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超临界页岩气吸附机理的新观点
sunshinetx 2019-10-3 17:41
摘要:超临界页岩气的吸附机理是预测页岩气富集区和研究页岩气流动规律及产能预测的关键。由于吸附态页岩气的状态方程(流体的体积,温度和压力的关系,即PVT方程)无法直接测定,这直接影响了对页岩气吸附机理的认识。本文从分子动力学的理论基础出发,基于以下四个最基本的假设,提出了理解页岩气吸附机理及热力学特性的新观点和定量表征页岩气吸附等温吸附曲线的新方法。 (1)页岩为刚性骨架,吸附过程中吸附变形可以忽略; (2)页岩气的绝对(真实)吸附量随压力的升高的增加; (3)页岩的极限吸附量取决于页岩的材料特性即孔隙结构及表面化学性质,与外界条件(温度和压力)无关(极限吸附量与实测吸附量是两个不同概念); (4)对于给定的页岩,吸附态页岩气的厚度和位置在不同孔隙的位置是恒定(不随压力的变化而变化),取决于页岩气分子和孔壁的相互作用力(即范德华力的作用及孔壁效应)。 研究结果表明:基于以上四点基本假设,本文提出的新观点可以解释超临界页岩气吸附的所有观测的实验现象,如实测吸附量先升高达到峰值又下降,温度对实测吸附量的影响规律,页岩气的极限吸附量与有机质含量关系等,同时文中提出的方法也可以用来研究吸附态页岩气的密度随温度和压力的变化规律,等温吸附曲线的预测,及超临界流体的吸附热力学参数(吸附焓和吸附熵)的精确计算。具体结论如下: (1)页岩气的等温吸附曲线本质上是一个 页岩等温吸附曲面。 如果知道了该曲面,那么就能实现对页岩不同温度和压力条件下等温吸附曲线的预测。 (2)页岩的 极限吸附量与页岩的有机质含量正相关 。 (3) 吸附态页岩气的密度是关于温度和压力的函数 ,并不是常数(液态页岩气密度)。 (4) 实测吸附量的随温度和压力的变化规律,本质上吸附态页岩气密度随温度和压力变化的规律,与页岩气的极限吸附量无关 。因此,文献中利用经验公式,拟合不同温度下等温吸附曲线,继而得出“页岩气极限吸附量随温度升高而下降”的认识,是不合理的。 (5)利用本文提出的方法, 可以精确计算页岩气吸附过程中的吸附焓和吸附熵 。页岩气的吸附焓和吸附熵也是一个关于温度和表面覆盖度的二维曲面。利用经典的Clausius–Clapeyron方程将会高估页岩气的吸附焓和吸附熵。 文章简图如下: 文章方法简图概述 图1:四种不同页岩的等温吸附曲线 图2:模拟及预测的页岩气等温吸附曲面:灰色为拟合的实测吸附量,红蓝为预测真实的吸附量 图3:不同相态页岩气密度随温度和压力的变化规律:黑色代表液态页岩气,白色到灰色代表气态页岩气,蓝色到红色代表吸附态页岩气 图4:页岩极限吸附量与有机质含量的关系 图5:页岩气吸附焓随温度和表面覆盖度变化的二维曲面 图6:页岩气吸附熵随温度和表面覆盖度变化的二维曲面 Tang, X., Ripepi, N., Rigby, S., Mokaya, R., Gilliland, E. (2019). New Perspectives on Supercritical Methane Adsorption in Shales and Associated Thermodynamics. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 78, 186-197. New perspectives on supercritical methane adsorption in shales.pdf
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高压甲烷在页岩上的吸附 及 深部页岩气原位储量准确估计
热度 1 sunshinetx 2016-7-31 03:15
摘要: 本文通过运用双Langmuir方程合理的解释了高压甲烷在页岩上吸附的各种实验现象。在此基础上,准确估算了深部页岩气的原位储量。结果表明:(1)双Langmuir模型优于现有的其他吸附模型,(2)深部页岩气的原位储量被高估, (3)深部页岩气中,吸附态含量的比例被大大低估。应用双Langmuir方程,可以准确推算深部页岩气的含量以及储层条件下吸附气和游离气之间的比例。 众所周知,页岩气在页岩储层的存在状态主要有吸附态和游离态两种。因此,对于页岩气原位储量的评估必然涉及到两个关键问题:(1)页岩储层中吸附态和游离态的总量是多少;(2)页岩气中吸附态和游离态的比例是多少。前者是我们能否经济合理的开发页岩气的关键,而后者是采取何种开采技术和准确预估页岩气井产量的关键。 气体的游离态也就是我们通常说所的气态,根据真实气体状态(温度,压力)和存储空间大小,可以直接获取游离态页岩气的量。因此,要准确推算吸附态的含量对于准确评估页岩气总量和得到真实的吸附态和游离态的比例至关重要。对于吸附态含量的估计,就需要实测等温吸附曲线并用相应的等温吸附模型来推算。但是由于吸附态的物理性质(密度和体积)在现有的技术条件下不可直接测量,这就直接导致了当前研究者对于吸附模型的选取众说纷纭。 目前主流的吸附模型根据理论假设的不同可以分为四类:(1)单分子层假设:Langmuirm模型及其改进型,(2)多分子层假设:BET模型,(3)分子充填模型:D-R及其众多的改进型,(4)纯理论计算:利用分子尺度的模拟。以上这四类模型中,前三种模型都是根据实测等温吸附曲线进而进行相应的经验拟合,从而得到相应的物理参数。这些模型很适合工程应用。第四种理论计算方法,可以从分子尺度对吸附的机理进行探讨,但是由于理论模型不能准确表征页岩的物理属性。因此,工程应用很少采用第四种方法。对于前三种工程应用比较广泛的吸附模型,存在的问题也非常之多。首先,甲烷在页岩的吸附属于超临界吸附(不存在饱和蒸汽压),而这三种模型都是针对临界点一下的气体建立的。其次,这三种模型都是简化模型,假设吸附剂是均质同性,而这个假设引用在页岩本身也是不合适的。再者,这三个模型都是针对真实吸附量(绝对吸附量)建立的,而我们通过室内实验永远无法测得真实吸附量。用真实吸附量的模型去拟合实测吸附量本身就是不合适的。因此,尝试着用这些经验拟合的模型去解释甲烷在页岩气上吸附机理,非常让人费解而且相应的分析和结论也都无法通过实验的手段证实。此外,还有一些学者通过拟合度(R2)来判断这三种模型的优劣的也着实让人难以理解。统计学上对R2意义的探讨已经很多,单纯用R2来评价一个模型是否合适是非常不妥当和不严谨的。 对于高压甲烷在页岩的吸附主要存在一下几个实际问题:(1)如何从解释实测等温吸附曲线中实测吸附量先上升达到最高点然后有下降的问题,(2)如何从实测等温吸附曲线中推算出真实吸附量的问题,(3)如何解释不同温度下实测等温吸附曲线在高压条件交叉的问题,(4)吸附等温吸附曲线的预测问题,和(5)如何计算吸附过程吸附热的问题。以上的五个问题,用之前提到的三个经验拟合模型都无法很好的解释。而合理的解释以上五个现象也是当前学者研究甲烷在页岩上吸附的关键点。 由于实际工程的需要,我们必须找到一个合适的吸附模型去解决相应的工程问题。笔者通过使用双Langmuir方程(dual-site Langmuir),对不同温度下的等温吸附曲线行全局拟合,不但可以很好的解决了以上的几个关键问题,也可以解释所有观测到的实验现象。从现象学的角度来说,双Langmuir方程要优于现有的吸附模型。但是需要指出的是,双Langmuir模型也只是一个工程应用的经验模型,并不能用来解释高压甲烷在页岩上的吸附机理。相信随着分子模拟的进步,超临界甲烷在页岩上吸附的机理会从分子层次得到进一步的解释。与此同时,笔者也应用双Langmuir方程对龙马溪组的页岩气的原位储量进行估算,发现现有的用传统的Langmuir方程会导致:(1)高估页岩气的原位储量,(2)高估页岩储层中游离气的比例。这两个问题的发现直接影响对深部页岩气的开发,需要被进一步重视。 图1 给出了用双Langmuir方程拟合不同温度下实测等温吸附曲线的结果:实测吸附量-压力关系曲线。其中,实点为实测值,实线为拟合曲线。 图2 给出了用双Langmuir方程拟合不同温度下实测等温吸附曲线的结果:实测吸附量-气体密度关系曲线。将等温吸附曲线看作为密度的函数,可以直接看出温度对吸附量影响的负效应同时等温吸附曲线不会出现交叉。 图3给出真实吸附量(绝对吸附量)和实测吸附量的关系,以及预测的等温吸附曲线。其中,虚线为真实(绝对)吸附量,实线为拟合曲线,黑颜色线条(实线和虚线)为预测的不同温度(375.15K, 395.15K, 415.15K)的等温吸附曲线。 图4给出了不同深度页岩储层中吸附态含量:红色实线为采用实测等温曲线计算的吸附量,黑色虚线为采用传统的Langmuir方程计算的吸附量,红色虚线为采用真实(绝对)等温吸附曲线计算的吸附量。可以看出: 对于深部页岩气而言, 采用实测等温吸附曲线和传统Langmuir方程导致真实的吸附态页岩气含量被大大低估。 图5给出了不同深度页岩气原位储量:红色实线为通过使用实测等温吸附曲线计算的真实页岩气储量,红色虚线为采用推算的真实(绝对)等温吸附曲线计算的页岩气的原位含量,黑色虚线为采用传统的Langmuir曲线计算的页岩气储量。可以发现: 对于深部页岩气而言, 采用推算的真实(绝对)等温吸附曲线和传统Langmuir方程导致岩气的真实原位含量被大大高估。 图6给出了不同深度页岩储层中吸附态页岩气所占的比例:红色实线为通过使用实测等温吸附曲线计算的吸附态页岩气比例,黑色虚线为采用传统的Langmuir曲线计算的页岩气储量,红色虚线为采用推算的真实(绝对)等温吸附曲线计算的页岩气的原位含量,可以发现: 对于深部页岩气而言, 采用实测的等温吸附曲线和传统Langmuir方程导致吸附态页岩气的真实含量被大大低估。 以上为本文探讨的核心内容,具体的实验数据和研究方法,详见拙作(免费下载截止到9/17/2016): Tang, X., Ripepi, N., Stadie, N. P., Yu, L., Hall, M. R. (2016). A dual-site Langmuir equation for accurate estimation of high pressure deep shale gas resources. Fuel , 185 , 10-17.
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高压气体(甲烷,氮气,二氧化碳)在多孔介质的吸附现象
sunshinetx 2016-6-14 23:13
高压气体(20MPa)在多孔介质的吸附现象在吸附领域已有大量报道。但是由于实验设备的限制,在准确测量高压气体吸附的等温吸附曲线,还存在很多问题。具体的表现形式之一就是: 高压条件下,气体的在不同温度条件下的等温吸附曲线是否会表现出交叉现象。本文特附上一些参考文献,供大家共同学习,交流,探讨。 (1)等温吸附曲线交叉(人工合成材料;最大压力50MPa): 1 Thermodyanmic description of excesss isothemrs of Methane Argon and Nitrogen.pdf 2 High pressure adsorption equilibria daa.pdf 3 High pressure adsorption of hydrogen nitrogen and CO2 Methane.pdf (2)等温吸附曲线不交叉(页岩;最大压力35MPa) 1 Geological models of gas in place of the Longmaxi shale in southeast China.pdf 2 Methane in shale.pdf
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反腐高压下赵黎平公开杀人说明了什么?
热度 4 gaoshannankai 2015-3-22 19:54
内蒙古政协原副主席赵黎平涉故意杀人被羁押 第一次出现时还没有讲杀的是谁,但是不久就讲了与某女过夜后,将其杀死。 当然我个人感觉没这么简单,这么急匆匆下手,那女的肯定掌握了他什么致命的东西。 真的是太嚣张了。一来不看看现在什么形势;二来内蒙古公检法又是一个什么形势? 内蒙古“男子遭冤杀案”能否引起公检法大洗牌? http://blog.sciencenet.cn/blog-907017-839931.html 看来没有实现我讲的政法委-公检法,全部处以上干部过筛子,洗牌力度不够。 反腐的强度也不够,到了2015年,反腐败必须出现洗牌式的新常态,即 哪里出了问题,哪里全部干部过筛子。 不这么搞,根本不解决问题。 2015年-反腐败应该设时间表 http://blog.sciencenet.cn/blog-907017-868916.html
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I的非共度结构,文献学习
fxl91 2015-2-7 21:00
好奇I的非共度结构为啥发在了Nature?!认真读了下,果然收获不小。小结下这个文章的内容,这里的序号对应文章的段落。 固体I 2 分解过程,由第一相变成第二相,是否存在过度相有争议。本文通过静高压实验(貌似前人都不是用这个方法做的)接出存在过度相,是个非共度结构,modulated structure。 I的高压相变,以及目前存在的一个争议:由第一相变成第二相(即分子分解过程)是否存在过度相 XRD的峰的描述,提出观察到了第一相和第二相的中间相的存在。 讲Fig.1。中间相的XRD的峰。main reflection ,satellite reflection.存在unindexed satellite reflection,提出first-order modulation.描述了这个调制结构(basic f.c.o. cell):modulation wave propagates扩大 along the a axis.用superspace-group representation表示这个结构:Fmm2(a00)0s0(ref.17)。原子占位。傅立叶振幅B1y(正弦波形式).调制波波矢K=1/波长=(0.257,0 ,0)。 这个调制结构也可以用basic f.c.t. cell来描述,但这里还是用f.c.o.描述,因为f.c.t. 对应的R wp (reliability factor)比f.c.t.对应个的要大。 讲Fig.2。对比了第一相,中间相,第二相的结构。主要突出这个非共度的中间相。 调制波沿a轴方向,波长不是晶格常数a的multiple整数倍。由此得出非共度! 正式由于调制和非共度,原子的位置坐标y沿b轴变化,即振幅。在小范围内,原子间距离教近,也就是说原子一堆一堆的(这就是短程周期性?),没有长程周期性。 随压力变大,调制波的波矢变小。 这个结构实际上就是f.c.o.的4倍的超晶胞。 讲Fig.3。横坐标是原子坐标的变化,纵坐标是原子间距离的变化。(ref.16) 讲Fig.3。三个相的原子间的最近距离对比。这个图不错。可以明天看出非共度结构的图是连续的,而共度结构的是分立的。值得借鉴! 结论,就是存在中间相。 作者解释,这个中间相的存在是由于:I分子分解后,这些I原子并没有立刻形成一个共度结构,而是形成一个个小区域,小区域里原子的位置是变化的(简单理解为波的一个周期)。这就导致了调制波。 结论。分子分解伴随这非共度结构的出现,有过理论研究。(ref. 9,18) 一些元素的高压相出现过非共度结构。e.g.:Ba的第四相。self-hosting 类型。(ref.19) 但I显然不属于host-guest类型,而是incommensurately modulated structure。与U的阿发相类似(ref.4) 这个工作非常好,就是讨论了I的这种调制波的非共度结构。这是我第4次读了,感觉这次学会了不少。以前 一直蒙,不知道到底怎么来描述非共度。今天向马老师请教了下,又认真了看了两遍这个文献,感觉有个思路了:体系相变到了非共度结构,我要找到这个调制波(波矢是无理数,I的是0.257),由于非共度结构没有长程周期性,不好描述,我需要找到一个共度结构(波矢是无理数,I的是0.25)来描述。 思路有了,我的疑问(该思考的问题): superspace-group representation,这是一种非共度结构的描述方式?就类似与晶体的230空间群? 波矢怎么确定?就是用肉眼把波画出来,找到一个周期,读出波长,取倒数?这样的话,岂不是有很大误差! 找到一个unit cell。就像I里的f.c.o.
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再谈为什么要慢下来
热度 24 何裕民 2013-3-13 09:09
为什么要特别强调慢生活呢?其实,客观地说,现实生活只会越来越快!除非这个社会处于崩溃或者重大危机状态,不然的话,必然规律只会是越来越快:今年比去年快!去年比前年快!明年必然会比今年快!这是不由人类意志所转移的规律! 问题是:人生活在这其间,人做为一个生物体,本身有一个规律性的,有一定耐受性的,生理是有极限的!所谓的快节奏,是一定要动员全身潜能去应对的。动员得越多,消耗的也就越多!消耗得越多,那你健康危机出现的概率就越高!然后,你的寿命就越短。我喜欢打一个比喻:就像开一辆车,再好的车,始终在高速度的行驶,那要不了多少时间肯定会报废。我们看到的出租车,它一直在开着,没几年就各种毛病了,哪里能像私家车呢?又比如说,两根同样长的蜡烛,一个火势特旺,也许正常情况下能烧一个小时的,火势很旺的前提下可能只能烧半个小时。中医说的“壮火食气”,“少火生气!”就是这个道理!其实,人的寿命是有寿限的,健康也是有一定的限度的,过分动员就会损耗。用王一方教授的话来说,人是排着队走向坟墓,你如果拼了命往前冲,也许前期很辉煌,但一定是缩短进程,折寿的! 讲到这,我的老同学在研究生时期做了一个课题,70年代未80年代初,研究的是老运动员健康状态。他研究了上海市当时还活着的50、60年代的主力运动员。结果发现,大运动量的运动员没有长寿的。所以,老祖宗就说得很好,人要经常动,但不可超过极限(陶弘景:“人欲常动,但不可大疲耳”)。 这些,也许离健康远了些。我们回到健康来说。A性行为的人容易出问题,A性行为就是快节奏的。1月9号美国发布的健康报告很明确,美国是全球生活节奏最快的,美国也是全球健康投入最高的,然而,美国的健康状态在所有发达国家当中是最差的,美国的平均寿命在所有发达国家当中也是最差的,美国的期望寿命也不及上海。 为什么?这有很多因素,也不是高科技能够解决的问题,美国的高科技运用在全球也绝对是领先的。最关键的因素就是美国人速度太快了,这个中国人也一样。我喜欢举个例子,上海的生活节奏在全国是最快的,上海的癌症发病率在全国是最高的,当然,上海其他地方都还可以,所以,总的健康指数还是可以的。上海的癌症发病率比全国平均水平要高上40%左右,为什么?节奏太快!冠心病、高血压、糖尿病已经有非常明确的研究结论,它们和高压力、高节奏感、快节奏有关系。癌症的发病也同样。那么,这些代价是不是太大了呢?有些人,不堪高压力的就可能出现焦虑、抑郁,精神疾患的发病率城市比农村高得多!越是高压力的城市,越是节奏快的城市,精神疾病的发病率越高。既然要付这么大的代价,那么,我们今天是不是要考虑值得不值得? 其实,所谓的“慢生活”,就是这二三十年才提出来的。大家一定知道,80年代,日本经济飞速发展,日本出现了大量的过劳死!今天,我们国内(特别是大城市)也有大量的过劳死!甚至有份报告说:中关村的科技人员平均寿命只有58岁!当然,第一手资料我们没看见。总之,到了今天,这个世界是越走越快!越走越快!我们生活在其间的每一个都被无情的卷进去了!那么怎么办?洁身自好吧?尽量在生活方面保持些慢节奏,以作为某种补偿!这样,既享受快速发展带来的美酒佳肴,又能够保持你的心身的和谐,尽可能保持健康,减少疾病的困扰。因此,在快节奏的同时,要相互享受慢生活!有时,不妨停下脚步,仰望星空,凝思明月!也许是聪明人的最佳选择!同时,也是避免高血压、糖尿病、精神障碍等很多问题的高发生率的理想措施。 至于怎么慢下来,下次我们再探讨。
个人分类: 何裕民谈健康|3395 次阅读|25 个评论
[转载]高压后的放松“陷阱”
热度 1 JRoy 2013-1-16 08:43
“扛大个儿”的都明白一个浅显的道理:在挣扎阶段往往能挺住,但放松后的一霎那,往往是崩溃的时期。 “扛大个儿”是指扛麻袋,在装卸车的过程中,里边装着200斤麦子或稻米等粮食,叫“扛大个儿”。在习近平的自述里也提到他“肩扛200斤麦子走十里山路不换肩”的知青故事。我们那里扛大个儿多数是指生产队到县粮站交公粮。马车拉着一车装满麦子的麻袋到粮站后,马车上站两个人,把200斤的麻袋放到扛大个儿的小伙子后脖子上,小伙子两只手握住麻袋的两头,艰难地往粮囤上走去。一个宽木板子斜坡,从地面直到粮囤的顶部。木板上钉有横栏以防止打滑。扛着200 斤的麻袋,不仅要爬坡,那木板还在颤乎,走一步豆大的汗珠就出一串。但我没有见到过在半路上就跌倒了的,只有看到没有经验的到了顶部左手拉开麻袋口的系绳麦子哗啦啦倒出来后重量突然减除而导致身体崩溃的。所以,在顶部完活后要等一下,给下一个伙伴一个依靠,比如拉一下他的手,就能防止他跌倒。 这就是高压后的放松“陷阱”。 -------------------- 一个社会高压之后,人们慢慢 吃饱喝足,得到更多的自由的时候也往往是这个社会要出现动乱的时候 ----而并不是之前高压的时候。所以有时候乱一点,恰是说明社会开明了
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生命进化和超高压生命科学
weizhiren 2012-6-11 16:22
生命的起源与高压生命科学.pdf 本文在综述了有关 “ 超高压热液生命 ” 研究文献的基础上,提出了全新的生物进化观点:认为高温高压热液环境不但是原始生物大分子和简单生命体的发源地,而且还是复杂生命演化(进化)过程的重要场所,在此环境中产生了从简单到复杂的各种基因结构,构建出从初级到高级的多生物种群。由此提出采用高压生物生态学系统,研究在高压状态下生物发育生长过程,探索生物进化规律。
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沉痛悼念经福谦先生
热度 13 xrchen 2012-4-22 19:11
沉痛悼念经福谦先生
我们怀着极其沉痛的心情,深切悼念中国共产党党员、中国科学院院士,著名的 爆炸力学和高压物理学家 、 中国实验内爆动力学和动高压物理研究领域的开拓者之一经福谦 先生。 经 先生因病医治无效,于 2012 年 4 月 20 日上午 8 点 与世长辞,享年 83 岁。 经福谦 先生 1929 年 6 月 7 日出生于江苏省南京市。 1952 年毕业于南京大学物理系后,被分配到长春地质学院任教,负责并圆满创建了电子学实验室和地震勘探教研室 。 1960 年 7 月到第二机械工业部第九研究所(中国工程物理研究院的前身)工作至今。 1984 年与四川大学芶清泉先生创办了四川大学高温高压物理研究所(联合所),并共同担任首任联合所所长。联合所的创办为我国大学与科研院所合作树立了典范。 1986 年亲自担任上海国棉 25 厂主车间的控制爆破拆除的技术领导,在闹市区进行了一次大面积控制爆破,爆破效果得到了国外内专家的一致好评。 1960 年起,经福谦 先生 在中国工程物理研究院任工程师、研究员,并先后担任该院流体物理研究所副所长、所长、院科技委员会副主任。先后当选为中国物理学会理事、常务理事及高压物理专业委员会主任,中国力学学会副理事长及爆炸力学专业委员会主任。先后担任《高压物理学报》常务副主编、主编,《力学学报》编委等职。 1991 年当选为中国科学院数学物理学部学部委员( 1993 年后改称院士)。 经福谦 先生 在核武器研究领域,提出了内爆实验中关于“严重稀疏范围”和“信号通道绝对保护”的重要概念;提出的“绝对保护”方案一直沿用至今;指导测定了特殊材料的高压状态方程;在冲击波极端条件下物质性态研究中, 解决了地下核爆中测量超高压状态方程的关键技术;领导发展了我国气体炮加载的系列技术,组建了“冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室” ,对中国核武器事业的发展和“两弹一星”的研制作出了重要贡献。 1978 年获全国科学大会奖, 1982 年获国家自然科学奖一等奖, 1984 年被评为国家级有突出贡献中青年专家, 1988-1998 年获部委级科技进步奖二等奖 1 项、三等奖 6 项, 2000-2003 年获军队武器装备科技进步奖三等奖 3 项, 2001 年获何梁何利基金科学与技术进步奖。 除了科学研究之外,经福谦 先生 还是教学和培养人才的热心人。在担任流体物理研究所副所长时,就积极申办培养研究生事宜。经先生是四川大学,国防科学技术大学,北京理工大学,西南交通大学,武汉理工大学,西南科技大学等多所高校的兼职教授和博士生导师。经先生以谆谆教诲的热情和严谨治学的精神深得师生及科技人员的尊敬。经先生提出了加强基础研究工作的建议,为青年科技人员脱颖而出创造了良好的条件,为国防科研的发展和人才培养做出了重要贡献。 经福谦先生忠于发展祖国的科学事业,执着于所认定的方向,坚韧不拔,顽强奋斗。 在此,向这样一位为国家、为科学做出了杰出贡献的物理学前辈、导师致敬! 敬爱的经福谦先生,安息吧! =============================================== ps:2012年4月20日,惊闻老师经先生去世的消息,至今还没有缓过神来!今天,本人收集中国工程物理研究院和百度等网站上的信息,在此留下经先生生平的一些资料,以表学生深切缅怀之情。愿经先生一路走好! ps:两张老照片:
个人分类: 精华转贴|11944 次阅读|12 个评论
[转载]山东完成世界首次660KV超高压直流输电线带电作业
sincos 2012-4-11 19:20
这种第一最好还是少点吧。
1832 次阅读|0 个评论
高压出钻石
metanb 2012-3-9 05:36
碳可以很普通,但在高压下可以变成钻石。
个人分类: 魔鬼辞典|1599 次阅读|0 个评论
有什么办法可以加速放射性核素的衰变?
热度 1 jefei 2012-1-8 16:43
在可控核聚变实现之前,裂变核电将会是核电的主流,而目前相对来说,核电是清洁、安全、环保的,但裂变反应不可回避的一个问题就是核废料的处理,因为这些核废料的的半衰期可达到成百上千年,在以后相当长的时间内都会对环境产生影响,目前的处理手段基本是封装好后深埋地下或沉入大洋底部,等其自然衰变。但在以后漫长的历史时期内,这些核废料就会像“地雷”一样,不知它会不会何时以某种现在不可预知的方式泄露,对环境造成灾难性影响。如果能加速这些核废料的衰变就好了。 前段时间看一篇高压方面的总结性文献,其中提到高压在加速放射性核素衰变方面的研究,说高压可以加速核素7Be的衰变,感觉很有意思,就查了下,找到一篇文章(摘要附在后面,有兴趣的可以看看),稍看了一下,可惜高压对衰变常数的影响还不是很大,但毕竟是种可能,或许某一天我们能达到很高的压力,能大大促进核素的衰变,或者我们能找到一种非常有效的手段来彻底处理核废料,未来的事情,谁能说的定呢? 要是有朋友知道更多可能加速放射性核素衰变的手段,欢迎来给我科普一下,预先谢谢了啊 附: Effect of pressure on the decay rate of 7 Be Earth and Planetary Science Letters Volume 180, Issues 1–2 , 30 July 2000, Pages 163–167 Abstract Beryllium-7 in Be(OH) 2 gel was compressed in diamond-anvil pressure cells up to 442 kbar at room temperature. By counting the activity of 7 Be, the decay rate for the conversion of 7 Be to 7 Li via electron capture was measured. The decay constant of 7 Be, λ , was found to increase, but the rate of increase decreased with increasing pressure. A quadratic regression of the data yields ( λ − λ 0 )/ λ 0 =(4.87×10 −5 ) P −(5.9×10 −8 ) P 2 , where the subscript zero denotes zero pressure and P stands for pressure in kilobar. Thus, λ of 7 Be increases by about 1% at 400 kbar. The observed data set can be rationalized by an increase in electron density near the nucleus of 7 Be at high pressures. This result may bear some implications for the conversion of 40 K to 40 Ar, which has been widely adopted to date geological events. Keywords Be-7; radioactive decay; high pressure; gamma-ray spectroscopy
个人分类: 学习笔记|14705 次阅读|7 个评论
冰之魂8: <PRL>新证-压致虚键增强实键减弱
ecqsun 2011-10-30 00:08
冰之魂8: <PRL>新证-压致虚键增强实键减弱
定义:氢键 = O 2- :H +/p - O 2- ; ":" - 电子孤对(虚键); "-" - 极性共价键(实键) 下文报道结果证实 我们的预言: 压致虚键收缩且增强,实键变边长且减弱 。 原文摘要: The first principles methods, density-functional theory and quantum MonteCarlo, have been used to examine the balance between vanderWaals (vdW) forces and hydrogen bonding in ambient and high-pressure phases of ice. At higher pressure, the contribution to the lattice energy from vdW increases and that from hydrogen bonding decreases, leading vdW to have a substantial effect on the transition pressures between the crystalline ice phases. An important consequence, likely to be of relevance to molecular crystals in general, is that transition pressures obtained from density-functional theory exchange-correlation functionals which neglect vdW forces are greatly overestimated. Biswajit Santra et al.,Hydrogen Bonds and van der Waals Forces in Ice at Ambient and High Pressures, Phys. Rev. Lett. 107, 185701 (2011)
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地球深部岩石处于高温、高压状态吗?
热度 3 qsqhopeiggcas 2011-8-19 20:37
同工程岩石力学相比较 , 高温高压岩石力学 的研究对象在以下几方面具有其自身的特殊性: ( l) 高温 参照地球内部的温度一深度梯度 , 可大致将温度作如下的划分 : 常温 (N o r m a l t e m p e r a t u r e ) , 10 ~50 ° C , 浅表地壳; 中温 (M e d i u m t e m p e r a t u r e ) , 50~10 0 ° C , 热泉; 次高温 ( S u b -h i g h t e m p e r a t u r e ) , 1 00 ~50 0 ℃ , 中、上地壳; 高温 (H ig h t e m p e r a t u r e ) , 5 0 0 一 10 0 0 ° C , 中、下地壳; 甚高温 (Ve r y-h i g h t e m p e r a t u r e ) , 1 0 0 0 ~15 0 0 ° C , 岩石圈底层和软流圈; 超高温 (U l t r a-h i g h t e m p e r a t u r e ) , 150 0 ℃ , 地球深部。 温度的升高 , 导致岩石和流体介质的活化 , 促成岩石变形破坏机制发生变化 , 使其易于塑性流动 (2) 高围压 根据地球内部的压力一深度梯度 , 并参考 J.A.Corell ( 1965) 建议的压力分级,可将压力划分为 : 低压 (L o w p r e s s u r e ) , 0 . 1 ~3. 0 M P a ,浅表地壳; 中压 (Me d i u m p r e s s u r e ) , 3. 0 ~1 0 0 M P a ,浅层地壳; 次高压 (S u b -h i g h p r e s s u r e ) , 10 0 ~3 0 0 M P a ,上地壳; 高压 (Hi g h p r e s s u r e ) , 0 . 3~l .0 G P a , 中、下地壳; 甚高压 (Ve r y -h igh p r e s s u r e ) , 1.0~3.0G p a , 岩石圈底层和软流圈; 超高压 (Ul t r a -h i g h p re s s u r e ) , 3 . 0 G P a , 地球深部。 围压的增高对岩石变形起着抑制张裂和强化摩擦的作用,从而从另一侧面为岩石介质的变形活化提供条件。 如果随深度的增加,岩石的温度和压力是升高的(地核外),则岩石的变形性质将由脆性向延性转变,将处于塑性流动状态,不会发生脆性破坏(没有应力降),就不会有强震的发生。显然,这与地震学观测到的事实不符。观测表明,地球在浅源( 70km )、中源( 70~300km )与深源( 300km )都会发生强烈地震。 根据我们的研究,浅源与中源强震的发生是断层中锁固体发生脆性破裂的结果,并已得到了大量强震实例的证实。 根据上述分析,容易质疑“随深度的增加,岩石的温度和压力是升高的(地核外),还是到一定深度后,温度和压力是不变的?”对此问题,我已经思考了数月还未得其解,由于目前还无法通过深部钻探获得真实的观测资料,希望和有关人士共同探讨这一科学问题。 参考文献 王绳祖, 1995 ,高温高压岩石力学一 - 历史、现状、展望。地球物理学进展。第 10 卷第 4 期, 1-31. .
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