ns10-1/0
جریان قابل تحمل
MA
MA
kA
mA
چند کیلوآمپر
بسامد قطع
کم
چند ۱۰
Hz-khz
چند هرتز
حداکثر
عمر
یکبار مصرف
توسط فرسایش الکترو محدود می شود
-
توسط فرسایش الکترود محدود می شود
نامحدود
(۱۰۱۱ بار)
نیازمندی
نیاز به جایگزینی
تجهیزات مکانیکی
سیستم سود ساز
نیاز به مولد سیال
-
[۳]
خطوط انتقال
همانطور که در شکل ۱-۱۱ مشاهده می شود خط انتقال در سامانه مولد پالس با ذخیره کننده سلفی برای فشرده سازی انرژی به منظور انتقال انرژی زیاد در زمان کم در قالب پالس سریع استفاده می گردد. از طول یک خط انتقال می توان بدین منظور استفاده کرد. در یک مولد پالسی با بهره گرفتن از خط انتقال معمولی یک خط انتقال مانند کابل کواکسیال با یک سویچ به بار تطبیق داده شده Rl متصل می شود. و طرف دیگر خط به منبع ولتاژ دی سی متصل است.
مقاومت منبع دی سی بسیار بزرگتر از امپدانس خط انتقال است Rs>>z زمانی که سویچ بسته است منبع ولتاژ ظرفیت خازنی خط انتقال را به آرامی شارژ می کند. در این زمان ولتاژ v/2 به بار اعمال می شود و بار الکتریکی ذخیره شده در خط انتقال از طریق بار شروع می کند به تخلیه شدن، یک پله ولتاژ از طریق خط به منبع اعمال می شود. در نتیجه پالس ولتاژ به بار با طول D2 اعمال می شود. که D طول خط انتقال و سرعت انتشار پالس در خط انتقال است. این سرعت برای کابل کوالسیال دو سوم سرعت نور است.[۸]
شکل ۱-۱۱ مدار با خط انتقال
فصل دوم
کاربرد های توان پالسی
۲-۱ گداخت هسته ای
در عملیات گداخت هسته ای کنترل شده یک هدف کوچک از گازهای دوتریوم-تریتیوم را باید فشرده کرد تا چگالی آن بیشتر از ۱۰۲۳ در سانتی متر مکعب گردد. بدین منظور به پرتو های ذرات باردار یا لیزر که دارای توانی در حد تراوات باشد نیاز است تا بتوان انرژی خود را در سطحی بیشتر از ۱۰۱۶ وات بر گرم به هدف مورد نظر انتقال دهد. نمی توان چنین پرتوهای ذرات باردار را توسط شتابدهنده های ذرات ایجاد کرد زیرا چنین شتاب دهنده هایی تنها قابلیت تامین جریان الکتریکی در محدوده میلی آمپر تا ۱آمپر را دارند و در این حالت مقدار انرژی قابل استحصال به چند صد گیگا الکترون ولت می رسد و توان تابشی که از این روش به دست می آید بسیار کمتر از ۱۰۱۶ وات بر گرم خواهد بود. برای دسترسی به سطح مورد نظر از توان به فناوری های جدید نیاز داریم. توسعه فناوری تولید پالسهای پر قدرت به دنبال چنین نیازهایی پدید آمد.[۱]
۲-۲ اثرات میدان الکتریکی پالسی بر روی ریز موجودات زنده
چندین کاربرد برای توان پالسی در حوزه ریز موجودات زنده [مانند باکتری ها] وجود دارد. معمولا کاربرد ها مربوط به غیر فعال سازی میکروب ها است. اصولا در تمامی کاریرد های توان پالسی با اعمال سطحی از انرژی، غشاء سلول ازبین برده می شود یا ملوکولهای بزرگ مانند –دی-ان-ای- یا پروتئین تخریب می شود. اعمال میدان الکتریکی پالسی ، تشعشعات پر انرژی مانند نور[لیزر] و ذرات بار دار [مانند اشعه آلفا،بتا،گاما] مولکولهای زنده را غیر فعال می کنند.[۹]
از نظر الکتریکی غشای سلول مانند لایه فلزی است که در دو طرف آن محلولهای مایع قرار دارند. وقتی که آن را در معرض میدان الکتریکی قرار دهیم این غشا دچار شکست الکتریکی می شود که آن را در معرض عبور محلولهای مایع قرار می دهد.غشای سلول که لایه ای مایع است بر خلاف لایه جامد بعد از شکست می تواند دوباره ترمیم شده و به حال اول خود باز گردد. بازگشت پذیر بودن این فرایند بستگی به زمان قرار گرفتن غشا در معرض میدان الکتریکی پالسی است.به این پدیده از هم گسیختگی الکتریکی[۸] گفته می شود. که دو نوع برگشت پذیر و برگشت ناپذیر دارد. این پدیده کاربردهایی در زمینه های پزشکی و زیست فناوری پیدا کرده است. فرایند برگشت پذیر سوراخ کردن غشای سلول توسط میدان الکتریکی پالسی در تغذیه شیمیدارو به سلولهای سرطانی دارد. در انتقال دی-ان-ای به سلولها در ژن درمانی نیز این روش اثرات چشمگیری داشته است. در طب بالینی فرایند برگشت ناپذیر سوراخ کردن غشای سلول به عنوان روشی برای جدا کردن بافت از بدن مورد مطالعه قرار گرفته است. در زیست فناوری به منظور استخراج مولوکولهای زنده از این روش استفاده شده و در نگهداری غذا به منظور غیر فعال سازی میکروبی از فرایند برگشت ناپذیر استفاده شده است.[۱۰]
۲-۲-۱ غیر فعال سازی میکروبی
ساختار اصلی سامانه به این صورت است که این مواد غذایی از درون محفظه ای به نام محفظه عملیاتی عبور داده می شوند و میدان الکتریکی پالسی در این محفظه به آنها اعمال شده و سبب از بین بردن باکتری ها می شود.
قسمتهای مختلف تشکیل دهنده سامانه غیر فعال ساز میکروبی:
مولد پالس
محفظه عملیاتی: دارای دو نوع میباشد. ۱-ثابت که دارای حجم ثابت است و بعد از پایان فرایند محفظه خالی شده و دوباره پر می شود. ۲-پیوسته که در حین کار سامانه مواد غذایی به طور پیوسته به آن داخل و خارج می شود.
سامانه کنترل و درخواست داده
تجهیزات انتقال مواد غذایی[۶]
