マイクロカロリメーターとは何ですか？

マイクロカルリメーターは、単一粒子または光子のエネルギー、光の基本的な粒子を測定するために使用される高感度の熱デバイスです。 これは熱量計の一種です。これは、サンプル内の物理的または化学反応によって放出される熱を測定​​する機器です。 微量物理学では、宇宙からのX線光子のエネルギーを測定するために、天体物理学で使用されます。 関連するデバイスである等温微量回体計は、生化学および関連分野で使用され、低温で小さなエネルギーの変化を検出します。

エネルギーの保存法則、物理学の基本法則は、エネルギーを作成または破壊することはできないと述べています。 この原則に基づいて、マイクロカルロメーターが機能します。 物理的相互作用または化学反応からのエネルギーは、システム内の熱に変換され、結果として生じる熱の変化を測定することにより、相互作用のエネルギーを推測できます。Nコンポーネント：吸収体、ヒートシンク、サーミスタ。 X線光子が吸収体を攻撃すると、エネルギーは吸収材の原子内の電子に伝達されます。 このエネルギーにより、電子が励起されます。原子核からさらに飛び出し、軌道から解放されます。 吸収体の他の電子は、このゆるい電子によってより少ない程度に励起され、それぞれの原子の周りのより高いエネルギー軌道に上昇する可能性があります。

励起された電子は、基底状態または最低のエネルギー状態に戻るとエネルギーを放出します。原子の周りの安定した軌道です。 このプロセスで放出されるエネルギーは保存され、熱に変換され、吸収体の温度がわずかに上昇します。 サーミスタとして知られる吸収体の温度計デバイスは、この温度変化を検出します。 その後、ヒートがヒートシンクに流れ込み、吸収体が戻ります元の温度。 X線の影響によって引き起こされる温度変化を測定することにより、X線の元のエネルギーを計算できます。

等温微量回体計はほぼ同じ方法で機能しますが、光子エネルギーではなく化学的相互作用を測定するために使用されます。 このデバイスは、ヒートシンクと化学反応が起こる閉じた反応容器で構成されています。 ヒートシンクにより、反応容器が一定の温度に保たれ、正確な測定が可能になります。 化学反応が発生すると、一定量のエネルギーが熱として放出されるか吸収され、微量積分計によって登録されている温度の変化を引き起こします。 等温マイクロカカリメーターは、反応の熱流を分析するための非常に敏感な方法を提供するため、物理化学、生化学、および製薬業界に用途があります。

マイクロカルロリメテルは低温で動作する必要があります。測定で登録できます。 たとえば、天体物理学で使用されるデバイスは、絶対ゼロに近いものに維持されます。 この温度では、単一の光子の影響によって引き起こされる熱エネルギーの小さな変化でさえ検出できます。等温微量体重計はそれほど極端ではありませんが、マクロスケールの熱量計よりもはるかに低い温度で維持されています。