Gaseous mixtures of diatomic hydrog

Gaseous mixtures of diatomic hydrogen isotopologues and helium are often encountered in the nuclear energy industry and in analytical chemistry. Compositions of stored mixtures can vary due to interactions with storage and handling materials. When tritium is present, it decays to form ions and helium-3, both of which can lead to further compositional variation. Monitoring of composition is typically achieved by mass spectrometry, a method that is bulky and energy-intensive. Mass spectrometers disperse sample material through vacuum pumps, which is especially troublesome if tritium is present. Our ultimate goal is to create a compact, fast, low-power sensor that can determine composition with minimal gas consumption and waste generation, as a complement to mass spectrometry that can be instantiated more widely. We propose calorimetry of metal hydrides as an approach to this, due to the strong isotope effect on gas absorption, and demonstrate the sensitivity of measured heat flow to atomic composition of the gas. Peak shifts are discernible when mole fractions change by at least 1%. A mass flow restriction results in a unique dependence of the measurement on helium concentration. A mathematical model is presented as a first step toward prediction of the peak shapes and positions. The model includes a useful method to compute estimates of phase diagrams for palladium in the presence of arbitrary mixtures of hydrogen isotopologues. We expect that this approach can be used to deduce unknown atomic compositions from measured calorimetric data over a useful range of partial pressures of each component.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ส่วนผสมของก๊าซฮีเลียมและไฮโดรเจนวาเลนซ์เดียว isotopologues มักพบ ในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ และเคมีวิเคราะห์ องค์ประกอบของส่วนผสมที่เก็บไว้อาจแตกต่างกันเนื่องจากการโต้ตอบกับการจัดเก็บและการจัดการวัสดุ ภู มัน decays ไปฟอร์มไอออน และฮีเลียม-3 ซึ่งสามารถนำไปเพิ่มเติม compositional ผันแปร โดยทั่วไปทำได้ตรวจสอบองค์ประกอบภาพ โดยรเมท วิธีการที่มีขนาดใหญ่ และพลังงานสูง สเปกโทรมิเตอร์มวลกระจายตัวอย่างวัสดุผ่านปั๊มดูด ซึ่งเป็นสิ่งที่ยากลำบากโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าภู เป้าหมายหลักของเราคือการ สร้างเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก รวดเร็ว ใช้ พลังงานต่ำที่สามารถตรวจสอบด้วยน้อยที่สุดการใช้ของเสียและสร้างก๊าซ เป็น complement ไปรเมทที่สามารถสร้างอินสแตนซ์ได้แพร่หลายมากขึ้น เราเสนอเครื่องของ hydrides โลหะเป็นวิธีการนี้ เนื่องจากผลไอโซโทปแข็งแรงดูดซึมก๊าซ และแสดงให้เห็นถึงความไวของกระแสความร้อนวัดองค์ประกอบของอะตอมของก๊าซ พีคกะมีตโลเมื่อเศษส่วนโมลเปลี่ยนน้อย 1% ข้อจำกัดการไหลเชิงมวลผลพึ่งพาเฉพาะการวัดบนลอยฟ้าเข้มข้น การนำเสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เป็นการคาดเดารูปร่างสูงและตำแหน่งของก้าวแรก แบบรวมวิธีการมีประโยชน์ในการคำนวณค่าประมาณของเฟสไดอะแกรมสำหรับพาลาเดียมในกำหนดส่วนผสมของไฮโดรเจน isotopologues เราคาดหวังว่า วิธีการนี้สามารถใช้การรู้จักอะตอมประกอบจากข้อมูล calorimetric การวัดช่วงความดันบางส่วนของแต่ละส่วนประกอบมีประโยชน์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผสมก๊าซ isotopologues ไฮโดรเจนและฮีเลียมอะตอมสองอะตอมมักจะพบในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์และในการวิเคราะห์ทางเคมี องค์ประกอบของสารผสมที่เก็บไว้อาจมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับการจัดเก็บและการจัดการวัสดุ เมื่อไอโซโทปคือปัจจุบันก็สูญสลายไปในรูปแบบไอออนและฮีเลียม 3 ซึ่งทั้งสองสามารถนำไปสู่​​การเปลี่ยนแปลง compositional เพิ่มเติม การตรวจสอบองค์ประกอบโดยทั่วไปแล้วจะประสบความสำเร็จโดยมวลสารวิธีการที่เป็นขนาดใหญ่และพลังงานอย่างเข้มข้น สเปกโทรมิเตอร์มวลสลายวัสดุตัวอย่างผ่านปั๊มสุญญากาศซึ่งจะลำบากโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าไอโซโทปที่เป็นปัจจุบัน เป้าหมายสูงสุดของเราคือการสร้างที่มีขนาดกะทัดรัดรวดเร็วเซ็นเซอร์พลังงานต่ำที่สามารถตรวจสอบประกอบกับปริมาณการใช้ก๊าซน้อยที่สุดและเสียเป็นส่วนเติมเต็มให้มวลสารที่สามารถ instantiated กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น เราเสนอ calorimetry ของไฮไดรด์โลหะเป็นแนวทางการนี​​้เนื่องจากผลไอโซโทปที่แข็งแกร่งในการดูดซึมก๊าซและแสดงให้เห็นถึงความไวของการไหลของความร้อนที่วัดองค์ประกอบของอะตอมของก๊าซ กะพีคมองเห็นเมื่อเศษส่วนโมลเปลี่ยนอย่างน้อย 1% ส่งผลให้เกิดข้อ จำกัด การไหลของมวลในการพึ่งพาอาศัยกันที่ไม่ซ้ำกันของการวัดความเข้มข้นของก๊าซฮีเลียม แบบจำลองทางคณิตศาสตร์จะน​​ำเสนอเป็นขั้นตอนแรกในการคาดการณ์ของรูปร่างและตำแหน่งสูงสุด รวมถึงรูปแบบวิธีการที่เป็นประโยชน์ในการคำนวณประมาณการของเฟสไดอะแกรมสำหรับแพลเลเดียมในการปรากฏตัวของผสมโดยพลการของ isotopologues ไฮโดรเจน เราคาดหวังว่าวิธีนี้สามารถใช้ในการอนุมานองค์ประกอบของอะตอมที่ไม่รู้จักจากข้อมูลแคลอรีวัดในช่วงที่มีประโยชน์จากแรงกดดันบางส่วนของแต่ละองค์ประกอบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ก๊าซผสมของไฮโดรเจนอะตอมฮีเลียม isotopologues และมักจะพบในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์และปฏิบัติการเคมีวิเคราะห์ องค์ประกอบของส่วนผสมที่จัดเก็บจะแตกต่างกันเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์กับการจัดเก็บและการจัดการวัสดุ เมื่อครุ่นคิดอยู่ มันสลายตัวในรูปแบบไอออน และ helium-3 ทั้งสองซึ่งสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบเพิ่มเติม . การตรวจสอบขององค์ประกอบโดยทั่วไปทำได้โดยแมสสเปกโทรเมทรี วิธีการที่มีขนาดใหญ่และพลังงานที่เข้มข้น ามวลกระจายวัสดุตัวอย่างผ่านปั๊มสุญญากาศซึ่งเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาถ้าไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เป็นปัจจุบัน เป้าหมายสูงสุดของเราคือการสร้างขนาดกะทัดรัด รวดเร็ว ประหยัดพลังงาน เซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจสอบองค์ประกอบที่มีปริมาณการใช้ก๊าซน้อยและเสียรุ่น เป็นส่วนเติมเต็มให้กับมวลสารที่สามารถ instantiated อย่างกว้างขวางมากขึ้น เราเสนอนิงของเมทัลไฮไดรด์เป็นแนวทางนี้ เนื่องจากผลของแรงในการดูดซึมก๊าซ และแสดงให้เห็นถึงความไวของการวัดการไหลของความร้อนองค์ประกอบของอะตอมของแก๊ส กะจะบอกตอนเศษส่วนโมลสูงสุดเปลี่ยนอย่างน้อย 1% การไหลของมวลการ จำกัด ผลลัพธ์ในการพึ่งพาเฉพาะของการวัดบนฮีเลียมที่ความเข้มข้น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แสดงเป็นขั้นตอนแรกที่มีต่อการทำนายสูงสุดรูปร่างและตำแหน่ง รูปแบบรวมถึงเป็นวิธีคำนวณประมาณการของแผนภาพเฟสสำหรับแพลเลเดียมในการแสดงตนของโดยพลการผสมไฮโดรเจน isotopologues . เราคาดหวังว่า วิธีการนี้สามารถใช้เพื่อสรุปจักอะตอมองค์ประกอบจากวัดแคโละริเมทข้อมูลช่วงประโยชน์ของแรงกดดันบางส่วนของชิ้นส่วนแต่ละชิ้น