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关键词:电磁辐射 手机 办公室 防护
中图分类号:TL7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0105-02
电磁辐射是电磁能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。各种家用电器、输电电线,办公设备等等都会产生强度不等的电磁辐射。据研究,电磁辐射对人类具有六大危害:即可能是造成儿童患白血病的原因之一,能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖,影响人类的生殖系统,可导致儿童智力残缺,影响人们的心血管系统,对人们的视觉系统有不良影响等。
本研究采用中国辐射防护研究院研制的QX-3型电磁波辐射测试仪测试了常用手机的电磁辐射,以及办公室、实验室常见设备的电磁辐射,并据此提出相关的防护措施。
2 测量结果与讨论
2.1 各种办公设备和通讯设备在不同运行状态中的电磁辐射强度
研究中以办公室使用频率较高的非液晶电脑显示器、液晶显示器、主机、键盘、笔记本电脑、打印机为研究对象,分别检测开机、关机、工作、待机等各种状态下的电磁辐射。检测结果表明,非液晶显示器和打印机显示出较大的电磁辐射强度,尤其在开机和工作状态,辐射范围为和,在关机和待机过程中辐射范围为和,;打印机开机的辐射范围为,工作中辐射范围为,在关机和待机状态未检出辐射量。其他设备在各种状态均未检测到电磁辐射量。
表1为不同手机型号在不同状态下的电磁辐射检测数据。从实验数据可以看出,不同手机辐射量差别较大,除了通话中和待机状态未检出辐射之外,在开机、关机、拨号、接通电话瞬间、发短信、充电开关机、浏览网页等状态均检测出不同的电磁辐射量,尤其在拨号和接通瞬间辐射量为最大。
2.2 实验室各种仪器设备在不同运行状态中的电子辐射强度
实验室仪器设备的电磁辐射基本集中在超声波清洗器、微波消解仪、电磁炉等,检测部位包括正面、左侧、右侧、后侧、正上方。结果发现,不同方位,实验室仪器设备电磁辐射的检测量不同。烘箱和离心机等设备未检出辐射,对于常用的超声波清洗器和电磁炉电磁辐射较大。
3 防护建议
(1)提高自我保护意识,了解有关电磁辐射常识,加强安全防范。如:严格按电器指示规范操作,保持安全操作距离等。
(2)不要把实验室仪器设备摆放得过于集中,或经常一起使用,以免使自己暴露在超剂量辐射的危害之中。当仪器设备暂停使用时,避免处于待机状态,以免长时间产生辐射积累。
(3)各种办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作。如电脑长时间使用时,应注意至少每1 h离开一次,采用眺望远方或闭上眼睛的方式,以减少眼睛的疲劳程度和所受辐射影响。
(4)手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,为此最好把手机拿远一点,等手机接通之后再拿近接听,或者使用分离耳机和话筒接听电话。
(5)电脑屏幕产生的辐射会导致人体皮肤干燥缺水,加速皮肤老化,严重的会导致皮肤癌,所以,在使用后及时洗脸。
(6)多食用一些胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物,以利于调节人体电磁场紊乱状态,加强肌体抵抗电磁辐射的能力。
参考文献
[1] 王贺.浅谈电磁辐射与防护技术措施[J].科技创新导报,2011(35):100.
关键词:辐射环境 心理分析 科学生活
中图分类号:X191 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)01-0265-02
谈起辐射,不少人惊恐而色变。由此而引起的民众滋事事件时有发生……。种种现象表明,社会在走向文明的同时,民众的环保意识,健康意识在不断提升,对自己周围环境的要求也变得越来越高,那么辐射真的像少数商家宣染和大众议论的那样凶险可怕吗?我们通过调查分析,对辐射环境民众心理状态做以科学的分析。
一、辐射的类型及安全性分析
1.辐射充满着生活空间的每个角落
人类生存的这个地球,充满着各式各样的辐射源,如电闪雷鸣、火山喷发、地震海啸、太阳光、X 光,甚至日常使用的微波炉、电视机、计算机、手机、通信基站等产生的电磁波,人们有意无意地都在接受各种电磁波的辐射,地球本身就是一个强力磁场体。
二、辐射的类型及危害性分析
依据辐射源能量的高低及电离物质的能力,一般分为电离辐射源和非电离辐射源。
1.电离辐射
是指波长短、频率高、能量高的射线。即波长小于0.1微米的电磁辐射。例如高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子,不带电粒子有中子以及X射线、γ射线、CT、核磁共振、放射性同位素等等。电离辐射的特点是波长短、频率高、能量高。电离辐射的能量高于分子化学键键能的电磁波,可以破坏生物蛋白质、细胞、DNA等分子结构,造成人体伤害并及有可能诱发细胞癌变。
2.非电离辐射
也就是我们通常所说的电磁辐射(坡长大于0.1微米),波长较长、能量低,不会引起物质的电离,常见的有可见光、红外线、紫外线、微波和无线电波等以及日常生活中的手机、电脑、无线路由器、无绳电话、通讯基站、微波炉、冰箱、电磁炉、电热毯、电吹风、打印机、复印机、高铁、高压电塔等产生的电磁辐射。
三、电磁辐射的躯体效应分析
常见电磁辐射(非电离辐射)对人体健康的效应分为种群效应和躯体效应。
1.根据生物学家对人体静电研究,电磁辐射的种群效应可以使人类变得更加聪明,也会使极少数人放电异常,产生癫痫症。
2.辐射的躯体效应为热效应。人体接受电磁辐射后,体内水分子会随着电磁场方向旋转而快速运动,从而使机体温度升高。截至目前,世界卫生组织曾进行一个经历11年,60多个国家参加的研究,得出结论:标准限值内的电磁辐射不会对人体产生危害。
四、电磁辐射标准规定
如何衡量电磁辐射对人体作用的大小呢?电磁辐射能量要大到什么程度才会对人体产生伤害呢?这可以用“比吸收率SAR”来定义生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率(W/kg)。
根据中国国家标准GB8702-88《电磁辐射防护规定》,对于30-3000MHz频率范围,公众在一天24小时内环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足:按全身平均的比吸收率SAR应小于0.02W/kg(欧洲为2W/kg,美国为1.6W/kg)、电场强度不超过12V/m、功率密度不超过0.4W/m2,中国比国际非电离辐射标准严格10多倍。
五、辐射环境民众心理分析
1.以上数据表明,常见辐射存在于人们生活的方方面面,其实并不可怕。那么民众怕的是什么呢?可归结为以下方面:
2.生活中常见的的辐射源,已经习以为常,不熟悉的辐射源怀有介意或惧怕心态。
通信、电器等科学技术的迅速发展和应用,快于民众所掌握熟悉的常识,民众普遍不知道辐射与辐射污染的区别,认为一切辐射都是对人体有害无益的。
3.辐射知识缺乏,不了解电磁(坡长0.1微米以上)辐射与电离辐射(坡长0.1微米以下)的区别及危害性。因为 “电离辐射污染,不仅会引起心悸、失眠、心动过缓、窦性心率不齐等症状,还会造成白细胞减少,免疫功能下降等症状”,“电离辐射污染不仅会导致男性衰退,质量降低,还会使女性经期紊乱,容易流产或是产下可怕的死胎、畸胎。?” 这也是造成民众恐惧的主要原因。
4.科学生活的常识欠缺,不明病因的身体不适,如:心悸、失眠、心动过缓、窦性心率不齐、免疫功能下降、微量元素缺乏等等症状,一律归结为受到不明电磁辐射而引起。
5.少数护肤品、保健品商家为推销自己的产品,借此扩大宣染,引起知识欠缺民众的恐惧,这是传统“凶神”恐吓行为,正好迎合部分民众应愿信其有,不愿信其无,甚至煽动民众滋事的心态。
六、科学生活建议
我是从事辐射环境监测管理的一名普通工作人员,辐射广泛存在于我们周围。严格按照国家法律法规监督管理使用放射性、核素、电磁辐射设施是我们的神圣职责。为了使放射性、核元素、电磁辐射设施的应用控制在对民众没有任何危害的范围内,建议学会科学生活。
1.据复旦放射医学研究所吴锦海教授介绍,大气、水源、土壤、食品等中,含有铀、镭等多种天然放射性核素,但一般都有在百万分之几的水平。生活环境中的这种看不见的射线,通常称为天然放射性本底,一般不会对人体产生辐射危害。相反,生活不良习惯,可使人们受到的放射性增加。比如,每天吸20支烟的肺部,一年时间相当于肺部受到了0.5至1.0毫西弗(mSv)的辐射。
2.作物育种、疾病诊断、治疗,放射性核素也有广泛的应用。如用射线照射肿瘤,抑制肿瘤细胞生长,取得了较好的治疗效果。对放射性核素接触者来说,只要作好防护,在限制剂量下也是安全的。
我国对广大居民受核元素影响的限制剂量为0.1毫西弗(mSv)/年,(国际规定为5毫西弗(mSv)/年)放射性工作人员的职业接触限制剂量为50毫西弗(mSv)/年。目前,我们所接触到的辐射剂量都在安全范围内,对健康的影响十分微小,不必过分担心。
3.家装辐射:尽可能使用环保材料。
随着生活水平的提高,随之而来的“装修污染”问题常常令人头痛,家装材料的放射性是否超标已成为其中最棘手的问题之一。
天然岩石因含有天然放射性核素而具有放射性。同时,对花岗石材的放射性强度水平进行了明确界定,并依据其强弱不同划分为A、B、C三个级别,在居室装修时应选择A类产品。
而砖石、地砖、瓷砖、混凝土等建筑材料是家居装修中的必选材料,它们的放射性水平同样不容忽视。这些建筑材料之所以可能含有比较高的放射性水平,主要原因是它们的制作原料可能是由矿业废渣、煤渣、钢渣或工业副产品组成,而这些副产品里面常常含有浓缩的放射性核素,从而导致制成的建筑材料放射性水平较高。
除了石材、瓷砖等建筑材料可能产生较强的放射性污染外,家中摆设的化石、玉石、石雕等均可能产生核辐射。市场上有一种经过处理能在夜里发光的装饰品,具有很强的放射性,不适合在居室内摆放。另外,有的含磷矿物被加工成?“夜明珠”,其放射性也偏高。
因此,我们在家居装修中应尽量不要使用那些放射性含量较高的瓷砖、石材等材料。建议,在购买主体、装修建筑材料时,应首先向经销商索要产品的放射性水平检验合格报告或产品的放射性水平分类检验报告;同时,在查看检验报告时必须留意检验报告上要有CMA计量认证专用章,检验依据应为GB6566-2001国家标准,正本检验报告或加盖红色骑缝章的检验报告复印件有效。
4.医学辐射:避免过度和重复检查
放射性物质放出的射线被广泛用于为人类健康服务,尤其是在医疗领域内诊断和治疗方面应用广泛。比如现在很多大医院可进行ECT检查(同位素检查),就是应用放射性核素示踪技术的一种数学和物理技术。病人通过口服同位素或其化合物,然后用扫描仪在体外测量,可作为肿瘤的有效诊断手段。
我们在医院里,经常能看到个别检查室的“大铁门”紧闭,醒目的写着“小心辐射”的大红字。虽然这些医学检查的辐射不小,但是只要不是过分频繁地检查,这种损害几乎为零。
放射专家指出,已经怀孕的妇女或准备怀孕的人在需要做放射性检查时,必须事先与医生进行沟通,否则可能对胎儿造成影响。此外,儿童也是对射线更为敏感的人群,在一定要做检查的情况下,一定要做好防护措施,尽量缩短受照时间。
值得注意的是,患病后不要轻易进行放射性检查和治疗,更不要自己提出来射线检查。如果一年之内进行几次检查,对身体的危害非常小,但是如果过度检查,会对身体造成一定损害。因此,尽量避免重复照射对身体造成重复损害。
5.电器辐射:保持距离是最好办法
电器辐射主要是电磁辐射,它是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。而人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感。
比如窝在沙发里看电视,一看就是几个小时而浑然不觉,时间长了,会出现头昏眼花、耳鸣等症状。除了电视外,现代人每天使用最多的是电脑,程序员、编辑、网民最容易遭其毒害,而近距离的接触,让人躲都躲不开。电脑屏幕、主机、机箱,甚至鼠标都有辐射。此外,容易被忽视的电器辐射还有微波炉、电热毯、取暖器、电吹风等。
关键词:人类 环境 污染 防治
1.来自建筑装修的污染与危害
1.1追根溯源,都是甲醛惹的祸
甲醛是一重无色易溶的具有刺激性气味的气体。甲醛在室温条件下极易挥发,构成对呼吸系统的刺激作用,已经被世界卫生组织确定为可以致癌与致畸形有毒物质。经过装修,特别是经过复杂装修装饰的环境空气中的甲醛主要来自以下几个方面:1.主要来自于劣质板材。2.贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、涂料等材料亦是室内空气中的甲醛来源之一。
甲醛污染的减弱和消除措施:
1.完善法规和监管体系,规范建材市场,严把建材质量关。
2.树立自我保护意识,科学实施装修与购买家具。
3.加强室内空气净化。4.加强通风与绿化。
1.2人们身边的“恶魔”――苯及同系物
对于室内环境,包括办公场所与居室等处,苯及其同系物主要来自于熔解型涂料中。防治措施:1.家装设计要科学化。2.施工工艺要符合室内环境质量要求。3.装修材料要选用低毒、符合国家标准规定的材料。4.加强通风换气。5.慎重选购家具。
1.3氨污染
氨是一种无色而具有强烈刺激性恶臭气味气体。由于氨的溶解度高,所以常被吸附在皮肤与眼结膜等处,对皮肤、眼结膜会产生刺激和腐蚀作用,发生炎症。吸入氨气后,可麻痹呼吸系统的纤毛与损害黏膜上皮组织,有助于病原微生物的侵入,减弱人体抗疾病能力。当氨气经呼吸道进入肺部后,则通过肺进入血液,与血红蛋白结合,从而破坏运氧能力。
室内氨气的来源:室内空气中的氨气主要来源于混凝土防冻剂;亦有少量来自于家具或者其他装修材料。
防治氨污染的措施:1.合理选用混凝土防冻剂。2.加强对建筑设计人员、施工人员、管理人员的环保培训。3.加强室内通风换气。
1.4室内的“魔鬼”――氡
氡是一种无色、无味的气体。常温下氡及其子体在空气中能够形成放射性气溶胶,称为氡射气而污染空气,氡气很容易被呼吸系统截留,并在局部范围内不断积累,引发肺癌及其他病变。
室内氡的来源:1.房基下的岩石和土壤中的物质2.建筑材料与装饰材料。3.从户外空气中进入室内的氡。4.从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。
室内防治氡污染的措施:1.正确认识放射性与放射性污染。2.制定标准、法规,严防建材的放射性污染。3.加强宣传,强化自我保护意识。
1.5VOC的污染的危害
VOCS是指空气中挥发性有机化合物,常温下可以气体的形式存在于空气中。VOC的主要成分有:烃类、卤代烃、氧烃和氮烃。
当室内中的VOC超过一定浓度时,在短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力;严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。VOC伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。
室内VOC的主要来源:有机溶剂、建筑材料、室内装饰材料、纤维材料、家具、家用电器、清洁剂、来自室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾。
预防VOC危害的对策:1.提高认识,加强自我保护。2.谨慎选择家装材料。3.加强通风换气,提高健康环境意识。4.及时对室内空气质量进行检查。
2.室内环境中的物理性污染
2.1“绿色之光”引发静电危害
在很多情况下,都可以产生静电。一般来说,固体面与固体面、固体面与液体面间的接触和撞击,或者固体的断裂、液体的飞溅都可能产生静电。
静电的危害:1.静电可产生火灾。在石油、化工等工业以及通常有可燃性气体、蒸汽和粉尘等生成的地点易产生火灾。2.静电可造成电击。3.静电可引发多种粉尘、可燃性气体等爆炸。4.静电可造成产品质量下降,元器件击穿事故。
防止静电的有效措施:1.接地。2.防止人体静电荷的积累。3.使大气电离。4.增湿。5.非金属材料的防静电。
2.2现代城市已成为一个噪声的世界
噪声源:1.交通运输噪声。2.工业企业噪声。3.建筑施工与装修噪声。4.商业活动、公共场所与社会生活噪声。5.家电产品工作噪声。
噪声的危害:噪声对人的危害是多方面的。噪声可以使人耳聋,还可能引起高血压、心脏病、神经官能症等疾病。噪声会污染环境,影响人们的正常生活,特别强烈的噪声还能损坏建筑物与影响仪器设备等的正常运行。
噪声控制:1.采用吸声材料消除或减弱噪声。2.隔声 隔声是指在噪声传播途径中设置一定的隔声材料或结构,以减少声能量的传递。经常采用的隔声形式有隔声罩、隔声屏、隔声室、隔声窗、隔声门等。4.迅速建立必要的规章制度,防止人为性噪声污染。
2.3电磁辐射――近代的“隐形杀手”
电磁辐射的危害:1.电磁辐射威胁着人体健康和生命安全 当射频电磁场的强度超过一定限度时,将使人体体温或局部组织温度急剧升高,破坏热平衡而有害于人体健康。2.手机的辐射危害1>手机辐射对信号干扰的危险性,如干扰飞机导航系统 2>手机辐射危害人体健康 打电话时间太长可能出现头痛、耳部发热等症状。3.电脑的辐射危害 4.微波炉的辐射危险
电磁辐射污染的控制技术与防护措施 1.环境工程防护 包括屏蔽、射频接地、吸收防护、加强城市规划与管理 2.个体防护 对于工作人员或高场强环境中的居民,可以实施个体防护。个体防护包括屏蔽防护服、防护帽子、防护背心、防护马甲,均有很好的保护效果。
3.现代生活用品的潜在危险
3.1白色污染逼近生活
白色污染的危害:1.白色污染造成环境恶化。2.白色污染危害健康 人们如果长期食用再生塑料袋包装食品,尤其是属实等于慢性自杀。
防止白色污染的措施:1.禁用塑料袋 2.制定限制法律,减少使用量。3.实行分类回收与再利用。
3.2身边的汞污染危害
人们经常用温度计测体温,用血压计测量血压,使用程度很频繁。如果不小心打碎,此时就产生了汞污染。汞为银白色的液态金属,有急性剧毒,可引起人的头痛、头晕、乏力、失眠、发热等症状。此外对生物的危害也非常严重。一个体温计的汞足以使20英亩大的池塘中的鱼死亡。
防治汞污染的措施:1.提高意识,谨慎使用 2.选用无汞体温计与血压计 3.生产企业对产品实行明示制度。 4.实行限制与禁汞措施。
【关键词】学生;课外;物理;探究
物理学科是所有学科中实用性最强,最切合实际的学科。《高中物理新课程标准》提出:在教学中应“加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系,反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想,关注物理学的技术应用所带来的社会问题,培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度”。同时要求“通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神”。
由于课堂学习给学生自主选择学习的机会少,自主探索空间少,且课堂教学是以完成课本所既定的学习内容为主要目标,要全面实现课标提出的“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念是不可能的。物理课外活动给学生提供了一个更广更大的发展空间,使学生走出教室,把课内外的学习活动结合起来,是课堂教学的有效延伸、拓展。它通过教师指导或学生自我设计让学生自己去尝试课外活动与学习,有效地挖掘学生将课内学习的创新激情与方法在课外实际中得到验证,让学生获得创造的成功感,切身感到科学并不神秘,科学就在身边,进而促使学生个性的健康成长;同时课外活动的探究真正实现课堂教学的开放性,对学生在情感、态度价值观等方面都可得到有益的升华。所以,开展生动活泼的物理课外活动是提高物理教学质量与学生综合素质的有效途径。
基于以上认识,我们在实施新课程标准下的物理教学中,围绕教学内容,以教师有效督促、课题引领、形成性评价、成果展示与激励,以学生独立研究和小组合作等活动方式,挖掘适合培养学生观察、思考能力和动手能力的内容。引导学生参与和日常生活紧密联系、与现代科技发展相适应的物理课外活动与探究,提高学生学习物理的兴趣,培养学生的综合素质。
一、在教学中渗透物理学科技新知识
课外阅读是高中生课外活动的重要形式,它不仅属于语文学科,也是物理教学的一种有效外延拓展的重要途径。教师必须贯彻人文教育理念,不断拓展物理课外科技阅读新领域,在教学中,尤其是课堂教学,教师应深入挖掘物理教材相关内容,将先进的科学技术、科研成果、重大科技发明等融合于课堂教学中,适时给学生推荐或介绍物理课外书籍,以激发学生内在的阅读动力,在具体实施中,应在广泛阅读活动后,指导学生写读后感,将自己所思、所想、所疑、所得写出来,同时开展读书交流活动,培养学生的科学态度、科学意识和科学精神。
如教学《能源与可持续发展》一节知识后,除了向学生介绍人类能源开发方面的知识外,还应鼓励学生阅读《中国可再生能源发展战略研究丛书》《科学世界》等书籍杂志,通过阅读了解人类在利用传统能源上面临的问题和正在开发的新能源等相关知识,使学生知识面得到扩展。教学《离心运动》时,可以介绍一些离心运动的运用,鼓励学生阅读《大众科学》《科技物理漫谈》等课外阅读,从中更多地发现离心运动在工业、医学研究、生活中的运用。开展物理课外阅读可以促进全体学生课外阅读的积极性和主动性,扩大学生物理知识容量,提高学生科学素养。
二、开展课外物理小实验
高中物理新课标与旧大纲对比,一个重要特点就是除了重视演示实验和学生动手实验外,还根据不同章节的知识特点确定了近20个课外活动建议,这些活动建议大多以课外小实验、小制作等形式展开。如教学《超重与失重》一节时,讨论侧边有孔的装水矿泉水瓶在自由下落过程中水是否喷出,在理论分析此问题时,可以鼓励同学们自己亲手做这个实验并观察其物理现象。在讲解《圆周运动实例》知识时,鼓励学生自己制作相关道具,亲身体会竖直面旋转会发生的各种情形,去感受各种模型圆运动的临界状态。在讲解“与门”“或门”“非门”时,鼓励同学们课后动手制作简单的报警器等。这些课外活动小实验、小制作,教师除了对实验原理、所需器材、操作与观察要领做些必要的提示外,应尽可能地让学生独立设计、独立操作、独立完成并写出实验报告或对小制作写出制作物理原理运用等。教师应将学生报告或小结进行批阅,将优秀作品上送学校科技节展示,学期将优秀实验报告装订成册存档等。开展此类活动,可极大地激发学生学习物理的热情,加深对课内物理概念和规律的理解,提高学生动手、动脑的能力。
三、开展专题研究和撰写小论文
物理课外活动类课程以物理学科的基本问题为中心,以学生生活中常见的事实或需要解决的问题为认识起点,使学生在发现问题、解决问题的独立活动中发展多方面的能力,形成健康的个性。在教学实践中,教师可根据学生已学物理知识和相关学科知识,教给科学探究和写小论文的一般方法,按照“提出问题——观察思考——大胆猜想——探索验证——分析总结——撰写论文”等探究与写作方法。提出一个到多个专题,对身边观察到的或课本上遇到的物理现象做出理论分析和实践思考。如教学《弹力》后,我布置了《菜刀上的力学知识》,要求学生认真观察各种刀具,分析不同刀具刃部设计与功能之间的关系,以及用所学力学知识解释设计原理,撰写小论文,在观察、思考和论文中,将所学知识和生活实践紧密结合。同时,要求学生根据已有生活经验,自己寻找研究课题,有的学生在开学校运动会前将相关问题列入物理课外研究专题,写出了《圆周运动与弯道技巧》《斜抛运动在铅球比赛上应用》等。这些经过学生自己立项、探索而写出的小论文,陶冶了学生科学情趣,培养了学生独立思考、创新的能力,为将来树立良好的科学研究精神打下坚实的基础。
四、开展以物理知识为主题的社会实践活动
物理学与日常生活密切相关。鼓励学生,关心生活,培养学生社会责任感,可以让学生在课后选择与生活实际、社会相联系的问题,通过调查访问进行研究性学习。更可以培养学生在实际生活中发现问题,运用知识解决问题的能力。教师应指导学生通过“提出问题——确定主题——探究与实践——思考与总结”等实践方法,引领学生参加社会实践活动。如学习电磁波后,让学生调查生活中的电磁辐射,如雷电、火山喷发、地震等天然电磁辐射和微波设备产生的人工电磁辐射,许多学生经过调查和研究对电磁污染引起的危害有了较深的认识。学生将调查内容写成调查报告小论文,学生积极性很高。通过社会实践调查研究,不但培养了学生的探索精神与合作精神,也增强了学生公德意识和社会责任意识,对学生健康人格的培养有重要意义。
从我省近年物理学科的高考题目分析,高考中考查学生物理课外实验的设计与研究能力的分量在增加。物理课外活动所能达到的效果,是课堂教学所不能代替的。我们应在立足提高课堂教学质量的同时,加强课外科学探究活动的开展,使课内外同步引导学生学会学习、思考、合作、探究。在课内,教师应有意识地培养学生收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题、语言文字表达等能力以及团结协作和参与社会实践活动的意愿,为开展课外探究活动打下良好的基础。另一方面,应在物理课外活动中让学生关注社会与生活,敏锐地感受、理解与研究生活中的物理现象,培养学生自觉的科学精神和创新思维习惯。真正让课堂内外的教学焕发出生命的活力,为学生的一生发展奠定基础。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2001.
[2]王力邦.中学物理教学论[M].南宁:广西民族出版社,1999.
关键词:核电站;DCS系统;防雷设计;仪控系统
引言
雷雨是生活中常见的一种天气,雷电的破坏力强,在高空中自然放电时严重威胁着动植物生命的安全以及设施财产的安全[1]。数字化控制核电站是指仪控系统采用以微技术处理(即CPU为基准的数字化技术),告别了以往核电站采用的模拟技术(即采用常规仪表和继电器来采用的控制技术)和开关量集成电路技术,DCS全数字化仪控系统(又称为全数字集散控制系统),在微处理机的前提下,以微机集中管理和操作、分散控制为特性,以数字化处理技术为特点的智能化电子设备和计算机系统,除了具有常规测量仪表和控制功能外,还具有极强的数据处理和通讯功能,是一种全方面涵盖了4C技术(即图形显示技术、通讯技术、控制技术及计算机技术)的新型控制系统,最近几年,随着计算机技术和网络的通讯人类越来越依赖计算机设备、计算机网络及电气设备,而这些设备的电子元器件的集成化、微型化程度过高,在高压及高电流状况下却又无法自保,所以,构建核电站DCS防雷系统作用极强,可以保证DCS实现其高科技功能。
1 雷电入侵核电站DCS系统的主要途径
1.1 地电位反击电压
地电位反击电压可高达上万伏,常见于监视控制点不集中的过程系统中。雷电攻击时会产生强大的雷电流,这些雷电流通过接地体及引下线流入大地,也就是说,接地体附近会呈现放射型的电位分布,当有其他连接电子设备的接地体靠近时,就形成了高压地电位反击。
1.2 浪涌电压
正常状况下,DCS系统不会因为直接的雷电攻击而遭到损毁,但是雷电电磁脉冲在信号和电源或通讯线路中感应的浪涌电压以及雷电感应高电压会造成DCS损毁,原因在于电压波形的上升沿十分不平缓,会直接冲击DCS系统。一方面,由于信号来源的途径大范围延伸,DCS系统对于抵抗雷电波侵入远不及过去,另一方面,DCS系统内部卡件结果集成化过高,导致设备耐高压及耐高电流的能力低下,难以承受雷电(包括操作过电压浪涌、感应雷)的攻击。
2 雷电对核电站DCS系统的危害
大多数核电站的建筑物楼顶安装了必要的直击雷防护装置,而核电站的DCS系统处于钢筋混凝土结构建筑物底下一层,所以,雷电对核电站DCS系统的危害主要在电涌侵入、电磁感应以及静电感应上,雷电对仪表的电子元件以及核电站DCS系统的攻击主要分为以下三个点:其一,如果雷云从核电站的DCS控制室上方经过,雷云之间放出的大量电荷就会形成雷电波,而雷电波的电磁辐射会直接干扰甚至损坏DCS控制室内的线路及电子元件。其二,如果DCS控制室周围发生了雷电现象,那么周围的线路、管道上会形成感应电压,这些载有过压的线路、管道一旦通过DCS控制室,就会造成其电子元件的损坏[2]。其三,如果DCS控制室所在建筑物的楼顶直击雷防护装置接到雷电,瞬间的高雷电流也会对整栋建筑物的系统、仪表以及电子设备产生影响,包括DCS控制室。
3 核电站DCS系统防雷设计方案
3.1 控制直击雷的设计方案
在设计核电站工程项目时,设计人员应当着重考虑DCS系统的防直击雷的设计、建立系统的外部防雷系统,在参考《建筑物防雷设计规范》的同时,安装好拦截带和接闪器,确保直击雷不会对DCS控制室、通讯线路和仪器设备造成影响,并对闪电接闪的位置进行控制,确保建筑物不会被雷电直接击中。另外,针对DCS系统,要防止闪电直接攻击与DCS系统有关的电缆或DCS系统所在的建筑物,就要根据实际状态具体分析,尽量选择将DCS控制室建立在周围有高楼的地区,并采取缜密的直击雷防护措施。
3.2 消除地面回路的设计方案
3.2.1 等电位连接
等电位连接是一种电气上连续的整体,它不仅连接了室内设备、元件和组件的构件(或金属外壳),还连接了建筑物的防雷接地系统,这样一来,可以避免雷击时在不同的设备金属构件(或外壳)之间所产生的电位差。核电站DCS系统需要采取等电位连接的部分包括“五柜”和“三台”,“五柜”即服务器柜、配电柜、UPS柜、继电器柜和设有屏蔽地接地汇流排的仪表柜,“三台”即打印台、操作台和设有屏蔽地接地汇流排的手操盘台。
3.2.2 共用接地
利用电气接地网作为DCS接地网(即与电气接地网共地)是核电站DCS系统常见的接地方式。这种共用接地主要包括防雷接地与安全接地。防雷接地有两个要点,其一,DCS系统以及仪表防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用,但不得与独立避雷装置共用接地装置。其二,DCS系统以及仪表及的信号线路在从室外进入室内后,如果有需要设置防雷接地连接的场合,应当实施防雷接地连接。为电气设备和人身的安全而设置的接地就是安全接地(即保护接地)DCS系统的继电器柜、配电柜、仪表柜、操作台以及机柜等用电设备,一旦其金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分遭遇雷击(或绝缘破坏),都可能携带高电压,所以全部需要安全接地。
3.3 通讯电缆以及信号传输线路的设计方案
如果通讯线缆和信号传输线连接室外(如DCS信号检测回路),那么遇到雷电天气时,室外的直击雷(或感应雷)就可能会在回路中形成强烈的浪涌冲入室内,因此,想要保护这些通讯和信号回路,就需要我们考虑到线缆的接头方式以及回路信号的工作频率、负载电流和工作电压,并采取串联型的信号浪涌保护器,一方面保护DCS系统的正常工作不受到影响,另一方面,简化工程的实施。通讯传输线路由于通常在户外高空中,所以应采用宽、高且工作电压低的防雷器,而信号传输线路应配置采用高能、便于安装的防雷器[3]。与此同时,将屏蔽导线布置在跨装置之间的信号点,并等电位连接DCS系统的接地。
3.4 确定安全空间的设计方案
确定安全空间包括系统线缆铺设安全间距、仪表设备放置空间等,通过采取具有针对性的合理布线和屏蔽措施以达到安全空间的要求。为将雷电电磁脉冲在电子信息系统内产生的浪涌降至最低,应当综合使用线缆合理布设、建筑物以及设备屏蔽等措施。线缆合理布设有两块内容,第一,在布置线缆路由走向时,应当减小由线缆自身形成的电磁感应环路,第二,线缆铺设适合在金属管道或线槽内,或者铺设在靠近等电位连接网络的金属部件中,但不适合于雷电防护区的屏蔽层靠太近。
4 结束语
核电站在设计防雷接地系统时,应当贯彻大系统的设计理念,连接全站的各接地网,并构建成一个大系统,不仅能保障核电站工作人员的人身安全,还有利于减少接地电阻。
参考文献
[1]陈怀宇,朱丰林,等.从综合防雷技术论核电站全厂防雷接地系统设计[J].电气应用,2013,22(14):176-182.
[2]张健,于卫平,等.核电站中基于DCS的抗电磁干扰设计探讨[J].发电与空调,2013,3(21):216-223.