Gaz mantosu - Gas mantle

Tam parlaklıkta parlayan bir Coleman beyaz gaz fener manto

Bir akkor gaz manto , gaz manto veya Welsbach manto üretilmesi için bir cihaz olup , akkor bir alevi ile ısıtılır zaman parlak beyaz ışık. Adı onun orijinal ısı kaynağına atıfta gaz ışıkları ışıklı caddeleri arasında Avrupa ve Kuzey Amerika'da 19. yüzyılın sonlarında. Manto , alevin üzerinde bir pelerin gibi asılı kalma şeklini ifade eder. Gaz mantoları portatif kamp fenerlerinde , basınçlı fenerlerde ve bazı kandillerde de kullanılmıştır.

Gaz mantolar genellikle, metal nitratlarla emprenye edildiğinden, ilk kullanım sırasında ısıtıldığında sert fakat kırılgan bir metal oksit ağı bırakmak üzere yanan kumaş parçaları olarak satılır; bu metal oksitler kullanıldıklarında alevin ısısından ışık üretirler. Toryum dioksit yaygın olarak önemli bir bileşendi; olmak radyoaktif , bu imalat gömleği katılanların güvenliği ile ilgili kaygıları beraberinde getirmiştir. Ancak normal kullanım, minimum sağlık riski oluşturur.

mekanizma

Manto, ipek, rami bazlı suni ipek veya suni ipekten yapılmış kabaca armut biçimli bir kumaş çantadır . Lifler metalik tuzlarla emprenye edilir; Manto bir alevle ilk kez ısıtıldığında, lifler saniyeler içinde yanar ve metalik tuzlar katı oksitlere dönüşerek orijinal kumaş şeklinde kırılgan bir seramik kabuk oluşturur. Bir manto, küçük kızılötesi radyasyon yayarken görünür spektrumda parlak bir şekilde parlar . Nadir toprak oksitleri ( seryum ) ve aktinid ( toryum mantoda) düşük olması salım (bir ideal ile karşılaştırıldığında kızılötesinde kara cisim ), ancak yüksek emisyon sahip görünür spektrum . Ayrıca, emisyonun, ısıl dengeye ulaşmadan önce yanma ürünlerinden gelen ışık emisyonu olan kandolüminesans tarafından arttırıldığına dair bazı kanıtlar vardır . Bu özelliklerin kombinasyonu, bir kerosen veya sıvılaştırılmış petrol gazı alevi ile ısıtıldığında , istenmeyen kızılötesinde nispeten az enerjiyle, çoğunlukla görünür ışık olan yoğun radyasyon yayan ve ışık verimini artıran bir manto verir .

Manto, alevi küçük tutarak ve basit bir lambadan daha yüksek yakıt akış hızlarında içerde tutarak yanma sürecine yardımcı olur. Manto içindeki bu yanma konsantrasyonu, ısının alevden mantoya transferini iyileştirir. Manto, tüm kumaş malzemesi yandıktan sonra büzülür ve ilk kullanımdan sonra çok kırılgan hale gelir.

Tarih

Yüzyıllar boyunca açık alevler kullanılarak yapay ışık üretildi . Limelight 1820'lerde icat edildi, ancak siyah cisim ışıması yoluyla görünür ışık üretmek için gereken sıcaklık , küçük ışıklar için pratik olamayacak kadar yüksekti. 19. yüzyılın sonlarında birkaç mucit, bir malzemeyi daha düşük bir sıcaklığa ısıtmaya, ancak beyaz ışığı simüle etmek için ayrı spektral çizgilerin emisyonunu kullanmaya dayanan etkili bir alternatif geliştirmeye çalıştı .

Birçok erken girişim , metal nitratlara batırılmış platin - iridyum gazlı bez kullandı , ancak bunlar, bu malzemelerin yüksek maliyeti ve zayıf güvenilirlikleri nedeniyle başarılı olmadı. İlk etkili manto , adını mucidinden alan 1881'deki Clamond sepetiydi . Bu cihaz, platin tel kafesle desteklenmesi gerekmeyen akıllıca üretilmiş bir magnezyum oksit matrisinden yapılmıştır ve 1883'teki Crystal Palace sergisinde sergilenmiştir .

Modern gaz örtüsü, 1880'lerde nadir toprak elementleri üzerinde çalışan ve Robert Bunsen'in öğrencisi olan bir kimyager olan Carl Auer von Welsbach'ın birçok buluşundan biriydi . Ignaz Kreidl , Welsbach mantosunu yaratmak için ilk deneylerinde onunla birlikte çalıştı. İlk işleminde %60 magnezyum oksit , %20 lantan oksit ve %20 itriyum oksit karışımı kullandı , buna "Actinophor" adını verdi ve 1887'de patenti aldı, 15 Mart 1887'de yayınlanan ABD patenti, #359.524. Bu orijinal mantolar yeşil renkli bir ışık verdi ve çok başarılı olmadı. Carl Auer von Welsbach'ın ilk şirketi 1887'de Atzgersdorf'ta bir fabrika kurdu , ancak 1889'da başarısız oldu. 1889'da Welsbach, toryumdan bahseden ilk patentini 5 Mart 1889, ABD patenti #399.174 aldı. 1891'de çok daha beyaz bir ışık veren ve daha güçlü bir manto üreten %99 toryum dioksit ve %1 seryum dioksitten oluşan yeni bir karışımı mükemmelleştirdi . Bu yeni mantoyu 1892'de ticari olarak tanıttıktan sonra, hızla Avrupa'ya yayıldı. Gaz örtüsü, 1900'lerin başlarında elektrikli aydınlatmanın yaygın olarak kullanılmaya başlanmasına kadar sokak aydınlatmasının önemli bir parçası olarak kaldı.

Üretme

Mantolar, kullanılmamış yassı paketlenmiş formlarında

Bir manto üretmek için, pamuk bir ağ torbaya dokunur veya örülür, seçilen metallerin çözünür nitratları ile emprenye edilir ve daha sonra ısıtılır; pamuk yanar ve nitratlar, katı bir ağ oluşturmak için bir araya gelen nitritlere dönüştürülür. Isıtma devam ederken, nitritler sonunda çok yüksek erime noktasına sahip katı oksitlerin kırılgan bir ağına ayrışır.

Erken mantolar, oksit yapısı kolayca taşınamayacak kadar kırılgan olduğundan, ısıtılmamış pamuklu ağ durumunda satıldı. Manto, pamuk ilk kullanımda yandığında çalışan forma dönüştü. Kullanılmayan mantles pamuk hızlı, asidik metal nitratlar aşındırıcı doğası, daha sonra, bir manto ıslatılmasıyla ele alınmış bir sorun çürümüş, çünkü uzun süre depolanamaz olabilir amonyak fazla asidin nötralize edilmesi için çözelti.

Daha sonra mantles guncotton (yapılmıştır nitroselüloz ) veya kolodyum , bu malzemenin en ince lifler üretilebilir, çünkü oldukça sıradan pamuk, ama buna dönüştürülen geri olmak zorunda selüloz içine daldırma ile amonyum sülfat , çünkü ilk kullanımdan önce guncotton oldukça yanıcı ve patlayıcı olabilir. Daha sonra, bir pamuklu mantoyu, manto ilk kullanıldığında yakılacak olan ince bir tabaka ile kaplayan bir kolodion çözeltisine daldırarak yeterince güçlendirilebileceği keşfedildi.

Mantoların, onları lamba bağlantısına bağlamak için bir bağlama ipi vardır. Asbest onun nedeniyle yasaklandı kadar kanserojenlik , bir asbest parçacığı kullanıldı; modern mantolar bir tel veya seramik elyaf iplik kullanır.

Güvenlik endişeleri

toryum

Toryum radyoaktiftir ve bozunma ürünlerinden biri olarak radyoaktif gaz radon -220 üretir . Ayrıca, akkor hale gelinceye kadar ısıtıldığında toryum, büyümekte olan radyo-kızlarını , özellikle radyum -224'ü uçucu hale getirir . Çok kısa yarı ömrüne rağmen, radyum radyo ebeveyninden (toryum-228) hızla yenilenir ve mantonun akkor haline gelene kadar her yeni ısınması havaya taze bir radyum-224 akışı bırakır. Bu yan ürün, manto iç mekanlarda kullanılıyorsa solunabilir ve dahili bir alfa yayıcı radyo-toksisite sorunudur. Toryumun ikincil bozunma ürünleri arasında radyum ve aktinyum bulunur . Bu nedenle, toryum mantolarının güvenliği konusunda endişeler var. Bazı nükleer güvenlik kurumları, kullanımları hakkında tavsiyelerde bulunur.

1981'de yapılan bir araştırma, bir yıl boyunca her hafta sonu bir toryum manto kullanmanın dozunun 3-6 mikrosievert (0,3-0,6  mrem ) olacağını tahmin ediyordu; bu, yaklaşık 2,4 mSv'lik (240  mrem ) normal yıllık arka plan radyasyon dozuna  kıyasla çok küçüktü. bu, toryumun havada değil, bozulmadan kaldığını varsayar. Bir mantoyu gerçekten yutan bir kişi 2 mSv (200  mrem ) doz alacaktır  . Bununla birlikte, radyoaktivite, manto üretimi ile uğraşan insanlar için büyük bir endişe ve bazı eski fabrika sahalarının etrafındaki toprağın kirlenmesi ile ilgili bir sorundur.

Potansiyel bir endişe nedeni, toryum gazı mantolarından gelen parçacıkların zamanla "düşmesi" ve yiyecek veya içecekle alınabilecekleri havaya karışmasıdır. Bu parçacıklar ayrıca solunabilir ve akciğerlerde veya karaciğerde kalabilir ve arka plan radyasyon riskini aşan uzun süreli maruziyete neden olabilir. Ayrıca, manto mekanik darbe nedeniyle parçalanırsa, toryum içeren tozun salınması da endişe vericidir.

Tüm bu sorunlar, bazı ülkelerde genellikle itriyum veya bazen zirkonyum gibi alternatiflerin kullanılmasına yol açmıştır , ancak bunlar genellikle daha pahalı veya daha az verimlidir. Güvenlik endişeleri, başlangıçta bu endişe için mantolara uyarı etiketleri yerleştirmeyi kabul eden ve daha sonra itriyum kullanmaya geçen Coleman Şirketi'ne ( Wagner v. Coleman ) karşı açılan federal bir davanın konusuydu .

Haziran 2001'de NUREG , Kaynak ve Yan Ürün Malzemeler için Muafiyetlerin Sistematik Radyolojik Değerlendirmesi hakkında, radyoaktif gaz örtülerinin ABD'de açıkça yasal olduğunu belirten bir çalışma yayınladı .

Ayrıca bakınız

Notlar

Dış bağlantılar