什么是吸氧排氮?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/21 19:26:03
什么是吸氧排氮?

航天员在出舱前,需要吸入纯氧,将血液中的氮逐渐置换出来,这个过程大约需要半个小时

体内产生的气泡的气体,主要是溶解在体液组织里的氮气。人从呼吸中吸入的气体是外界空气,它的主要成分是氮气,其次是氧和二氧化碳。氧和二氧化碳在血液中绝大部分(99%以上)与血红蛋白的缓冲物质分别作化学结合,只有很少一部分(不足1%)呈物理性溶解。而氮气不仅不能被身体分解,而且在血液和组织液中溶解度较高,所以它就成为产生气泡的主要气体。而这些氮气在人体中不会迅速的通过血液带到肺部排出体外,因而容易形成气泡,出现减压病。

这种情况之下,航天员在减压前,预先都要吸进纯氧,即在纯氧环境中停留一定时间(2~4小时),使体内氮气释放出来,这个过程称为吸氧排氮。一般在纯氧环境中吸氧排氮4小时后,大体上可以使人体内的95%以上溶解的氮清除掉,这样就大大减少发生减压病的机会。

另一种压力制度是舱内保持1/3的大气压力,舱内气体是纯氧。美国的水星号、双子星座、阿波罗飞船,都是使用这种压力制度。这种压力制度使得舱压的调节相对简单,而且由于舱体内外压差较小,使得舱内气体的泄露量小,同时在穿着低压航天服前不需要吸氧排氮(仅在发射前吸氧排氮3小时)。但是人体长时间呼吸纯氧会抑制红细胞的生长,对眼鼻有刺激作用。更为严重的是舱内纯氧容易引起火灾,因为许多在氧氮混合条件下不易燃的材料在纯氧条件下会变得易燃。

1967年1月27日,阿波罗1号在作登月舱充纯氧试验时,因电线碰擦引起大火,当营救人员打开舱门,三个最优秀的航天员都已被燃烧所产生的剧毒气体熏死了。随后“阿波罗”飞船作了改进,发射时采用1/3大气压的60%氧和40%氮的混合气,入轨后仍用100%氧气。但这大大增加了设计难度,因为要采用同时控制两种气体的压强和比率的设备,仅此登月舱就增加了一吨的重量。

在密闭座舱中,为了不断补充人体消耗和座舱泄露的气体,维持舱内压力平衡,舱内备有氧、氮气体储存系统。氧、氮气体储存方式一般有三种。一种是将其作为高压气态保存,短期载人航天器一般用这种方法。第二种是采用液化的方法,将氧和氮置于低温之下,使其成为液态进行储存,这种方式结构紧凑,重量轻。第三种实际上是利用碱金属超氧化物经过一系列反应产生氧气,这种方式常称为化学贮存方式