Введение

Выделение газа, который находился внутри какого-либо материала. Выделение газа (иногда называемое отгазовыванием, особенно применительно к качеству воздуха в помещениях) — это высвобождение газа, который был растворен, заключен в порах, заморожен или поглощен в каком-либо материале. Выделение газа может включать в себя сублимацию и испарение (являющиеся фазовыми переходами вещества в газообразное состояние), а также десорбцию, просачивание из трещин или внутренних полостей и газообразные продукты медленных химических реакций. Кипение обычно рассматривается как отдельное явление от выделения газа, поскольку оно представляет собой фазовый переход жидкости в пар того же вещества.

В вакууме

Выделение газов представляет собой проблему при создании и поддержании чистой среды высокого вакуума. NASA и ESA ведут списки материалов с низким уровнем выделения газов, пригодных для использования в космических аппаратах, поскольку продукты выделения газов могут конденсироваться на оптических элементах, тепловых радиаторах или солнечных батареях, ухудшая их характеристики. Материалы, обычно не считающиеся поглощающими, могут выделять достаточное количество легких молекул, чтобы нарушить работу промышленных или научных вакуумных процессов. Наиболее распространенными источниками являются влага, герметики, смазки и клеи, но даже металлы и стекла могут выделять газы из трещин или примесей. Скорость выделения газов увеличивается при повышении температуры, поскольку возрастает давление пара и скорость химических реакций. Для большинства твердых материалов способ изготовления и подготовки может значительно снизить уровень выделения газов. Очистка поверхностей или нагрев отдельных компонентов или всей сборки (процесс, называемый "термовакуумной обработкой") способствует удалению летучих веществ. Космический зонд NASA "Stardust" столкнулся со снижением качества изображения из-за неизвестного загрязнения, сконденсировавшегося на CCD-сенсоре навигационной камеры. Подобная проблема возникла с узкоугольной камерой космического зонда "Cassini", но была решена путем многократного нагрева системы до 4 °C. Комплексная характеристика эффектов выделения газов с использованием масс-спектрометров была получена для космического аппарата ESA "Rosetta". Естественное выделение газов – обычное явление на кометах.

Из камня

Выделение газов является возможным источником многих разреженных атмосфер планет или спутников. Многие материалы являются летучими по отношению к экстремальному вакууму открытого космоса и могут испаряться или даже кипеть при комнатной температуре. Материалы на лунной поверхности давно полностью дегазировали и были сдуты солнечным ветром, но летучие вещества могут сохраняться в глубинах. Лунная атмосфера, вероятно, образовалась в результате выделения газов из нагретого материала под поверхностью. После высвобождения газы почти всегда менее плотные, чем окружающие породы и грунт, и просачиваются к поверхности. Взрывные извержения вулканов возникают, например, когда вода или другие летучие вещества, выделяемые из магмы, оказываются запертыми лавовым куполом. На зонах тектонического расхождения Земли, где формируется новая кора, гелий и углекислый газ – одни из летучих веществ, выделяющихся из мантийной магмы. Альфа-распад первичных радионуклидов (и продуктов их распада) производит подавляющее большинство гелия, который продолжает выделяться из горных пород на земных планетах.

В закрытой среде

Выделение газов может быть значительным, если они накапливаются в замкнутом пространстве с застоенным или рециркулирующим воздухом. Например, запах нового автомобиля состоит из химических веществ, выделяющихся при нагревании в закрытом салоне. Даже материал, практически не имеющий запаха, такой как дерево, может приобрести сильный запах, если его хранить в закрытой коробке в течение нескольких месяцев. Существует обеспокоенность, что пластификаторы и растворители, выделяемые многими промышленными изделиями, особенно пластиком, могут быть вредны для здоровья человека. Длительное воздействие паров растворителей может привести к хронической энцефалопатии, вызванной растворителями (CSE). Выделение токсичных газов представляет серьезную проблему при проектировании подводных лодок и космических станций, которые должны быть оснащены автономными системами рециркуляции воздуха.

В строительстве

Выделение небольших карманов воздуха вблизи поверхности твердеющего бетона может привести к образованию постоянных отверстий в структуре (известных как бухоли), которые могут нарушить ее несущую способность.