Filtry jądrowe

Uzyskana w akceleratorze wiązka ciężkich jonów może być użyta do produkcji filtrów mikroporowatych. Ciężki jon przechodząc przez cienką warstwę (błonę) napromieniowanego materiału, najczęściej polimeru, wytwarza kanalik na skutek silnego radiacyjnego uszkodzenia. W miejscu uderzenia jonu cząstki materiału zostają rozerwane i rozbite na drobniejsze składniki – rodniki. Tlen atmosferyczny lub chemiczne środki utleniające (np. nadtlenek wodoru) powodują powstanie kwasów, z których w procesie trawienia powstają łatwo rozpuszczalne sole. Dodatkowo celu przyspieszenia procesu trawienia błona oświetlana jest promieniowaniem nadfioletowym, które powoduje dalsze rozerwanie wiązań. Płukanie błony powoduje że w miejscach przez które przeszły jony powstają regularne pory. Wymiary tych porów zależą od rodzaju i energii jonów, rodzaju materiału i warunków trawienia.

Filtry jądrowe charakteryzują się bardzo regularnym kształtem porów. Przekrój jest praktycznie okrągły, a liczba i wymiary mogą być łatwo kontrolowane przez zmianę czasu napromieniowania i czasu trawienia. W zależności od potrzeb pory mogą mieć średnicę od pojedynczych nanometrów do mikrometrów. Grubości filtrów wynoszą od pojedynczych mikrometrów do kilkudziesięciu mikrometrów. Wymiary filtrów, przy odpowiednim sterowaniu wiązką jonów, mogą być rzędu metrów kwadratowych i mieć dowolny kształt.

Kolejną zaletą filtrów jądrowych jest praktycznie jednakowy przekrój porów przez całą długość. Powoduje to że zatrzymywane cząstki zbierają się na powierzchni zewnętrznej i filtry te mogą być czyszczone przez przepływ gazu lub cieczy w przeciwnym kierunku.

Filtry jądrowe charakteryzują się dużą odpornością na działanie rozpuszczalników i kwasów, a także wysokie i niskie temperatury.

Zastosowania filtrów jądrowych

Źródła

  1. Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania, PWN, Warszawa 1987, strony 380-382