Hydrogen ion cluster
હાઇડ્રોજન મોલેક્યુલર આયન ક્લસ્ટર અથવા હાઇડ્રોજન ક્લસ્ટર આયન એ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનો હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ સમૂહ છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુ આયન () અને ટ્રાઇહાઇડ્રોજન આયન () સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત પરમાણુ પ્રજાતિઓ છે. જો કે હાઇડ્રોજન 120 સુધી n સાથે એકલ ચાર્જ ક્લસ્ટરો () પણ બનાવે છે. પ્રયોગો હાઇડ્રોજન આયન સમૂહ પ્રવાહી હિલીયમમાં અથવા શુદ્ધ હાઇડ્રોજનમાં ઓછા સમૂહ કદ સાથે રચાઈ શકે છે. તે ઉચ્ચ સમ ક્રમાંકિત સમૂહો કરતાં વધુ સામાન્ય છે. તે ઘન હાઇડ્રોજનમાં સ્થિર હોય છે. હકારાત્મક ચાર્જ દ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સંતુલિત થાય છે. તે ત્યારે રચાય છે જ્યારે આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગ ઘન હાઇડ્રોજન પર અસર કરે છે, અને તેથી કિરણોત્સર્ગી ઘન ટ્રિટિયમમાં રચાય છે. કિરણોત્સર્ગ સાથે સારવાર કરાયેલ કુદરતી હાઇડ્રોજનમાં, હકારાત્મક ચાર્જ એચ. ડી. અણુઓમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, તેની પસંદગીમાં, અંતિમ સૌથી સ્થિર વ્યવસ્થા એચ. ડી. (એચ. ડી.) + એચ. ડી. છે. એક છેડે હાઇડ્રોજન પરમાણુને જોડીને અને બીજા છેડે તેને ગુમાવીને ઘન હાઇડ્રોજન દ્વારા સ્થળાંતર કરી શકે છેઃ + → +. એકવાર એચડી પરમાણુ ઉમેરવામાં આવે તે પછી આ સ્થળાંતર અટકી જાય છે જેના પરિણામે ઉર્જાનું સ્તર ઓછું થાય છે. એચડી અથવા પસંદગીમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ક્લેમ્પિટ અને ગૌલેન્ડને વિષમ સંખ્યામાં હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ધરાવતા સમૂહો મળ્યા હતા અને બાદમાં દર્શાવ્યું હતું કે તે પ્રમાણમાં સ્થિર હતા. તેની આસપાસ છ અણુઓ સાથે આ સમૂહનો મુખ્ય ભાગ રચાયો. હિરોકએ ગેસમાં વિષમ ક્રમાંકિત સમૂહની સ્થિરતાનો અભ્યાસ કર્યો હતો. બાએ નક્કી કર્યું કે તે ખાસ કરીને વિષમ ક્રમાંકિત સમૂહમાં સ્થિર છે. કિર્ચનરે વિષમ ક્રમાંકિત અણુ સમૂહો કરતાં ઓછી સાંદ્રતામાં વાયુમાં સમ ક્રમાંકિત પરમાણુ સમૂહોની શોધ કરી હતી. તેના કરતાં વીસ ગણી ઓછી વિપુલતા હતી. , અને તેના કરતા ઓછી માત્રામાં મળી આવ્યા હતા. કુરોસાકી અને તાકાયાનાગીએ દર્શાવ્યું કે તે અન્ય સમ ક્લસ્ટરો કરતાં વધુ સ્થિર છે અને ક્રમ 4 (મોલેક્યુલર સિમેટ્રી) ની એન્ટિપ્રિસ્મેટિક સમપ્રમાણતા દર્શાવે છે. આ ટર્નસ્ટાઇલ માળખાગત પરમાણુ ગણતરીત્મક રીતે પ્રોટોનની આસપાસ પાંચ હાઇડ્રોજન અણુઓની વીંટી કરતાં વધુ ઊર્જાસભર રીતે સ્થિર હોવાનું જણાયું હતું. નકારાત્મક હાઇડ્રોજન સમૂહો અસ્તિત્વમાં હોવાનું જણાયું નથી. તે સૈદ્ધાંતિક રીતે અસ્થિર છે, પરંતુ સિદ્ધાંતમાં 0.003 eV પર બંધાયેલ છે. મુક્ત વાયુની સ્થિતિમાં H પરમાણુઓ અને અણુઓ છોડવાથી ક્ષય થાય છે. ક્ષયની વિવિધ ઊર્જાઓ 0.038 eV પર સરેરાશ સ્તર અને 0.14 eV પર ટોચ સાથે થાય છે. હાઇડ્રોજન મોલેક્યુલર આયન ક્લસ્ટરોની રચના વિવિધ પ્રકારના આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગ દ્વારા થઈ શકે છે. સામગ્રીને આયનીકરણ કરવામાં સક્ષમ ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન આ કાર્ય કરી શકે છે. જ્યારે પ્રવાહી હિલીયમમાં ઓગળેલા હાઇડ્રોજનને ઇલેક્ટ્રોન સાથે ઇરેડિયેશન કરવામાં આવે છે ત્યારે તેમની ઊર્જા નોંધપાત્ર હાઇડ્રોજન ક્લસ્ટરો ઉત્પન્ન કરવા માટે હિલીયમને આયનીકરણ કરવા માટે પૂરતી હોવી જોઈએ. ગામા કિરણો અથવા એક્સ-રે દ્વારા ઘન હાઇડ્રોજનનું કિરણોત્સર્ગ પણ ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે સંકુચિત હાઇડ્રોજન નોઝલ દ્વારા વિસ્તરે છે ત્યારે હકારાત્મક આયન સમૂહ પણ રચાય છે. સમ ક્રમાંકિત ક્લસ્ટરોની રચના માટે કિર્ચનરનો સિદ્ધાંત એ હતો કે તટસ્થ અણુઓ આયન (અથવા અન્ય વિચિત્ર ક્લસ્ટરો) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ગુણધર્મો ઘન હાઇડ્રોજનમાં ઉકેલની તેના વર્ણપટ પર બહુ ઓછી અસર પડી હતી. એસ. આર. આઈ. ઇન્ટરનેશનલ અભ્યાસ કરેલ ઘન આયનીય હાઇડ્રોજન ઇંધણનો ઉપયોગ કરો. તેઓ માનતા હતા કે H-આયન ધરાવતું ઘન બનાવી શકાય છે. જો તેને બનાવી શકાય તો તેમાં આયનોની માત્ર 2 ટકા સાંદ્રતા ધરાવતા અન્ય રોકેટ ઇંધણની તુલનામાં વધુ ઊર્જા હશે. જો કે તેઓ સ્થિર રીતે H-ને સમાવી શક્યા ન હતા, પરંતુ નક્કી કર્યું હતું કે અન્ય નકારાત્મક આયનો પણ તેમ જ કરશે. આ સૈદ્ધાંતિક આવેગ ઘન અને પ્રવાહી બળતણ રોકેટ કરતાં વધી જાય છે. એસ. આર. આઈ. એ ક્લસ્ટર આયન બંદૂક વિકસાવી છે જે 500 પી. એ. ના પ્રવાહ પર હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયન ક્લસ્ટરો બનાવી શકે છે. આયન ક્લસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન એક હિટમાં એક આયન કરતાં વધુ અણુઓને અસર કરી શકે છે. આ ખ્યાલને ક્લસ્ટર આયન ફ્યુઝન (CIF) કહેવામાં આવે છે. લિથિયમ ડ્યુટેરાઇડ (એલ. આઈ. ડી.) એ આયન પેદા કરવા માટે સંભવિત સ્ટાર્ટર સામગ્રી છે. સંદર્ભો હાઇડ્રોજન કેટાયન