Перфторуглеродные трассеры (PFT) представляют собой ряд перфторуглеродов, используемых в трассерах потока и других приложениях отслеживания. Они используются путем выпуска PFT в определенной точке и определения концентрации этого PFT в другом наборе точек, что позволяет определить поток от источника до точек.
PFT считаются нетоксичными [1] и химически инертными, прозрачными, бесцветными жидкостями. Это негорючие и нерадиоактивные соединения, которые вообще не встречаются в природе, поэтому фоновые уровни очень низкие, но их можно обнаружить при чрезвычайно низких концентрациях.
Существует ряд PFT, доступных на рынке, что позволяет экспериментатору выпускать различные PFT одновременно. Циклические перфторуглероды, такие как перфторметилгексан и перфтор-1,3-диметилциклогексан , как правило, считаются лучше, чем ациклические, поскольку их можно обнаружить на более низких уровнях.
PFT может быть выпущен различными способами, в зависимости от применения, и может быть таким простым, как распыление в воздухе. Затем образцы собираются в установленное время и в определенных местах и либо отправляются в лабораторию для анализа, либо анализируются в полевых условиях.
Анализ образцов обычно включает три части: подготовка, хроматография и обнаружение. Подготовка включает удаление других примесей, например, смешивание с водородом, а затем пропускание через катализатор для преобразования кислорода в воду, которая затем удаляется силикагелем . Затем образец поступает в газовый хроматограф . Это разделяет различные PFT, поэтому для каждого из них можно определить значение концентрации.
Существует два способа обнаружения PFT: с помощью детектора электронного захвата или масс-спектрометрии отрицательных ионов . Оба метода включают бомбардировку образца электронами и измерение полученных отрицательных ионов. Перфторуглероды имеют особенно высокое сродство к электронам, поэтому обнаруживаются в низких концентрациях.
В качестве альтернативы можно исключить хроматографию и определить различные PFT по их различным массам в масс-спектре.
PFT могут быть обнаружены в концентрациях всего лишь 1 часть на 1015 по объему (1 фемтолитр на литр). [2]
Нефтяные резервуары обычно картируются путем закачки PFT в одну скважину и измерения концентрации в соседних скважинах. Таким образом, геологи могут создать изображение резервуара.
Традиционные подземные высоковольтные кабели строятся либо с внутренними масляными каналами или протоками, либо с использованием трубы, через которую прокладывается изолированный проводник. В любой конструкции система затем заполняется находящимся под давлением дегазированным маслом. Основная функция масла заключается в улучшении изоляционных свойств кабеля; но иногда утечки могут происходить через кабельные соединения, арматуру масляной системы или повреждение оболочки кабеля. Утечка изначально определяется по потере жидкости из системы, а ее местоположение заключается в том, что инженеры выкапывают дорогу, замораживают часть кабеля и смотрят, продолжает ли уровень понижаться, затем выбирают новую точку для выкапывания и повторного замораживания, что может потребовать нескольких скважин для изоляции утечки. Если PFT вводится в масло, над утечкой будет относительно высокая концентрация PFT, которую можно определить с точностью до нескольких футов, для чего требуется вырыть только одну скважину прямо в месте утечки. [3]
PFT использовались для отслеживания движения воздуха, отслеживания потока загрязняющих веществ, например, в исследовании Big Bend Regional Aerosol and Visibility Observational [4] , для измерения эффективности вентиляции и изучения возможных последствий террористических атак (например, в Нью-Йорке). [5]
PFT даже использовались для отслеживания выкупа после похищения. [6]