Übersicht
Der Analysator zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Deuterium (D2) im Prozentbereich (%) nutzt die hochstabile Technologie der Wärmeleitfähigkeitsdetektion (WLD/TCD). Er findet breite Anwendung in der Kernenergietechnik und der Prozesssteuerung von Schwerwasserreaktoren, bei Sicherheitsanwendungen im Rahmen des Deuterium-Annealings in der Halbleiterfertigung, bei der Herstellung isotopischer Gasmischungen sowie in der Laborforschung. Durch die präzise Online-Messung von D2 in binären oder quasi-binären Gemischen (wie etwa D2/N2 oder D2/Ar) überwacht das Gerät Gasreinheit und Mischungsverhältnisse und dient somit als unverzichtbares Instrument für die Isotopenverarbeitung, die Prozesssteuerung und die moderne Mikroelektronikfertigung.
Prinzip
Wenn das Probengas in die Wärmeleitfähigkeitszelle eintritt, sorgt ein Thermistor oberhalb der Membran für eine konstante Temperatur. Dadurch bildet sich ober- und unterhalb der Membran ein kleiner Hohlraum, in den das Messgas diffundieren kann. Der durch die Wärmeleitfähigkeit des Probengases verursachte Wärmeverlust wird durch Erwärmung kompensiert. Die zur Aufrechterhaltung der Membrantemperatur benötigte Leistung entspricht der Wärmeleitfähigkeit des Messgases.
Anwendungen
• Halbleiter- und Optoelektronikfertigung
Prozessüberwachung beim Deuterium-Annealing: Kontinuierliche Überwachung der D2-Konzentration (im Prozentbereich) in Hochdruck-Deuterium-Glühöfen (typischerweise gemischt mit N2 oder Ar) zur Passivierung freier Bindungen („dangling bonds“) auf Silizium-Wafern, wodurch die Zuverlässigkeit der Transistoren und die Lebensdauer der Bauelemente erheblich gesteigert werden.
Systeme zur D2-Rückgewinnung und -Wiederaufbereitung: Echtzeit-Reinheitsmessung in Abgas-Recyclingkreisläufen von Wafer-Fertigungsanlagen zur sicheren und wirtschaftlichen Rückgewinnung des wertvollen Deuteriumgases.
• Kernenergie, Fusionsforschung & Anlagen für schweres Wasser
Diagnostik des Fusionsbrennstoffkreislaufs: Überwachung der Konzentration von Deuterium (D2) und dessen Isotopengemischen in Tritium-Deuterium-Brennstoffkreisläufen, experimentellen Fusionsreaktoren (wie Tokamaks) und Plasma-Diagnosesystemen.
Überwachung von Schwerwasserreaktoren: Verfolgung der Wasserstoff-/Deuterium-Isotopenverhältnisse in Abgasen aus Prozessen zur Herstellung und Aufreinigung von schwerem Wasser.
• Mischen von Isotopengasen & Qualitätskontrolle
Mischen von Schutz- und Spezialgasen: Hochpräzise Online-Überprüfung binärer Gemische (z. B. D2/N2, D2/Ar oder D2/He), die in Industrielaboren und bei der Herstellung von Glasfaserkabeln verwendet werden.
Überprüfung der Flaschenabfüllung: Abschließende Qualitätssicherung beim Mischen, Verdichten und Abfüllen von Spezialgasflaschen mit Deuterium.
• Pharmazeutische Synthese & Herstellung deuterierter Arzneimittel
Überwachung von Deuterierungsreaktionen: Online-Messung der Reinheit und Stöchiometrie von Deuteriumgas in katalytischen Druckreaktoren während der Synthese deuterierter pharmazeutischer Wirkstoffe (APIs).
• Wissenschaftliche Forschung & Gaschromatografie (GC-TCD)
Untersuchungen zur Isotopentrennung: Hochpräzise Verfolgung der D2-Konzentration bei Forschungsarbeiten im Labormaßstab zu Verfahren wie kryogener Destillation, thermischer Diffusion oder Druckwechseladsorption (PSA) zur Trennung von Wasserstoffisotopen.
Messkomponenten und Messbereiche
• D2: 0 ~ 10 bis zu 100 Vol.-%
Weitere Informationen finden Sie im Wärmeleitfähigkeitsgasanalysator.