Научный архив: статьи

Представлена вторая часть обзора, который посвящен динамическому методу визуализации и измерения пространственного распределения интенсивности миллиметрового (ММ) излучения при помощи оптического континуума, излучаемого положительным столбом разряда постоянного тока в смеси паров цезия с ксеноном (метод ОКИР). Принцип действия и физические основы метода ОКИР были рассмотрены в первой части обзора [Успехи прикладной физики. 2015. Т. 3. № 6. С. 515]. В данной статье описаны эксперименты, которые демонстрируют возможность использования этого метода визуализации для измерения параметров излучения на выходе источников ММ-излучения средней мощности. В частности, с его помощью была идентифицирована рабочая мода гиротрона трехмиллиметрового диапазона с импульсным магнитным полем, а также оценены величины примесей паразитных мод на выходе этого гиротрона и импульсного оротрона двухмиллиметрового диапазона. В статье также рассмотрены возможности применения метода ОКИР для радиовидения и неразрушающего контроля в диапазоне ММ-волн в реальном масштабе времени (с частотой более десяти кадров в секунду). Были получены теневые радиоизображения поглощающих и отражающих ММ-излучение объектов, а также радиопрозрачных объектов. Показано, что такой метод радиовидения в ММ-диапазоне может применяться для оперативного обнаружения и распознавания скрытых предметов, а также для регистрации динамических процессов.

Запасы торфа представляют большой интерес в различных отраслях промышленности (энергетическая, топливная, химическая и др.). Для переработки подобных твердых углеродсодержащих ресурсов с последующим получением топлива и ценных продуктов стандартно используют пиролиз. В настоящее время одним из развивающихся экологически и энергетически выгодных способов осуществления деструкции углеродсодержащего сырья является пиролиз с воздействием электромагнитных волн на материал. Микроволновое излучение обеспечивает нагрев материала непосредственно в объеме, что позволяет значительно повысить равномерность нагрева в объеме облучаемого образца, обеспечить большую эффективность теплопередачи и избежать локального перегрева на поверхности реактора. Так, в ходе проведенного исследования разработана конструкция технологического комплекса для микроволновой обработки органических материалов. Описаны конструктивные элементы комплекса, представлена схема разделения продуктов пиролиза. На основе прототипа разработанного реактора проведены эксперименты по деструкции верхового сфагнового торфа Греко-Ушаковского месторождения в режиме мягкого пиролиза, инициированного сверхвысокочастотным излучением. Методом хромато-масс-спектрометрии проанализирован компонентный состав продуктов реакции, выполнено сравнение с результатами предшествующих экспериментов по «традиционному» термическому пиролизу. Более глубокая переработка торфа осуществляется в условиях мягкого сверхвысокочастотного пиролиза с высоким выходом полезных продуктов за счет более эффективной передачи тепла, равномерного нагрева материала и оптимальной скорости реакции. Показано, что разработанная технология позволяет получать сырье для широкого спектра высокотехнологичных промышленных производств. Обсуждаются перспективы промышленного использования предлагаемой сверхвысокочастотной технологии переработки торфа, в частности, для производства эффективного гидрофобного сорбента.