We gratefully acknowledge funding from the Qatar Carbonates and Carbon Storage Research Centre (QCCSRC), provided jointly by Qatar Petroleum, Shell, and Qatar Science &amp; Technology Park. We also gratefully acknowledge the funding and support provided by Diamond Lightsource and Manchester University at the I13 Imaging Branch.

1. Görüntüleme Stratejisi Tasarımı <ol><li> Deneysel ayar eğrisi kullanılarak ve filtre aktarımlarını ölçüm görüntüleme performansını tahmin etmek için en pembe ışın enerjisi ve akı de beamline X-ışını spektrumları hesaplayın. Elmas Lightsource I13-2 Pembe ışını &#39;X-ışını spektrumlarının bir örneği, Şekil 2&#39;de gösterilmiştir. </li><li> alt enerji X-ışınları numunenin ısıtma neden ve yalnızca en yüksek enerjili X-ışınları örnek görüntülenmesinde kullanılan şekilde X-ışını spektrumunun alt kısmını filtre, görüntüleme kontrast eklemek gerekmez. Mevcut ışık dalga boylarında 31, 32 teorik filtre iletim hesaplayarak ışık kaynağına uygun ışığın istenilen düşük dalga boylarında emer malzemelerin hat filtreleri seçin. İşte, bu ışık kaynağına ışın hattı için alüminyum ve altın kullanın. <ol><li> Bir combina oluşan bir bant geçiren filtre kullanınyüksek-pass ve low-pass filtre gibi kritik açı yakın çalışan bir X-ışını ayna olarak X-ışını filtreleri yon. Bu durumda, 1.15 Mrad bir olay açıda platin kaplı şeridin 0.2 mm pirolitik karbon ve 0.2 mm&#39;lik alüminyum filtreler ve ayna bir dizisi kullanılır. ayna daha düşük enerji X-ışınlarının daha fazla filtrelemek için sırasıyla 13 ve 22 keV de absorpsiyon tepeleri 2 mm Al yüklü ve 0.1 mikron Au edilmiş 30 keV ve ek inline filtreler altında sadece ışığı yansıtır. Şekil 3, ışın-hattı, görüntüleme aparatına tasvir etmektedir. </li></ol></li><li> Işık frekansları ve akı mevcut ışın demetleri de bolca scintillates bir sintilatör seçin. Bu durumda, sintilasyon ekranı 750 um kalınlığında kurşun tungstenate (PbWO 4) üst üste 250 mikron kalınlığında kadmiyum tungstenate (CdWO 4), yapılmıştır. Sonra experime için bir görüş uygun alanı ve yapışma zaman çözünürlüğe sahip bir objektif lens ve kamera seçinntal gereksinimleri. Bu durumda, çiftin bir bir PCO KENAR 5.5 CMOS kamera ile 0.04 diyafram ve kullanılan bir 1.25x objektif lens 0.001 sn kare hızı ile bir görüş 4 mm alanını yakalamak için. </li><li> sahne dönme bu yöntem örnek titreşimi azaltır olarak görüntü elde etmek için &#39;flyscan&#39; tekniğini seçin. Geleneksel edinme aşamasında, her açısal artışında durdurmak bir projeksiyon almak ve daha sonra bir sonraki açıya taşımak gerektirir. Bu dinamik tomografisinde sırasında görüntü elde etme aşaması hareket ederken tomografisinde alır ve her bir ardışık çıkıntı arasındaki fark küçük olduğu bir şekilde bir açısal artış kabul olan bir &quot;flyscan &#39;ile yapıldı. &#39;Flyscan&#39; yöntemi başlangıç ​​ve-stop motion küçük titreşim etkilerini ortadan kaldırır ve daha hızlı daha kaliteli görüntü sağlar. </li></ol> Ekipman ve Hücrenin 2. Montaj <ol><li> Çekirdek sel için hazırlık hücreye çekirdek yükleyin. </strong&gt; <ol><li> İlk olarak, alüminyum folyo tek kat çekirdek sarın ve bir kovan (örneğin, Viton) (Şekil 4) takın. </li><li> Bu iç kısım ve iç uç parçaları toplam uzunluğu 2 mm&#39;den daha kısa olacak şekilde boyuta kol kesin. kol iç çapı 4 mm ise uç parçaları, dış çapı 5 mm işlenmiş olan sendika parçaları için 1/16 &quot;ulusal dişli (NPT) &#39;dir. </li><li> sıkı bir mühür oluşturmak için 5 mm uç parçaları üzerinde kovanı gerin. tahditli basınç üzerinde kovan sıkıştırmak ve akışını çimdik olmadığından emin olmak için son parçaları ve çekirdek arasında herhangi bir boşluk olmadığından emin olun. </li><li> Her iki sınırlandırıcı sıvıya difüzyon gelen gazlı CO2 önlemek ve bağlantı parçaları üzerinde yerinde kovan tutmak ve tahditli bağlanan bir hidrolik yolu önlemek ve sıvıları gözenek alüminyum iki ek katmanlar halinde parçaları ve kol sarın. </li><li> Çekirdek hol koymakyerine geri tüp ve mühürler kaydırarak tekrar bir araya der ve cıvataları değiştirerek uç kapakları ve bitiş parçaları mühür. </li></ol></li><li> Sahnede çekirdek tutucu monte ve akış ve elektrik hatlarını bağlayın. </li><li> sahne dönüşünü test etmek ve tüm akışı ve elektrik hatları -90 ° &#39;den 90 ° döndürmek için ücretsiz olduğundan emin olun. </li><li> Deney başlamadan önce tüm çekirdek kuru tarama atın. <ol><li> genişliği ve uzunluğu 4 mm Bölümleri üst üste çekirdek tarayın. sintilatör doyurarak aşırı olmadan gürültü oranı yüksek bir sinyal sağlar yaklaşık 15.000 ortalama sayım değeri, tarama pozlama süresini ayarlayın. faz kontrast ve kenar keskinliğini korumak için en az 2400 projeksiyonları ile her kuru tarama atın. </li><li> herhangi bir hasar ve dış gürültü yeniden yapılanma sırasında hesaba böylece scintillator düz ve koyu görüntü alabilir. görüş alanının dışında çekirdek tutucu hareket ettirerek daireler alınve üzerinde kiriş sadece scintillator bir görüntü alarak. kiriş kapalı aynı yöntemi kullanarak koyu renkler alır. </li></ol></li></ol> 3. Sistem Basınçlandırma <ol><li> Reaktör kabının üst kısmından akışkanın dökülerek demonte reaktöre bir% 1 ağırlık potasyum klorid (KCl), ağırlıkça% 5 sodyum klorid (NaCI) tuzlu yükleyin. <ol><li> İstenilen tuzlu su asitliği elde etmek için toz karbonat kaya ekleyin. Bu durumda, herhangi bir karbonat ilave edildi. </li><li> cıvataları sıkma ve ısıtma bantla yeniden sarma ve üst içine sıcaklık probu takarak reaktörü tekrar monte edin. </li><li> (Şekil 1 V1) valf 1 açarak enjeksiyon pompasının yükleyin CO 2. </li><li> Vana 1 kapatın ve 100 bar enjeksiyon pompasını basınç. </li><li> Açık Valf 2 CO 2 ile reaktör sel. 50 ° C, bir sıcaklık probu ve con ile bir arada bir PID kontrollü bir ısıtma sargısı kullanılarak reaktör Isıleri sürekli harici bir elektrik motoru tarafından tahrik edilen bir kenetleme karıştırıcı ile karıştırın. 10 MPa CO2 ile tuzlu dengelenmesi ve tuzlu su ile tamamen CO2 ile doyurulur ve karbonat tamamen çözülmüş sağlamak için 2 saat ila 6, 50 ° C. </li></ol></li><li> Çekirdek tutucu bağlamadan önce, tamamen önceki deneylerden elde edilen hatlarda hava ve olası precipitants sistemini temizlemek. Bunu yapmak için, ana tutucu (U1 ve U2) bypass hattı üzerinde ve çekirdek tutucu altına bağlanır. <ol><li> dolum alıcı pompa ayarlayarak vananın 11 ile alıcı pompası içine yük deiyonize (DI) su. </li><li> Açık vanaları 7, 4, ve 3 ve geriye sistemi ve reaktör altındaki vananın 3 üzerinden distile su götürmek için sabit basınç modunda alıcı pompası kullanın. çizgiler hava berrak ve temiz durulanır olduğundan emin olmak için yaklaşık on sistem birimlerini kullanın. </li></ol></li><li> Alıcı pompa a boşaltınnd sonra vananın 10 ile sınırlandırma pompası içine vananın 11 ve yük DI su ile alıcı pompası içine% 25 ağırlık KI tuzlu yükleyin. <ol><li> Yakın valf 10 ve açık valfler 8 ve 6. sakıngan pompa 2 MPa çekirdek sınırlandırmak. </li><li> Vana 11 kapatın ve 10 Bar alıcı pompası basınç. </li><li> Açık vanaları 9, 7, 4, ve 3 ve KI sürücü çıkan basınç düşüşü kullanmak çekirdek sayesinde tuzlu su katkılı. </li><li> Makul bir akış hızı sağlanana kadar aşamalı olarak sınırlandırma ve gözenek basınçları hızlandırmaya. çekirdek boyunca tuzlu yaklaşık iki tam sistem birimlerini Sürücü ve reaktör altındaki vananın 3 ile sıvıyı boşaltın. Bu şekilde tüm hava sistemden temizlenir ve çekirdek gözlemlemek için katkısız reaktif tuzlu gelişi kolaylaştırır yüksek kontrast tuzlu su ile dolu. </li><li> Çekirdek 12 MPa sınırlı ve gözenek basıncı 10 MPa kadar yakın valf 3 ve adım adım sınırlandırma ve gözenek basınçları artar. anahtarPID denetleyicisi 50 çekirdek getirmek ° C. </li><li> çekirdeğe reaktör sistemini bağlamak için reaktörün tabanında alıcı pompa, yakın valf 3, açık valf 5 durdurun. </li></ol></li></ol> 4. Akışkan Akışı ve Image Acquisition <ol><li> görüş alanının çekirdek orta ortalamak ve çekirdek, çekirdek sel ilerlemeyi izlemek için sular altında sürekli olarak 2-D projeksiyonları. Pembe kiriş açma ve sahne dönen olmadan görüntüleri çekmek için kamera kullanarak 2-D projeksiyonları. Reaktif sıvı enjeksiyonundan önce 2-B projeksiyonlar başlayarak daha sonra sonraki tuzlu su dolu görüntülere göre olacağını tuzlu su görüntü önce net verir. </li><li> Enjeksiyon pompası ayrılan ön uçtan basıncı düzenlemek için Böylece istenilen akış koşullarında çekirdek boyunca reaktörden sıvı çekme istenilen akış hızında yeniden doldurmak için alıcı pompa ayarlayın. <ol><li> 2-D projeksiyonları MonitörReaktif tuzlu gelişini işaret zayıflama değişiklikler için. Reaktif tuzlu su geldiğinde, çekirdek iletim artacak ve daha fazla ışık sintilatör vurur ve katkılı tuzlu su son derece X-ışını şeffaf reaktif sıvı tarafından yerinden olarak 2-D projeksiyonları önemli parlatacak. reaktif ve reaktif olmayan tuzlu su arasında hiçbir zayıflama farkı sonra varsa, daha yüksek bir tuz konsantrasyonu KI ile adım 2.1 denemeyi yeniden başlatmadan veya gerekli olabilir, farklı bir çok emici tuz kullanarak, kiriş hattı spektrumunun bağlı. </li><li> arda hızlı görüntüleme cihazı izin verdiği 2-D tarama ve 3-D almak tomografiye durdurun. tarama başına yaklaşık 1.000 projeksiyonları kullanın. (Geleneksel 360 ° aksine) dönme sadece 180 ° ile çekirdek tarama. Dönme az derecelerde da daha hızlı ve germe ve akış ve elektrik hatları karışıklığı önlemek için yardımcı olur, sinyal gürültü oranını azaltır. eith kadar 3-D taramaları alıner zaman limitine ulaşıldığında ya da çekirdek yeterince (ve dolayısıyla sınırlı bir basınç ve gelecekteki bütün çekirdek, kuru tarama verilerinin hem kaybına neden) İç yapısal çöküşü yakın bir tehlike olduğunu çözülmüş görünüyor. </li></ol></li><li> Son tarama alındıktan sonra, başka çekirdek tepki önlemek için etkin bir sistem basıncını. <ol><li> İlk alıcı pompayı durdurun. Sonra yakın valf 5 sistemin geri kalanına reaktörü bağlarken. </li><li> hapsederek kullanarak ve sakıngan sıvısı 1MPa daha fazla baskı etrafında tutmak pompaları alma aşağı sistem basıncını Adım. </li><li> atmosferik basınç 1 MPa ulaşıldığında içinde, vanalar 10 ve 11 kullanılarak hapsetmesi ve alıcı pompaları açmak ve kalan sıvıyı boşaltmak için sabit akış modunda çalıştırın. </li><li> PID kontrolörü kapatın ve kalan sistem basıncını serbest bırakmak için çekirdek tutucu üstündeki 4&#39;lü birliği (U2) açın. </li><li> Yavaşça sınırlandırma çizgisini gevşetmekyakalamaya çalışırken aşırı DI emici kağıt ile su hapsetmesi. Yakın valfler 6 ve 7 ve kesme birliği 1 ve elektrik hatları. </li><li> sahne kelepçesini gevşetin ve sahne çekirdek tutucu çıkarın. </li></ol></li><li> Dikkatle çekirdek tutucu çekirdek düzeneğini kaldırmak ve iç uç parçaları gelen kol ayırın. Bunu yaparken zarar kırılgan çekirdeği tepki gösterdi, çünkü kovanından çekirdeği çıkarmayın. Herhangi bir potansiyel olarak reaktif inceltilmiş tuzlu su ve reaksiyonu durdurmak için DI su dolu bir beher içinde manşon kaplı çekirdek yerleştirin. </li><li> En az 12 saat boyunca 60 ° C&#39;lik bir fırında, tüm kuru çekirdek. Sonra geleneksel bir numune monte kullanarak sahnede çekirdek yeniden bağlayın ve ilk kuru tarama aynı çözünürlük ve projeksiyonlar tekrar tarayın. </li></ol> 5. Görüntü İşleme <ol><li> Herhangi etkiler varsayarak bir polikromatik ışın kullanılarak ilişkili herhangi bir ışın sertleşmesi için yeniden görüntüleri düzeltin radyal sym vardırmetrik Gauss 33 çalışır. </li><li> Böyle gürültü 34, 35 sinyali artırmayı olmayan lokalize aracı olarak bir kenar koruyan filtre kullanarak görüntüleri Filtre (bkz <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/5.2_Filtering.png" target="_blank">Ltd. Dosya</a> ). </li><li> Segment bir dönüm kullanılarak kuru tarama görüntüleri 36 algoritması segmentasyon ve kaya ve boşluk olarak tohum (bkz tanımlamak <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/5.3_Segmentation.png" target="_blank">Ltd. Dosya</a> ). <ol><li> Reaktif tuzlu su ile çekirdeğin ilk görüntü almak ve ilk görüntüye sonraki her görüntüyü kayıt ve bir referans olarak ilk görüntü ile Lanczos 37 yeniden örnekleme yöntemi kullanarak yeniden örneklemek. Devam eden reaksiyon kenarlarını bulanıklık eğilimi, görüntüler üzerinde havza segmentasyon değilDoğru segmentasyon için yeterli. </li><li> Fark görüntü almak için ilk görüntü her tepki gösterdi çekirdek görüntüyü çıkarın. Segment değişikliği ve hiçbir değişim içine fark görüntüler. İlk reaktif tarama bölümlenmiş kuru tarama kayıt ve sonra bölümlenmiş ulaşmak için bölümlenmiş kuru tarama segmente değişikliği çıkarmak görüntüleri 38 tepki gösterdi. </li></ol></li></ol> 6. Modelleme <ol><li> Ya doğrudan Navier-Stokes akış bir girdi olarak ikilileştirilmiş görüntüleri kullanmak çözücü 39, 40 ya da geçirgenlik değişikliklerini karakterize ve çözünme dinamikleri fiziksel anlayış sağlamak için bir ağ çıkarma modeli 41 (Şekil 8). </li></ol>

<ol>
	<li>Herzog, H., Caldeira, K., Reilly, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+issue+of+permanence:+Assessing+the+effectiveness+of+temporary+carbon+storage.">An issue of permanence: Assessing the effectiveness of temporary carbon storage.</a> Clim. Change. 59, 293-310 (2003).</li><li>Metz, B., Davidson, O., de Coninck, H., Loos, M., Meyer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Carbon Dioxide Capture and Storage. IPCC. , 431 (2005).</li><li>Langmuir, D., Hall, P., Drever, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aqueous Environmental Geochemistry. , (1997).</li><li>Morse, J. W., Mackenzie, F. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Geochemistry of sedimentary carbonates. , (1990).</li><li>Peng, C., Crawshaw, J. P., Maitland, G. C., Trusler, J. M., Vega-Maza, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pH+of+CO+2-saturated+water+at+temperatures+between+308K+and+423K+at+pressures+up+to+15MPa.">The pH of CO 2-saturated water at temperatures between 308K and 423K at pressures up to 15MPa.</a> J Supercrit Fluid. 82, 129-137 (2013).</li><li>Peng, C., Crawshaw, J. P., Maitland, G. C., Trusler, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+calcite+dissolution+in+CO+2-saturated+water+at+temperatures+between+(323+and+373)+K+and+pressures+up+to+13.8+MPa.">Kinetics of calcite dissolution in CO 2-saturated water at temperatures between (323 and 373) K and pressures up to 13.8 MPa.</a> Chem. Geol. 403, 74-85 (2015).</li><li>Bachu, S., Nordbotten, J. M., Celia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+spread+of+acid+gas+plumes+injected+in+deep+saline+aquifers+in+western+Canada+as+an+analogue+to+CO2+injection+in+continental+sedimentary+basins.">Evaluation of the spread of acid gas plumes injected in deep saline aquifers in western Canada as an analogue to CO2 injection in continental sedimentary basins.</a> Proceedings of 7th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. 1, (2004).</li><li>Bachu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+CO+2+storage+efficiency+in+deep+saline+aquifers.">Review of CO 2 storage efficiency in deep saline aquifers.</a> Int J Greenh Gas Con. , (2015).</li><li>Marland, G., Fruit, K., Sedjo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accounting+for+sequestered+carbon:+the+question+of+permanence.">Accounting for sequestered carbon: the question of permanence.</a> Environ Sci Policy. 4, 259-268 (2001).</li><li>Daccord, G., Lenormand, R., Lietard, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Dissolution+of+a+Porous-Medium+by+a+Reactive+Fluid+.1.+Model+for+the+Wormholing+Phenomenon.">Chemical Dissolution of a Porous-Medium by a Reactive Fluid .1. Model for the Wormholing Phenomenon.</a> Chem. Eng. Sci. 48, 169-178 (1993).</li><li>Daccord, G., Lietard, O., Lenormand, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Dissolution+of+a+Porous-medium+by+a+Reactive+Fluid+.2.+Convection+vs+Reaction,+Behavior+Diagram.">Chemical Dissolution of a Porous-medium by a Reactive Fluid .2. Convection vs Reaction, Behavior Diagram.</a> Chem. Eng. Sci. 48, 179-186 (1993).</li><li>Maheshwari, P., Ratnakar, R., Kalia, N., Balakotaiah, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3-D+simulation+and+analysis+of+reactive+dissolution+and+wormhole+formation+in+carbonate+rocks.">3-D simulation and analysis of reactive dissolution and wormhole formation in carbonate rocks.</a> Chem. Eng. Sci. 90, 258-274 (2013).</li><li>El-Maghraby, R., Pentland, C., Iglauer, S., Blunt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+method+to+equilibrate+carbon+dioxide+with+brine+at+high+pressure+and+elevated+temperature+including+solubility+measurements.">A fast method to equilibrate carbon dioxide with brine at high pressure and elevated temperature including solubility measurements.</a> J Supercrit Fluid. 62, 55-59 (2012).</li><li>Fredd, C., Fogler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Transport+and+Reaction+on+Wormhole+Formations+in+Porous+Media.">Influence of Transport and Reaction on Wormhole Formations in Porous Media.</a> AIChE. 44, (1998).</li><li>Gharbi, O., Toth, A., Bijeljic, B., Boek, E., Blunt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PGE Seminar Series. , (2013).</li><li>Luquot, L., Gouze, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+determination+of+porosity+and+permeability+changes+induced+by+injection+of+CO2+into+carbonate+rocks.">Experimental determination of porosity and permeability changes induced by injection of CO2 into carbonate rocks.</a> Chem. Geol. 265, 148-159 (2009).</li><li>Cohen, C. E., Ding, D., Quintard, M., Bazin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+pore+scale+to+wellbore+scale:+Impact+of+geometry+on+wormhole+growth+in+carbonate+acidization.">From pore scale to wellbore scale: Impact of geometry on wormhole growth in carbonate acidization.</a> Chem. Eng. Sci. 63, 3088-3099 (2008).</li><li>Li, L., Peters, C. A., Celia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upscaling+geochemical+reaction+rates+using+pore-scale+network+modeling.">Upscaling geochemical reaction rates using pore-scale network modeling.</a> Adv Water Resour. 29, 1351-1370 (2006).</li><li>Swoboda-Colberg, N. G., Drever, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mineral+dissolution+rates+in+plot-scale+field+and+laboratory+experiments.">Mineral dissolution rates in plot-scale field and laboratory experiments.</a> Chem. Geol. 105, 51-69 (1993).</li><li>Berg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+3D+imaging+of+Haines+jumps+in+porous+media+flow.">Real-time 3D imaging of Haines jumps in porous media flow.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 3755-3759 (2013).</li><li>Blunt, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-scale+imaging+and+modelling.">Pore-scale imaging and modelling.</a> Adv Water Resour. 51, 197-216 (2013).</li><li>Ott, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Core-flood+experiment+for+transport+of+reactive+fluids+in+rocks.">Core-flood experiment for transport of reactive fluids in rocks.</a> Rev. Sci. Instrum. 83, 084501 (2012).</li><li>Gharbi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fluid-Rock Interactions in Carbonates: Applications to CO2 storage. , (2014).</li><li>Noiriel, C., Gouze, P., Made, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+analysis+of+geometry+and+flow+changes+in+a+limestone+fracture+during+dissolution.">3D analysis of geometry and flow changes in a limestone fracture during dissolution.</a> J Hydrol. 486, 211-223 (2013).</li><li>Hao, Y., Smith, M., Sholokhova, Y., Carroll, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2-induced+dissolution+of+low+permeability+carbonates.+Part+II:+Numerical+modeling+of+experiments.">CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part II: Numerical modeling of experiments.</a> Adv Water Resour. 62, 388-408 (2013).</li><li>Smith, M. M., Sholokhova, Y., Hao, Y., Carroll, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2-induced+dissolution+of+low+permeability+carbonates.+Part+I:+Characterization+and+experiments.">CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part I: Characterization and experiments.</a> Adv Water Resour. 62, 370-387 (2013).</li><li>Gouze, P., Luquot, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+microtomography+characterization+of+porosity,+permeability+and+reactive+surface+changes+during+dissolution.">X-ray microtomography characterization of porosity, permeability and reactive surface changes during dissolution.</a> J. Contam. Hydrol. 120-121, 45-55 (2011).</li><li>Menke, H. P., Bijeljic, B., Andrew, M. G., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Three-Dimensional+Pore-Scale+Imaging+of+Reaction+in+a+Carbonate+at+Reservoir+Conditions.">Dynamic Three-Dimensional Pore-Scale Imaging of Reaction in a Carbonate at Reservoir Conditions.</a> Environ. Sci. Technol. 49, 4407-4414 (2015).</li><li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reservoir+Condition+Pore-scale+Imaging+of+Multiple+Fluid+Phases+Using+X-ray+Microtomography.">Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography.</a> J Vis Exp. , (2015).</li><li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-scale+imaging+of+trapped+supercritical+carbon+dioxide+in+sandstones+and+carbonates.">Pore-scale imaging of trapped supercritical carbon dioxide in sandstones and carbonates.</a> Int J Greenh Gas Con. 22, 1-14 (2014).</li><li>Henke, B. L., Gullikson, E. M., Davis, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+interactions:+photoabsorption,+scattering,+transmission,+and+reflection+at+E=+50-30,000+eV,+Z=+1-92.">X-ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, and reflection at E= 50-30,000 eV, Z= 1-92.</a> At. Data Nucl. Data Tables. 54, 181-342 (1993).</li><li>Schl&#252;ter, S., Sheppard, A., Brown, K., Wildenschild, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+processing+of+multiphase+images+obtained+via+X-ray+microtomography:+A+review.">Image processing of multiphase images obtained via X-ray microtomography: A review.</a> Water Resour. Res. 50, 3615-3639 (2014).</li><li>Buades, A., Coll, B., Morel, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+non-local+algorithm+for+image+denoising.">A non-local algorithm for image denoising.</a> Computer Vision and Pattern Recognition, 2005. CVPR 2005. IEEE Computer Society Conference on. 2, 60-65 (2005).</li><li>Buades, A., Coll, B., Morel, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlocal+image+and+movie+denoising.">Nonlocal image and movie denoising.</a> Int J Comput Vision. 76, 123-139 (2008).</li><li>Sheppard, A. P., Sok, R. M., Averdunk, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+image+enhancement+and+segmentation+of+tomographic+images+of+porous+materials.">Techniques for image enhancement and segmentation of tomographic images of porous materials.</a> Physica A. 339, 145-151 (2004).</li><li>Lanczos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An iteration method for the solution of the eigenvalue problem of linear differential and integral operators. , (1950).</li><li>Andrew, M., Menke, H., Blunt, M. J., Bijeljic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Imaging+of+Dynamic+Multiphase+Fluid+Flow+Using+Synchrotron-Based+X-ray+Microtomography+at+Reservoir+Conditions.">The Imaging of Dynamic Multiphase Fluid Flow Using Synchrotron-Based X-ray Microtomography at Reservoir Conditions.</a> Transport Porous Med. , 1-24 (2015).</li><li>Raeini, A. Q., Blunt, M. J., Bijeljic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+two-phase+flow+in+porous+media+at+the+pore+scale+using+the+volume-of-fluid+method.">Modelling two-phase flow in porous media at the pore scale using the volume-of-fluid method.</a> J. Comput. Phys. 231, 5653-5668 (2012).</li><li>Bijeljic, B., Raeini, A., Mostaghimi, P., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictions+of+non-Fickian+solute+transport+in+different+classes+of+porous+media+using+direct+simulation+on+pore-scale+images.">Predictions of non-Fickian solute transport in different classes of porous media using direct simulation on pore-scale images.</a> Phys Rev E. 87, 013011 (2013).</li><li>Dong, H., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-network+extraction+from+micro-computerized-tomography+images.">Pore-network extraction from micro-computerized-tomography images.</a> Phys Rev E. 80, 036307 (2009).</li><li>Menke, H. P., Bijeljic, B., Andrew, M. G., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Pore-scale+Imaging+of+Reactive+Transport+in+Heterogeneous+Carbonates+at+Reservoir+Conditions.">Dynamic Pore-scale Imaging of Reactive Transport in Heterogeneous Carbonates at Reservoir Conditions.</a> Energy Procedia. 63, 5503-5511 (2014).</li><li>Bijeljic, B., Mostaghimi, P., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signature+of+non-Fickian+solute+transport+in+complex+heterogeneous+porous+media.">Signature of non-Fickian solute transport in complex heterogeneous porous media.</a> Phys. Rev. Lett. 107, 204502 (2011).</li><li>Ott, H., Oedai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wormhole+formation+and+compact+dissolution+in+single-and+two-phase+CO2-brine+injections.">Wormhole formation and compact dissolution in single-and two-phase CO2-brine injections.</a> Geophys. Res. Lett. 42, 2270-2276 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Rezervuar şartları heterojen gözenek yapılarında reaksiyon dinamik görüntüleme için en kritik adım: pembe kirişin içindeki hücre 1) doğru bir sıcaklık kontrolü; hızlı hareket eden bir sahnede 2) Başarılı çekirdek tutucu kararlılığı; 3) verimli veri işleme ve depolama teknikleri; zamana bağımlı görüntüleri ve 4) etkili segmentasyon. Sıcaklık kontrolü Pembe Işın kullanarak rezervuar durum görüntüleme için esastır. Sıcaklık reaktörü sıcaklığının üzerine çıkarsa, CO 2 gözenek uzayda exsolve olacak ve her iki tuzlu pH değiştirebilir ve çözünme 44 doğasını değiştirebilir gözenek uzayda süperkritik CO2 ganglionlar oluşturun. düşük enerji X-ışınları absorbe filtrelerin kullanılması termokupl ve ısıtma şal etkili bir harici sıcaklık kontrol etmenizi sağlar, bu ek sıcaklık stresi kaldırmak için kritik öneme sahiptir. Ancak, filtreler düşürmekönemli ölçüde toplam satın alma süresini artırmak etmeyecek şekilde toplam enerji ışınının verim ve dolayısıyla idareli kullanılması gerekir. Ayrıca, filtre tipi ve kalınlık spesifik enerji dalga boylarında ve ışın çizgisinin verimi uygun olmalıdır. Çekirdek tutucu karbon fiber kol sahne dönüşü sırasında sallamak ve projeksiyonlar bulanıklık neden olabilir tomografi alımı sırasında dönme ve titreşim gerilmeleri uğrar. Bu en aza indirgemek için, ana tutucu sinkrotronları kullanım için kısa 6 cm kol olarak tasarlanmıştır. çelik uç bağlantıları kaynak örnek mesafesi ve geometrik büyütme minimize inhibe gibi Bu kol, masa üstü tarayıcılar ile kullanmak için elverişli olmaz. Ancak, paralel ışık kaynağı ile bu endişeler değil. Bir dizi alınan her tomografi GB 100 tarar bir dizi boyutu 2 TB olur, yani 20 üzerinde bir boyuta sahip olabilir. çok qui arka arkaya birçok taramaları çekerkenckly enstrüman bant genişliği ve depolama seçenekleri, hem önemli veri yönetimi zorlukları sağlar. Tamamen hızlı tomografi dinamik görüntüleme potansiyelini şekilde deneysel görüntüleme cihazı aklında bu kısıtlamaları ile tasarlanmış olması gerekir. Veri aktarımı darboğazları deney ve kamera gibi konular toplama hızı potansiyeli inhibe etmeyen hız, devir bant genişliği ve depolama yazma hızı okunur ve böylece uyarlanmış teknoloji altyapısını başlamadan önce tespit edilmelidir. Fesih zamana bağımlı görüntülerin etkili segmentasyon bir meydan okuma sağlar. Bir tomografi değişen bir sistemde alındığında katı-sıvı sınır kenarları bulanık hale gelebilir. Bu bulanıklaştırma gibi sınırlar en yüksek zayıflatma degrade ile bölgeler, daha az başarılı olacaktır varsayımına çalışır havzası, gibi geleneksel segmentasyon teknikleri yapar. , Unreac farkı görüntüsünü bu sorunu çözecekTed ve reaksiyona görüntüler değişimin tek bölgelerin bir görüntü sağlayan hesaplanır. Bu yöntem sürekli değişen gözenek yapısı başarılı segmentasyon için izin verir. rezervuar ölçekli aparatı ile birleştiğinde Sinkrotron hızlı tomografi çok fazlı akış süreçleri, adveksiyon-dağılım ve kimyasal heterojen ortamlarda ulaşım dahil uygulamaları bir dizi keşfetmek için adapte edilebilir güçlü bir deneysel yöntemdir. Bununla birlikte, mevcut aparat saniye tek fazlı deneyler ve küçük örnek boyutları düzeyinde bir zaman çözünürlüğü ile sınırlıdır. Gelecek tasarım yükseltmeleri daha büyük ortamları, tarama başına alınacak az projeksiyonlar izin daha iyi rekonstrüksiyon teknikleri ve görüntü elde etme ve daha fazla bilgi artırabilir segmentasyonuna değişkenli yaklaşımlar nüfuz edebilmek için akıyı artırarak, üç fazlı yetenekleri için ek pompaları içerebilir derinlik, genişlik ve doğruluk.

Karbon yakalama ve depolama (CCS) önemli bir endişe uzun süreli depolama güvenliği 1, 2 &#39;dir. Yeraltı enjekte Karbondioksit, CO2, ana tuzlu su içinde çözülür ve karbonik asit 3, 4, 5 oluşturacaktır. Bu asidik tuzlu su kayaç kalker 6, özellikle çevredeki kaya ile reaksiyona ve eritmek için bir potansiyele sahiptir. Çözünme uygun olması ve sürekli formasyonu geçirgenliği 7 ve daha fazla depolama kalıcılık 8 olanak sağlayabilmektedir. Ancak, jeolojik mühür bütünlüğü bu çözülme tehlikeye ve yüzeye 9 göç etmeye CO 2 izin olabilir. Depolama kalıcılığı doğru öngörü modellemesi tam anlayış tuzlu su-kaya sisteminde çözülme ve dağıtımı üzerinde böylece bağlıdıryeraltı 10, 11, 12 sıvı hareket hızı. Bununla birlikte, doğal ve karbonat çözülme oranı tuzlu su 13, 14, 15, 16 ve ana kaya 17 özelliklerine hem de bağlıdır. Çözünme oranları hayati temsilcisi rezervuar koşullarında karmaşık zamana bağlı süreçleri ölçmek için deneysel tekniklerin geliştirilmesini yapma, ayrıca tuzlu su sıcaklık ve basınç 6 kuvvetle bağlıdır. Önceki deneyler alan ölçekli reaksiyon hızları deneysel kesikli reaktör ölçümlerinde 18, 19 daha düşük büyüklükte siparişleri genellikle olduklarını gözlemledim. Ayrışma, mineral Heterojenheterojen bir akış alanındaki Sığ ve eksik karıştırma bu olay için olası açıklamalar verilmiştir. Ancak, reaksiyon sırasında gelişen gözenek alanı doğrudan gözlem olmadan en önemli faktörleri değerlendirmek mümkün değildir. Böylece, dinamik gözenek çaplı deneyler taşıma ve tepki arasındaki etkileşim içine anlayış hem sağlamak ve öngörü modelleri doğrulamak için gereklidir. Karbon depolama uygulamalarında gözenek çaplı süreçlerini incelemek için kurulmuş bir deneysel yöntem X-ışını microtomography (uCT) 20, 21 olduğunu. μ-BT birçok faydası vardır: yaklaşık 1 um aşağı yüksek uzaysal çözünürlük elde, non-invaziv ve üç boyutlu görüntü sağlar. Kireçtaşı çözünme çekirdek (~ cm) 22 ölçek okudu edilmiş ve kaya tuzlu su reaksiyonu fiziksel heterojenliği artırdığı tespit edilmiştir. ne kadar farklı t anlayışı ilerletmek içinransport ve reaksiyon koşulları gözenek uzay geometri, topoloji reaksiyon kaynaklı değişiklikleri ölçmek ve daha yüksek çözünürlükte, ayrıntılı olarak araştırılması için rezervuar sıcaklık ve basınçta yeraltı kaya sistemlerinde akış ve gerekli olan karmaşık katı ve gözenek yapıları değiştirmek pore- ölçek süreçleri. Bu yazıda, karmaşık gözenek yapıları ile kaya reaktif çözünme süreçlerini inceleyerek ve rezervuar şartlarında CO 2 -acidified tuzlu su ve kireçtaşı kaya arasındaki zaman ve mekansal bağımlı reaksiyon hızını ölçmek odaklanmak bir yöntem açıklanır. Nedeniyle onlar sınırlı öncesi ve sonrası reaksiyon için görüntü ya olmuş ya da tamamlanmış değildi deneysel veya görüntüleme kısıtlamaları birkaç karmaşık karbonat 23, 24, 25, 26, 27 reaksiyon baktım çalışmalar, ancak olmuşturtemsili yeraltı koşullarında. Menke ve arkadaşları. 28 birkaç saatlik bir süre zarfında ve akiferdeki derinliği yaklaşık 1 km sıcaklık ve basınç temsilcisi gözenek ölçeğinde bir CO2 -acidified tuzlu su ve Ketton kireçtaşı arasındaki reaksiyonun in situ görüntüleme dinamik performans göstermiştir. Ancak, Ketton nispeten homojen çok az zaman görüntüye kolay iri daneli kaya (~ 17 dk) ve birkaç projeksiyonlar (~ 400) beraberdir. Bir sinkrotron kaynağında bir monokrom kiriş veya tezgah üstü X-ışını tarayıcıları ile ya da - en karbonat kayaları doğru geleneksel μ-BT ile bir çok zaman yoğun bir süreç olabilir hangi çözmek için birçok projeksiyonlar gerektiren karmaşık gözenek yapılarına sahiptir. Böylece, tomografi hızlı bir yöntem dinamik heterojen karbonatlar reaksiyon kaynaklı değişiklikleri görmek için gereklidir. geçen süre örnek th akı tarafından kontrol edilir görüntü alırE X-ışını kaynağı. Tarama için bir yöntem, hızlı bir sinkrotron kaynağı 20 nin polikromatik ışını kullanmaktır. Bu sözde &#39;Pembe Kiriş&#39; tezgah üstü kaynaklarına göre büyüklüğü daha yoğun ışık emir verir ve bu nedenle görüntüleri onlarca-of-saniyede ziyade saatlik zaman ölçeklerinde alınabilir. Çift kutuplu mıknatıslar periyodik yapı oluşur bir salındırıcıya Pembe Işın üretir. o mıknatısları erişir ve bunun sonucu olarak enerji yayar olarak elektron demeti salınımlarını geçmesi zorlanır. üretilen enerji dalga boyu bantları daraltmak için konsantre ve çok yoğun. Aynalar ve filtreler daha sonra deney ihtiyaçlarına uygun ışık spektrumunun daraltmak için kullanılır. Filtreler düşük enerjileri absorbe ederken Aynalar yüksek enerjili spektrumunu emer. Sadece bu araçları kullanarak radyasyon istenen band spektrum daraltmak için mümkündür. Ancak, bu yoğun X-ışını akı kullanarak zorlukları olmadan değildir.Pembe Işın spektrumunun düşük enerji X-ışınları ısı olarak örnek tarafından emilir. Bu yerinde aygıtında sıcaklık kontrolü ile müdahale ve çözüm 20 exsolve için CO 2 neden olabilir. CO2 -saturated tuzlu su, ısı ve basınç ve bu nedenle termal denge küçük bir değişikliğin in situ akışkan 5 pH değerini değiştirmek için son derece duyarlıdır. Böylece, X-ışını spektrumu dikkatli tasarımı ve kontrol elemanları görüntüleme öncesinde ışın hattı ekipmanları dahil edilmelidir. Hızlı tomografi aynı zamanda yüksek oranda veri büyük miktarda üretir. kamera ve daha sonraki depolama dışarı okunan veri sınırlamaları önemli bir teknolojik meydan okuma sağlamak. Bazı birkaç ardışık taramalar alarak ve harici veri sunucularına onları okumadan önce kamera hafızasında saklayarak bu üstesinden gelmişlerdir. Bununla birlikte, bu deney, ve göreceli olarak olmasını gerektirirYalnızca bir veri sonlu hacim tutabilir kamera bellek olarak f kısa. Kameranın verileri binning de aktarılacak gerek veri hacmini azaltır olarak aktarım süresini azaltır, ancak görüntü kalitesini azaltma potansiyeline sahiptir. Alternatif olarak, veri taramalar arasındaki toplam süre artacak, bir sonraki başlamadan önce her taramadan sonra kamerayı kapalı transfer edilebilir. Bu çalışma, ek ~ 30 sn kalktıktan okunan ~ 45 saniye ve veri alarak her görüntü satın alarak ikinci yöntemi kullanılır. yüksek oranda tarama çekerken, örnek sahne geleneksel tarama ile çok daha hızlı dönmeye olmalı ve bu nedenle çekirdek tutucu üzerindeki potansiyel açısal stres harika. stresli Karbon fiber X-ışını geçiren ise, esnektir. görüntü elde etme görüntü bulanıklık sırasında örnek hareket oluşabilir. Çekirdek tutucu kol, bu potansiyel gerilimleri azaltmak için mümkün olduğunca kısa olacak şekilde tasarlanmıştır. Ek olarak, esnek polyethsahne döndürmek için ücretsiz böylece er eter keton (PEEK) boru aşamasına yakın deneysel düzeneğin tüm unsurları kullanılmıştır. PEEK tüpleri kullanmanın bir dezavantajı, pasif zaman ölçeği üzerindeki CO 2 geçirgen olmasıdır. uzun süre hatlarda bulunan sıvı yavaş yavaş yaklaşık 24 saatlik bir süre boyunca desatüre olacaktır. Çekirdek tutucu civarındaki olan tüm hatlar, paslanmaz çelikten imal edilmiş ve sıvı ön-dengelenmiş deney şartları 23, 29, 30 ° C&#39;ye ısıtılmış ve basınçlı kuvvetli bir şekilde karıştırılır Hastelloy reaktör içinde yapıldı. Deney aygıtı, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Rezervuar sıcaklığı, bir X-ışını geçiren ısıtma bant kovanının dış ambalaj ve hücrenin radyal bağlantı noktasından ve sınırlayıcı akışkan içine bir termokupl sokulmasıyla çekirdek tutucu tutulur. Bir Oransal İntegral Derivative (PID) kontrolör sonra 1 içinde sıcaklığı düzenlenir ° C. Basınç ve akım koşulları 0.001 mL / dakika bir akış oranı ile doğru üç yüksek basınçlı şırınga pompaları kullanılarak muhafaza edilmiştir. İki tuzlan deney, bir yüksek emiş gücüne sahip% 25 ağırlık KI reaktif tuzlu su ve KCI ağırlıkça% 1,% 5 NaCI reaktif tuzlu ağırlıkça emici düşük kullanılmıştır. zayıflama fark kolay ölü hacim hesaplamaları gereksiz hale çekirdek reaktif tuzlu gelişini görmek için yapılmış.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1279">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaCl salt</td>
			<td style="width:188px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S7653-1KG</td>
			<td style="width:756px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">KCl salt</td>
			<td style="width:188px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P9333-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">KI salt</td>
			<td style="width:188px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">30315-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Coreholder</td>
			<td style="width:188px;">Airbourne Composites</td>
			<td style="width:119px;">110mm Coreholder</td>
			<td>Constructed in conjunction with Imperial College</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PEEK tubing</td>
			<td style="width:188px;">Kinesis</td>
			<td style="width:119px;">1560xL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Thermocouple</td>
			<td style="width:188px;">Omega Engineering</td>
			<td style="width:119px;">KMTSS-IM300U-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flexible Heating Tape</td>
			<td style="width:188px;">Omega Engineering</td>
			<td style="width:119px;">KH-112/10-P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1/16&#34; Needle Valve</td>
			<td style="width:188px;">Hydrasun Ltd</td>
			<td style="width:119px;">MVE1002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">High Pressure Syringe Pump</td>
			<td style="width:188px;">Teledyne ISCO</td>
			<td style="width:119px;">1000D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">600mL Parr Reactor</td>
			<td style="width:188px;">Parr Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">4547A - hastelloy</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CO2 Cylinder</td>
			<td style="width:188px;">BOC</td>
			<td style="width:119px;">CO2 - size E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Viton&#160;</td>
			<td style="width:188px;">Fisher Scientific</td>
			<td align="right" style="width:119px;">11572583</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Aluminium Foil</td>
			<td style="width:188px;">Coroplast</td>
			<td style="width:119px;">1510AWX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ - image processing</td>
			<td style="width:188px;">NIH</td>
			<td style="width:119px;">ImageJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Matlab</td>
			<td style="width:188px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;">Matlab</td>
			<td>Used for data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Avizo</td>
			<td style="width:188px;">FEI</td>
			<td style="width:119px;">Avizo</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Snoop Leak Detector</td>
			<td style="width:188px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">MS-SNOOP-8OZ</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dynamic pore-scale reservoir-condition imaging of reaction in carbonates using synchrotron fast tomography

Yeraltı depolama kalıcılık karbon yakalama ve depolama için önemli bir husustur. Karbonat rezervuar içine CO 2 Pompa jeolojik mühürler erimesi ve kaçmak için CO 2 izin potansiyeline sahiptir. Ancak, rezervuar koşullarında çözünme süreçlerinin tam olarak anlaşılamamıştır. Böylece, zamana bağımlı deneyler gözenek ölçekte çözünme doğasını ve hızını gözlemlemek ve tahmin etmek gereklidir. Sinkrotron hızlı tomografi geleneksel μ-BT çok daha hızlı bir şekilde karmaşık gözenek yapılarının yüksek çözünürlüklü zamana bağımlı görüntülerini alarak bir yöntemdir. Elmas Lightsource pembe Işın rezervuar koşullarında CO2 -saturated tuzlu su mevcudiyetinde kireçtaşı dinamik görüntü çözünmesi için kullanılmıştır. 100 tarama, 2 saatlik bir süre boyunca 6.1 um çözünürlükte alınmıştır. görüntüleri segmente edilmiş ve gözeneklilik ve geçirgenlik görüntü analizi ve ağ çıkarma kullanılarak ölçüldü. Gözeneklilik lengt boyunca eşit arttıörnek H; Ancak, eğer gözeneklilik ve geçirgenlik hem artış oranı daha sonraki zamanlarda yavaşladı.

Reaksiyon 4 mm çaplı 1.2 cm uzunluğunda Portland karbonat çekirdek 42 kalsit ve tamponsuz scCO 2 doymuş tuzlu su arasında görüntülendi. Portland karbonat kompleks heterojen gözenek yapısı 43 olan nispeten saf (&lt;% 99), kalsit oolite olup. düşük enerjili X-ışınları 2 Al mm Au 0.1 um ışın geçirilerek filtre edilmiştir. Bir 1.25x objektif lens ve PCO KENAR kamera ile bir CdWO 4 scintillator dedektörü montaj kullanılmıştır. Dinamik taramalar 1000 projeksiyonları her varken kuru taramaları 4000 projeksiyonları ile elde edildi. Toplam tarama süresi yaklaşık 1 dakika ile tarama başına 15 saniye yaklaşık 2 saatlik bir süre zarfında alınmış 100 tarama yapıldı. İmar ve eser kaldırma Elmas Lightsource tescilli yazılımı kullanılarak tamamlanmıştır. Her resim 2000 3 vokseller, WHI oluşurch sonra 6.1 mikron (Şekil 5) çözünürlükte 1000 3 vokseller bir görüntü elde gürültü sinyali artırmak için binned bulundu. Görüntüler daha sonra Avizo 8.1 ve ImageJ programlarında görüntü işleme modülleri kullanılarak işlendi (İlave Dosya bakınız). Her resim bir 3.0 GHz işlemci ve bir Tesla K20C GPU ile bir bilgisayarda yaklaşık 12 CPU saat ve işleme 3 GPU saat gereklidir. Parçalara görüntüleri gözenek ve kaya voksel sayısını sayarak gözeneklilik değişiklikler için bir zaman serisi olarak analiz edildi. Zamanla çözünme gözeneklilik artar (Şekil 6) sırasında. Segmentli görüntülerinin görsel inceleme (Şekil 7) akış yönünde bir kanalın varlığını gösterir. Gözeneklilik numuneden hem zaman hem de mesafenin bir fonksiyonu olarak grafiğe zaman kanal ilk bir saat içinde oluşturulmuş ve daha sonra deney devam ederken genişletilir o (F açıktır girişine<html> ŞEKIL 8). Parçalara görüntüler daha sonra geçirgenlik değişikliklerini (Şekil 9) analiz etmek için bir ağ çıkarma modeli girdi olarak kullanılmıştır. Bu ilk saatler sırasında geçirgenliği keskin bir artış olduğu tespit edilmiştir, ancak daha sonra geçirgenlik İlerleyen zamanlarda stabilize. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig1.jpg" /> Yerinde deney aygıtı içinde 1. Şekil. CO2 enjeksiyon pompası ile basınç ve reaktördeki tuzlu dengelenmeye kullanılır. Reaktif tuzlu su alıcı pompası ile çekirdek takımı içinden çekilir. Hücre sınırlandırma pompasında DI su ve hapsetmesi sıvısında bir termokupl tarafından kontrollü ısıtmalı kullanarak ısıtma bant ile sınırlıdır. Deney sistemi Vanalar (V) ve bağlantıları (U) ile yönlendirilmiştir boru ve akışkan madde akışını kullanılarak birbirine bağlanır.ps: //www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig2.jpg" /> Şekil 2. Deney ayar eğrisi ve teorik ayna yansıtma ve filtre iletim hem kullanılarak hesaplanan Elmas Lightsource I-13i pembe ışınının X-ışını spektrumları. Aynalar 30 keV yukarıdaki enerjileri absorbe; Al ve Au filtreler sırasıyla 13 ve 22 keV altındaki enerjileri emerler. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig3.jpg" /> Kiriş hattı görüntüleme aparatının 3. Şekil. Al ve Au yaprak pembe ışın filtresi ve kalan X-ışınları inci çarptıe core montaj. Gerisi numune geçmesine ve görünür spektrumda fluoresces sintilatör isabet ederken X-ışınlarının bir kısmı örnek tarafından emilir. Bu görünür ışık daha sonra piksel yoğunluk değeri scintillator tarafından emilir X-ışınlarının sayısının bir fonksiyonu olan bir pikselli dijital görüntü içine o ışığı çevirir CCD üzerine objektif ile odaklanmıştır. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig4.jpg" /> Şekil 4. çekirdek tutucu içinde çekirdek düzeneği. PEEK boru iç uç parçaları takılı ve çelik uç kapakları geçirilir. Çekirdek, alüminyum folyo ile sarılmış ve kovan içine yerleştirilir. kovan sonra se su geçirmez oluşturmak için son parçaları üzerinde geriliral ve alüminyum folyo iki ek tabakalar yerine her şeyi tutup gaz difüzyonu önlemek için ilave edilir. termokupl yapışkan alüminyum folyo dış tabakanın çekirdek düzeneğinin dış tarafına tespit edilir. Menke ark değiştirilmiş Şekil. 42. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig5.jpg" /> (A) ve daha sonra (b) &#39;çözünmeden önce, yeniden oluşturulan imgenin Şekil 5. bir 2-D dilim. hafif alanlar tahıl ve koyu alanlar gözenek vardır. Tahıl / gözenek sınır kenarlarına bulanıklık gözenekli boşluk (b) &#39;nin reaksiyona kısmında görülebilir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a><html><img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig6.jpg" /> Şekil 6. Porozite zamanla çizilen. doğrusal çözünme ikinci saat yamaçta küçük bir azalma ile porozite artar. Menke ark değiştirilmiş Şekil. 42. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig7.jpg" /> Yeşil gözenekliliği en büyük değişimi temsil ve en az kırmızı deney, içine 60 dakikada porozite değişim Şekil 7. A 3-D render. sıvı, katı kimyasal reaksiyon ile oluşturulan bir açık bir gözenekli kanal erime büyük olan çekirdeğin merkezinde görülmektedir. Menke ark değiştirilmiş Şekil.&quot;xref&quot;&gt; 42. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig8.jpg" /> Numune girişinden mesafenin bir fonksiyonu olarak gözeneklilik 8. Profilleri Şekil. Gözeneklilik çözünme ekseni boyunca düzgün, fakat çözünme oranı, zamanın bir fonksiyonu olarak değişir. Menke ark değiştirilmiş Şekil. 42. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 9," src="/files/ftp_upload/53763/53763fig9.jpg" /> Şekil 9. (A) &#39;parçalı görüntü üzerinde yapılan bir ağ ekstraksiyon gösteren 60 dakika gösterilirbüyük gözenek alanlarda (toplar) ve bunların bağlantıları (tüpler). (B), bilgisayarlı geçirgenliği kurulmuş olan bir geniş erime kanalı olarak 40 ila 60 dakika arasında keskin bir artış ile zamanla arttığı gösterilmiştir. Menke ark değiştirilmiş Şekil. 42. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53763/53763fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography at JoVE.com

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Sinkrotron, hızlı tomografi haznesi koşullarında CO2 -saturated tuzlu su mevcudiyetinde kireçtaşı dinamik görüntü çözünmesi için kullanılmıştır. 100 tarama 2 saatlik bir süre boyunca 6.1 um çözünürlükte alınmıştır.

Sinkrotron Hızlı Tomografi ile Karbonat içinde Reaksiyon Dinamik Gözenek ölçekli Rezervuar-koşul Görüntüleme

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

dynamic-pore-scale-reservoir-condition-imaging-reaction-carbonates

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

8.4K Görüntüleme.  Imperial College London.  Sinkrotron, hızlı tomografi haznesi koşullarında CO2 -saturated tuzlu su mevcudiyetinde kireçtaşı dinamik görüntü çözünmesi için kullanılmıştır. 100 tarama 2 saatlik bir süre boyunca 6.1 um çözünürlükte alınmıştır. 

Video: Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. During insertion or removal of alkali metal ions, the redox states of transition metals in the compounds change and structural transformations such as phase transitions and/or lattice parameter increases or decreases occur. These behaviors in turn determine important characteristics of the batteries such as the potential profiles, rate capabilities, and cycle lives. The extremely bright and tunable x-rays produced by synchrotron radiation allow rapid acquisition of high-resolution data that provide information about these processes. Transformations in the bulk materials, such as phase transitions, can be directly observed using X-ray diffraction (XRD), while X-ray absorption spectroscopy (XAS) gives information about the local electronic and geometric structures (e.g.&#160;changes in redox states and bond lengths). In situ experiments carried out on operating cells are particularly useful because they allow direct correlation between the electrochemical and structural properties of the materials. These experiments are time-consuming and can be challenging to design due to the reactivity and air-sensitivity of the alkali metal anodes used in the half-cell configurations, and/or the possibility of signal interference from other cell components and hardware. For these reasons, it is appropriate to carry out ex situ experiments (e.g.&#160;on electrodes harvested from partially charged or cycled cells) in some cases. Here, we present detailed protocols for the preparation of both ex situ and in situ samples for experiments involving synchrotron radiation and demonstrate how these experiments are done.

We describe the use of synchrotron X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray diffraction (XRD) techniques to probe details of intercalation/deintercalation processes in electrode materials for Li-ion and Na-ion batteries. Both in situ and ex situ experiments are used to understand structural behavior relevant to the operation of devices

Sinkrotron Radyasyon Teknikleri Kullanarak Lityum İyon ve Sodyum iyon piller için elektrot Malzemelerin Karakterizasyonu

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

Mühendislik

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for detailed observation, scenarios that make it challenging to observe with conventional imaging systems. One of these is the drop impact of liquids, which usually happens within one tenth of millisecond. To tackle this challenge, a fast imaging technique is introduced that combines a high-speed camera (capable of up to one million frames per second) with a macro lens with long working distance to bring the spatial resolution of the image down to 10 &#181;m/pixel. The imaging technique enables precise measurement of relevant fluid dynamic quantities, such as the flow field, the spreading distance and the splashing speed, from analysis of the recorded video. To demonstrate the capabilities of this visualization system, the impact dynamics when droplets of non-Newtonian fluids impinge on a flat hard surface are characterized. Two situations are considered: for oxidized liquid metal droplets we focus on the spreading behavior, and for densely packed suspensions we determine the onset of splashing. More generally, the combination of high temporal and spatial imaging resolution introduced here offers advantages for studying fast dynamics across a wide range of microscale phenomena.

Drop impact of non-Newtonian fluids is a complex process since different physical parameters influence the dynamics over a very short time (less than one tenth of a millisecond). A fast imaging technique is introduced in order to characterize the impact behaviors of different non-Newtonian fluids.

Non-Newtonian Akışkanlar Bırak Etkisi Dynamics Eğitim Hızlı Görüntüleme Tekniği

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric vehicles.1,2 However, many challenges, such as energy density and battery lifetimes, need to be overcome before this particular battery technology can be widely implemented in such applications.3 This research is challenging, and we outline a method to address these challenges using in situ NPD to probe the crystal structure of electrodes undergoing electrochemical cycling (charge/discharge) in a battery. NPD data help determine the underlying structural mechanism responsible for a range of electrode properties, and this information can direct the development of better electrodes and batteries.
We briefly review six types of battery designs custom-made for NPD experiments and detail the method to construct the &#8216;roll-over&#8217; cell that we have successfully used on the high-intensity NPD instrument, WOMBAT, at the Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO). The design considerations and materials used for cell construction are discussed in conjunction with aspects of the actual in situ NPD experiment and initial directions are presented on how to analyze such complex in situ data.

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

We describe the design and construction of an electrochemical cell for the examination of electrode materials using in situ neutron powder diffraction (NPD). We briefly comment on alternate in situ NPD cell designs and discuss methods for the analysis of the corresponding in situ NPD data produced using this cell.

Yerinde Nötron Toz Kırınım olarak Ismarlama Lityum-iyon Piller kullanma

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric ...

Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space of a carbonate rock at pressures and temperatures representative of typical formations used for CO2 storage. Chemical equilibrium between the CO2, brine and rock phases was maintained using a high pressure high temperature reactor, replicating conditions far away from the injection site. Fluid flow was controlled using high pressure high temperature syringe pumps. To maintain representative in-situ conditions within the micro-CT scanner a carbon fiber high pressure micro-CT coreholder was used. Diffusive CO2 exchange across the confining sleeve from the pore-space of the rock to the confining fluid was prevented by surrounding the core with a triple wrap of aluminum foil. Reconstructed brine contrast was modeled using a polychromatic x-ray source, and brine composition was chosen to maximize the three phase contrast between the two fluids and the rock. Flexible flow lines were used to reduce forces on the sample during image acquisition, potentially causing unwanted sample motion, a major shortcoming in previous techniques. An internal thermocouple, placed directly adjacent to the rock core, coupled with an external flexible heating wrap and a PID controller was used to maintain a constant temperature within the flow cell. Substantial amounts of CO2 were trapped, with a residual saturation of 0.203 &#177; 0.013, and the sizes of larger volume ganglia obey power law distributions, consistent with percolation theory.

We present a methodology for the imaging of multiple fluid phases at reservoir conditions by the use of x-ray microtomography. We show some representative results of capillary trapping in a carbonate rock sample.

Çoklu Akışkan Aşama Rezervuar Durumu Gözenek ölçekli Görüntüleme X-ışını Microtomography kullanma

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space ...

Failure Analysis of Batteries Using Synchrotron-based Hard X-ray Microtomography

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent of lithium-ion batteries, researchers have known that the lithium metal anode has the highest theoretical energy density of any anode material. However, rechargeable batteries containing a lithium metal anode are not widely used in consumer products because the growth of lithium dendrites from the anode upon charging of the battery causes premature cell failure by short circuit. Lithium dendrites can also form in commercial lithium-ion batteries with graphite anodes if they are improperly charged. We demonstrate that lithium dendrite growth can be studied using synchrotron-based hard X-ray microtomography. This non-destructive imaging technique allows researchers to study the growth of lithium dendrites, in addition to other morphological changes inside batteries, and subsequently develop methods to extend battery life.

Synchrotron-based hard X-ray microtomography is used to image the electrochemical growth of dendrites from a lithium metal electrode through a solid polymer electrolyte membrane.

Sinkrotron merkezli Sert X-ışını Microtomography kullanılması Akü Arıza Analizi

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due to fundamental constraints imposed by the hyperpolarized state, exotic imaging and reconstruction techniques are commonly used. A practical system for characterization of dynamic, multi-spectral imaging methods is critically needed. Such a system must reproducibly recapitulate the relevant chemical dynamics of normal and pathological tissues. The most widely utilized substrate to date is hyperpolarized [1-13C]-pyruvate for assessment of cancer metabolism. We describe an enzyme-based phantom system that mediates the conversion of pyruvate to lactate. The reaction is initiated by injection of the hyperpolarized agent into multiple chambers within the phantom, each of which contains varying concentrations of reagents that control the reaction rate. Multiple compartments are necessary to ensure that imaging sequences faithfully capture the spatial and metabolic heterogeneity of tissue. This system will aid the development and validation of advanced imaging strategies by providing chemical dynamics that are not available from conventional phantoms, as well as control and reproducibility that is not possible in vivo.

A multi-compartment dynamic phantom is used to simulate some biology of interest for metabolic studies using hyperpolarized magnet resonance agents.

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data acquisition times with high spatial resolution. In the electronics industry there is serious interest in performing failure analysis on 3D microelectronic packages, many which contain multiple levels of high-density interconnections. Often in tomography there is a trade-off between image resolution and the volume of a sample that can be imaged. This inverse relationship limits the usefulness of conventional computed tomography (CT) systems since a microelectronic package is often large in cross sectional area 100-3,600 mm2, but has important features on the micron scale. The micro-tomography beamline at the Advanced Light Source (ALS), in Berkeley, CA USA, has a setup which is adaptable and can be tailored to a sample&#39;s properties, i.e., density, thickness, etc., with a maximum allowable cross-section of 36 x 36 mm. This setup also has the option of being either monochromatic in the energy range ~7-43 keV or operating with maximum flux in white light mode using a polychromatic beam. Presented here are details of the experimental steps taken to image an entire 16 x 16 mm system within a package, in order to obtain 3D images of the system with a spatial resolution of 8.7 &#181;m all within a scan time of less than 3 min. Also shown are results from packages scanned in different orientations and a sectioned package for higher resolution imaging. In contrast a conventional CT system would take hours to record data with potentially poorer resolution. Indeed, the ratio of field-of-view to throughput time is much higher when using the synchrotron radiation tomography setup. The description below of the experimental setup can be implemented and adapted for use with many other multi-materials.

For this study synchrotron radiation micro-tomography, a non-destructive three-dimensional imaging technique, is employed to investigate an entire microelectronic package with a cross-sectional area of 16 x 16 mm. Due to the synchrotron&#39;s high flux and brightness the sample was imaged in just 3 min&#160;with an 8.7 &#181;m spatial resolution.

Çok ölçekli Üç boyutlu Mikroelektronik paketleri Soruşturma Sinkrotron Radyasyon Microtomography kullanma

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate crystal microbalance, LCM) and its use for gas adsorption measurements in zeolite H-ZSM-5. Prior to the adsorption measurements, zeolite H-ZSM-5 crystals were synthesized on the gold electrode in the center of the LCM, without covering the connection points of the gold electrodes to the oscillator, by the steam-assisted crystallization (SAC) method, so that the zeolite crystals remain attached to the oscillating microbalance while keeping good electroconductivity of the LCM during the adsorption measurements. Compared to a conventional quartz crystal microbalance (QCM) which is limited to temperatures below 80 &#176;C, the LCM can realize the adsorption measurements in principle at temperatures as high as 200-300 &#176;C (i.e., at or close to the reaction temperature of the target application of one-stage DME synthesis from the synthesis gas), owing to the absence of crystalline-phase transitions up to its melting point (1,470 &#176;C). The system was applied to investigate the adsorption of CO2, H2O, methanol and dimethyl ether (DME), each in the gas phase, on zeolite H-ZSM-5 in the temperature and pressure range of 50-150 &#176;C and 0-18 bar, respectively. The results showed that the adsorption isotherms of these gases in H-ZSM-5 can be well fitted by Langmuir-type adsorption isotherms. Furthermore, the determined adsorption parameters, i.e., adsorption capacities, adsorption enthalpies, and adsorption entropies, compare well to literature data. In this work, the results for CO2 are shown as an example.

A protocol for high-temperature and high-pressure gas adsorption measurements on zeolite H-ZSM-5 using an adsorption measurement device based on a langatate crystal microbalance is presented. Prior to the adsorption measurements, the synthesis of zeolite H-ZSM-5 on the langatate crystal microbalance sensor by the steam-assisted crystallization (SAC) method is demonstrated.

Zeolit ​​Yüksek Sıcaklık Yüksek Basınçlı Gaz Adsorpsiyon için Langatate kristal mikro dayanarak Adsorpsiyon Cihazı H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a microfluidic chamber assembled in the specimen holder for Transmission Electron Microscopy (TEM) and STEM. The microfluidic system consists of two silicon microchips supporting thin Silicon Nitride (SiN) membrane windows. This article describes the basic steps of sample loading and data acquisition. Most important of all is to ensure that the liquid compartment is correctly assembled, thus providing a thin liquid layer and a vacuum seal. This protocol also includes a number of tests necessary to perform during sample loading in order to ensure correct assembly. Once the sample is loaded in the electron microscope, the liquid thickness needs to be measured. Incorrect assembly may result in a too-thick liquid, while a too-thin liquid may indicate the absence of liquid, such as when a bubble is formed. Finally, the protocol explains how images are taken and how dynamic processes can be studied. A sample containing AuNPs is imaged both in pure water and in saline.

This protocol describes the operation of a liquid flow specimen holder for scanning transmission electron microscopy of AuNPs in water, as used for the observation of nanoscale dynamic processes.

Tarama Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanılarak Sıvı Nano-ölçekli Nesnelerin dinamik Süreçlerinin İncelenmesi

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Novel Photoacoustic Microscopy and Optical Coherence Tomography Dual-modality Chorioretinal Imaging in Living Rabbit Eyes

Photoacoustic ocular imaging is an emerging ophthalmic imaging technology that can noninvasively visualize ocular tissue by converting light energy into sound waves and is currently under intensive investigation. However, most reported work to date is focused on the imaging of the posterior segment of the eyes of small animals, such as rats and mice, which poses challenges for clinical human translation due to small eyeball sizes. This manuscript describes a novel photoacoustic microscopy (PAM) and optical coherence tomography (OCT) dual-modality system for posterior segment imaging of the eyes of larger animals, such as rabbits. The system configuration, system alignment, animal preparation, and dual-modality experimental protocols for in vivo, noninvasive, label-free chorioretinal imaging in rabbits are detailed. The effectiveness of the method is demonstrated through representative experimental results, including retinal and choroidal vasculature obtained by the PAM and OCT. This manuscript provides a practical guide to reproducing the imaging results in rabbits and advancing photoacoustic ocular imaging in larger animals.

This manuscript describes the novel setup and operating procedure of a photoacoustic microscopy and optical coherence tomography dual-modality system for noninvasive, label-free chorioretinal imaging of larger animals, such as rabbits.

Yaşam tavşan gözünde roman Photoacoustic mikroskobu ve optik Koherens tomografi çift-modality Chorioretinal görüntüleme

Photoacoustic ocular imaging is an emerging ophthalmic imaging technology that can noninvasively visualize ocular tissue by converting light energy into ...