Kemilüminesans

Kemilüminesans ya da kimyasal ışıldama, madde içinde gerçekleşen kimyasal reaksiyon sonucu çok az miktarda ısıl ışıma ve ışık ışıması durumudur. Kimya da pek çok uygulaması görülür. Gündelik hayatta ise en çok yanma reaksiyonları sonucu gözlemlenir. Işığın bir yüzeyden yayımlanmasından farklı olarak burada ışığın yayımlanma nedeni kimyasal reaksiyondur. Kimyasal reaksiyon sonucu ortaya çıkan enerji, reaksiyonda görev alan her bir molekülün ve hatta ara ürünler olan radikallerin enerji seviyelerinde değişime neden olurlar ve bu bahsi geçen molekül ve radikallerin karakterlerine uygun olarak belirli bir dalgaboyunda foton yayımlarlar. Absorbsiyon spektroskopisi kuralları doğrultusun da yayımlanan fotonlar reaksiyona giren maddelerin karakterini ve türünü ortaya koyan renklerde görülmelerinin sebebidir.

Örneğin; CH+ radikali görünür hidrokarbon alevinde beyaza çalan mavi renktedir (~431 nm). OH radikalinin etkisi de genelde yanmış gazların yoğun olduğu bölgede enerjinin de fazla olmasından ötürü renk tayfında mora yakın UV'te kaymıştır (~308 nm). Bu farklılıklardan faydalanarak çeşitli optik ölçüm yöntemleri geliştirilmiştir ve aynı isimle anılmaktadır.

Kemilüminesans ile ölçüm

Kemilüminesans ile ölçüm metodu göreceli olarak PLIF, LIF gibi diğer ölçüm tekniklerinden daha basit ve uygulanması daha kolaydır. Reaksiyon sonucu açığa çıkan enerjinin ortamda bulunan molekül ve ara ürünlerce emilmesi daha sonra da bu emilen enerjinin foton olarak, her bir molekül ve radikalin karakterine uygun şekilde yayımlaması sonucunda gerçekleşir. Bu fiziksel durumu kamera ile kaydettiğimiz zaman incelediğimiz molekül ve radikale bağlı olmak üzere reaksiyon ile ilgili bilgi edinebiliriz.

Örneğin CH radikalinin bir filtre yardımı ile milisaniye mertebesinde ışıldaması kaydedilirse, laminar bir alevde reaksiyon bölgesinin sınırları CH boyunca çizilebilir. Sinyalin çok kuvvetli olmaması nedeniyle milisaniye mertebesinde kayıt gerektirmektedir. Bu durum kemilüminesans ile ölçüm metodunun zayıf noktasıdır. Çünkü türbülanslı akışlarda reaksiyon bölgesi çok fazla şekil değiştirir ve bu değişim nanosaniye ya da pico saniye mertebesinde kaydedilmedikçe görüntülenemez.

Gerekli olan filtreler, genelde ışığın kamereya zarar vermemesi için optik seçilir ve band geçirgen filtrelerdir. Örneğin CH radikalinin kaydedilebilmesi için CH'ın yayımladığı 431 nm dalga boyuna yakın dalgaboylarını geçiren bir band geçirgen filtre kullanılır ve kameranın önüne yerleştirilir.