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關鍵詞:電磁輻射 手機 辦公室 防護
中圖分類號:TL7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(a)-0105-02
電磁輻射是電磁能量以電磁波的形式通過空間傳播的現象。各種家用電器、輸電電線,辦公設備等等都會產生強度不等的電磁輻射。據研究,電磁輻射對人類具有六大危害:即可能是造成兒童患白血病的原因之一,能夠誘發癌癥并加速人體的癌細胞增殖,影響人類的生殖系統,可導致兒童智力殘缺,影響人們的心血管系統,對人們的視覺系統有不良影響等。
本研究采用中國輻射防護研究院研制的QX-3型電磁波輻射測試儀測試了常用手機的電磁輻射,以及辦公室、實驗室常見設備的電磁輻射,并據此提出相關的防護措施。
2 測量結果與討論
2.1 各種辦公設備和通訊設備在不同運行狀態中的電磁輻射強度
研究中以辦公室使用頻率較高的非液晶電腦顯示器、液晶顯示器、主機、鍵盤、筆記本電腦、打印機為研究對象,分別檢測開機、關機、工作、待機等各種狀態下的電磁輻射。檢測結果表明,非液晶顯示器和打印機顯示出較大的電磁輻射強度,尤其在開機和工作狀態,輻射范圍為和,在關機和待機過程中輻射范圍為和,;打印機開機的輻射范圍為,工作中輻射范圍為,在關機和待機狀態未檢出輻射量。其他設備在各種狀態均未檢測到電磁輻射量。
表1為不同手機型號在不同狀態下的電磁輻射檢測數據。從實驗數據可以看出,不同手機輻射量差別較大,除了通話中和待機狀態未檢出輻射之外,在開機、關機、撥號、接通電話瞬間、發短信、充電開關機、瀏覽網頁等狀態均檢測出不同的電磁輻射量,尤其在撥號和接通瞬間輻射量為最大。
2.2 實驗室各種儀器設備在不同運行狀態中的電子輻射強度
實驗室儀器設備的電磁輻射基本集中在超聲波清洗器、微波消解儀、電磁爐等,檢測部位包括正面、左側、右側、后側、正上方。結果發現,不同方位,實驗室儀器設備電磁輻射的檢測量不同。烘箱和離心機等設備未檢出輻射,對于常用的超聲波清洗器和電磁爐電磁輻射較大。
3 防護建議
(1)提高自我保護意識,了解有關電磁輻射常識,加強安全防范。如:嚴格按電器指示規范操作,保持安全操作距離等。
(2)不要把實驗室儀器設備擺放得過于集中,或經常一起使用,以免使自己暴露在超劑量輻射的危害之中。當儀器設備暫停使用時,避免處于待機狀態,以免長時間產生輻射積累。
(3)各種辦公設備、移動電話等都應盡量避免長時間操作。如電腦長時間使用時,應注意至少每1 h離開一次,采用眺望遠方或閉上眼睛的方式,以減少眼睛的疲勞程度和所受輻射影響。
(4)手機接通瞬間釋放的電磁輻射最大,為此最好把手機拿遠一點,等手機接通之后再拿近接聽,或者使用分離耳機和話筒接聽電話。
(5)電腦屏幕產生的輻射會導致人體皮膚干燥缺水,加速皮膚老化,嚴重的會導致皮膚癌,所以,在使用后及時洗臉。
(6)多食用一些胡蘿卜、豆芽、西紅柿、油菜、海帶、卷心菜、瘦肉、動物肝臟等富含維生素A、C和蛋白質的食物,以利于調節人體電磁場紊亂狀態,加強肌體抵抗電磁輻射的能力。
參考文獻
[1] 王賀.淺談電磁輻射與防護技術措施[J].科技創新導報,2011(35):100.
關鍵詞:輻射環境 心理分析 科學生活
中圖分類號:X191 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)01-0265-02
談起輻射,不少人驚恐而色變。由此而引起的民眾滋事事件時有發生……。種種現象表明,社會在走向文明的同時,民眾的環保意識,健康意識在不斷提升,對自己周圍環境的要求也變得越來越高,那么輻射真的像少數商家宣染和大眾議論的那樣兇險可怕嗎?我們通過調查分析,對輻射環境民眾心理狀態做以科學的分析。
一、輻射的類型及安全性分析
1.輻射充滿著生活空間的每個角落
人類生存的這個地球,充滿著各式各樣的輻射源,如電閃雷鳴、火山噴發、地震海嘯、太陽光、X 光,甚至日常使用的微波爐、電視機、計算機、手機、通信基站等產生的電磁波,人們有意無意地都在接受各種電磁波的輻射,地球本身就是一個強力磁場體。
二、輻射的類型及危害性分析
依據輻射源能量的高低及電離物質的能力,一般分為電離輻射源和非電離輻射源。
1.電離輻射
是指波長短、頻率高、能量高的射線。即波長小于0.1微米的電磁輻射。例如高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質子,不帶電粒子有中子以及X射線、γ射線、CT、核磁共振、放射性同位素等等。電離輻射的特點是波長短、頻率高、能量高。電離輻射的能量高于分子化學鍵鍵能的電磁波,可以破壞生物蛋白質、細胞、DNA等分子結構,造成人體傷害并及有可能誘發細胞癌變。
2.非電離輻射
也就是我們通常所說的電磁輻射(坡長大于0.1微米),波長較長、能量低,不會引起物質的電離,常見的有可見光、紅外線、紫外線、微波和無線電波等以及日常生活中的手機、電腦、無線路由器、無繩電話、通訊基站、微波爐、冰箱、電磁爐、電熱毯、電吹風、打印機、復印機、高鐵、高壓電塔等產生的電磁輻射。
三、電磁輻射的軀體效應分析
常見電磁輻射(非電離輻射)對人體健康的效應分為種群效應和軀體效應。
1.根據生物學家對人體靜電研究,電磁輻射的種群效應可以使人類變得更加聰明,也會使極少數人放電異常,產生癲癇癥。
2.輻射的軀體效應為熱效應。人體接受電磁輻射后,體內水分子會隨著電磁場方向旋轉而快速運動,從而使機體溫度升高。截至目前,世界衛生組織曾進行一個經歷11年,60多個國家參加的研究,得出結論:標準限值內的電磁輻射不會對人體產生危害。
四、電磁輻射標準規定
如何衡量電磁輻射對人體作用的大小呢?電磁輻射能量要大到什么程度才會對人體產生傷害呢?這可以用“比吸收率SAR”來定義生物體每單位質量所吸收的電磁輻射功率(W/kg)。
根據中國國家標準GB8702-88《電磁輻射防護規定》,對于30-3000MHz頻率范圍,公眾在一天24小時內環境電磁輻射場的場量參數在任意連續6分鐘內的平均值應滿足:按全身平均的比吸收率SAR應小于0.02W/kg(歐洲為2W/kg,美國為1.6W/kg)、電場強度不超過12V/m、功率密度不超過0.4W/m2,中國比國際非電離輻射標準嚴格10多倍。
五、輻射環境民眾心理分析
1.以上數據表明,常見輻射存在于人們生活的方方面面,其實并不可怕。那么民眾怕的是什么呢?可歸結為以下方面:
2.生活中常見的的輻射源,已經習以為常,不熟悉的輻射源懷有介意或懼怕心態。
通信、電器等科學技術的迅速發展和應用,快于民眾所掌握熟悉的常識,民眾普遍不知道輻射與輻射污染的區別,認為一切輻射都是對人體有害無益的。
3.輻射知識缺乏,不了解電磁(坡長0.1微米以上)輻射與電離輻射(坡長0.1微米以下)的區別及危害性。因為 “電離輻射污染,不僅會引起心悸、失眠、心動過緩、竇性心率不齊等癥狀,還會造成白細胞減少,免疫功能下降等癥狀”,“電離輻射污染不僅會導致男性衰退,質量降低,還會使女性經期紊亂,容易流產或是產下可怕的死胎、畸胎。?” 這也是造成民眾恐懼的主要原因。
4.科學生活的常識欠缺,不明病因的身體不適,如:心悸、失眠、心動過緩、竇性心率不齊、免疫功能下降、微量元素缺乏等等癥狀,一律歸結為受到不明電磁輻射而引起。
5.少數護膚品、保健品商家為推銷自己的產品,借此擴大宣染,引起知識欠缺民眾的恐懼,這是傳統“兇神”恐嚇行為,正好迎合部分民眾應愿信其有,不愿信其無,甚至煽動民眾滋事的心態。
六、科學生活建議
我是從事輻射環境監測管理的一名普通工作人員,輻射廣泛存在于我們周圍。嚴格按照國家法律法規監督管理使用放射性、核素、電磁輻射設施是我們的神圣職責。為了使放射性、核元素、電磁輻射設施的應用控制在對民眾沒有任何危害的范圍內,建議學會科學生活。
1.據復旦放射醫學研究所吳錦海教授介紹,大氣、水源、土壤、食品等中,含有鈾、鐳等多種天然放射性核素,但一般都有在百萬分之幾的水平。生活環境中的這種看不見的射線,通常稱為天然放射性本底,一般不會對人體產生輻射危害。相反,生活不良習慣,可使人們受到的放射性增加。比如,每天吸20支煙的肺部,一年時間相當于肺部受到了0.5至1.0毫西弗(mSv)的輻射。
2.作物育種、疾病診斷、治療,放射性核素也有廣泛的應用。如用射線照射腫瘤,抑制腫瘤細胞生長,取得了較好的治療效果。對放射性核素接觸者來說,只要作好防護,在限制劑量下也是安全的。
我國對廣大居民受核元素影響的限制劑量為0.1毫西弗(mSv)/年,(國際規定為5毫西弗(mSv)/年)放射性工作人員的職業接觸限制劑量為50毫西弗(mSv)/年。目前,我們所接觸到的輻射劑量都在安全范圍內,對健康的影響十分微小,不必過分擔心。
3.家裝輻射:盡可能使用環保材料。
隨著生活水平的提高,隨之而來的“裝修污染”問題常常令人頭痛,家裝材料的放射性是否超標已成為其中最棘手的問題之一。
天然巖石因含有天然放射性核素而具有放射性。同時,對花崗石材的放射性強度水平進行了明確界定,并依據其強弱不同劃分為A、B、C三個級別,在居室裝修時應選擇A類產品。
而磚石、地磚、瓷磚、混凝土等建筑材料是家居裝修中的必選材料,它們的放射性水平同樣不容忽視。這些建筑材料之所以可能含有比較高的放射性水平,主要原因是它們的制作原料可能是由礦業廢渣、煤渣、鋼渣或工業副產品組成,而這些副產品里面常常含有濃縮的放射性核素,從而導致制成的建筑材料放射性水平較高。
除了石材、瓷磚等建筑材料可能產生較強的放射性污染外,家中擺設的化石、玉石、石雕等均可能產生核輻射。市場上有一種經過處理能在夜里發光的裝飾品,具有很強的放射性,不適合在居室內擺放。另外,有的含磷礦物被加工成?“夜明珠”,其放射性也偏高。
因此,我們在家居裝修中應盡量不要使用那些放射性含量較高的瓷磚、石材等材料。建議,在購買主體、裝修建筑材料時,應首先向經銷商索要產品的放射性水平檢驗合格報告或產品的放射性水平分類檢驗報告;同時,在查看檢驗報告時必須留意檢驗報告上要有CMA計量認證專用章,檢驗依據應為GB6566-2001國家標準,正本檢驗報告或加蓋紅色騎縫章的檢驗報告復印件有效。
4.醫學輻射:避免過度和重復檢查
放射性物質放出的射線被廣泛用于為人類健康服務,尤其是在醫療領域內診斷和治療方面應用廣泛。比如現在很多大醫院可進行ECT檢查(同位素檢查),就是應用放射性核素示蹤技術的一種數學和物理技術。病人通過口服同位素或其化合物,然后用掃描儀在體外測量,可作為腫瘤的有效診斷手段。
我們在醫院里,經常能看到個別檢查室的“大鐵門”緊閉,醒目的寫著“小心輻射”的大紅字。雖然這些醫學檢查的輻射不小,但是只要不是過分頻繁地檢查,這種損害幾乎為零。
放射專家指出,已經懷孕的婦女或準備懷孕的人在需要做放射性檢查時,必須事先與醫生進行溝通,否則可能對胎兒造成影響。此外,兒童也是對射線更為敏感的人群,在一定要做檢查的情況下,一定要做好防護措施,盡量縮短受照時間。
值得注意的是,患病后不要輕易進行放射性檢查和治療,更不要自己提出來射線檢查。如果一年之內進行幾次檢查,對身體的危害非常小,但是如果過度檢查,會對身體造成一定損害。因此,盡量避免重復照射對身體造成重復損害。
5.電器輻射:保持距離是最好辦法
電器輻射主要是電磁輻射,它是一種復合的電磁波,以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。而人體生命活動包含一系列的生物電活動,這些生物電對環境的電磁波非常敏感。
比如窩在沙發里看電視,一看就是幾個小時而渾然不覺,時間長了,會出現頭昏眼花、耳鳴等癥狀。除了電視外,現代人每天使用最多的是電腦,程序員、編輯、網民最容易遭其毒害,而近距離的接觸,讓人躲都躲不開。電腦屏幕、主機、機箱,甚至鼠標都有輻射。此外,容易被忽視的電器輻射還有微波爐、電熱毯、取暖器、電吹風等。
關鍵詞:人類 環境 污染 防治
1.來自建筑裝修的污染與危害
1.1追根溯源,都是甲醛惹的禍
甲醛是一重無色易溶的具有刺激性氣味的氣體。甲醛在室溫條件下極易揮發,構成對呼吸系統的刺激作用,已經被世界衛生組織確定為可以致癌與致畸形有毒物質。經過裝修,特別是經過復雜裝修裝飾的環境空氣中的甲醛主要來自以下幾個方面:1.主要來自于劣質板材。2.貼墻布、貼墻紙、化纖地毯、涂料等材料亦是室內空氣中的甲醛來源之一。
甲醛污染的減弱和消除措施:
1.完善法規和監管體系,規范建材市場,嚴把建材質量關。
2.樹立自我保護意識,科學實施裝修與購買家具。
3.加強室內空氣凈化。4.加強通風與綠化。
1.2人們身邊的“惡魔”――苯及同系物
對于室內環境,包括辦公場所與居室等處,苯及其同系物主要來自于熔解型涂料中。防治措施:1.家裝設計要科學化。2.施工工藝要符合室內環境質量要求。3.裝修材料要選用低毒、符合國家標準規定的材料。4.加強通風換氣。5.慎重選購家具。
1.3氨污染
氨是一種無色而具有強烈刺激性惡臭氣味氣體。由于氨的溶解度高,所以常被吸附在皮膚與眼結膜等處,對皮膚、眼結膜會產生刺激和腐蝕作用,發生炎癥。吸入氨氣后,可麻痹呼吸系統的纖毛與損害黏膜上皮組織,有助于病原微生物的侵入,減弱人體抗疾病能力。當氨氣經呼吸道進入肺部后,則通過肺進入血液,與血紅蛋白結合,從而破壞運氧能力。
室內氨氣的來源:室內空氣中的氨氣主要來源于混凝土防凍劑;亦有少量來自于家具或者其他裝修材料。
防治氨污染的措施:1.合理選用混凝土防凍劑。2.加強對建筑設計人員、施工人員、管理人員的環保培訓。3.加強室內通風換氣。
1.4室內的“魔鬼”――氡
氡是一種無色、無味的氣體。常溫下氡及其子體在空氣中能夠形成放射性氣溶膠,稱為氡射氣而污染空氣,氡氣很容易被呼吸系統截留,并在局部范圍內不斷積累,引發肺癌及其他病變。
室內氡的來源:1.房基下的巖石和土壤中的物質2.建筑材料與裝飾材料。3.從戶外空氣中進入室內的氡。4.從供水及用于取暖和廚房設備的天然氣中釋放出的氡。
室內防治氡污染的措施:1.正確認識放射性與放射性污染。2.制定標準、法規,嚴防建材的放射性污染。3.加強宣傳,強化自我保護意識。
1.5VOC的污染的危害
VOCS是指空氣中揮發性有機化合物,常溫下可以氣體的形式存在于空氣中。VOC的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴。
當室內中的VOC超過一定濃度時,在短時間內人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力;嚴重時會抽搐、昏迷、記憶力減退。VOC傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經系統。
室內VOC的主要來源:有機溶劑、建筑材料、室內裝飾材料、纖維材料、家具、家用電器、清潔劑、來自室外的工業廢氣、汽車尾氣、光化學煙霧。
預防VOC危害的對策:1.提高認識,加強自我保護。2.謹慎選擇家裝材料。3.加強通風換氣,提高健康環境意識。4.及時對室內空氣質量進行檢查。
2.室內環境中的物理性污染
2.1“綠色之光”引發靜電危害
在很多情況下,都可以產生靜電。一般來說,固體面與固體面、固體面與液體面間的接觸和撞擊,或者固體的斷裂、液體的飛濺都可能產生靜電。
靜電的危害:1.靜電可產生火災。在石油、化工等工業以及通常有可燃性氣體、蒸汽和粉塵等生成的地點易產生火災。2.靜電可造成電擊。3.靜電可引發多種粉塵、可燃性氣體等爆炸。4.靜電可造成產品質量下降,元器件擊穿事故。
防止靜電的有效措施:1.接地。2.防止人體靜電荷的積累。3.使大氣電離。4.增濕。5.非金屬材料的防靜電。
2.2現代城市已成為一個噪聲的世界
噪聲源:1.交通運輸噪聲。2.工業企業噪聲。3.建筑施工與裝修噪聲。4.商業活動、公共場所與社會生活噪聲。5.家電產品工作噪聲。
噪聲的危害:噪聲對人的危害是多方面的。噪聲可以使人耳聾,還可能引起高血壓、心臟病、神經官能癥等疾病。噪聲會污染環境,影響人們的正常生活,特別強烈的噪聲還能損壞建筑物與影響儀器設備等的正常運行。
噪聲控制:1.采用吸聲材料消除或減弱噪聲。2.隔聲 隔聲是指在噪聲傳播途徑中設置一定的隔聲材料或結構,以減少聲能量的傳遞。經常采用的隔聲形式有隔聲罩、隔聲屏、隔聲室、隔聲窗、隔聲門等。4.迅速建立必要的規章制度,防止人為性噪聲污染。
2.3電磁輻射――近代的“隱形殺手”
電磁輻射的危害:1.電磁輻射威脅著人體健康和生命安全 當射頻電磁場的強度超過一定限度時,將使人體體溫或局部組織溫度急劇升高,破壞熱平衡而有害于人體健康。2.手機的輻射危害1>手機輻射對信號干擾的危險性,如干擾飛機導航系統 2>手機輻射危害人體健康 打電話時間太長可能出現頭痛、耳部發熱等癥狀。3.電腦的輻射危害 4.微波爐的輻射危險
電磁輻射污染的控制技術與防護措施 1.環境工程防護 包括屏蔽、射頻接地、吸收防護、加強城市規劃與管理 2.個體防護 對于工作人員或高場強環境中的居民,可以實施個體防護。個體防護包括屏蔽防護服、防護帽子、防護背心、防護馬甲,均有很好的保護效果。
3.現代生活用品的潛在危險
3.1白色污染逼近生活
白色污染的危害:1.白色污染造成環境惡化。2.白色污染危害健康 人們如果長期食用再生塑料袋包裝食品,尤其是屬實等于慢性自殺。
防止白色污染的措施:1.禁用塑料袋 2.制定限制法律,減少使用量。3.實行分類回收與再利用。
3.2身邊的汞污染危害
人們經常用溫度計測體溫,用血壓計測量血壓,使用程度很頻繁。如果不小心打碎,此時就產生了汞污染。汞為銀白色的液態金屬,有急性劇毒,可引起人的頭痛、頭暈、乏力、失眠、發熱等癥狀。此外對生物的危害也非常嚴重。一個體溫計的汞足以使20英畝大的池塘中的魚死亡。
防治汞污染的措施:1.提高意識,謹慎使用 2.選用無汞體溫計與血壓計 3.生產企業對產品實行明示制度。 4.實行限制與禁汞措施。
【關鍵詞】學生;課外;物理;探究
物理學科是所有學科中實用性最強,最切合實際的學科。《高中物理新課程標準》提出:在教學中應“加強與學生生活、現代社會及科技發展的聯系,反映當代科學技術發展的重要成果和新的科學思想,關注物理學的技術應用所帶來的社會問題,培養學生的社會參與意識和對社會負責任的態度”。同時要求“通過多樣化的教學方式,幫助學生學習物理知識與技能,培養其科學探究能力,使其逐步形成科學態度與科學精神”。
由于課堂學習給學生自主選擇學習的機會少,自主探索空間少,且課堂教學是以完成課本所既定的學習內容為主要目標,要全面實現課標提出的“從生活走向物理,從物理走向社會”的教學理念是不可能的。物理課外活動給學生提供了一個更廣更大的發展空間,使學生走出教室,把課內外的學習活動結合起來,是課堂教學的有效延伸、拓展。它通過教師指導或學生自我設計讓學生自己去嘗試課外活動與學習,有效地挖掘學生將課內學習的創新激情與方法在課外實際中得到驗證,讓學生獲得創造的成功感,切身感到科學并不神秘,科學就在身邊,進而促使學生個性的健康成長;同時課外活動的探究真正實現課堂教學的開放性,對學生在情感、態度價值觀等方面都可得到有益的升華。所以,開展生動活潑的物理課外活動是提高物理教學質量與學生綜合素質的有效途徑。
基于以上認識,我們在實施新課程標準下的物理教學中,圍繞教學內容,以教師有效督促、課題引領、形成性評價、成果展示與激勵,以學生獨立研究和小組合作等活動方式,挖掘適合培養學生觀察、思考能力和動手能力的內容。引導學生參與和日常生活緊密聯系、與現代科技發展相適應的物理課外活動與探究,提高學生學習物理的興趣,培養學生的綜合素質。
一、在教學中滲透物理學科技新知識
課外閱讀是高中生課外活動的重要形式,它不僅屬于語文學科,也是物理教學的一種有效外延拓展的重要途徑。教師必須貫徹人文教育理念,不斷拓展物理課外科技閱讀新領域,在教學中,尤其是課堂教學,教師應深入挖掘物理教材相關內容,將先進的科學技術、科研成果、重大科技發明等融合于課堂教學中,適時給學生推薦或介紹物理課外書籍,以激發學生內在的閱讀動力,在具體實施中,應在廣泛閱讀活動后,指導學生寫讀后感,將自己所思、所想、所疑、所得寫出來,同時開展讀書交流活動,培養學生的科學態度、科學意識和科學精神。
如教學《能源與可持續發展》一節知識后,除了向學生介紹人類能源開發方面的知識外,還應鼓勵學生閱讀《中國可再生能源發展戰略研究叢書》《科學世界》等書籍雜志,通過閱讀了解人類在利用傳統能源上面臨的問題和正在開發的新能源等相關知識,使學生知識面得到擴展。教學《離心運動》時,可以介紹一些離心運動的運用,鼓勵學生閱讀《大眾科學》《科技物理漫談》等課外閱讀,從中更多地發現離心運動在工業、醫學研究、生活中的運用。開展物理課外閱讀可以促進全體學生課外閱讀的積極性和主動性,擴大學生物理知識容量,提高學生科學素養。
二、開展課外物理小實驗
高中物理新課標與舊大綱對比,一個重要特點就是除了重視演示實驗和學生動手實驗外,還根據不同章節的知識特點確定了近20個課外活動建議,這些活動建議大多以課外小實驗、小制作等形式展開。如教學《超重與失重》一節時,討論側邊有孔的裝水礦泉水瓶在自由下落過程中水是否噴出,在理論分析此問題時,可以鼓勵同學們自己親手做這個實驗并觀察其物理現象。在講解《圓周運動實例》知識時,鼓勵學生自己制作相關道具,親身體會豎直面旋轉會發生的各種情形,去感受各種模型圓運動的臨界狀態。在講解“與門”“或門”“非門”時,鼓勵同學們課后動手制作簡單的報警器等。這些課外活動小實驗、小制作,教師除了對實驗原理、所需器材、操作與觀察要領做些必要的提示外,應盡可能地讓學生獨立設計、獨立操作、獨立完成并寫出實驗報告或對小制作寫出制作物理原理運用等。教師應將學生報告或小結進行批閱,將優秀作品上送學校科技節展示,學期將優秀實驗報告裝訂成冊存檔等。開展此類活動,可極大地激發學生學習物理的熱情,加深對課內物理概念和規律的理解,提高學生動手、動腦的能力。
三、開展專題研究和撰寫小論文
物理課外活動類課程以物理學科的基本問題為中心,以學生生活中常見的事實或需要解決的問題為認識起點,使學生在發現問題、解決問題的獨立活動中發展多方面的能力,形成健康的個性。在教學實踐中,教師可根據學生已學物理知識和相關學科知識,教給科學探究和寫小論文的一般方法,按照“提出問題——觀察思考——大膽猜想——探索驗證——分析總結——撰寫論文”等探究與寫作方法。提出一個到多個專題,對身邊觀察到的或課本上遇到的物理現象做出理論分析和實踐思考。如教學《彈力》后,我布置了《菜刀上的力學知識》,要求學生認真觀察各種刀具,分析不同刀具刃部設計與功能之間的關系,以及用所學力學知識解釋設計原理,撰寫小論文,在觀察、思考和論文中,將所學知識和生活實踐緊密結合。同時,要求學生根據已有生活經驗,自己尋找研究課題,有的學生在開學校運動會前將相關問題列入物理課外研究專題,寫出了《圓周運動與彎道技巧》《斜拋運動在鉛球比賽上應用》等。這些經過學生自己立項、探索而寫出的小論文,陶冶了學生科學情趣,培養了學生獨立思考、創新的能力,為將來樹立良好的科學研究精神打下堅實的基礎。
四、開展以物理知識為主題的社會實踐活動
物理學與日常生活密切相關。鼓勵學生,關心生活,培養學生社會責任感,可以讓學生在課后選擇與生活實際、社會相聯系的問題,通過調查訪問進行研究性學習。更可以培養學生在實際生活中發現問題,運用知識解決問題的能力。教師應指導學生通過“提出問題——確定主題——探究與實踐——思考與總結”等實踐方法,引領學生參加社會實踐活動。如學習電磁波后,讓學生調查生活中的電磁輻射,如雷電、火山噴發、地震等天然電磁輻射和微波設備產生的人工電磁輻射,許多學生經過調查和研究對電磁污染引起的危害有了較深的認識。學生將調查內容寫成調查報告小論文,學生積極性很高。通過社會實踐調查研究,不但培養了學生的探索精神與合作精神,也增強了學生公德意識和社會責任意識,對學生健康人格的培養有重要意義。
從我省近年物理學科的高考題目分析,高考中考查學生物理課外實驗的設計與研究能力的分量在增加。物理課外活動所能達到的效果,是課堂教學所不能代替的。我們應在立足提高課堂教學質量的同時,加強課外科學探究活動的開展,使課內外同步引導學生學會學習、思考、合作、探究。在課內,教師應有意識地培養學生收集處理信息、獲取新知識、分析和解決問題、語言文字表達等能力以及團結協作和參與社會實踐活動的意愿,為開展課外探究活動打下良好的基礎。另一方面,應在物理課外活動中讓學生關注社會與生活,敏銳地感受、理解與研究生活中的物理現象,培養學生自覺的科學精神和創新思維習慣。真正讓課堂內外的教學煥發出生命的活力,為學生的一生發展奠定基礎。
【參考文獻】
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關鍵詞:核電站;DCS系統;防雷設計;儀控系統
引言
雷雨是生活中常見的一種天氣,雷電的破壞力強,在高空中自然放電時嚴重威脅著動植物生命的安全以及設施財產的安全[1]。數字化控制核電站是指儀控系統采用以微技術處理(即CPU為基準的數字化技術),告別了以往核電站采用的模擬技術(即采用常規儀表和繼電器來采用的控制技術)和開關量集成電路技術,DCS全數字化儀控系統(又稱為全數字集散控制系統),在微處理機的前提下,以微機集中管理和操作、分散控制為特性,以數字化處理技術為特點的智能化電子設備和計算機系統,除了具有常規測量儀表和控制功能外,還具有極強的數據處理和通訊功能,是一種全方面涵蓋了4C技術(即圖形顯示技術、通訊技術、控制技術及計算機技術)的新型控制系統,最近幾年,隨著計算機技術和網絡的通訊人類越來越依賴計算機設備、計算機網絡及電氣設備,而這些設備的電子元器件的集成化、微型化程度過高,在高壓及高電流狀況下卻又無法自保,所以,構建核電站DCS防雷系統作用極強,可以保證DCS實現其高科技功能。
1 雷電入侵核電站DCS系統的主要途徑
1.1 地電位反擊電壓
地電位反擊電壓可高達上萬伏,常見于監視控制點不集中的過程系統中。雷電攻擊時會產生強大的雷電流,這些雷電流通過接地體及引下線流入大地,也就是說,接地體附近會呈現放射型的電位分布,當有其他連接電子設備的接地體靠近時,就形成了高壓地電位反擊。
1.2 浪涌電壓
正常狀況下,DCS系統不會因為直接的雷電攻擊而遭到損毀,但是雷電電磁脈沖在信號和電源或通訊線路中感應的浪涌電壓以及雷電感應高電壓會造成DCS損毀,原因在于電壓波形的上升沿十分不平緩,會直接沖擊DCS系統。一方面,由于信號來源的途徑大范圍延伸,DCS系統對于抵抗雷電波侵入遠不及過去,另一方面,DCS系統內部卡件結果集成化過高,導致設備耐高壓及耐高電流的能力低下,難以承受雷電(包括操作過電壓浪涌、感應雷)的攻擊。
2 雷電對核電站DCS系統的危害
大多數核電站的建筑物樓頂安裝了必要的直擊雷防護裝置,而核電站的DCS系統處于鋼筋混凝土結構建筑物底下一層,所以,雷電對核電站DCS系統的危害主要在電涌侵入、電磁感應以及靜電感應上,雷電對儀表的電子元件以及核電站DCS系統的攻擊主要分為以下三個點:其一,如果雷云從核電站的DCS控制室上方經過,雷云之間放出的大量電荷就會形成雷電波,而雷電波的電磁輻射會直接干擾甚至損壞DCS控制室內的線路及電子元件。其二,如果DCS控制室周圍發生了雷電現象,那么周圍的線路、管道上會形成感應電壓,這些載有過壓的線路、管道一旦通過DCS控制室,就會造成其電子元件的損壞[2]。其三,如果DCS控制室所在建筑物的樓頂直擊雷防護裝置接到雷電,瞬間的高雷電流也會對整棟建筑物的系統、儀表以及電子設備產生影響,包括DCS控制室。
3 核電站DCS系統防雷設計方案
3.1 控制直擊雷的設計方案
在設計核電站工程項目時,設計人員應當著重考慮DCS系統的防直擊雷的設計、建立系統的外部防雷系統,在參考《建筑物防雷設計規范》的同時,安裝好攔截帶和接閃器,確保直擊雷不會對DCS控制室、通訊線路和儀器設備造成影響,并對閃電接閃的位置進行控制,確保建筑物不會被雷電直接擊中。另外,針對DCS系統,要防止閃電直接攻擊與DCS系統有關的電纜或DCS系統所在的建筑物,就要根據實際狀態具體分析,盡量選擇將DCS控制室建立在周圍有高樓的地區,并采取縝密的直擊雷防護措施。
3.2 消除地面回路的設計方案
3.2.1 等電位連接
等電位連接是一種電氣上連續的整體,它不僅連接了室內設備、元件和組件的構件(或金屬外殼),還連接了建筑物的防雷接地系統,這樣一來,可以避免雷擊時在不同的設備金屬構件(或外殼)之間所產生的電位差。核電站DCS系統需要采取等電位連接的部分包括“五柜”和“三臺”,“五柜”即服務器柜、配電柜、UPS柜、繼電器柜和設有屏蔽地接地匯流排的儀表柜,“三臺”即打印臺、操作臺和設有屏蔽地接地匯流排的手操盤臺。
3.2.2 共用接地
利用電氣接地網作為DCS接地網(即與電氣接地網共地)是核電站DCS系統常見的接地方式。這種共用接地主要包括防雷接地與安全接地。防雷接地有兩個要點,其一,DCS系統以及儀表防雷接地應與電氣專業防雷接地系統共用,但不得與獨立避雷裝置共用接地裝置。其二,DCS系統以及儀表及的信號線路在從室外進入室內后,如果有需要設置防雷接地連接的場合,應當實施防雷接地連接。為電氣設備和人身的安全而設置的接地就是安全接地(即保護接地)DCS系統的繼電器柜、配電柜、儀表柜、操作臺以及機柜等用電設備,一旦其金屬外殼及控制設備正常不帶電的金屬部分遭遇雷擊(或絕緣破壞),都可能攜帶高電壓,所以全部需要安全接地。
3.3 通訊電纜以及信號傳輸線路的設計方案
如果通訊線纜和信號傳輸線連接室外(如DCS信號檢測回路),那么遇到雷電天氣時,室外的直擊雷(或感應雷)就可能會在回路中形成強烈的浪涌沖入室內,因此,想要保護這些通訊和信號回路,就需要我們考慮到線纜的接頭方式以及回路信號的工作頻率、負載電流和工作電壓,并采取串聯型的信號浪涌保護器,一方面保護DCS系統的正常工作不受到影響,另一方面,簡化工程的實施。通訊傳輸線路由于通常在戶外高空中,所以應采用寬、高且工作電壓低的防雷器,而信號傳輸線路應配置采用高能、便于安裝的防雷器[3]。與此同時,將屏蔽導線布置在跨裝置之間的信號點,并等電位連接DCS系統的接地。
3.4 確定安全空間的設計方案
確定安全空間包括系統線纜鋪設安全間距、儀表設備放置空間等,通過采取具有針對性的合理布線和屏蔽措施以達到安全空間的要求。為將雷電電磁脈沖在電子信息系統內產生的浪涌降至最低,應當綜合使用線纜合理布設、建筑物以及設備屏蔽等措施。線纜合理布設有兩塊內容,第一,在布置線纜路由走向時,應當減小由線纜自身形成的電磁感應環路,第二,線纜鋪設適合在金屬管道或線槽內,或者鋪設在靠近等電位連接網絡的金屬部件中,但不適合于雷電防護區的屏蔽層靠太近。
4 結束語
核電站在設計防雷接地系統時,應當貫徹大系統的設計理念,連接全站的各接地網,并構建成一個大系統,不僅能保障核電站工作人員的人身安全,還有利于減少接地電阻。
參考文獻
[1]陳懷宇,朱豐林,等.從綜合防雷技術論核電站全廠防雷接地系統設計[J].電氣應用,2013,22(14):176-182.
[2]張健,于衛平,等.核電站中基于DCS的抗電磁干擾設計探討[J].發電與空調,2013,3(21):216-223.