呵护神舟飞船的新“外衣”

航天科技集团五院529厂的航天工程师利用宇宙空间以热辐射为主要热量传导方式的特点,为空间站阶段的神舟飞船家族设计并研制了一款神奇的控温外衣——低吸收-低发射型热控涂层。
低吸收指的是涂层材料自身具有极少太阳光吸收特性,可有效减弱太阳辐照造成的温度升高;而低发射指的是涂层具有极低的红外发射率,可有效阻隔飞船内部向深冷环境的辐射漏热,避免舱内温度不断降低。这就保障了空间站阶段神舟飞船返回舱在长期的极端高、低温环境下,依然能够保持正常“体温”。
同时,这件新“外衣”可以抵抗宇宙空间中的高能紫外辐照、高能带电粒子以及原子氧轰击等环境因素导致的老化和剥蚀,在极端空间环境下也能保持温控稳定性。

Wi-Fi 的辐射会伤人?别被骗了!真正影响健康的是……

《运营商装基站被投诉,拆除后通讯瘫痪业主不满》《害怕辐射,家长要求学校停用 Wi-Fi》之类的报道,常常见诸媒体报端,究其原因,是因为害怕辐射。

追求健康的心情可以理解,但是,辐射真的都很可怕吗?基站、Wi-Fi 的辐射会伤人吗?伤害健康的辐射有哪些?我们今天就来谈一谈。

太长不看版

我们自己的身体发出的辐射,都比基站和Wi-Fi“能打”多啦!真正要躲的辐射,是紫外线、X射线和放射性物质释放的辐射。

辐射无处不在

先说“辐射”这个词。“辐”是车轮和轮轴之间的支撑物,“辐射”借用其形,指的是能量或粒子从一个源出发,沿直线向四面八方传播的过程。

生活中,大家一听这个词,跳到脑海里的,是与电、磁、核相关的“辐射”,我们今天就只说这方面的内容。

实际上,在日常生活中,辐射无处不在,连我们每个人都是辐射源。

来看看下面这则新闻,老人和救援人员在画面中个个明晃晃的,为什么呢?因为大家的体温明显高过周围环境,身体发出的辐射远超芦苇荡的辐射强度,所以在画面中非常突出。

任何物体,只要没冷到绝对零度(-273.15℃),红外辐射就不会停歇,而绝对零度又永远不可能到达。所以,我们每个人的身体,身边的桌椅板凳键盘鼠标衣帽鞋袜柴米油盐锅碗瓢盆,都是永不间断的辐射源。因此,不用听到“辐射”就害怕,这并不是说“怕也无用,干脆躺平”,而是生活中大多数辐射本来就无害,根本用不着躲。

为什么说生活中大多数辐射无害?真正要躲的辐射是怎样的?危险和安全的分界线在哪里?我们马上就会说到了。

辐射有多强,要看振荡频率

我们先来谈谈,能伤害身体的辐射,是怎么回事。

在物理学中,电磁波辐射的能量不是一股脑儿丢出来,而是一份一份往外扔的,这一份一份的单位,叫作光量子。每个光量子携带的能量,和电磁波的频率(每秒振荡次数)成正比。用可见光来举例的话,每秒振荡 430 万亿次的红光,和每秒 650 万亿次的蓝光相比,后者光量子的能量是前者的 1.5 倍。

再用我们看不到的其他波段来举个例子,X射线每秒振荡 30 亿亿次,人体红外辐射每秒振荡 31 万亿次,而 5G 基站信号每秒振荡 35 亿次,所以,X射线光量子比人体红外辐射的能量强近万倍,而人体红外辐射光量子又比 5G 信号的能量强近万倍。

当一束电磁波照射到生命体时,它对身体的影响,由光量子的能量,也就是由电磁波的频率来决定。

再看身体这边:健康的机体是由正常物质分子构成的,蛋白质、核酸、糖、脂肪、水……如果物质分子变成异物,机体就可能不健康了,对人体有害的辐射,就是这么起作用的。比如,电离辐射可以影响核酸分子,让它断一截、多一段、交联一段,这就可能导致细胞癌变。

这是怎么实现的

分子由原子组装而成,比如,一个氧原子牵着两个氢原子,就是一个水分子。葡萄糖分子的结构,则是6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子拉扯在一起。

电离辐射与非电离辐射

如果身体遇到辐射,有一群光量子撞了过来,击中我们的正常分子,会带来什么影响呢?依照光量子的强弱等级,可以分成三种情况:

第一种:光量子能量较弱。它只能“晃动”分子整体,却拆不散原子们之间手拉手的结构,分子保持不变,机体依旧健康。分子获得的晃动能量随后通过红外辐射散掉,重新回归静止。所以,这类辐射十分菜鸡,只有当功率很高或散热不畅时,分子越晃越厉害(温度持续升高),之后才会造成机体破坏。典型的例子,是烤火取暖,绝大多数不会有任何问题,但有时也能看到烤火烫伤的报道。

第二种:光量子能量较强。它可以“一拳打飞”原子中的电子,由于原子之间是靠电子手拉手才构成分子的,所以它可以不经过升温就直接破坏分子结构,原子们可能在试图重新组队时,出现错接或粘连,使分子变成异物,破坏机体。这种情况用在生活中,就是紫外线消杀灯,它破坏细菌病毒的核酸分子,借此干掉它们。也因为这一点,这种灯按下开关后,往往半分钟后才亮,亮前还要嘀嘀嘀,好让我们及时撤退,以免伤到皮肤和眼睛。

第三种:光量子能量极强,确切地说,它可以是一个高能粒子。它直接冲击原子核心,既把原子撞出阵列,又可以与原子核合体,把原子变成“异形”。当它日后离开原子核时,又是一个高能粒子,继续大杀四方。这种情况在生活中就是放射性物质。放射性物质并不遥远,不是只有广岛长崎比基尼切尔诺贝利,我们一会儿会说到。

上面的这三种情况,第一种相当安全,伤人只有一招,那就是“烫”,这种是普通的电磁辐射。第二种(高能电磁辐射)和第三种(粒子辐射)则能够不知不觉地杀伤机体,其原理是用极高能量轰击电子或原子核,它们有个专门的名字:电离辐射。(虽然电磁辐射的大概念包含了高能电磁辐射,但在本文中,为了简短易读,再提到“电磁辐射”时,指的都是低能量、非电离的普通电磁辐射。)

我们说过,光量子的能量和频率成正比,所以,对安全辐射和有害辐射,看频率就可以辨别。分界线就是紫外线。比紫外线频率低的,例如可见光、我们自己发出的红外辐射、蓝牙、Wi-Fi信号、手机基站、广播电台,都是安全的电磁辐射。比紫外线频率高的,包括高频紫外线、X射线、γ射线,都是有害的电离辐射。

那功率不用考虑吗?虽然每部手机都是微不足道的电磁辐射,汇聚到一个基站会不会就成了危险的电离辐射?完全不会。和摇晃分子发热的宏观业务不同,在攻击原子这项微观业务上,物理学不允许“人多力量大”(光量子一起上),也不允许“水滴石穿”(能量积累),所谓十万鸡崽轮流上阵,永远凑不成一只老虎。

看看数据

为了给大家一个直观的量级概念,我们列举几个辐射波段的典型频率(每秒振荡次数):

调频广播:100000000

蓝牙:2450000000

5G 手机信号:3500000000

Wi-Fi 信号:5000000000

人体红外辐射:31200000000000

红光:430000000000000

紫光:750000000000000

紫外线:830000000000000

X射线:300000000000000000

γ射线:300000000000000000000

我们说过,光量子能量和频率成正比,所以,比起可见光和人体红外辐射来,Wi-Fi 和手机信号的光量子能量要弱好几个数量级。既然我们不怕走在阳光下,也不怕和亲友见面,那就用不着害怕 Wi-Fi 和手机基站。

有些朋友可能还是担心基站“大力出奇迹”造成伤害,那我们就比比功率好了——国家标准规定:Wi-Fi 路由器的整体辐射功率至多 10 毫瓦,5G 基站的每平方厘米辐射功率至多 0.047 毫瓦。

回头看看我们自己的身体吧,成年人整体辐射功率至少 100000 毫瓦,坐在离孩子 2 米远的地方,孩子那里每平方厘米就要承受至少 0.2 毫瓦的辐射。再考虑前面比较过的光量子能量,从功率角度说,还是我们自己对孩子“下手更重”啊!

变电站呢?变电站为什么没有列在上面?因为交流电的频率只有可怜的每秒 50 次,根本没法以电磁波的形式传播,所以它完全上不了榜。

生活中的电离辐射在哪里

虽然我们生活中的辐射绝大多数无害,但一定要远离这些电离辐射:

高能紫外线:避免阳光曝晒。使用紫外线消杀灯时要及时躲避。看到电焊的刺眼弧光要赶紧转头,弧光本身是可见光,不是紫外线,但它和紫外线同时产生。

X 射线:行李过安检的时候,别急着把手伸到安检机幕帘后去取。这里提醒一下,医院的 X 射线和 CT,用于常规体检和治疗目的时剂量安全,无须担心,如有备孕、怀孕情况则应提前告知医生遵医嘱即可。顺便说说:核磁共振(MRI),虽然名字里带个“核”,但它既没有X射线也没有核辐射,是个非常安全的东东,不用有意躲着。

γ 射线:生活中常由放射性物质带来,还往往伴随着其他高能粒子辐射。它比上面两种电离辐射更为危险,因为上面两种辐射不攻击原子核,被照射过的物质不会有残留辐射,但放射性物质却是会“传染”的。

接下来说说放射性物质在哪里,怎么躲。像核武器、天灾后的核电站这些就不提了,实在是人在江湖身不由己的事,我们只说日常生活里的。

工厂里的专业设施:如γ射线探伤仪、核子密度仪、离子注入机等等,这些一般都会标记☢警示标,无关人员不要去碰。

非正规来源家装石材:尤其大理石,要挑正规厂家的。放射性铀的衰变周期很长,地壳中的遗存相当多,正规厂家会从含铀量低的地方采石,不正规的就难说了。铀不但会从地板发出电离辐射,更会衰变成放射性氡气,吸入肺中之后,再衰变成放射性钋和放射性铅,在体内长期滞留,造成长久的内照射,比来自外界的辐射危害要大得多。

所谓的“氡养生”:远离最近十几年忽然被美化包装的“氡温泉”。如果只是个虚假宣传就还好,不过花钱当一次冤大头。假如真的有氡,那就是个放射源,千万别信“微量的氡不但无害反而有益”的说法。

嘴边的放射源:日常生活中还有一个常见的小放射源,只是剂量比较低。烟草种植过程中施加的磷肥来自磷灰石,里面常含有微量的放射性铀和钋,对其他作物来说这不是问题,但烟草本身就比较喜欢吸收重金属会造成富集,而制成卷烟后,这些放射性物质被人吸入肺中,还会在肺泡中累积,最终造成一定危害。当然,比起烟草中的其他致癌物来说,它不是个主要问题。

很多朋友视辐射为洪水猛兽,关于辐射的各种谣言也充斥网络,这其实也情有可原。为什么这么说呢?

前人研究谣言,总结出了一个基本的公式:

流言流通量=与问题的关联度×社会成员的不安感×环境的不确定性

不像那些有形有质的有害物,辐射看不见摸不着,它们的性质又不同于生活中常见的事物,加上各类影视作品和科普,让我们“谈核辐射色变”。以至于无暇去了解辐射的具体种类,甚至忘了我们每天都身处各种辐射当中,结果一提到辐射就视为洪水猛兽。如此种种,确实容易让我们产生恐惧心理,辐射相关的流言也就很容易广泛传播。

对此,我们不妨稍微花点时间,稍微了解一下辐射的种类和特点,这样就能少一些焦虑。

(来源:科普中国)

《中国制造2025》洁净室建设为减少洁净室能耗,《万维》提出了理论计算洁净室换气次数的新数学模型,新模型基于室内空气颗粒物输送的模拟流程,室内气溶胶浓度计算考虑了换气次数、室内颗粒物散发量、高效空气过滤器效率、新风比和室外气溶胶浓度等多个参数.将新的数学模型与以往的数学模型进行了对比,新的数学模型考虑了更多的环境参数和变量的影响,这使得新的数学模型计算得出的换气次数更合理、更精确.采用敏感性分析的方法,评价了各个变量对洁净室洁净度的影响大小.研究结果表明计算室内气溶胶浓度时考虑更全面的参数变量可以把洁净室的换气次数降到最小并满足洁净室要求,从而有效降低洁净室的能耗.
洁净室是指悬浮粒子的浓度受控,其建造和使用方式使得进入、产生、滞留于室内的颗粒物最少;室内的其他参数,如温度、湿度、气压按需要受控、也就是说不论外界的空气条件如何变化,洁净室内都能具有维持原先所设定的洁净度、温湿度及压力等特性.非单向流洁净室也俗称乱流洁净室,利用过滤效率超过99.9997%的颗粒物高效空气(HEPA)过滤器去除送风中的颗粒物,大量洁净空气送入房间稀释颗粒污染物,降低气溶胶计数浓度达到要求的洁净室级别、实现风量和压差的动态平衡……更好而精净的控制洁净室无尘无菌等级和压差平衡稳定。
洁净室可以分为工业洁净室和生物洁净室.
目前,洁净室在医药与医学行业、化妆品行业、半导体行业、食品行业以及生物工程行业等得到了广泛的应用.然而随着洁净室的广泛应用,洁净室的高能耗问题越来越引起人们的关注.为了维持洁净室内较低的颗粒物浓度,洁净室设计人员通常通过提高换气次数利用洁净空气稀释颗粒污染物的方式来实现,这就使得洁净室的能耗是相同空间普通建筑的能耗的50 倍左右……
现在洁净室的换气次数大致范围为15~600次/h,而普通建筑的换气次数大致范围为6~25 次/h,洁净室的换气次数不仅要满足热、湿负荷的需要,更重要的是稀释和去除室内颗粒物从而达到降低室内颗粒物浓度的目的,较大的换气次数虽然能满足洁净室洁净级别的要求,但是却造成了巨大的能源浪费,给国家和企业造成沉重的能源负担和经济负担.随着我国经济的飞速发展,大量的工业洁净室和生物洁净室相继建成,洁净室面积呈现飞跃增长,洁净室《节能设计》已迫在眉睫,而洁净室节能的关键是减少送风量,即减少换气次数.《万维》重点研究了洁净室换气次数的新计算方法,并对新计算方法的变量灵敏性和节能性进行了分析.设计实践创新……#选择##就这一刻[超话]##砥砺前行##时光是台造梦机[超话]##生活在继续生命在前行##了不起的中国制造##深圳[超话]##带着微博去深圳[超话]#


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