Использовались ли какие-либо токсичные металлы на Международной космической станции?

Использовались ли на МКС какие-либо из следующих металлов?

  • Свинец : используется в некоторых батареях и во многих типах припоев.
  • Ртуть : используется в некоторых батареях и в переключателях наклона (которые, я ожидаю, не будут использоваться на МКС).
  • Кадмий : используется в некоторых батареях и некоторых фоторезисторах.
  • Мышьяк : используется в некоторых светодиодах.

Если существует политика, запрещающая один или несколько из них, ссылка будет полезна.

Я не могу найти никаких прямых упоминаний об использовании любого из этих материалов, но есть этот документ о «Требованиях космической станции к материалам и процессам» , который охватывает эту тему. На странице 28 упоминаются Кадмий и Ртуть. Свинец сам по себе тяжелый, поэтому его следует избегать, насколько это возможно, и, кроме того, он не очень токсичен в твердой форме.
Берилий — еще один токсичный металл, используемый в космических кораблях, например, в капсуле «Меркурий».
Свинцовый припой по-прежнему считается лучшим решением с точки зрения надежности для электроники аэрокосмического класса. Кроме того, в некоторых типах техники вам потребуются грузы, и, поскольку вам понадобятся грузы, чтобы они были компактными для такого типа транспортных средств, вероятным кандидатом был бы свинец (или даже DU!!)....
это и это предполагают, что кадмий не подходит для вакуумных применений из-за выделения газов, а свинец не подходит для высокотемпературных вакуумных применений по той же причине. Предполагается, что припой олово-серебро является лучшим выбором для вакуума.
@GittingGud Но оловянных усов можно было бы избежать еще больше.
В никель-водородных батареях МКС не используется свинец, ртуть или кадмий (по крайней мере, не в больших количествах, а, возможно, и вовсе).
Кроме того, изучите, какая химия солнечных элементов использовалась (кажется, трудно определить). Некоторые материалы для солнечных батарей, такие как селенид таллия, состоят из очень токсичных элементов.
Название вопроса не совсем соответствует телу, поскольку оно спрашивает о каких-либо токсичных металлах, но в теле конкретно упоминаются четыре. Например, железо может быть токсичным.
@barbecue: используйте вопрос в заголовке. Когда я писал вопрос, я ожидал одного исчерпывающего ответа (что типично для Space.SE ). Я надеялся, что такой ответ будет включать тело. Все оказалось не совсем так, и у нас есть несколько ответов. Я удовлетворен ответами, поэтому не вижу необходимости редактировать вопрос.
Поскольку МКС находится в космосе, по определению астрономов, она в основном состоит из металла, за исключением небольшого количества воды и, возможно, гелия.
@Antzi: Даже вода в основном состоит из металла (по крайней мере, по массе).

Ответы (4)

+1Поскольку ваш токсин (Cr(VI) (aq)) чертовски опаснее моего токсина (как кристалл GaAs), я думаю, вы должны получить больше голосов.

примечание: протесты в комментариях заставили меня добавить следующее предложение. Мышьяк является токсичным металлом, и мышьяк используется на МКС, но мышьяк, используемый на МКС, как обсуждается ниже, не является токсичным металлом сам по себе , а представляет собой неприятный, чрезвычайно токсичный полупроводник.

GaAs растворяется в HCl, что означает, что если вы едите его, вы едите растворимый мышьяк. Так что не ешьте его.

Также см. этот комментарий .

GaAs и AlGaAs являются стандартными материалами для подложек и гетероструктур для инфракрасных, красных и желтых светодиодов и лазеров. Индикаторы и оптические датчики приближения и прерывания, вероятно, довольно многочисленны, и все они содержат мышьяк.

Вы можете увидеть красный светодиодный компонент в новом светодиодном RGB-освещении МКС в ответе @OrganicMarble на вопрос «Почему эти астронавты зеленые?»

УВЧ- и микроволновые передатчики и входные каскады приемников для всего, от связи и данных до радиолокации для стыковки космических кораблей и GPS, вероятно, будут иметь в себе некоторые высокоскоростные устройства на биполярных транзисторах GaAs.

В течение полувека мышьяк был обычной легирующей примесью в электронике на основе кремния , и даже сами подложки иногда могут быть умеренно легированы.

Да, я ожидал, что светодиоды будут повсюду внутри МКС, и, следовательно, мышьяк. К счастью, он настолько глубоко инкапсулирован (в кристалле, в эпоксидном корпусе, внутри инструмента), что его раскрытие практически невозможно.
@Dr Sheldon: Мало того, что он встроен, количества, используемые в качестве легирующих примесей, ничтожны, а фактический светодиод имеет толщину порядка микрометра. Помните, что доза создает яд: в светодиодах просто недостаточно того, что может быть вредным.
@jamesqf в случае GaAs (красные светодиоды, биполярные радиочастотные чипы) сама подложка представляет собой арсенид галлия, мышьяк - это не просто легирующая примесь, это половина пластины! В то время как GaN (светодиоды синего и белого света), как правило, представляет собой тонкий эпитаксиальный слой на сапфире, детали GaAs изготавливаются из самих пластин.
Разве GaAs не используется и для солнечных батарей?
@CBredlow В то время как многие спутники используют более эффективные фотоэлементы с двойным и тройным соединением, которые включают материалы III-V, панели МКС - это просто кремний. См. ответы на вопрос Почему на МКС не используются самые эффективные солнечные панели? а также Как устроены кремниевые фотоэлементы в солнечных панелях МКС? Они такие же гибкие, как здесь? Я не знаю, есть ли в них допинг мышьяк.
Светодиодные пластины, используемые в типичных светодиодах-индикаторах, тоже довольно малы — у меня нет точного размера, но он примерно такой же, как крупица соли. Легко менее 1% от объема светодиода.
@duskwuff действительно, истончение и нарезка вафель в наши дни потрясающие!
@uhoh: арсенид галлия не является мышьяком, так же как углекислый газ не является кислородом. Чтобы попасть в тело, нужно каким-то образом разложить его на галлий и мышьяк.
@jamesqf Вопрос задается только «Использовались ли какие-либо токсичные металлы на Международной космической станции?» и я ответил на вопрос, как задано. В вопросе о попадании чего-либо в тело нет абсолютно ничего; ты сам поднимаешь эту тему по какой-то причине, и я не знаю, почему. Это непоследовательность .
Конечно, где-то внутри/на МКС есть InGaAs-детекторы для NIR-спектроскопии и т. д.
Джеймскф считает, что GaAs имеет низкую токсичность. Само понятие токсичности определяется биологической реакцией. Тот факт, что один из атомов в соединении токсичен по элементам, не означает, что он токсичен в прочно связанном соединении, и он также может быть еще более токсичен в других соединениях (см. Мышьякоорганические соединения). Кроме того, GaAs не является металлом.
@user71659 user71659 Я понимаю эту концепцию, у меня в руке были кусочки пластины GaAs, и я даже заплатил кому-то, чтобы он положил ртуть мне в рот. Вопрос довольно короткий и не вдается в подробности ситуации. Он специально не спрашивает, находятся ли эти вещи в опасной форме на МКС. Я добавлю предложение вверху моего ответа...
@uhoh: арсенид галлия не мышьяк. это соединение, и как таковое оно обладает совершенно другими свойствами, чем составляющие его атомы. Вам придется разложить его на Ga и As, чтобы получить токсичность. Точно так же я ожидаю, что на МКС есть значительное количество хлорида натрия (в том числе в телах экипажа :-)). Хлор токсичен; натрий может быть, но трудно сказать, потому что он воспламенится при контакте со слюной.
@jamesqf верно, так что в ближайшее время я не буду есть голые устройства III-V, чтобы они не разлагались в моем HCl.
@jamesqf Токсичность тяжелых металлов зависит от растворимости в воде и/или липидах соединения конкретного металла и его метаболитов. В зависимости от дозы воздействие арсенида галлия вызывает такие же системные токсические эффекты с тем же набором симптомов, что и воздействие элементарного мышьяка, As₂O3 или любой другой неорганической формы мышьяка, которая способна вступать в реакцию с жидкостями организма или растворяться в них; как только соединение вступает в реакцию растворения, частицы, содержащие мышьяк, поглощаются, и не имеет значения, исходили ли они первоначально из элементарного As или из соединения. {продолжает}
@jamesqf Опровергая этот факт , заявляя, что «арсенид галлия не является мышьяком. токсичность металла зависит только от того, является ли данное соединение биологически доступным источником токсичного элемента. В случае более химически инертных металлов на самом деле гораздо легче вызвать синдром токсичности этого конкретного металла с его соединениями, а не с элементарной формой. {продолжает}
@jamesqf Жидкая ртуть гораздо менее токсична при пероральном приеме, чем , например, водорастворимые соли этого металла . И ваш пример о «значительном количестве хлорида натрия на МКС [...] Хлор токсичен; натрий может быть, но трудно сказать, потому что он воспламеняется при контакте со слюной». полностью упускает суть. Хлорид натрия содержит составляющие элементы в виде ионов Na⁺ и Cl⁻, ни один из которых не токсичен (в конце концов, они являются незаменимыми электролитами). Между тем, GaAs содержит {продолжает}
@jamesqf мышьяк в форме арсенида (As³⁻), который чрезвычайно токсичен, как и другие неорганические формы мышьяка. Ответ от uhoh не содержит неверных утверждений, а ваши аргументы неверны и неконструктивны. Ваше здоровье.

В подшипниках роторов CMG (Control Moment Gyro) используется бериллий, который довольно токсичен при механической обработке.

Кроме того, радиаторы и керамические детали в высокопроизводительном радио- и радиолокационном оборудовании, как правило, используют оксид бериллия, который становится еще более токсичным, если вы каким-либо образом разрушаете этот (хрупкий!!) материал... Кроме того, подшипники в какой-то мере самообрабатываются. ..
@rackandboneman Даже не высокая производительность: магнетрон вашей микроволновой печи имеет керамические изоляторы BeO2. Вы узнаете его по розовой окраске. Это безопасно, если вы не шлифуете его.
Компактный 800-ваттный передатчик — это высокопроизводительный радиочастотный материал, даже если вы используете его для разогрева супа, не относящегося к аэрокосмической отрасли.

В одном из контуров системы отопления находится аммиак, который сильно раздражает глаза, нос, горло и легкие человека. На Земле вы можете просто оставить разлитый аммиак на несколько часов, и он будет улетучиваться в атмосферу до тех пор, пока его концентрация не станет достаточно низкой, чтобы быть терпимой. В космической среде это было бы ужасно. Возможно, вы сможете одеть всех в скафандры, эвакуировать атмосферу и наполнить атмосферу. Однако аммиак будет просачиваться в ткань и пластик, и его будет трудно полностью удалить.

Аммиак — хороший хладагент, и его все еще можно использовать при температуре ниже точки замерзания воды, поэтому на МКС его допускают. Новости 2019 года о том, что неопентилгликоль является жизнеспособным твердым хладагентом, великолепны... если его можно использовать в качестве хладагента как при низких температурах, так и при температурах, близких к человеческим, то охлаждение космического корабля можно сделать более безопасным и надежным.

Аммиак не является металлом в нормальных условиях, но он, безусловно, может быть ядовитым.
Использовались ли какие-либо токсичные металлы на Международной космической станции?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v