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所检测的室内空气5个项目中,质子发射 原子核中放射出一个质子(p)的衰变类型 (A−1

kHz电场和磁场中有害影响的曝露水平,桔皮是油漆件

辐射单位,架空电力线路在地面空气中还产生工频磁场

发布时间:15-08-17 16:19分类:技术文章 标签:氮氧化物 氮氧化物
氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物如下:
一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2) 一氧化二氮(N2O) 叠氮化亚硝酰(N4O)
三氧化氮自由基(NO3) 三氧化二氮(N2O3) 四氧化二氮(N2O4)
五氧化二氮(N2O5) 三硝基胺(N(NO2)3)
其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。
图1氮氧化物的模型(红色为氧,蓝色为氮)
从左到右,从上至下分别为NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5 化学性质
氮氧化物都为非可燃物,不过都可以助燃。因此一氧化二氮、二氧化氮和五氧化二氮等遇高温或可燃性物质能引起爆炸。氮氧化物中有许多酸酐,遇水可生成硝酸、亚硝酸等酸类。
此外许多氮氧化物有毒,且多为神经毒气。纯的一氧化二氮无毒性。有神经毒性的系不纯的一氧化二氮含有其他的氮氧化物,如二氧化氮:对人体神经危害,会破坏人体之中枢神经,长期吸入会引起脑性麻痹,手脚萎缩等危害。特别是二氧化氮的危害特别明显,大量吸入时会引起中枢神经麻痹,记忆丧失,四肢瘫痪,甚至死亡等病变。一氧化氮亦可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症。
下面对部分常见的氮氧化物进行详细介绍。 一氧化氮(NO)
一氧化氮是氮的化合物,化学式NO,分子量30,氮的化合价为+2。由于一氧化氮带有自由基,这使它个化学性质非常活泼。具有顺磁性。当它与氧反应后,可形成具有腐蚀性的气体——二氧化氮(NO2)。一氧化氮在标准状况下为无色气体,液态、固态呈蓝色。
一氧化氮起着信号分子的作用。当内皮要向肌肉发出放松指令以促进血液流通时,它*会产生一些一氧化氮分子,这些分子很小,能很容易地穿过细胞膜。血管周围的平滑肌细胞接收信号后舒张,使血管扩张。
免疫系统产生的一氧化氮分子,不仅能抗击侵入人体的微生物,而且还能够在一定程度上阻止癌细胞的繁殖,阻止肿瘤细胞扩散。
在神经系统中,一氧化氮促进学习、记忆过程,并可调节脑血流。
一氧化氮对血管有三大作用:1、血管扩张2、防止低密度脂蛋白(LDL)氧化,降低单核细胞黏附血管壁3、降低血小板的黏稠度。
二氧化氮(NO2)
二氧化氮(化学式:NO2),是氮氧化物之一。室温下为有刺激性气味的红棕色顺磁性气体,易溶于水。二氧化氮吸入后对肺组织具有强烈的刺激性和腐蚀性。作为氮氧化物之一的二氧化氮,是工业合成硝酸的中间产物,每年有大约几百万吨被排放到大气中,是一种重要的大气污染物。
二氧化氮是一种影响空气质量的重要污染物。虽然吸入二氧化氮会导致中毒反应,但由于二氧化氮过于刺激反而使得中毒事故较容易避免。在吸入少量但潜在致命的剂量的二氧化氮后,中毒症状(肺水肿)会在几小时后显现。低浓度(4ppm)的二氧化氮会使鼻子麻痹,从而可能导致过量吸收。长期暴露在NO2浓度为40到100毫克/立方米的环境中会导致不利的健康影响。
*重要的NO2排放源是内燃发动机,火力发电厂,以及制浆厂。大气核试验也是二氧化氮的一个来源。这也是核爆时蘑菇云略带红色的缘故。这些过程都需要大量的空气来帮助燃烧,从而将氮气引入到高温的燃烧反应中,*终产生了氮氧化物。因此,控制氮氧化物要求精细的控制为助燃而吸入的空气量。并且二氧化氮对大气化学(比如对流层臭氧的形成)有影响。
一氧化二氮(N2O) 一氧化二氮或氧化亚氮(英语:Nitrous
oxide),无色有甜味气体,又称笑气,是一种氧化剂,化学式N2O,在一定条件下能支持燃烧,但在室温下稳定,有轻微麻醉作用,其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。该气体早期被用于牙科手术的麻醉,现用在外科手术和牙科。“笑气”的名称是由于吸入它会感到欣快,并能致人发笑。一氧化二氮能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸,但不与水反应。它也可以用来作为火箭和赛车的氧化剂,以及增加发动机的输出功率。一氧化二氮是强温室气体。
增加车辆速度:使用氮氧加速系统的改装车辆将一氧化二氮送入引擎,遇热分解成氮气和氧气,提高引擎燃烧率,增加速度。氧气有助燃作用,加快燃料燃烧。
火箭氧化剂:一氧化二氮可以用作火箭氧化剂。这比其他氧化剂优势化处是因为它是无毒的,在室温下稳定,易于储存和相对安全地进行飞行。第二个好处是可以很容易分解成呼吸的空气。
用作麻醉剂:医生会让病人吸入一氧化二氮和氧气,以降低对疼痛的感觉,同时让病人在清醒状态,作出相应的口腔动作。
一氧化二氮的主要安全隐患在于,它是一种有分解性的麻醉剂,而且通常以加压液化的形式储存。在正常储存时,它是很稳定的,使用起来也很安全。但是如果错误地使用,它会很容易分解而且很有可能爆炸。液态的一氧化二氮是有机物的良好溶剂,不过用它制成溶液有可能会生成一些对外界刺激敏感的爆炸性物质。一氧化二氮和少量的燃料的混合物发生爆炸,随即引起剩余一氧化二氮的爆炸性分解。

发布时间:15-07-29 16:29分类:技术文章 标签:辐射单位
2011年3月11日发生在日本仙台港以东海域的9.0级地震及海啸(2011 Tōhoku
earthquake and tsunami)引发的日本福岛*核电站(Fukushima I Nuclear Power
Plant)事故在过去二十天时间里引起了各路媒体的广泛报道。
在那些报道中,常常出现诸如 “…的泄漏量为…居里”、
“…的空气浓度达到…贝克/立方米”、“辐射量高达…希沃特” 之类的文字。
对普通读者来说, 这些文字的含义可能是令人困惑的,
因为它们所涉及的“居里”、 “贝克”、 “希沃特”(简称 “希”, 也有媒体译为
“西弗”)等都是一般人平时很少有机会接触的辐射单位。
这些辐射单位究竟是什么含义呢? 本文来做一个简单介绍。 在介绍之前,
让我们*对本文所谈论的辐射做一个界定。若无特殊说明,
本文所谈论的辐射全都是指由核裂变(nuclear
fission)反应产生的电离辐射(ionizingradiation)——即能对物质产生电离作用的辐射。
核电站事故所涉及的辐射及核医疗设备所使用的辐射大都属于这一类型。
现在进入正题。 有关辐射的单位大体可分为两类, 一类与辐射源有关,
另一类与吸收体有关。我们*介绍前者。 对辐射源来说,
表征其特性的核心指标是作为辐射产生机制的核裂变反应的快慢程度,
具体地说, 是单位时间所发生的核裂变反应平均次数。
物理学家们将这一指标称为放射性活度(radioactivity),
它的单位叫做贝克勒尔(becquerel——符号为Bq)[注一], 简称贝克,
其定义为每秒钟一次核裂变。 贝克是国际单位制中的导出单位(derived unit)。
很明显, 对于给定类型的辐射源来说,
放射性活度的高低与辐射源的质量有着直接关系,辐射源的质量越大,
平均每秒钟发生的核裂变反应次数*越多,
放射性活度也*越高(有兴趣的读者可以想一想,
需要知道什么样的额外信息,才能在放射性活度与质量之间建立定量关系?)。
由于核裂变反应是微观过程,
单枪匹马而论对宏观的影响是微乎其微的,因此贝克是一个很小的单位,
实际应用时常常要用千贝克(kBq)和兆贝克(MBq)来辅助。 除贝克外,
描述放射性活度还有一个常用单位叫做居里(curie——符号为Ci)[注二],它是贝克的370亿倍(3.7×1010倍)。
换句话说,
一个放射性活度为1居里的辐射源平均每秒钟发生370亿次核裂变反应。
有读者可能会问:“370亿” 这一古怪数字是哪里来的? 答案是:
来自于一克镭(radium)同位素226Ra每秒钟的大致衰变次数。 与贝克相反,
居里是一个很大的单位,实际应用时常常要用毫居里(mCi)和微居里(μCi)来辅助。
居里不是国际单位制中的单位, 但应用广泛程度不在贝克之下。
不同*对这两个单位有不同的喜好, 比如在澳大利亚,贝克用得较多; 在美国,
居里用得较多; 而在欧洲, 两个用得差不多多。
由于放射性活度与辐射源的质量有关,
又比质量更能准确反映辐射源的基本特征——辐射能力——的强弱,因此当人们谈论核事故中辐射源的泄漏时,
常常会用放射性活度的单位, 即贝克和居里, 来描述泄漏数量。
比如美国能源与环境研究所(Institute for Energy and Environmental
Research)近日发布的一份报告宣称震后前11天里福岛*核电站的碘(iodine)同位素131I的泄漏总量约为2400000居里(以放射性活度而论相当于2.4吨镭同位素226Ra,
不过由于131I的半衰期很短, 相应的质量要小得多,
对环境的危害则主要是短期的)。 当泄漏出的辐射源沾染到别处时,
人们除了关心泄漏总量外, 还常常要了解受沾染地区单位面积土地、
单位体积空气、
或单位质量土壤中的辐射源数量,描述那些数量的单位是贝克(或居里)每平方米、
每立方米、 或每千克等,我们在新闻中也能见到它们的身影。
比如前苏联切尔诺贝利(Chernobyl)核电站事故在芬兰和瑞典造成的铯(caesium)同位素137Cs的沾染约为40千贝克每平方米。
以上*是与辐射源有关的主要单位。 接下来介绍一下与吸收体有关的单位。
知道一个辐射源的放射性活度,只是知道了它的辐射能力,
却不等于知道它所发射的辐射对吸收体的影响,
因为后者明显与距离辐射源的远近、 辐射源的类别、
吸收体的类别等诸多因素有关。 那么,
怎样才能描述辐射对吸收体的影响呢?一种常用的手段,
是利用电离辐射能对物质产生电离作用这一基本特性,
通过测量它在标准状态下单位质量干燥空气中产生出的电离电荷的数量,
来衡量它对吸收体的影响。这种手段产生出了一个叫做伦琴(roentgen——符号为R)的单位[注三],
它被定义为在标准状态下1千克干燥空气中产生0.000258库仑(2.58×10-4库仑)的电离电荷。
读者想必要问:“0.000258”这一古怪数字是哪里来的?答案是:
来自于单位换算。
因为伦琴这一单位*初是在所谓的厘米⋅克⋅秒(cgs)单位制中定义的。
在那个单位制下,
它的定义是在标准状态下1立方厘米干燥空气中产生1静电单位的电离电荷。
有兴趣的读者可以对单位作一下换算,证实一下“0.000258”这一古怪数字的由来。
伦琴这个单位的使用范围比较狭窄, 主要是针对象X射线和 γ
射线那样的电磁辐射。 不过由于大气中的电离电荷比较容易测量,
因此它一直是一个常用单位。 除伦琴外,
描述辐射对吸收体影响的另一个常用单位叫做戈瑞(gray——符号为Gy)[注四]。如果说伦琴是以电荷为指标来描述辐射对吸收体的影响,
那么戈瑞则是以能量为指标来描述辐射对吸收体的影响。 在辐射研究中,
人们把单位质量吸收体所吸收的辐射能量称为吸收剂量(absorbed dose),
戈瑞是吸收剂量的单位, 其定义是每千克吸收体吸收1焦耳的能量。 很明显,
伦琴与戈瑞这两个单位之间是存在关系的(因为电离需要耗费能量),
不过这种关系与吸收体的类型有关(有兴趣的读者可以想一想,
需要知道什么样的额外信息,才能在伦琴与戈瑞之间建立定量关系?)。
戈瑞是国际单位制中的导出单位, 与戈瑞有关还有一个常用单位叫做拉德(rad),
它是 “辐射吸收剂量”(radiation absorbeddose)的英文缩写,
大小为戈瑞的百分之一(10-2)。 伦琴、
戈瑞及拉德都是描述辐射对吸收体影响的常用单位,
但对于我们*关心的辐射对人体的危害来说,它们都不是*好的单位,
因为辐射对人体的危害并不单纯取决于电离电荷或吸收能量的数量,
而与辐射的类型有关, 这种类型差异可以用一系列所谓的
“辐射权重因子”(radiation wieghting factor)来修正。
考虑了这一修正后的吸收剂量被称为剂量当量(dose equivalent),
它的单位则被称为希沃特(sievert——符号为Sv)[注五], 简称希。
希沃特是国际单位制中的导出单位, 其定义为:
以希沃特为单位的剂量当量=以戈瑞为单位的吸收剂量 × 辐射权重因子
为了使该定义能够应用, 有必要列出一些主要辐射的辐射权重因子:
辐射类型辐射权重因子 X射线、 γ 射线、 β 射线1 能量小于10 keV的中子5
能量为10-100 keV的中子 10 能量为100-2000 keV的中子 20 能量为2-20
MeV的中子10 能量大于20 MeV的中子5 α 粒子及重核 20 由上述表格不难看出,
中子辐射的辐射权重因子要比X射线、 γ 射线、 β 射线高得多,
这意味着对于同等的吸收剂量, 中子辐射对人体的危害要比X射线、 γ 射线、 β
射线大得多。 中子弹(neutron
bomb)之所以是一种可怕的武器,一个很重要的原因*在于此。
希沃特不仅是剂量当量的单位,
而且还是描述辐射对人体危害性的另一个重要指标——有效剂量(effective
dose)——的单位。 什么是有效剂量呢?
它是将人体内各组织或器官所吸收的剂量当量转化为均匀覆盖全身的等价剂量,然后加以汇总的结果。
有效剂量这一概念之所以有用, 是因为在很多情况下,
人体内各组织或器官所受辐射的剂量当量是不均匀的, 有的器官多,
有的器官少。
有效剂量通过将这种不均匀性均匀化,使我们能用一个单一指标来描述辐射对人体的总体危害,
从而有很大的便利性。 那么,
人体内各组织或器官所吸收的剂量当量如何才能转化为均匀覆盖全身的等价剂量呢?
答案是利用一系列所谓的“组织权重因子”(tissue weighting factor),
它们与相应组织或器官所受辐射的剂量当量的乘积,*是均匀覆盖全身的等价剂量。
而汇总无非*是做加法——即对各组织或器官所对应的等价剂量进行求和, 因此:
有效剂量=Σ(剂量当量 × 组织权重因子) 为了使该定义能够应用,
有必要列出一些主要组织或器官的组织权重因子(有兴趣的读者请想一想,
组织权重因子为什么都小于1?): 组织或器官名称组织权重因子 性腺 0.20 肺、
结肠、 胃等 0.12 膀胱、 胸、 肝、 脑、 肾、肌肉等 0.05 皮肤、
骨骼表面等0.01 希沃特是一个很大的单位,
实际应用时常常要用毫希(mSv)或微希(μSv)来辅助。比如一次胸部透视所受辐射的有效剂量约为几十个微希;
一次脑部CT所受辐射的有效剂量约为几个毫希;
一个人在正常自然环境中每年所受辐射的有效剂量也约为几个毫希。人体短时间所受辐射的有效剂量在100毫希以上时,
*会开始有不容忽视的风险, 剂量越大, 风险越高,
剂量若大到要直接动用希沃特这个单位(比如达到几个希沃特),
那么*算不死也基本只剩半条命了。
除希沃特外,描述剂量当量或有效剂量还有一个常用单位叫做雷姆(rem), 它是
“人体伦琴当量”(roentgen equivalent in man)的英文缩写,
大小为希沃特的百分之一(10-2)。 有效剂量由于是平均到全身后的剂量当量,
在使用时不必指定具体的器官或组织。
但无论有效剂量还是剂量当量,它们作为吸收剂量,
其数值都与人体与辐射源的相对位置密切相关,
因此在用于描述辐射源的危害性时, 通常要指明吸收体的位置才有清晰含义。
此外,
在象核事故那样辐射持续存在的环境里,人体所受辐射的有效剂量或剂量当量与暴露于辐射中的时间成正比,
因此在谈论时必须给出时间长短。
笼统地谈论一个不带时间限制的有效剂量或剂量当量, 比如
“福岛核电站内*新核辐射量达到400毫希”, 是没有意义的。
以上*是对主要辐射单位的简单介绍, 希望有助于大家阅读和辨析新闻。
在本文的*后,给有兴趣的读者留一道简单的习题: 若一个人的胸部受到能量20
keV、 吸收剂量2毫戈瑞的中子辐射照射,
胃部受到吸收剂量3毫戈瑞的X射线照射,
请问此人所受辐射的有效剂量是多少毫希? 注释
1.该单位的命名是纪念法国物理学家贝克勒尔(Henri Becquerel,1852-1908)。
2.该单位的命名是纪念居里夫妇(Pierre Curie and Marie Curie)。
3.该单位的命名是纪念德国物理学家伦琴(Wilhelm Röntgen, 1845-1923)。
4.该单位的命名是纪念英国物理学家戈瑞(Louis Gray, 1905-1965)。
该单位的命名是纪念瑞典医学物理学家希沃特(Rolf Sievert, 1896-1966)。

发布时间:15-08-19 11:02分类:技术文章 标签:电磁污染
响大环境的污染源可分为天然型和人为型两类。
天然型电磁污染源有:大气层雷电,太阳黑子爆发,银河系射电,地球磁场波动,火山喷发和地震等。
人为型电磁污染源:大中型电磁发射系统,大型工业、科学和医疗射频设备,高压大容量电力系统和电气化铁道,偶发性的核弹爆炸产生的脉冲电磁场。
一、电磁发射系统的电磁辐射与污染
电磁发射系统是以发射无线电波为目标的设备群体,以广播电视发射系统和微波发射系统为主。
广播是使广大公众接受信号的电波发射,不同于无线电通信和导航(特定对象接受信号)。广播分为声音广播和电视广播。
声音广播又细分为中波、短波调幅和甚高频调频广播。
微波辐射电磁污染源包括:雷达天线、工作电路、磁控管、速调管和敞开的波导管等。
根据*标准GB
8702—88《电磁辐射防护规定》:输出功率等于和小于15W的移动式无线电通讯设备和向没有屏蔽空间的辐射等效功率小于表5—3—9所列数值可以免于管理。
国际大电网会议36.04工作组编写的《发电厂和变电站电磁兼容导则》,给出了授权的无线电发射装置的一些技术参数,包括:辐射功率、在居民区典型的发射—接受距离、计算电场强度,见表5—3—10。表中电场强度按下式计算*大值
工业、科学和医疗用频率:无线电行政会议划定11个窄频段,供工业、科学和医疗使用。见表5—3—11
二、电力系统的电磁污染
高压与超高压输配电线路导体表面电场强度很强,常引发电晕放电和间隙放电,产生射频电磁辐射。导致周围伴有工频电场和工频磁场。工频电场与线路电压有关;工频磁场与线路电流有关。
1、电晕放电和间隙放电
电晕放电是指通过导线表面向空间放电的现象。对地为正电位时,称为正电晕;它具有幅值大和脉冲波顶较平缓的特点;对地为负电位时,称为负电晕,其脉冲波顶为瞬间的尖脉冲。重复产生的结果*形成了高频电波,并且频率范围分布较宽,常以0.5MHz作中心值。电晕主要构成对通讯系统的干扰,如有线电话、无线电接受和电视等。
2、工频电场
架空电力线路施加电压后,导体表面必带电荷。电荷在地面以上空气中产生工频电场,距离线路越近越强,电压越高越强,尤以超高压电力线路*为突出。利用等效电荷法计算单相或三相送电线下空间工频电场强度。
3、工频磁场
架空电力线路在地面空气中还产生工频磁场,电流越大越强,距离线路越近越强。应用安培定律和叠加原理可计算单相或三相送电线周围的工频磁场强度。
输电线塔型:酒杯型铁塔,导线按水平布置;猫头型铁塔,导线按正三角形布置;紧凑型铁塔,导线按三角形布置;双回路鼓型铁塔,导线按鼓型布置。
4、电力线路对平行接近的通信线路的危险影响
危险影响:通信线路遭受电力线路感应产生的电压和电流,足以危害电信运行围护人员的生命安全;损坏通信线路或设备;引起构筑物火灾以及铁路信号设备误动而危及行车安全。对电力线路与通信线路间可能发生的危险影响应有评估,包括:
(1)中性点直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电感性耦合影响。
(2)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路两相在不同地点同时发生短路时对通信线路的电感性耦合影响。
(3)中性点不直接接地系统的三相对称电力线路发生单相接地短路时对通信线路的电容性耦合影响。
(4)不对称电力线路在正常运行和接地短路状态下对通信线路的电感性耦合、电容性耦合影响,对单线通信线路的电阻性耦合影响。
(5)发电厂和变电站地电位升对通信线路和人体的电阻性耦合影响。
三、电气化铁道产生的电磁污染
电气化铁道产生的电磁污染有无线电辐射的影响和对通信线的干扰。无线电辐射来自电力机车的受电弓接触点与接触网局部放电处。前者的辐射发生于电力机车运行时刻;后者的辐射则伴生于整个供电期内。
接触网的供电方式有单向供电制和双向供电制。双向供电制在正常运行时对通信线路的影响必单向供电制小。电力牵引正常运行时,采用双向供电。
接触网的短路电流值取决于牵引变电所与短路点之间的距离。
在分析评估电气化铁道对通信线路的影响时,可采用评估电力线路的方法。
牵引网电流一般用等效电流表示 四、电磁污染的主要危害
电磁污染造成的主要后果:电磁辐射对信号接收的干扰,强电系统对弱电系统的干扰和危险影响,空间电磁场对人体健康的影响。
1、电磁辐射对信号接收的干扰
射频强电磁辐射,可以造成通信信息失误或中断;使电子仪器、精密仪器不能正常工作;铁路自控信号失误;飞机飞行误航;甚至造成导弹与人造卫星失控。电磁辐射会对有线通信设备产生干扰。
2、强电系统对弱电系统的干扰和危险影响 3、空间电磁场对人体健康的影响

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