Hvad er en diffusionspumpe?
En diffusionspumpe er en anordning designet til at pumpe gasser med en højhastighedsdampstråle som et transportmedium. Denne proces finder sted som et resultat af, at gasser modstår diffusion i dampstrømmen og er mere tilbøjelige til at bevæge sig sammen med den. Diffusionspumper er kendetegnet ved meget lave driftstryk eller, mere præcist, høje vakuumværdier, der kan nå 10-10 mbar. Den damp, der bruges til at transportere gassen, er typisk produktet af kogende specialiserede olier, såsom silikoneolie i pumpens varmeafsnit. Når dampen ledes gennem pumpens dysesamling, accelererer dampen markant og trækker gassen med den ud gennem pumpens udtømningspunkt.
Det karakteristiske ved gasser, der understøtter driften af diffusionspumpen, er deres tilbøjelighed til ikke at diffundere eller blandes med en dampstrøm, men snarere flyttes sammen med den. Dette kan tydeligt ses, hvor dampen kommer ud fra et vindue eller røggas. Når det gør det, bevæger det sig en luftsøjle sammen med den, hvilket forårsager en cirkulation af luft i rummet. Selvom det er temmelig beskedent i omfang, er dette et godt eksempel på diffusionspumpekonceptet på arbejdet. Den største forskel mellem pumpens arbejde og den kølige brise i badeværelset er imidlertid hastigheden, hvormed dampen bevæger sig. For at en diffusionspumpe når sit fulde potentiale, accelereres dampen, der bruges som transportmedium, til ekstremt høje hastigheder.
Diffusionspumper er meget enkle enheder uden bevægelige dele; dette gør dem særlig langvarige og lette at vedligeholde. Hovedafsnittene på et typisk eksempel består af et varmeafsnit, hvor dampen produceres, et pumpeindløb, en række dyser og et udløb. Sekundære elementer består af kølespiraler og oliereturkanaler. Dampmaterialet opvarmes til kogepunktet i varmeafsnittet, hvorved den resulterende damp ledes ind i dysesektionen. Derefter accelererer dampen, før den passerer det pumpede gasindløb, hvor det trækker gassen ind i udløbskanalen.
I udløbskanalen afkøles dampen og genbehandles til en væske. Den accelererede gas kommer derefter ud af pumpens indre sektion, hvor den vender tilbage til atmosfærisk tryk og udledes. Den rekondenserede olie strømmer tilbage til varmeafsnittet. Dampmaterialerne i en diffusionspumpe er typisk silikonebaserede olier, skønt kviksølv ofte bruges til følsomme laboratorieanvendelser, hvor oliekontaminering er uønsket.