स्पेलेशन

प्रभाव के परिणामस्वरूप स्पेलेशन प्रभावकारी वस्तु के प्रवेश के साथ या उसके बिना हो सकता है। एनीमेशन के लिए छवि पर क्लिक करें।

स्पैलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें प्रभाव या तनाव के कारण सामग्री के टुकड़े (रोड़ी ) शरीर से बाहर निकल जाते हैं। प्रभाव (यांत्रिकी) के संदर्भ में यह एक प्रक्षेप्य द्वारा प्रभाव के दौरान एक लक्ष्य से सामग्री की निकासी का वर्णन करता है। ग्रहों के विज्ञान में, स्पेलेशन एक ग्रह की सतह पर उल्कापिंड के प्रभाव और वायुमंडल और ग्रहों की सतहों पर तारकीय हवाओं और ब्रह्मांडीय किरणों के प्रभाव का वर्णन करता है। खनन या भूविज्ञान के संदर्भ में, स्पेलेशन चट्टान में आंतरिक तनाव के कारण चट्टान के चेहरे को तोड़ने वाले चट्टान के टुकड़ों को संदर्भित कर सकता है; यह आमतौर पर शाफ्ट खनन दीवारों पर होता है। नृविज्ञान के संदर्भ में, स्पेलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग पत्थर के औजारों जैसे तीर के सिरों को बुनकर बनाने के लिए किया जाता है। परमाणु भौतिकी में, स्पैलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक भारी नाभिक एक उच्च-ऊर्जा उप-परमाण्विक कण द्वारा हिट किए जाने के परिणामस्वरूप कई न्यूक्लियॉन उत्सर्जित करता है, इस प्रकार इसके परमाणु भार को बहुत कम कर देता है। औद्योगिक प्रक्रियाओं और बायोप्रोसेस में पेरिस्टाल्टिक पम्प के भीतर टयूबिंग के बार-बार ठोके जाने के कारण टयूबिंग सामग्री के नुकसान को स्पैलेशन कहा जाता है।

ठोस यांत्रिकी में

स्पैलेशन तब हो सकता है जब एक तन्यता तनाव तरंग एक सामग्री के माध्यम से फैलती है और फ्लैट प्लेट प्रभाव परीक्षणों में देखी जा सकती है। यह तनाव के कारण आंतरिक गुहिकायन के कारण होता है, जो सामग्री की स्थानीय तन्य शक्ति से अधिक तनाव तरंगों के संपर्क से उत्पन्न होता है। प्लेट के मुक्त सिरे पर एक टुकड़ा या कई टुकड़े बनाए जाएंगे। स्पैल के रूप में जाना जाने वाला यह टुकड़ा वेग के साथ द्वितीयक प्रक्षेप्य के रूप में कार्य करता है जो सामग्री पर तनाव तरंग गति के एक तिहाई जितना अधिक हो सकता है। इस प्रकार की विफलता आम तौर पर उच्च विस्फोटक स्क्वैश हेड (उच्च विस्फोटक स्क्वैश हेड) चार्ज का प्रभाव है।

लेज़र स्पैलेशन

लेज़र प्रेरित स्पैलेशन एक हालिया प्रायोगिक तकनीक है जिसे वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) के साथ पतली फिल्मों के आसंजन को समझने के लिए विकसित किया गया है। एक उच्च ऊर्जा स्पंदित लेजर (आमतौर पर एनडी: वाईएजी लेजर | एनडी: वाईएजी) का उपयोग वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) में एक संपीडित तनाव पल्स बनाने के लिए किया जाता है, जिसमें यह मुक्त सीमा पर एक तन्य तरंग के रूप में फैलता और प्रतिबिंबित होता है। यह तन्य स्पंद सब्सट्रेट की ओर बढ़ते समय पतली फिल्म को फैलाता / छीलता है। ठोस पदार्थों में तरंग प्रसार के सिद्धांत का उपयोग करके इंटरफ़ेस शक्ति निकालना संभव है। इस उदाहरण में बनाई गई तनाव नाड़ी आमतौर पर अवधि में लगभग 3 से 8 नैनोसेकंड होती है, जबकि इसका परिमाण लेजर प्रवाह के कार्य के रूप में भिन्न होता है। लोड के गैर-संपर्क अनुप्रयोग के कारण, यह तकनीक अल्ट्रा-थिन फिल्मों (मोटाई में 1 माइक्रोमीटर या उससे कम) को फैलाने के लिए बहुत उपयुक्त है। पल्स को आकार देने वाले प्रिज्म का उपयोग करके एक अनुदैर्ध्य तनाव तरंग को कतरनी तनाव में परिवर्तित करना और कतरनी स्पैलेशन प्राप्त करना भी संभव है।

न्यूक्लियर स्पैलेशन

ब्रह्मांडीय किरणों के प्रभाव के कारण, और उल्कापिंडों और चंद्रमा जैसे अंतरिक्ष में पिंडों की सतहों पर भी परमाणु विक्षेपण स्वाभाविक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में होता है। ब्रह्मांड किरण स्पेलेशन (स्पोलेशन के रूप में भी जाना जाता है) का साक्ष्य निकायों की बाहरी सतहों पर देखा जाता है, और एक्सपोजर के समय की लंबाई को मापने का साधन देता है। कॉस्मिक किरणों की संरचना स्वयं यह भी इंगित करती है कि वे पृथ्वी पर पहुंचने से पहले स्पैलेशन का सामना कर चुकी हैं, क्योंकि उनमें लिथियम, बोरॉन और फीरोज़ा जैसे प्रकाश तत्वों का अनुपात औसत ब्रह्मांडीय प्रचुरता से अधिक है; कॉस्मिक किरणों में ये तत्व स्पष्ट रूप से कॉस्मिक किरण स्रोतों में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन और शायद सिलिकॉन के स्पेलेशन से या उनकी लंबी यात्रा के दौरान बने थे। कॉस्मिक रे बमबारी के तहत स्थलीय तत्वों के स्पेलेशन द्वारा गठित अल्युमीनियम, बेरिलियम, क्लोरीन, आयोडीन और नियोन के कॉस्मोजेनिक समस्थानिकों का पृथ्वी पर पता लगाया गया है।

न्यूक्लियर स्पेलेशन उन प्रक्रियाओं में से एक है जिसके द्वारा न्यूट्रॉन के बीम का उत्पादन करने के लिए एक कण त्वरक का उपयोग किया जा सकता है। लगभग 1 GeV पर प्रोटॉन से युक्त एक कण किरण को पारा (तत्व), टैंटलम, सीसे से युक्त एक लक्ष्य में गोली मार दी जाती है^[1] या कोई अन्य भारी धातु। लक्षित नाभिक उत्तेजित होते हैं और विउत्तेजना पर, प्रति नाभिक 20 से 30 न्यूट्रॉन निष्कासित होते हैं। यद्यपि यह एक परमाणु रिएक्टर में परमाणु विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया की तुलना में न्यूट्रॉन बीम बनाने का एक अधिक महंगा तरीका है, इसका लाभ यह है कि बीम को अपेक्षाकृत आसानी से स्पंदित किया जा सकता है। इसके अलावा, एक स्पैलेशन न्यूट्रॉन की ऊर्जावान लागत परमाणु विखंडन के माध्यम से प्राप्त न्यूट्रॉन की तुलना में छह गुना कम है। परमाणु विखंडन के विपरीत, स्पेलेशन न्यूट्रॉन आगे न्यूट्रॉन उत्पन्न करने के लिए स्पेलेशन या विखंडन प्रक्रियाओं को ट्रिगर नहीं कर सकते हैं। इसलिए, कोई श्रृंखला प्रतिक्रिया नहीं होती है, जो प्रक्रिया को गैर-महत्वपूर्ण बनाती है। 1930 के दशक में कॉस्मिक किरण स्पेलेशन के अवलोकन पहले ही किए जा चुके थे,^[2] लेकिन एक कण त्वरक से पहला अवलोकन 1947 में हुआ था, और स्पैलेशन शब्द उसी वर्ष नोबेल पुरस्कार ग्लेन टी। सीबोर्ग द्वारा गढ़ा गया था।^[3] आगामी अनुसंधान रिएक्टर MYRRHA जैसे सबक्रिटिकल परमाणु रिएक्टरों में स्पेलेशन एक प्रस्तावित न्यूट्रॉन स्रोत है, जिसे कम हानिकारक पदार्थों में उच्च स्तर के कचरे के परमाणु रूपांतरण की व्यवहार्यता की जांच करने की योजना बनाई गई है। गंभीरता (स्थिति)स्थिति) के ठीक नीचे एक न्यूट्रॉन गुणन कारक होने के अलावा, उप-महत्वपूर्ण रिएक्टर भी शुद्ध उपयोग योग्य ऊर्जा का उत्पादन कर सकते हैं क्योंकि प्रति न्यूट्रॉन उत्पादित औसत ऊर्जा व्यय लगभग 30 MeV (1GeV बीम सबसे अधिक उत्पादक लक्ष्यों में 30 न्यूट्रॉन से थोड़ा अधिक उत्पादन करता है) विखंडन के दौरान होता है। विभाजित होने वाले एक्टिनाइड परमाणु प्रति 200 MeV के क्रम पर उत्पादन करता है। शामिल प्रक्रियाओं की अपेक्षाकृत कम ऊर्जा दक्षता (भौतिकी) पर भी, ईंधन के रूप में पारंपरिक रिएक्टरों में उपयोग के लिए अनुपयुक्त एक्टिनाइड्स का उपयोग करने में सक्षम होने के दौरान शुद्ध उपयोग योग्य ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है।

=== स्पैलेशन न्यूट्रॉन स्रोत === पर न्यूट्रॉन का उत्पादन

आम तौर पर स्पेलेशन स्रोत पर न्यूट्रॉन का उत्पादन एक उच्च शक्ति वाले प्रोटॉन कण त्वरक से शुरू होता है। त्वरक में केवल एक लिनेक (यूरोपीय स्पेलेशन स्रोत के अनुसार) या लिनाक और सिंक्रोट्रॉन का संयोजन (जैसे ISIS न्यूट्रॉन स्रोत) या एक साइक्लोट्रॉन (जैसे पॉल शेरर इंस्टीट्यूट#स्विस स्पैलेशन न्यूट्रॉन स्रोत (SINQ)|SINQ (PSI) शामिल हो सकता है। ) . एक उदाहरण के रूप में, ISIS न्यूट्रॉन स्रोत पूर्व निमरोड (सिंक्रोट्रॉन) के कुछ घटकों पर आधारित है। निम्रॉड कण भौतिकी के लिए अप्रतिस्पर्धी था इसलिए इसे एक नए सिंक्रोट्रॉन के साथ बदल दिया गया था, शुरू में मूल INJECTOR ों का उपयोग किया गया था, लेकिन जो प्रोटॉन के अत्यधिक तीव्र स्पंदित बीम का उत्पादन करता है। जबकि Nimrod 7 GeV पर लगभग 2 µA का उत्पादन करेगा, ISIS 0.8 GeV पर 200 µA का उत्पादन करेगा। यह 50 हर्ट्ज की दर से स्पंदित होता है, और प्रोटॉन की यह तीव्र किरण एक लक्ष्य पर केंद्रित होती है। घटे हुए यूरेनियम लक्ष्य के साथ प्रयोग किए गए हैं, लेकिन हालांकि ये सबसे तीव्र न्यूट्रॉन किरणें पैदा करते हैं, लेकिन इनका जीवनकाल भी सबसे कम होता है। आम तौर पर, टैंटलम या टंगस्टन लक्ष्य का इस्तेमाल किया गया है। लक्ष्य में स्पैलेशन प्रक्रियाएं न्यूट्रॉन का उत्पादन करती हैं, प्रारंभ में तेज न्यूट्रॉन -प्रोटॉन ऊर्जा का एक अच्छा अंश। इन न्यूट्रॉनों को तब तरल हाइड्रोजन या तरल मीथेन से भरे न्यूट्रॉन मॉडरेशन में धीमा कर दिया जाता है ताकि बिखरने वाले यंत्रों के लिए आवश्यक ऊर्जा हो सके। जबकि प्रोटॉन पर ध्यान केंद्रित किया जा सकता है क्योंकि उनके पास आवेश होता है, चार्जलेस न्यूट्रॉन नहीं हो सकते हैं, इसलिए इस व्यवस्था में उपकरणों को मॉडरेटर के चारों ओर व्यवस्थित किया जाता है।

जड़त्वीय बंधन संलयन में स्पैलेशन की तुलना में परिमाण के अधिक न्यूट्रॉन के आदेश उत्पन्न करने की क्षमता है।^[4] यह न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी के लिए उपयोगी हो सकता है, जिसका उपयोग संरचनाओं में हाइड्रोजन परमाणुओं का पता लगाने, परमाणु तापीय गति को हल करने और एक्स-रे की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से फोटॉन के सामूहिक उत्तेजनाओं का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

यह भी देखें

ऊर्जा प्रवर्धक
सबक्रिटिकल रिएक्टर (त्वरक चालित प्रणाली)

स्पैलेशन सुविधाएं

यूरोपीय स्पैलेशन स्रोत, निर्माणाधीन, स्वीडन
आईएसआईएस न्यूट्रॉन स्रोत, हार्वेल, यूके
जे-पीएआरसी
लैंससी लॉस अलामोस
पॉल शेरर इंस्टीट्यूट#स्विस स्पैलेशन न्यूट्रॉन सोर्स (SINQ)|PSI स्पैलेशन न्यूट्रॉन सोर्स (SINQ), स्विट्जरलैंड
स्पेलेशन न्यूट्रॉन सोर्स ओक रिज, यूएसए
[[चीन स्पैलेशन न्यूट्रॉन स्रोत]]

संदर्भ

↑ "Spallation Target | Paul Scherrer Institut (PSI)". Psi.ch. Retrieved 2015-12-12.
↑ Rossi, Bruno (1933). "Über die Eigenschaften der durchdringenden Korpuskularstrahlung im Meeresniveau" [About properties of penetrating, corpuscular radiation at sea level]. Zeitschrift für Physik. 82 (3–4): 151–178. Bibcode:1933ZPhy...82..151R. doi:10.1007/BF01341486. S2CID 121427439.
↑ Krása, Antonín (May 2010). "एडीएस के लिए न्यूट्रॉन स्रोत" (PDF). Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering. Czech Technical University in Prague. S2CID 28796927. Archived from the original (PDF) on 2019-03-03. Retrieved October 20, 2019.
↑ Taylor, Andrew; Dunne, M; Bennington, S; Ansell, S; Gardner, I; Norreys, P; Broome, T; Findlay, D; Nelmes, R (February 2007). "A Route to the Brightest Possible Neutron Source?". Science. 315 (5815): 1092–1095. Bibcode:2007Sci...315.1092T. doi:10.1126/science.1127185. PMID 17322053. S2CID 42506679.

बाहरी संबंध

IAEA database of spallation neutron sources in the Accelerator Knowledge Portal
Description of ISIS accelerator etc.
Spallation Neutron Source technical background.
How spallation works at the ISIS neutron and muon source

[1] "Spallation Target | Paul Scherrer Institut (PSI)". Psi.ch. Retrieved 2015-12-12.

[2] Rossi, Bruno (1933). "Über die Eigenschaften der durchdringenden Korpuskularstrahlung im Meeresniveau" [About properties of penetrating, corpuscular radiation at sea level]. Zeitschrift für Physik. 82 (3–4): 151–178. Bibcode:1933ZPhy...82..151R. doi:10.1007/BF01341486. S2CID 121427439.

[3] Krása, Antonín (May 2010). "एडीएस के लिए न्यूट्रॉन स्रोत" (PDF). Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering. Czech Technical University in Prague. S2CID 28796927. Archived from the original (PDF) on 2019-03-03. Retrieved October 20, 2019.

[taylor2007-4] Taylor, Andrew; Dunne, M; Bennington, S; Ansell, S; Gardner, I; Norreys, P; Broome, T; Findlay, D; Nelmes, R (February 2007). "A Route to the Brightest Possible Neutron Source?". Science. 315 (5815): 1092–1095. Bibcode:2007Sci...315.1092T. doi:10.1126/science.1127185. PMID 17322053. S2CID 42506679.

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