دستگاه خورش الكتروشیمی تك سلولی پانورامای گیگا سایز
single-cell giga-size electrochemical etching (GS-ECE) chamber systems

خلاصه اختراع :

آشكارسازها بویژه آشكارسازهای خورشی حالت جامد مورد استفاده در كاربردهای گوناگون مثلا درآشكارسازی یون ها در دستگاه های پلاسمای كانونی اكثرا دارای ابعادی بسیار كوچك بوده و محدودیت های متعددی دارند كه منجر به این شده است كه پس از60 سال كه از اختراع دستگاه پلاسمای كانونی می گذرد هنوز وضعیت درك تابش یونها از اند و همچنین تئوری و مدل های ارائه شده و توسعه یافته تولید یون ها نتوانسته است جوابگوی واقعیت علمی درك مفاهیم و ضعیت واقعی آن دستگاه باشد. اخیرا با استفاده از آشكارسازهایی بزرگ پلی كربنات با خورش الكتروشیمیایی دو سلولی بزرگ منجر به یك فتح الباب یا شاهكار (breakthrough) علمی بزرگ جهانی گردیده كه بر آن اساس ثابت شده است كه واقعیت پخش یون ها در دستگاه پلاسمای كانونی به طور پخش π4 از سر آند در فضای دستگاه است (م.سهرابی و همكاران مجله Nature-Scientific Report 6:2, 2016). در صورتیكه با استفاده از آشكارسازهای كوچك این كشف بزرگ جهانی و درك پخش یونی در دستگاه پلاسمای كانونی تا كنون مغفول مانده بود. آشكارسازها و دستگاه های مورد استفاده در كشف پخش یون ها به طور π4 در دستگاه پلاسمای كانونی فوقالذكر یعنی اتاقك های الكتروشیمیایی دو سلولی بزرگ نمی توانستند برای آشكارسازهای بسیار بزرگتر گیگا سایز مورد این اختراع بدلائل ذكر شده در زیرگسترش یابد. لذا یك فتح الباب یا شاهكارجهانی با اختراع آشكارساز پلی كربنات پانورامای تصویربرداری میدان های نوترونی و یونی گیگا سایز با اختراع همزمان سیستم های خورش الكتروشیمی تك سلولی گیگا سایز با اندازه های مختلف برای اندازه گیری و تصویر برداری پخش ذرات باردار، نوترون ها و بطوركلی یون های باردار و تصویربرداری یونی در فضای π4 میدان های یونی بعمل آمده است. این اختراع شامل آشكارسازهای گیگا سایز پلی كربنات است كه بتواند یون های سنگین مثل یون های هیدرژن و یون های سنگین تر و یا ذرات باردار ناشی از برخورد نوترون ها با اتم های یك پلیمر را در یك میدان گسترده ثبت، آشكارسازی و تصویر برداری نماید. همچنین سیستم های خورش الكتروشیمی نوین پانورامای مگا سایز تك سلولی چند كاره اختراع گردیده كه بتواند آشكارسازهای گیگا سایز پلی كربنات با ابعاد و شكل های مختلف را خورش الكتروشیمی نماید. سیستم آشكارساز و خورش الكتروشیمی اختراع شده گیگا سایز تك سلولی از اجزا زیر تشكیل شده است: (الف) دو صفحه بزرگ از جنس پلكسی گلاس شفاف بعنوان دیواره سیستم با اندازه گیگا سایز 45 cm x 85 cm با ضخامت 2 cmكه بتواند یك آشكارساز گیگا سایز38 cm x 81 cm و اجزا سیستم را بین خود جهت خورش محكم در برگیرد. یك صفحه پلكسی گلاس دیواره كه به آن یك ورق فولاد زنگ نزن تخت گیگا سایز بعنوان الكترود )یا سلول خشك( چسبیده است. این الكترود در واقع مستقیما در تماس با آشكارساز پلی كربنات گیگا سایز قرار می گیرد. دیواره بزرگ پلكسی گلاس دیگر با همان ابعاد 45 cm x 85 cm دارای یك الكترود برای اعمال ولتاژ بالا و دو سوراخ برای ورود و خروج محلول شیمیایی به داخل سلول تر است. این سلول تر حاوی مایع شیمیایی در واقع یك واشر ازلاستیك سیلیكونی است (مثلا با ضخامت 4 میلی متر) كه مایع شیمیایی خورش را در برگرفته و در عین حال سلول خشك (الكترود تخت) و سلول تر حاوی مایع شیمیایی را نسبت به هم عایق می كند كه جریان الكتریكی فقط بتواند از آشكارساز پلیمری پلی كربنات عبور داشته باشد. جهت انجام خورش الكتروشیمی، یك ژنراتور 50 هرتز با ولتاژ بالا (50 Hz-HV) می تواند ولتاژ مناسب را برای آشكارسازی یون-ها و تصویر انها در یك آشكارساز گیگا سایز برقرار نماید. البته ژنراتورهای با فركانس و ولتاژ بالا در صورتیكه توان بالایی داشته باشند نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند ولی منجر به ردپاهای بزرگ میشوند كه در شارهای یونی بالا نمیتواند مور استفاده قرار گیرد. آشكارساز پلی كربنات (و یا پلیمر مناسب دیگر در صورت وجود) پانوراما و سیستم های خورش الكتروشیمی تك سلولی پانورمای اختراع شده دارای مزایای منحصر به فردی هستندو تاكنون هیچ سیستمی یا اشكارساز پاسیوی كه بتواند یون ها و تصویر میدان یونی را به طور پانوراما با آشكارسازی كه بتواند با چشم غیرمسلح تصویر یونی را بدون سیستم های تقویت كننده ملاحظه نماید، وجود نداشته است. آشكارساز پلی كربنات پانوراما و سیستم خورش الكتروشیمی تك سلولی گیگا سایز پانوراما دارای كاربرد گسترده ای برای آشكارسازی و تصویر برداری میدان های یونی و نوترونی داشته و بعنوان مثال برای اولین بار در جهان برای آشكارسازی π4 یون ها در میدانهای یونی مثل هیدروژن، دوتریوم، هلیوم، نیتروژن و غیره در دستگاه پلاسمای كانونی استفاده شده است و اثبات نموده است كه كاربرد این اختراع گسترده است و سیستم های اختراع شده دارای ویژگی هایی است كه تاكنون در هیچ سیستم آشكارسازی تصویر یونی مشاهده نشده است.