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這種氣體是人工合成的,曾經(jīng)用于發(fā)展核武器,但現(xiàn)在它一直存在于你身邊

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2023-06-05 08:47:35【
這種氣體是人工合成的,曾經(jīng)用于發(fā)展核武器,但現(xiàn)在它一直存在于你身邊


六氟化硫


它是一種人工合成的氣體,已被用于美國開發(fā)核武器的曼哈頓項目。你可能感覺不到這種存在,但這種氣體
肯定會一直存在于你周圍。六氟化硫是隱藏在萬家燈火后面的氣體。



然而,六氟化硫是一種強(qiáng)烈的溫室氣體,它對全球環(huán)境的危害還不為人所知。


六氟化硫是一種氣體材料,1900年,法國的前兩位化學(xué)家Moissan(Moissan)和Lebeau(Lebeau)在氟氣
中被硫燃燒?;瘜W(xué)式為SF6,無色、無臭、無毒、不易燃、有腐蝕性。



SF6是目前已知化學(xué)穩(wěn)定性最好的化學(xué)穩(wěn)定劑之一,僅通過幾千度的高壓電弧分解為SF3和氟元素原子,在500
至600℃的溫度下不會分解,也不會與酸、生物堿、水等反應(yīng),但在電弧釋放時在極短的時間內(nèi)重新結(jié)合為SF6。



SF6具有非常高的介電性能,并且對氣體具有很強(qiáng)的負(fù)導(dǎo)電性,因此電場中的自由離散電子可以容易地被吸附,
并且可以形成大質(zhì)量的負(fù)離子,這有效地減少了氣體中的電離碰撞。實際上,可以實現(xiàn)絕緣效果。



在普通電場中,SF6的絕緣強(qiáng)度可以達(dá)到空氣的兩倍以上,并且隨著空氣壓力的升高,絕緣性能也得到了提高。
同時,由于SF6氣體的穩(wěn)定性,電弧還具有遠(yuǎn)超空氣的冷卻作用。



在實際應(yīng)用中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)SF6的絕緣能力可以超過空氣的100倍,由于這些優(yōu)異的特性,SF6在每個行業(yè)都有
很大的應(yīng)用,尤其是在電力行業(yè)。



六氟化硫在電力、航天、化學(xué)、物理、氣象、激光、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。


高純SF6在先進(jìn)的科學(xué)研究和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用,被認(rèn)定為特種氣體。


在軍火工業(yè)中,用于魚雷和潛艇推進(jìn)劑的蝕刻劑和清潔劑,微電子工業(yè)中的清潔氣體和蝕刻氣體,以及在制造光
導(dǎo)纖維中用作間隔層摻雜劑的合金熔煉過程。高純度SF6及其混合氣體可以防止合金作為保護(hù)氣體的氧化,在醫(yī)
療領(lǐng)域,SF6可以作為一種安全的造影劑用于超聲造影,特別是在肝臟腫瘤成像測試中,通常可以通過靜脈注射
SF6來消除,然后通過呼吸慢慢去除



另一方面,在電力行業(yè),SF6因其良好的絕緣性、滅弧性和化學(xué)穩(wěn)定性而被應(yīng)用于電導(dǎo)設(shè)備系列。目前,中壓配
電設(shè)施有3000萬套中壓開關(guān)柜,使用六氟化硫作為滅弧介質(zhì)。例如,氣體絕緣全封閉復(fù)合材料、斷路器、電流互
感器、電源開關(guān)、閉合電容器組、變壓器、高輸出電纜、避雷針等。



SF6的使用可以減少電力設(shè)備的尺寸和重量,降低成本,降低成本、確保設(shè)備的運(yùn)行、降低噪音,并改善工作環(huán)境。


但在發(fā)現(xiàn)六氟化硫之初,人們并沒有意識到其強(qiáng)大的全球變暖能力和對環(huán)境的危害。


六氟化硫?qū)Νh(huán)境的破壞隨著SF6氣體使用量的增加而增加,并且大氣中SF6的含量持續(xù)增加。全球每年排放的SF6
氣體總量相當(dāng)于1.25億噸二氧化碳,并以每年10%的速度持續(xù)增長。因此,SF6氣體已被1997年締結(jié)的《聯(lián)合國氣
候變化公約》締約方在《京都議定書》中登記為六種持久性溫室氣體之一,其可怕的溫室效應(yīng)的主要原因是



首先,SF6具有驚人的全球變暖潛能值。全球變暖潛能值(GWP)是直觀比較各種氣體對全球變暖影響的指標(biāo),全
球變暖潛能是指在有限的100年框架內(nèi),不同溫室氣體對二氧化碳質(zhì)量的溫室效應(yīng)。將不同溫室氣體的環(huán)境影響與1|
公斤二氧化碳的溫室效應(yīng)進(jìn)行比較??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),釋放一公斤SF6相當(dāng)于釋放23900公斤二氧化碳。





2019年,英國廣播公司報道指出,雖然CO2是公認(rèn)的氣候變暖的主因之一,但是SF6才是目前人類已知的最可怕的
溫室氣體。僅僅1千克的SF6,對全球氣候變暖的助推作用與24個人搭飛機(jī)在倫敦與紐約之間來回一趟所排放的CO2
相當(dāng)。



其次,SF6極難被分解,且存在周期可長達(dá)三千多年,不斷積累,對溫室效應(yīng)也有相當(dāng)程度的助推作用。由于SF6是
人工合成氣體,且具有相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),因此當(dāng)它排放到空氣中后,極不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。隨著不斷地在
大氣中積累,其所帶來的溫室效應(yīng)也在持續(xù)增強(qiáng)。



目前,雖然SF6在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛,作用巨大,但是它也同時對大氣環(huán)境有著巨大的危害,是當(dāng)之無愧的“最可怕
溫室氣體”。因而近年來,國際各界上開始關(guān)注SF6的排放,各個國家已經(jīng)出臺一些政策來規(guī)范SF6的使用,加強(qiáng)對
SF6氣體的收回和再利用。同時,SF6的一些應(yīng)用行業(yè)已經(jīng)逐漸進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)或者研究其他替代性氣體來減少SF6的
使用。但是,SF6在電力電氣行業(yè)的消耗量依然是一個巨大的數(shù)值,而且就當(dāng)前的研究成果來看,仍沒有一種單一
氣體或者氣體混合物能在電力工業(yè)領(lǐng)域中全面替代SF6。



因此,應(yīng)對SF6,即六氟化硫的溫室效應(yīng)挑戰(zhàn)依舊任重道遠(yuǎn)。