Vad är ultrahög vakuum?
Ultrahög vakuum hänvisar till tryck som är lägre än 10 −7 Pascal eller 100 nanopascals (en tio miljoner av en pascal). Som jämförelse är atmosfärstrycket 101,3 kPa (kilopascals), mer än en miljard gånger större, trycket inuti en glödlampa är cirka 1 pascal, och trycket i väggarna i en termos är cirka 0,1 pascals. Till och med yttre rymden i området runt jorden är inte ett ultrahögt vakuum, eftersom det har ett tryck på cirka 100 mikropascaler, tusen gånger större än i ett ultrahögt vakuum. I ett ultrahögt vakuum är den genomsnittliga fria vägen för varje gasmolekyl 40 km, så dessa molekyler kommer att kollidera många gånger med väggarna i deras kammare innan de kolliderar med varandra.
ultrahög vakuum används främst för ytanalytiska tekniker, såsom skruvelektronspektroskopi, röntgenfotoelektronspektroskopi, sekundär jonmassspektrometri, termisk desorptionsspektroskopi, vinkellösad fotoemissionsspektroskopi och tunnfilmteknik kräverierariNG hög renhet, såsom molekylär strålepitaxi och UHV kemisk ångavsättning. Ultrahög vakuum används också i partikelacceleratorer för att skapa en tom strålväg.
Att skapa ett ultrahögt vakuum kräver extraordinära åtgärder. Special chamber designs minimize surface area, high-speed pumps, including parallel pumps, must be used, high conductance tubing is used for pumps, pits of trapped gas (as in bolt threads) must be eliminated, chamber walls must be cooled to cryogenic temperatures to avoid sublimation of gases trapped in nanoscopic pockets, all metal parts must be electropolished, low-outgassing materials such as stainless steel must be used, and Systemet måste bakas vid 250 ° C till 400 ° C (482 ° F till 752 ° F) för att avlägsna kolväte eller vattenspår. Utgasning - den långsamma intrång av gasmolekyler genom små sprickor i kammaren - kan vara ett stort problem. Lite kammareS kan vara oförmögen att producera ett ultrahögt vakuum på grund av hur de tillverkades, och hårdvaran måste kastas ut och bytas ut. Av alla dessa skäl kan det vara dyrt och svårt att uppnå extremt högt vakuum.
Även om ultrahögt vakuum kan verka extremt, är vissa miljöer ett ännu bättre vakuum, inklusive månens yta och interstellära utrymme. Vissa regioner i rymden, till exempel Boötes tomrum, är så sällsynta att det bara finns en atom per kubikmeter.