豫比气态Xe-129更长;
(4) 由激光抽运技术(Optic al Pumping Technology) 自旋交换方法产生He-3的极化率可
达50%或者更高;
(5) He-3不像Xel”那样具有天然的麻醉性。因此, 当He-3被输送到生物体组织中
(例如:人或者动物的肺部),可以给出颇大的核磁共振信号强度、成像空间分辨和数据率。
尤其是在一些应用中,具有麻醉性的¹²⁹Xe是不可用的,比如对婴儿的肺部进行成像。
待续,氦-3 更多应用下期介绍……
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2021-09-29
皇冠顶端同位素气体—氦3及其应用(上)
氦-3
氦(He)属于元素周期表中的0族元素,总共存在8种同位素,从He-3到He-10,其中只有He-3及He-4较稳定,其他同位素都具有放射性。地球上氦元素中属He-4的含量最多,约占99.9%;He-3的含量极小,空气中氦气成分里He-3和He-4的比例大约为10-6:1。He-3和He-4在物理和化学性质上表现出较多的一致性,在室温和大气压力下都是无色、无味、无毒、不燃烧的惰性气体,化学性质极为稳定;都具有极低的临界温度和正常沸点,都不存在三相点,都属于量子流体,存在超流现象等。但是原子结构的不同,使得它们在物理性质上也存在很大的差异,尤其在低温下差异更加明显。
根据量子粒子的特性,He-4的核自旋为偶数,是玻色子;而He-3的核自旋为奇自旋,是费米子。在接近绝对零度的低温下,这两种同位素都服从量子力学的原理,但两者遵循的统计规律是不同的,He-4遵循玻色一爱因斯坦(BE)统计,在2.172K下发生玻色爱因斯坦凝聚转变为超流态;而He-3遵循费米--狄拉克(FD)统计, 在2.6mK下才能发生类似超导体的BCS型凝聚而转变为超流态, 这个温度比He-4的入转变温度低了3个数量级。在宏观上,相同温度下He-3蒸气压比He-4要大许多,例如在1K时,He-3的饱和蒸气压比He-4大80倍,在0.5K时两者则相差近10000倍。
氦-3的应用
氦-3在低温制冷领域的应用
He-3的独特性质引起低温物理和低温工程领域研究者的极大兴趣,其中最令人注目的
是He-3在获取1K以下低温环境所扮演的独一无二的角色,而这个温度区间正是基础物理
学等现代高新科学研究的重要领域。He-3具有低沸点、低密度、高比热容、高热导率等性质,这些性质使它成为低温工程中极为特殊的一种制冷工质,尤其是在接近绝对零度的极低温下。
1956年,瓦尔特斯(G. K. Walters)和费尔班克斯(W. M. Fairbanks)发现,温度在0.87K以下时,3He和4He混合液分成两个完全不同的相,较轻的富3He相浮在上层,而较重的富4He相沉在下层。富3He相也称浓缩相,在0.3K以下时几乎是纯3He。富4He相则称为稀释相,它含有6.4%的3He,即使接近绝对零度也仍有6.4%的3He溶解在4He中。这一特性成为可连续获得毫开温度的稀释制冷机的基础。
1962年,H.伦敦和门德尔松(KurtMendelssohn)等人再次提出稀释制冷实用技术方案。稀释制冷原理与蒸发制冷有相似之处。低温下4He呈超流态,是惰性液体,而3He仍为正常流体,是个活跃成分。因此,若一个容器中盛有3He-4He混合液,下层的富4He相对于上层富3He相来说,可以认为是只起支撑或“机械真空”的作用。只要采取某种方式除去一些富4He相中溶解的3He,下层富4He相中3He浓度降低,势必破坏两相间的平衡,富3He相中的3He原子将穿过分界层扩散到富4He相中去。从界面上看,这相当于3He蒸发,只不过3He分子不是蒸发进入气相空间,而是“蒸发”进入液相的超流态4He中。这个过程实际上是3He不断被稀释的过程,若稀释持续下去,液体就不断被冷却。因此这种制冷方式称为稀释制冷。
当然3He-4He稀释制冷与3He的蒸发制冷还是有很大区别。前面已经提到,在蒸发制冷过程中,随着温度下降,3He蒸气压急剧降低,最终无气可抽而不得不终止制冷过程,这限制3He蒸发制冷的极限温度是0.25K。稀释制冷则不同,富4He相中3He的含量不变,不管温度多低,抽气机总可以维持恒定的3He循环量,因此可以得到比3He蒸发制冷低得多的温度。
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2021-09-29
氙气之“光”
氙气除了在太空和医学方面的用途,在我们日常生活中也经常能见到它的身影。氙气在电光源方面也有突出的应用,大家听的最多就便是氙气灯,尤其在汽车上应用的最多。
氙灯光源是利用高气压或超高气压氙气的放电而发光的电光源。有:长弧氙灯、短弧氙灯、脉冲氙灯等品种。
氙气灯是一种高压放电灯,它的发光原理是利用正负电刺激氙气与稀有金属化学反应发光,因此灯管内有一颗小小的玻璃球,这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属,只要用电流去刺激它们进行化学反应,两者就会发出高达4000K-12000K色温度的光芒。
由于灯内放电物质是惰性气体氙气,其激发球形氙灯电位和电离电位相差较小。氙灯辐射光谱能量分布与太阳光谱接近,色温约为6000K。 氙灯均为连续光谱部分的光谱分布几乎与灯输入功率变化无关,在寿命期内光谱能量分布也几乎不变。 氙灯的光、电参数一致性好,工作状态受外界条件变化的影响小。氙灯一经燃点,几乎是瞬时即可达到稳定的光输出;灯灭后,可瞬时再燃点。氙灯的光效较低,电位梯度较小。
可见,氙气灯是一种优秀的光源。我们可以比较一下现在应用最广的HID汽车氙气灯和普通的卤素灯泡,能更直观的看出其优异的性能。
1、一般的55W卤素灯只能产生1000流明的光,而35W氙气灯能产生3200流明的强光,亮度提升300%,拥有超长及超广角的宽广视野,可大大减少行车事故率。
2、HID氙气灯是利用电子激发气体发光,并无钨丝存在,因此寿命较长,约为3000小时,大幅度超越汽车夜间行驶的总时数。而卤素灯只有500小时。
3、节电性强:35W的氙气灯能发出的是55W卤素灯3.5倍以上的光,大减轻汽车电力系统的负荷,电力损耗节省40%,相应提高了车辆性能,节约能源。
4、色温性好:氙气灯能发出4000K-12000K色温度的光,其中6000K接近日光,而卤素灯只有3000K,光色暗淡发红。
随着经济的发展,氙气灯应用的场景也越来越多。比如隧道照明,氙气灯照明技术与高压钠灯相比具有较大的节能优势,与LED相比照明质量显著提高,建设、维护成本降低等优势,在公路隧道照明系统的建设领域具有巨大的推广价值。
氙气灯作为新兴的电光源,具有照明强度、节能、色温好、稳定安全等优势,是一种很有潜力的照明技术。在未来的生活中,相信氙气之“光”会越来越多地照亮我们的生活!
(以上信息根据网路资料整理)
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2021-09-29
中空玻璃中的氪气
现在在很多建筑和汽车上,都会用到中空玻璃。中空玻璃一般是将两片到三片玻璃夹在一起,中间形成干燥气体空间的玻璃制品,其主要作用是保温隔热。氪气便是常用的填充在玻璃之间的干燥气体,此用途占氪气产量的很大一部分。
建筑物如果使用单层玻璃的窗户,夏季照射的阳光会产生温室效应,即照射到玻璃上的太阳光除一部分反射掉外,一部分射进室内使温度升高。在冬天,由于玻璃的传热系数大,单层玻璃窗则起到散热的作用,保不了温。这就导致了“冬冷夏热”!
能量的传递是通过辐射传递、对流传递和传导传递三种形式来实现的。中空玻璃便是通过减少这三种形式的能量传递从而做到保温隔热的。
辐射传递是能量以辐射的形式传递出去。在一般的玻璃中,阳光的能量以辐射的形式传递给玻璃,这样会导致室内温度升高。而中空玻璃的中间间隔可以很好的阻挡热的辐射,对中空间距的合理配置可以使中空玻璃有效地抵御紫外线的侵袭。
对流传递是当玻璃两侧有温差,导致空气在冷的那面下降在热的那面上升,这样的对流会造成能量的流逝。一般的玻璃周边框架密封性弱,很容易就造成空气的对流,导致能量流失。而中空玻璃的内部空间如果进行合理的结构设计,就可以降低气体的对流,进一步降低内部流量的缺失。
传导传递的传递方式是通过物体分子运动,从而带动能量的活动。中空玻璃之所以能够隔热正是基于传导传递的原理,中空玻璃对能量的传导传递是通过外层玻璃和内部的空气来完成的,玻璃的导热系数是空气的27倍,因此要想阻止这种能量传递方式最好的方法就是提高玻璃的密封性,使内部与外部的空气无法直接产生对接。这就是中空玻璃隔热的原理。
中空玻璃的导热系数比单片玻璃低1半左右,夏天可以保持室内温度不太高,可以减少空调耗电,冬天保温也可以减少供暖消耗。所以中空玻璃是一种节能的产品,将来的用途只会越来越广。特别是现在城市中玻璃幕墙的大厦原来越多,更是刺激了这一需求。
中空玻璃隔热效果可用传热系数K值表示。K值的定义是:在标准条件下,单位时间内从单位面积的玻璃组件一侧空气到另一侧空气的传输热量。K值越小,表示其隔热性越好;K值越大,表示其隔热性越差。简单的说,K值越低,通过玻璃的传热量也越低,窗玻璃的绝热性能越好。
中间的填充气体,常用的有空气氩气氪气等,由下表可以看出,其中K值最低的是氪气。
可见,氪气是制造优质中空玻璃的一种非常适合的原料。
氪气物理性质
氪气化学性质
氪气的是稀有气体的一种,无色、无味、无毒、惰性,集中存在于大气中。它拥有一些独特的物理和化学性质。
这些性质,使得它在很多领域都有应用,而中空玻璃将是今后推动氪气需求的一大用途。并且,随着环保理念越来越深入人心,人们对这种能减少能量损耗的建筑材料,必定会投入更多的关注和研究。
2021-09-29
意大利氙实验的结果暗示了人们可能会发现长期寻找的暗物质--轴子
一组物理学家完成了可能是有史以来第一次发现轴子的实验。
轴子是未经证实的、假设的超轻粒子,它们来自描述亚原子粒子行为的粒子物理标准模型。理论物理学家在20世纪70年代首次提出轴子的存在,是为了解决控制强力的数学问题,这种力将称为夸克的粒子束缚在一起。但是轴子已经成为暗物质的一种流行的解释,暗物质占宇宙质量的85%,却不发光。
如果得到证实,现在还不确定这些轴子是否会修复强大力量中的不对称。东京大学(University of Tokyo)的物理学家Kai Martens说,他们无法解释宇宙中大部分缺失的质量。这些看起来像是从太阳中流出的轴子,其行为不像物理学家认为的充满在星系周围光环中的“冷暗物质”。它们是新发现的太阳内部的粒子,而在那里的大部分冷暗物质似乎自早期宇宙以来存在了数十亿年之久*
也不确定轴子是否被探测到。尽管收集了两年的数据,但与物理学宣布发现新粒子所需的信息相比,信号的迹象仍然很微弱。随着时间的推移,随着更多数据的到来,马滕斯告诉《Live Science》杂志,信号的证据仍然有可能消失得一文不值。
格兰萨索国家实验室(Gran Sasso National Laboratory)洞穴般的内部景观,这是位于意大利中部的一个地下设施,内有氙气合作组织(Xenon Collaboration)的暗物质探测器和许多其他实验。
不过,看起来确实有信号。它是在一个装有3.5吨(3.2公吨)液态氙的黑暗地下储罐里发现的,这个实验是在意大利格兰萨索国家实验室进行的。至少还有两种物理效应可以解释氙的数据。然而,研究人员测试了几种理论,发现从太阳流出的轴子最有可能解释其结果。
截至美国东部时间今天(2020年6月17日)上午10点,没有参与实验的物理学家们还没有审阅这些数据。在公布之前,记者们并没有得到有关发现新粒子的数据。
《Live Science》与两位axion专家分享了氙气合作的新闻稿。
新罕布什尔大学(University of New Hampshire)的物理学家钱达•普雷斯科特•温斯坦(Chanda Prescod Weinstein)在一封电子邮件中对《Live Science》说:“如果这一点得到证实,这将是自发现宇宙加速以来在物理学领域最大的改变游戏规则的因素。”
(1998年宇宙加速的发现表明,不仅宇宙在膨胀,而且膨胀的速度越来越快。)
氙气合作组织(XENON collaboration)在黑暗、绝缘的氙气罐中观察微小的闪光,其中在2016年至2018年间进行的(XENON1T),是迄今为止最大的一个实验。
氙气罐被屏蔽在地下不受大多数辐射源的影响,只有极少数的粒子(包括暗物质)可以进入罐中并与罐内液氙中的原子发生碰撞,从而激发这些闪光。大多数闪光很容易解释,这是物理学家已经知道的粒子相互作用的结果。尽管罐子处于的地下屏蔽层,各种各样的粒子还是会进入罐中激发闪光,很多已知的粒子可以解释氙气探测器中所看到的大部分闪光。氙气研究人员寻找“过剩”的闪光,比你根据已知的粒子物理学所预测的闪光要更多,这可能意味着新粒子的存在。
这是氙气探测器第一次实际探测到过剩,一个在低能范围内活动的峰值,这与物理学家推测太阳轴子确实存在的预期相符。
到目前为止,氙的结果已经部分排除了另一种暗物质候选,即“弱相互作用大质量粒子”(WIMPS)。它没有检测到大多数WIMP产生的足够能量水平的闪光来支持它们的存在,实际上排除了大多数可能的WIMP变种。但是实验还没有发现任何新粒子的证据。
俄勒冈大学物理学家Tien Tien Yu也没有参与氙气实验,她说:“尽管WIMP多年来一直是DM(暗物质)的主导范式,但轴子的存在时间也差不多,近年来寻找轴子的实验激增。”
因此,如果轴子探测能与暗物质研究的最新进展(包括更古老的氙气数据)相吻合,这将使得一度流行的WIMP看起来希望渺茫。
然而,Yu告诉《Live Science》杂志,它本身并不能令人信服。
她说:“如果这是真的,那将是令人兴奋的,但我对此表示怀疑,因为可能有一些以前未经考虑的粒子来源。”。(她补充道,在没有看到数据的情况下很难评估数据。)
例如,一些放射源可能以模拟太阳轴子与液态氙相互作用的模式,被氙的探测器探测到。
Yu指出,此前有未经证实的关于发现暗物质粒子的说法。氙气发现的“太阳轴子”似乎并不代表真正的冷暗物质,因为冷暗物质可能起源于早期宇宙,是“冷的”,而不是太阳产生的热轴子。
(马滕斯说这是真的,但是太阳轴子是以前从未被探测到穿过宇宙的大质量粒子,其在许多方面仍然可被认为是暗物质。但他承认,他们无法解释宇宙中如此大的被无法探测的质量。)
氙气合作组织本身提出了三种可能的解释,来解释氙气罐内部低能量的“过剩”闪光。
其中,最符合他们看到的过剩闪光的,确实是太阳轴子。他们对这个假设有“3.5 sigma”的信心。
马滕斯说,这意味着这是随机背景辐射产生信号的概率约为万分之二,而不是太阳轴子产生的信号。通常,物理学家只有在结果达到5 sigma显著性时才宣布“发现”一个新粒子,当信号达到5 sigma时,意味着信号是由随机波动产生的几率为350万分之一,这样信号是由随机波动产生的几率就非常非常小。
他们考虑的其他可能性不那么令人信服,但仍然值得认真对待。
氙气中可能有未被发现的放射性氚(一种含有两个中子的氢)的痕迹,导致周围的液体闪光。马滕斯说,氙气团队从一开始就努力避免这种影响。不过,他说,这里所讨论的微量氚是不可能被完全剔除出来的。由于XENON1T设备现在已经被拆开,以建立一个更大的未来实验设备,所以已经不可能再回去检查了。
并没有参加氙气实验的宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学的物理学家乔伊·尼尔森(Joey Neilsen)说,假设将氚的数据拟合到3.2 sigma的水平,这相当于随机波动产生信号的概率约为700分之1。
还有另一种可能,那就是来自太阳的已知的微弱中微子也流经地球,与磁场的相互作用比预期的更强烈,在液氙中产生了闪光。如果这是真的,根据氙气合作组织的声明,中微子可以解释他们看到的信号。他们写道,这一假设有3.2 sigma的可信度。
但Yu指出,即使中微子能解释氙的结果,粒子物理的标准模型也必须重新排列,以解释预期之外的中微子行为。
Yu说,还有一条线索,可以告诉我们是否应该认真对待太阳轴子假说,那就是数据随着季节的变化。
她说:“如果信号确实来自太阳轴子,人们会认为由于太阳与地球的相对位置变化,信号会受到变化。”
Yu说,随着我们的地球远离太阳,太阳轴子流应该会减弱。随着地球离太阳越来越近,信号应该会越来越强。
马滕斯说,氙探测器中捕获的信号没有季节性变化,信号太微弱了,而且实验进行了仅仅两年的时间,太短暂了,XENON1T设备无法识别这种变化。
物理学家们很可能会把XENON1T的结果作为近期的初步研究对象。研究小组说,即将进行的一项名为XENONnt的更大的氙气实验,仍在意大利建设中,一旦完成,将提供更清晰的数据。正在美国和中国建设的实验将进一步丰富现有数据。
马滕斯说,一个希望便是,当更灵敏的氙气探测器XENONnt完成其5年的运行后,数据季节变化能被监测到。他说,这将有力推动太阳轴子假说。然后所有的国际实验组织可能会集合他们的氙气来建造一个30吨重的探测器。也许这样就能详细研究这个信号了(如果它是真的),或者探测其他暗粒子。
这些结果仍然是初步的。尽管如此,普雷斯科德.韦恩斯坦(Prescod-Weinstein)说,在这一消息宣布之前,物理学界其实已经有了很多类似结果的讨论。
她写道:“如果这是真的,这是一件大事。”“在没有时间检查结果和与同行讨论的情况下,我不敢评论数据的可信度。当然我更喜欢一些5 sigma的结果!”
(完)
(内容转自LiveScience.com)
2021-09-29
未来已来:干冰生产的突破性设备
Gasworld 2020年8月4日独家报道
瑞士干冰和二氧化碳回收工厂Comtecswis独家向Gasworld透露了其新型无油干冰机的发布,这被称为是这个不断增长的市场上的“世界创新”。
TRIPLE-ICE102 EMD系列和TWIN-ICE102 EMD在现有技术上提供了广泛的重大改进,例如无油操作,无需任何液压驱动,以及一体式雪/气室,具有集成的雪/气分离功能,可在无需任何可拆卸部件/装置的情况下长期运行。
在行业已习惯于液压强制系统的传统背景下,这种创新在干冰生产技术上开辟了一条全新的道路。
众所周知,全球干冰市场正处于高增长模式,这种低温产品在一系列应用中都有很高的需求。
干冰是二氧化碳(CO2)的固体形式,是一种令人难以置信的动态材料,近年来对它的需求一直在大幅增长。物理上独特的是它从固体升华为气体,同时能提供制冷,它的增长主要与它在食品加工厂和便携式食品冷藏中的使用量增加有关。
例如,鲑鱼业使用干冰冷却新鲜鲑鱼;家禽业使用干冰为从包装线下来后的产品保鲜;以及更广泛的肉类包装业多年来一直都在使用干冰。
未来已来
传统生产中,机器输送干冰是由液压驱动的系统实现的,利用油产生巨大的压力,将干冰雪压缩成干冰片、干冰块和各种大小的形态。
使用液压动力意味着系统通过驱动液压活塞,将雪室重的液态二氧化碳生成的干冰雪送入压缩室中以形成干冰的各种形态。
Comtechswis董事总经理Mario Principe解释道:“作为一个行业,我们一直在生产并分销到国际市场的液压驱动干冰机,生产了各种形式的干冰,它们被用于食品冷却、干冰爆破、航空公司餐饮服务和其他许多应用领域。”
“我们提供了各种解决方案,以减少液压系统的噪音排放,并采取预防措施,避免液压油污染生产的干冰。”
然而,随着ComTecswis现在向市场推出了由德国Cryonco GmbH提供动力的新型无油干冰机,Principe将其描述为“世界干冰生产的创新”。
“TRIPLE-ICE102 EMD采用我们最新开发的机电传动装置,经过优化的雪/气分离室由一体式结构制成,无需任何螺钉就能将分离室固定在一起,无需额外的雪/气分离过滤器,且组装部件显著减少,因此TRIPLE-ICE102 EMD是一款全新设计的多功能干冰生产机器。”他说。
所有这些都在三合一ICE102 EMD系列和TWIN-ICE102 EMD产品中达到顶峰。除了获得专利的无油操作、无液压驱动装置和由一个刚性部件制成的雪/气室(也获得专利),该技术的其他重大改进包括新开发的液体二氧化碳喷射器,其能产生颗粒雪,以便更好地分离二氧化碳气体,从而提高了将二氧化碳转化为干冰的整体转化率,并在机器侧面更换了挤出机板。
该系统将整体压力从40吨降至23吨,意味着施加在机器上的压力更小,而其模块化结构和精心设计的部件确保了很高的质量。Principe说:“多亏了这种高精度的制造,对额外的磨削和表面精加工机床的需求已经完全过时了。”
其它特征包括将所有连接口(如液态CO2入口或CO2气体出口)“精确定位”在机器上部,以便在机器后部留出空间和空间,标配了安装在装置后部的电气柜和用以冷却它的空调装置。
Principe补充道:“TRIPLE-ICE102技术已经过测试,它基于从客户反馈中获得的技术改进以及机器当前的制造标准。”
新的和经过验证的驱动装置、结构清晰的开发方法以及与国际客户的良好合作,使我们能够按照我们的座右铭“实现理念”来真正地实现我们的理念。”
他总结道:“随着TRIPLE-ICE102 EMD的问世,我们在技术上又向前迈进了一大步,并为TRIPLE-ICE和TWIN-ICE系列制造出了出色的继承者。”
(以上内容转自Gasworld)
尚澜特种气体有限公司成立于2020年,公司由从事气体行业25年的资深技术人员创建,引进俄罗斯先进的气体产品。公司享有2年自营进出口气体权。也是国内小有盛名的气体公司。我司主营主要生产经营:氦3、高纯氦气、液氦、气球氦气;氘气、三氟化氮、六氟化硫、甲烷;一氧化碳、氯化氢、五氟化溴、六氟化钼;硫化氢、环氧乙烷消毒气、激光气;高纯氮气、高纯氩气、高纯氧气、混合气体;无缝钢瓶检验与服务;气体管道工程等。
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2021-09-29