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淺析氦質譜檢漏儀的研發過程

2020-12-22標簽:氦質譜檢漏儀

    在研發氦質譜檢漏儀的過程中你那個對空氣有嚴格的要求,潮濕空氣絕對不能進入工藝容器之中。雅可比博士在當時被譽為曼哈頓計劃中的橡樹嶺擴散工廠的總設計師。為了成功的分離出鈾235,他對真空檢漏技術提出的嚴格的要求有
 
    (1)新的儀器對空氣和殘余氣體的讀數是零,僅對示蹤氣體有響應。
 
    (2)新的儀器本身也是一個抽速較高的真空系統。
 
    (3)儀表的指示能夠反映出漏孔的大小,漏量的大小。這三點要求實際上構成了研制新型檢漏儀器的準則。在研制過程中,對傳統的檢漏方法、光譜儀和皮喇尼規進行了考察。發現在實際運用中都存在著不少的缺點。當時,明尼蘇達州州立大學的尼爾博士正在研制一種可以記錄分子量和原子量大小的質譜儀。經過分析,雅可比認為如果尼爾博士能夠使儀器簡化,那么質譜儀將是一種最好的選擇性檢漏裝置。
 
    當時還論證了新型檢漏裝置的示蹤氣體必須滿足三個要求
 
    (1)系統的殘余氣體的質潛中沒有它的譜線。即便儀器處于大氣環境,這種氣體在儀器中也幾乎不存在。
 
    (2)能夠在試驗狀態下很容易地把它從系統中抽出,所用的示蹤氣體不會污染系統。
 
    (3)分子量低、粘度低、購置方便。顯然,氦氣是滿足這三個要求的最理想的氣體。橡樹嶺的擴散工廠主要是由大型圓柱形容器構成。容器與油罐車上的油罐的大小相當。廠內的大型容器數以百計,一個又一個的聯結在一起。其內部有可以有效分離出鈾235的含有微孔的長管。為了防止泄漏,必須對所有容器的器壁進行嚴格而認真的檢漏。最初用于橡樹嶺擴散工廠的氦質譜檢漏儀封裝在玻殼中。
 
    其零部件和管道也是玻璃制成的。抽氣裝置又用的是玻璃式水銀擴散泵。當這些由玻璃封裝的檢漏儀進入現場后損壞很大。玻璃系統經常破碎,不得不請許多玻璃工進行維修。在當時,熟練的玻璃工實在太少了。
 
    后來參加調試的人員不得不發出最后通諜:如果檢漏儀不能作成實用型,他們將拒絕使用。尼爾博士在十分困難的情況下,終于研制成功了金屬的質譜計和金屬式的真空系統。這也是現代氦質譜檢漏儀的雛形。金屬式氦質譜檢漏儀的研制成功終于適應了擴散工廠對檢漏的嚴格的要求。氦質譜檢漏儀的研制成功為后來原子彈的研制成功作出了歷史性的貢獻。
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