在雾霾常发的季节,网上出现一个 “大面积持续雾霾发生的原因”的帖子,声称雾霾与北方燃煤产生的核辐射有关,称之为“核雾染”,这很容易引起大家的疑问甚至恐慌。该贴声称重要论据是基于物理学的原理,恰好笔者是物理系毕业的,有必要在此打一下这个物理学的“李鬼”,维护自然科学的严肃性。该贴洋洋洒洒超过4000字,共25段,全文的支点在第23、24段:23段:这在物理上是可能的。学过核物理的人都知道威尔逊云室。带电的高能粒子从空气中穿过,电离空气分子。于是这些带电的空气分子便吸附周围的水汽,形成雾滴,雾滴的轨迹可以拍照下来,告诉我们高能粒子的运动轨迹。同样的物理原理能在几百万平方公里的空间重现。终日不散的雾霾,说明空气中漂浮大量带电的粉尘颗粒。
该贴洋洋洒洒超过4000字,共25段,全文的支点在第23、24段:
23段:这在物理上是可能的。学过核物理的人都知道威尔逊云室。带电的高能粒子从空气中穿过,电离空气分子。于是这些带电的空气分子便吸附周围的水汽,形成雾滴,雾滴的轨迹可以拍照下来,告诉我们高能粒子的运动轨迹。同样的物理原理能在几百万平方公里的空间重现。终日不散的雾霾,说明空气中漂浮大量带电的粉尘颗粒。
24段: 如果空气中有大量带电粉尘,说明有一种机制在源源不断给粉尘颗粒充电。这便是空气和地面无处不在的放射性铀粉尘。其放射性是可以电离大量的空气分子和粉尘颗粒。形成威尔逊云室效应的。因此,这就形成了终日经久不散的华北雾霾现象。这也就是为什么我使用核雾染这个字样的原因之一,之二就不言而喻了。
但笔者看来,这个支点完全不成立,因为有两大错误:
一,断言雾霾带电
贴中断言雾霾是空气中漂浮着大量带电的粉尘颗粒,这是经不起思考的:
1,如果大量粉尘颗粒有的带正电、另外的带负电,众所周知,异性相吸,会造成这两类颗粒不断凝聚,变成更大更重的颗粒物,然后就沉降到地面,雾霾反而就能消失了,参见图1,所以这个说法正好颠倒了黑白。笔者在实验室做的测试表明,通过使颗粒物带电来沉降灰霾是一个值得研究的课题。
图1颗粒物带电沉降示意图
2,如果大量粉尘颗粒都携带同一种正电荷或者负电荷,也就是说空气中弥漫着大量静电,那么我们在雾霾天跟别人握个手都会被静电弹到,我们的头发会像李逵的胡子一样竖起来,当然,加油站也会接连爆炸。而事实上,这样的事并没有发生,因此这个假设也是不成立的。
关于空气中的电荷,德国环境和卫生科学家Klaus Fiedler 和Werner Fleischer 认为,洁净自然空气中的离子密度基本上稳定在1000到3000个/cm3,正负离子的比例约5:4,当空气中存在固态颗粒物时,离子密度会下降[1]。
二,错用威尔逊云室
威尔逊云室,是1896年由诺贝尔物理学奖获得者威尔逊发明的一种实验装置:利用纯净的蒸气绝热膨胀,温度降低达到过饱和状态,这时带电粒子射入,在经过的路径产生离子,过饱和气以离子为核心凝结成小液滴,见图2。
图2威尔逊云室带电粒子轨迹图
注意,威尔逊云室的工作物质是纯净水蒸气和带电粒子,而文中所说“放射性是可以电离大量的空气分子和粉尘颗粒,形成威尔逊云室效应”,把凝结现象搞成了电离,把粉尘颗粒当成了没有杂质的水蒸汽,是非常外行的说法。
另外,该帖还存在其他错误:雾、霾不分,混淆了煤矿、铀矿的开采,相关论述已见果壳网提出,燃煤电厂的辐射影响与控制,也有公开报道[2][3],不再复述。
因为该贴把几个无关的事物用混淆概念的方式联系到了一起,加上物理学的字眼,貌似一篇有理有据的文章。实际上,该贴的基础支点是站不住脚的,所谓“核雾染”的说法也就不成立了。
面对困难,需要我们独立思考、科学防霾。
参考文献:
[1]Klaus Fiedler ,Werner Fleischer <
[2]李凤翔,金光宇,张建洲,刘德劭,方栋,刘原中;61个电厂燃煤和灰分中的天然放射性水平及其对环境的辐射影响[J];辐射防护;1987年04期
[3]洪宇,燃煤电厂与辐射影响《中国环保产业》 1995年01期