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질량분석기를 이용한 수중 메탄 발생원 탐색 | 엔비로텍

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INF-수중 메탄 질량 분석법INF-수중 메탄 질량 분석법
2022년 XNUMX월 연구선 Polarstern은 수중 질량 분석기를 사용하여 남대서양의 메탄 발생원을 탐사했습니다.

전 세계적으로 엄청난 양의 메탄이 해저에 갇혀 있습니다. 극지 및 해양 연구를 위한 알프레드 베게너 연구소 헬름홀츠 센터(AWI)는 수중 질량 분석기(UWMS)를 사용하여 메탄 발생원을 조사하고 있습니다. 독일의 측정 및 센서 기술 회사인 Inficon은 측정 정확도와 속도를 통해 이 시스템이 데이터 안정성과 사용자 친화성에 크게 기여한다고 밝혔습니다.

메탄은 유해한 온실가스입니다. 해양의 가스 수화물 분해와 같은 티핑 포인트 효과로 인해 대기로 방출되는 양이 점점 늘어나고 있습니다. 예를 들어 수생 시스템에서 메탄은 퇴적물의 균열을 통해 표면에 도달할 수 있습니다. 또 다른 해저 메탄 발생원은 하부 퇴적층에 있는 유기 물질의 미생물 분해입니다. 기후 변화로 인해 해양 퇴적물이 따뜻해지면서 온실가스를 배출하고 있습니다. 핵심 질문은 얼마나 많은 메탄이 대기로 방출되어 지구 온난화를 가속화하는가입니다.

메탄 누출 국지화
수중 질량 분석기의 현장 사용은 해저 소스 위치를 파악하는 데 적합합니다. 주요 장점은 다른 방법에 비해 높은 농도에서 짧은 응답 시간과 최대 750배 더 ​​높은 용존 가스 농도 측정 속도입니다. 데이터 밀도가 높을수록 메탄 ​​발생원의 매핑이 더 정확해집니다.

UWMS는 샘플링을 위한 멤브레인 입구 시스템과 수용성 가스 및 경질 탄화수소를 측정하는 센서 장치로 구성됩니다. 센서의 핵심은 질량 분석기입니다. 연구를 위해 Transpector® CPM을 사용하는 연구 그룹에는 Alfred Wegener Institute Helmholtz 극지 및 해양 연구 센터(AWI)가 포함됩니다. INFICON 시스템은 정확성과 속도를 통해 데이터 안정성과 사용자 친화성에 크게 기여한다고 Inficon은 말합니다.

남대서양 탐험
2022년 2005월 연구선 Polarstern은 수중 질량 분석기를 사용하여 남대서양의 메탄 발생원을 탐사했습니다. 탑승자: XNUMX년부터 AWI 해양 지구화학 부서의 UWMS 프로젝트에 참여한 과학자 Torben Gentz ​​박사. 오늘날의 시스템은 원래 장치와 거의 관련이 없습니다. 예를 들어 제어 시스템과 진공 펌프는 새롭습니다. "그러나 남은 유일한 구성 요소는 INFICON의 Transpector® CPM입니다."라고 Gentz는 말합니다.

Torben Gentz ​​박사에 따르면, 대기에 도달하는 메탄의 비율은 연구에 매우 중요합니다. 수면의 가스 방출 지점이 더 조밀할수록 그 위의 물기둥이 서로 다른 물 질량으로 층을 이룰수록 더 많은 메탄이 표면으로 침투합니다. 데이터 수집 및 처리는 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)의 평가 보고서에 반영되므로 기본입니다. 궁극적으로 지구 기후 시스템에서 해양의 역할을 결정하려면 신뢰할 수 있는 측정 방법이 필요합니다.

기타 응용 분야: 반도체 생산
Transpector Compact Process Monitor(CPM) 시스템은 반도체 생산, 공정 모니터링 및 제어는 물론 오염 모니터링에도 사용됩니다. 또한 화학, 재료 분석 및 물리학에도 사용됩니다. 폐쇄형 이온 소스의 장점은 [이러한 일부 영역에서] 프로세스 진공(프로세스 압력)에서 직접 이온화하거나 개방형 이온 소스보다 훨씬 더 높은 압력에서 이온화하는 데 사용할 수 있다는 점을 시사합니다. . CPM에 설치된 차동 펌프 시스템은 전제 조건입니다. 이는 대기에서 고진공까지 넓은 분석 압력 범위를 포괄하는 데 사용할 수 있는 가변적이고 전환 가능한 흡입 시스템으로 보완될 수 있습니다.

AWI와 같은 특정 응용 분야도 폐쇄형 이온 소스를 활용합니다. 여기서 프로세스 가스는 개방형 이온 소스보다 더 높은 압력에서 이온화됩니다. 더 높은 이온 수율이 달성됩니다. 즉, 질량 대 전하 비율에 따라 사중극자에서 분리되어 표시될 수 있는 더 많은 수의 하전 입자가 달성됩니다. Steffen Tippmann은 “이 결과는 연구 또는 공정 제어의 추가 처리를 위한 훨씬 더 정확하고 상세한 설명입니다.”라고 말했습니다.

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