خواص فلورسانس

 کاربرد خواص فلورسانس در مهندسی نفت برای شناسایی سنگ های مخزن یا سنگ منشا چیست؟

قطعا افرادی که در رشته های وابسته به نفت فعالیت دارند در مورد این پرسش شما صلاحیت بیشتری دارند. بد نیست به این بهانه کمی از فلورسانس و اینکه در حوزه ای مثل نفت چه جایگاهی می تواند داشته باشد صحبتی بشود.

قرن گذشته دید خوبی ا ساختار مواد بر اساس ابزاری که کوانتم مکانیک ایجاد کرد ترسیم شد. ما در مدرسه با ساختار اتم بر اساس همان دیدگاه آشنا شده ایم. الکترون فقط در ترازهای مشخصی می تواند دور هسته بچرخد. شاید کمی تداعی موقعیت مدار سیارات دور خورشید را بکند ولی ماهیت کوانتم خیلی ویژه است و مثلا برای همین اتم می گوید بخاطر ویژگیهای کوانتمی هست که الکترون فقط در مدار خاصی گردش می کند. منظور این است که بخاطر ماهیت احتمالی و موجی رفتار الکترون در گردش دور هسته، الکترون نمی تواند در مدار دیگری بچرخد وگرنه تداخل مخرب می کند که معنا ندارد. در هر صورت وقتی الکترون انرژی کافی بگیرد تا به مدار بالاتر بپرد می تواند این اتفاق بیفتد در غیر اینصورت در همان مدار می ماند و نمی تواند جابجا شود. این ویژگی خاص کوانتم است که این رفتار هم رفتار کوانتمی تعریف می شود یعنی بسته ای یکجا جابجا می شود و به تدریج مثل مثالهای غیر کوانتمی، جابجا نمی شود. برای اتم منفرد تراز دیگری نیست ولی اگر مثلا شبکه بلوری بود یا ملکول داشتیم که چندین اتم آن را تشکیل می دهد، در هر تراز اتمی ملکول ممکن است در انرژی های کوانتمی دیگری هم با انرژی متفاوتی قرارگیرد. مثلا وقتی الکترون در همان تراز بالایی هست ممکن است ملکول یکی از ارتعاشهای کوانتمی را داشته باشد و ملکول دیگر ارتعاش دیگری. در نتیجه در این حالت ممکن است در سقوط الکترون به تراز پایین سر راه مقداری از انرزی خود را برای ارتعاش ملکول از دست بدهد و با انرژی دیگری سقوط کند. چون تنوع ترازهای ملکول هست و هر ملکوا در ترازی ارتعاش دارد و البته به اینها ممکن است چرخش هم اضافه شود، وقتی نوری به آن ماده می خورد و طیفی می گیریم، انواع نورهای دیگر را هم شاهد خواهیم بود و طیفی ایجاد می کند که طول موج آن طبعا در انرژی کمتر یعنی طول موج بلندتر است و آن را فلورسانس می نامیم.

در نتیجه هرگاه به چنین ساختاری نوری تاباندیم و طیفی متفاوت از نور تابید ثبت کردیم یعنی ماده در حال تابش فلورسانس است.

نتیجه مهم اینکه طیف فلورسانس چه شکل آن و توزیع طیف و چه سرعت روشن و خاموش شدن و چه تغییرات آن حامل اطلاعات مهمی از ماده است.

در مورد نفت هم انتظار می رود مشتقات مختلف فلورسانس مختلفی داشته باشد که می تواند برای ارزیابی وجود آن موارد در دیواره های چاهها و امثال آن استفاده کرد. همچنین تغییراتی که در ساختار این مشتقات پیش می آید گاهی منجر به تغییر در فلورسانس تابشی می کند که برای ارزیابی آن اهمیت دارد. روش طیف سنجی فلورسانس بخصوص با تحریک توسط لیزر بسیار اطلاعات مهمی از مواد می دهد و یکی از روشهای مهم برای آنالیز مواد است.

تا حد اطلاع در حوزه نفت هم این روش کاربردهای مهمی دارد که در صورت نیاز به صورت جداگانه قابل بحث و بررسی است.

اینها البته اطلاعات اولیه ای برای فهم ابتدایی پدیده است که موضوع بسیار پیچیده تر و شاید جزئیات آن بی انتها باشد.