Введение

Буферный газ – это инертный или негорючий газ. В атмосфере Земли азот выполняет функцию буферного газа. Буферный газ повышает давление в системе и регулирует скорость горения в присутствии кислорода. В качестве буферного газа может использоваться любой инертный газ, например гелий, неон или аргон.

Применение

Буферные газы широко используются в различных областях, от ламп высокого давления до уменьшения ширины спектральных линий микроволновых переходов в щелочных атомах. Обычно буферный газ состоит из химически инертных газов, таких как гелий, аргон или азот. Криптон, неон и ксенон также применяются, преимущественно для освещения. В большинстве случаев буферные газы используются совместно с другими молекулами для обеспечения столкновений между ними. В люминесцентных лампах ртуть служит основным ионом, излучающим свет. Криптон является буферным газом, используемым вместе с ртутью для уменьшения импульса при столкновениях ионов ртути, что снижает износ электродов в люминесцентной лампе. Как правило, наиболее долговечные лампы содержат в качестве буферных газов самые тяжелые благородные газы. Разработаны методы загрузки буферным газом для охлаждения парамагнитных атомов и молекул при сверхнизких температурах. Гелий является наиболее часто используемым буферным газом в таких приложениях. Буферное газовое охлаждение может применяться практически к любой молекуле, при условии, что она способна выдерживать многократные столкновения с атомами гелия с низкой энергией, что обычно возможно. Буферное газовое охлаждение позволяет охлаждать интересующие молекулы посредством упругих столкновений с холодным буферным газом внутри камеры. Если количество столкновений между буферным газом и другими молекулами достаточно велико до того, как молекулы достигнут стенок камеры и покинут ее, буферный газ эффективно охладит атомы. Из двух изотопов гелия (3He и 4He) более редкий 3He иногда предпочтительнее 4He, поскольку он обеспечивает значительно более высокое давление паров и плотность буферного газа при субкельвиновых температурах. Буферные газы также часто используются в компрессорах электростанций для подачи газа в газовые турбины. Буферный газ заполняет зазоры между уплотнениями в компрессоре, которые обычно имеют ширину около 2 микрометров. Газ должен быть абсолютно сухим и не содержать загрязнений, поскольку они могут оседать в зазоре между уплотнениями, вызывая контакт металла о металл и, как следствие, выход компрессора из строя. В этом случае буферный газ выполняет функцию, аналогичную маслу в подшипниках автомобильного двигателя.