۹ کاربرد مهم کریپتون در صنعت

اگر نام عنصر کریپتون را قبلا شنیدهاید اما هیچ اطلاعاتی در رابطه با کارایی آن ندارید یا نمیدانید چه خصوصیات و ویژگیهایی دارد، با این مطلب همراه باشید. ما در این مقاله به صورت مفصل و دقیق به بررسی خصوصیات و خواص این عنصر شیمیایی میپردازیم و پس از آن کاربردهای عنصر کریپتون در صنایع
اگر نام عنصر کریپتون را قبلا شنیدهاید اما هیچ اطلاعاتی در رابطه با کارایی آن ندارید یا نمیدانید چه خصوصیات و ویژگیهایی دارد، با این مطلب همراه باشید. ما در این مقاله به صورت مفصل و دقیق به بررسی خصوصیات و خواص این عنصر شیمیایی میپردازیم و پس از آن کاربردهای عنصر کریپتون در صنایع مختلف را بررسی میکنیم.
آشنایی با عنصر کریپتون
کریپتون که با حروف اختصاری Kr هم شناخته میشود یک عنصر شیمیایی از گروه ۱۸ (گازهای نجیب) جدول تناوبی است. این گاز بسیار کمیاب بوده و حدودا سه برابر سنگین تر از هواست، رنگ و بوی آن بی مزه و بی رنگ بوده و آن را به عنوان یک تک اتمی میشناسند. این گاز در شهاب سنگها و کانیها و در جو زمین به وفور یافت میشود.
در سال ۱۸۹۸ این عنصر توسط دو شیمیدان بریتانیایی یعنی سر ویلیام رمزی و موریس دبلیو تراورز در بقایای باقیمانده در یک نمونه هوای مایع به طور کامل کشف شد. نامگذاری کریپتون از کلمه یونانی «کریپتوس» که به معنای «پنهان» می باشد، انتخاب شده است. بد نیست بدانید کریپتون را نمیتوان به وفور در جو سیاره ما پیدا کرد.
خصوصیات و ویژگیهای کریپتون
نقطه جوش این گاز ۱۵۳.۴- درجه سانتیگراد (۲۴۴.۱- درجه فارنهایت) که حدودا ۳۰ الی ۴۰ درجه سانتیگراد (۵۰ تا ۷۰ درجه فارنهایت) بالاتر از نقطه جوش آن در اجزای اصلی هوا است، به همین علت جداسازی آن از هوای مایع بسیار راحت خواهد بود.
این عنصر شیمیایی در بعضی از لامپ های الکتریکی و فلورسنت و فلاش لامپهای مورد استفاده عکاسی کارآمد است. در ادامه بیشتر به کاربردهای عنصر کریپتون میپردازیم. این ماده شیمیایی مخلوطی از شش ایزوتوپ پایدار یعنی کریپتون -۸۴ (۵۶.۹۹ درصد)، -۸۶ (۱۷.۲۸ درصد)، -۸۲ (۱۱.۵۹ درصد)، -۸۳ (۱۱.۵ درصد)، -۸۰ (۲.۲۹ درصد)، و کریپتون -۷۸ (۰.۳۶ درصد) است. کریپتون از جمله سبکترین گازهای نجیب با ترکیبات شیمیایی قابل جداسازی شناخته میشود.
کاربردهای کریپتون در صنایع مختلف
در این بخش به صورت دقیق به بررسی موارد استفاده کریپتون در صنایع مختلف همچون صنعت عکلاسی، نورپردازی یا صنعت لیزر میپردازیم.
ساخت چراغهای فلورسنت و باند فرودگاه
یکی از کاربردهای عنصر کریپتون استفاده از آن در ساخت چراغهای باند فرودگاه که قدرت بالایی دارند و به صورت چشمک زن کار میکنند، است. در ضمن این ماده به صورت ترکیبی با گازهای دیگر برای ساخت علائم نورانی همچون نور نئون که نور زرد مایل به سبز است، استفاده میشود. همچنین لامپهای فلورسنت کم مصرف نیز با این عنصر تولید میگردند.
دستگاههای لیزر
عنصر شیمیایی کریپتون برخلاف گازهای سبکتر گروه خود، به اندازهای واکنش پذیر است که ترکیبات شیمیایی خاصی را ایجاد کند. به عنوان مثال، ترکیب این گاز با فلوئور باعث تشکیل فلوراید کریپتون میشود که از آن در برخی از دستگاههای لیزر استفاده میگردد. همچنین از آنجایی که کریپتون یکی از گازهای غیر واکنشی موجود است، از آن در ساخت لیزر استفاده میشود.
ساخت سلاحهای هستهای
از عنصر کریپتون در طول جنگ سرد برای تولید سلاحهای هستهای شوروی استفاده شده است، البته امروزه این گاز در ساخت کلیه راکتورهای هستهای هم مورد استفاده قرار میگیرد. در سال ۱۹۶۰ الی ۱۹۸۳ از ایزوتوپ کریپتون-۸۶ برای اندازه گیری استاندارد طول موج راکتورهای هسته استفاده می شد.
فلش مورد استفاده در صنعت عکاسی
از آنجایی که این گاز به صورت یونیزه شده سفید به نظر میرسد، در ساخت لامپهای خاصی که از آنها به عنوان منبع نور سفید در عکاسی یا چراغهای فلورسنت شناخته میشود، استفاده میگردد. در عکاسی با فلاش نیاز به ایجاد یک رخداد سریع همچون انفجار با سرعت زیاد است و از آنجایی که نباید هیچگونه آسیبی به محصول نهایی یا دستگاه وارد شود، سازندگان دستگاه از گاز بیاثری مانند کریپتون برای فعال کردن فیلامنت استفاده میکنند.
تخمین و اندازه گیریهای طیفی
کریپتون زمانی برای تعیین طول یک متر استفاده میشد. دانشمندان بیان میکنند طول یک متر براساس خط طیفی نارنجی قرمز ایزوتوپ کریپتون ۸۶Kr تعیین میشود. با گذشت زمان، طول یک متر به یک مسافت مشخص تبدیل میشود که اندازه گیری آن با توجه به نور در خلاء رخ میدهد.
تولید دستگاههای مرتبط با هوا و فضا
از آنجایی که گاز کریپتون یک عنصر کارآمد است، از آن در ساخت بسیاری از ماهوارههای کوچک نظیر اسپیس ایکس استارلینک به عنوان پیشرانه در سیستم رانش الکترونیکی ماهوارهای استفاده میشود.
صنعت پزشکی
یکی از کاربردهای مهم کریپتون استفاده از آن در صنعت پزشکی برای تولید دستگاههای کارآمدی همچون اسکنرهای امآرآی مبتنی بر ایزوتوپ کریپتون ۸۳-Kr برای انجام مطالعات در مورد دود تنباکو در ریههای انسان استفاده میشود. این دستگاه میتواند برای درمان بیماریهای ریوی در انسان همچون سرطان ریه به کار برده شود.
همچنین عنصر کریپتون -۸۱، ایزوتوپ رادیواکتیو دیگری از کریپتون است که از آن به عنوان دارویی برای درمان آمبولی شدید ریه استفاده میگردد. در ضمن این گاز پتانسیل استفاده در توموگرافی کامپیوتری (CT-Scan) را دارد، اما به دلیل خاصیت و تاثیراتی که بر خون و بافت دارد، میتواند باعث ایجاد بیهوشی خفیفی شود.
تحقیقات علمی
از کریپتون مایع در ساخت کالریمترهای الکترومغناطیسی شبه همگن استفاده میشود. کریپتون یک ایزوتوپ رادیواکتیو به نام ۸۵-Kr دارد که همچون یک ساطع کننده بتا با حداکثر انرژی ۶۷۰ KeV و نیمه عمر ۱۱ سال در تحقیقات هوا و فضا مورد استفاده قرار گرفته است.
از آنجایی که نیمه عمر کریپتون-۸۱، ۲۳۰۰۰۰ سال است، از آن در تحقیقات رادیواکتیوی مرتبط به باستان شناسی و تحقیقات مرتبط به قطب جنوب استفاده میشود. فرآیند تاریخیابی با استفاده از گاز کریپتون مشابه تاریخگذاری با استفاده از کربن ۱۴ است، اما کریپتون در مقایسه با کربن ۱۴ بیاثرتر بوده و بسیار هم پایدارتر است.
کاربردهای دیگر کریپتون
با استفاده از دو گاز کریپتون و زنون در لامپهای رشتهای فضایی، فیلامنت فراهم میشود تا آنها بتوانند مقاومت بیشتری در برابر دمای عملیاتی داشته باشند. همچنین لیزرهای KrF که طول موج کوتاهی (۲۴۸ نانومتر) را دارند با کمک این گاز تولید شده و به افزایش کارایی موشکهای هوایی کمک میکنند.
نکاتی کاربردی در رابطه با کریپتون
ما در این بخش به کاربردهای عنصر کریپتون اشاره کردیم اما بد نیست بدانید در حالی که این عنصر یک گاز بی اثر غیرسمی است، اما میتواند در یک محیط بسته و محصور باعث ایجاد مشکلاتی همچون خفگی محقق یا تولیدکنندگانی که با آن سروکار دارند، شود.
کریپتون یک گاز بی بو، رنگ و مزه و غیر تحریک کننده است و به همین علت هم هیچ نشانه هشداری ندارد و میتواند باعث ایجاد مسمویت در انسان شود. استنشاق مقادیر زیادی از این گاز باعث سرگیجه، حالت تهوع، استفراغ، از دست دادن هوشیاری و حتی در موارد شدیدتر مرگ میشود. پس حین استفاده از آن ترجیحا سیستم تهویه را روشن کرده و درب و پنجره را باز بگذارید.
در پایان باید گفت ما در این مطلب به صورت کلی به بررسی ویژگیها و خاصیتهای عنصر کریپتون در صنایع مختلف پرداختیم و پس از آن با توجه به آشنایی شما با این عنصر کارآمد به کاربردهای آن در صنایع مختلفی همچون صنعت ساخت انرژی هستهای، عکاسی، لیزر و … پرداختیم.
در صورتی که پس از مطالعه این مطلب سوالاتی در رابطه با این عنصر شیمیایی و موارد استفاده آن دارید، حتما با ما به اشتراک بگذارید.
ارسال نظر شما
مجموع نظرات : 0 در انتظار بررسی : 0 انتشار یافته : ۰