Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Во все люминесцентные лампы к ртути обязательно добавляется то или иное количество аргона или смеси* Аг—Кг. В настоящее время выпускаются ртутные лампы с добавкой инертного газа высокого и сверхвысокого давления (от 2 до 70— 100 ат) на мощности от 50 вт до 10 кет и более.
Первостепенное значение имеют инертные газы в лампах тлеющего разряда; эти лампы обычно наполняются неоном (давление 5—20 мм рт. ст.) с примесью гелия или аргона. Они изготовляются на малые мощности (0,01—10 вт), имеют низкую световую отдачу (0,2—1,0 лм/вт) и применяются в качестве индикаторов напряжения в различных электрических схемах [79]. Эти лампы находят множество специальных применений для регистрации и исследования быстропеременных процессов,
30
в качестве стабилизаторов и делителей напряжения, газовых реле, маломощных выпрямителей, генераторов колебаний и т. д.
Не касаясь применения инертных газов в натриевых и це-зиевых лампах, упомянем о газовых лампах высокого и сверхвысокого давлений, в которых используется излучение дугового разряда в тяжелых инертных газах (Аг, Кг, Хе) при больших плотностях тока и давлениях от одной до нескольких десятков атмосфер. Разряд в этом случае характеризуется непрерывным спектром излучения, что обеспечивает хорошую цветопередачу освещаемых объектов. В отличие от ламп с парами металла (Нц, N8) в газовых лампах электрические и световые характеристики в широких пределах не зависят от температуры колбы.
По внешнему виду цвет излучения газовых ламп близок к белому с некоторыми оттенками: голубоватый — для аргона, розоватый — для криптона и желтоватый — для ксенона. В качестве наполнителя этих ламп чаще всего применяется ксенон. Световая отдача мощных разрядов в ксеноне при давлениях в несколько атмосфер может достигать 40—45 лм/вт. Выпускаются ксеноновые лампы на мощности от 100 вт до 2 кет с яркостями (5-^-65) -107 нт и световыми потоками от 2000 до 7 0000 лм. Завершены разработки ксеноновых ламп на мощности до 15— 20 кет с яркостями (1,5-4-2,0) ¦ 109 нт. Давление ксенона в этих лампах исчисляется десятками атмосфер.
Общеизвестно применение инертных газов в газосветных трубках тлеющего и дугового разрядов. В качестве наполнителя чаще всего применяют неон при давлении 2—5 мм рт. ст. Наибольшее -применение находят неоновые дуговые лампы, дающие интенсивное оранжево-красное свечение. Величина яркости неоновых ламп дугового разряда (2-И6)-1Э4 нт, световой поток 1000—10 000 лм, световая отдача до 30 лм/вт.
Аргон, криптон и ксенон применяются также для наполнения импульсных источников света, предназначаемых для изучения быстропротекающих процессов, движущихся частей машин, механизмов, для аэрофотосъемки, оптической дальнометрии и т. д. Эти лампы наполняются инертным газом до давления в несколько атмосфер. Они позволяют получать вспышки длительностью Ю~6—10_3 сек при мгновенных яркостях, достигающих 15-1010 нт; мгновенные значения светового потока могут достигать величины 1 • 108 лм.
Из приведенного далеко не полного обзора можно видеть, насколько расширилось значение инертных газов в классической области их применения — светотехнике.
Другие области применения инертных газов. Выше мы осветили основные области применения инертных газов. Весьма затруднительно дать перечень всех областей применения этих газов, а особенно их радиоактивных изотопов; этот перечень все расширяется.
31
Как уже упоминалось, гелий используется в течеискателях при испытании сварных швов на газонепроницаемость и для определения утечек в трубопроводах и аппаратах. Гелий — исходный материал для получения а-частиц, широко используемых в экспериментальной физике. Гелиевый газовый термометр — лучший эталонный термометр, шкала которого дает минимальные отклонения от термодинамической температурной шкалы; этот термометр особенно ценен для измерения низких температур.
Большие количества гелия расходуются на приготовление гелиевого, или искусственного, воздуха —смеси одного объема кислорода и четырех объемов гелия. Эта легкая (в 3 раза легче обычного воздуха) смесь быстро проникает в легкие и увлекает -больше кислорода, что способствует быстрейшему выводу из организма вредной углекислоты; таким путем устраняют удушье, лечат бронхиальную астму, заболевания гортани.
Особенно ценен гелиевый воздух для лечения профессиональной кессонной болезни, которой страдают люди, работающие в закрытых камерах при повышенном давлении воздуха, водолазы.
При повышенном давлении растворимость газов в крови сильно увеличивается, а при выходе из кессона растворенные газы интенсивно выделяются из нее, что может привести к закупорке кровеносных сосудов, повреждению нервных узлов и •тканей внутренних органов. Это сопровождается резкими болями, и для их уменьшения обычно прибегают к декомпрессии — медленному, постепенному переводу человека в среду нормального давления. Гелиевый воздух смягчает кессонную болезнь, так как гелий почти нерастворим в крови. В водолазном деле (особенно при спасательных работах) гелиевый воздух незаменим, так как азот воздуха, интенсивно растворяющийся в крови под высоким давлением, оказывает на организм наркотическое действие, сходное с опьянением. Уже на глубине 50 м водолазом овладевает беспричинное веселье, заглушается инстинкт •самосохранения. При вдыхании гелиевого воздуха водолаз не испытывает состояния наркоза и может работать на глубине до 200—300 м. Возможно, что и для космических кораблей гелие-во-кислородная атмосфера (21% 02 и 79% Не) окажется перспективной.
