Heptylowe paliwo rakietowe: właściwości, charakterystyka, zagrożenie dla ludzi, zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-02 14:01

Wraz z nadejściem takiego kierunku działalności człowieka, jak badania rakietowe i kosmiczne, pojawiło się pytanie o zapewnienie bezpieczeństwa środowiskowego. A głównym problematycznym ogniwem w tym obszarze było bezpieczeństwo paliwa rakietowego (heptyl) bezpośredniego procesu wystrzeliwania rakiet i technologii kosmicznej na orbitę. W przypadku drugiego pytania, problemy bezpieczeństwa ekologicznego dla biosfery planety są niejasne i odległe. Ale jeśli chodzi o toksyczność heptylowego paliwa rakietowego, nie ma więcej pytań. Udowodniono jego pośrednie i bezpośrednie działanie toksyczne. O tym będzie ten artykuł.

Niesymetryczna dimetylohydrazyna

To jest nazwa heptylowego paliwa rakietowego, którego wzór to C₂H₈N_{2. To jest składnikwysokowrzące paliwo do rakiet. Hypergolic (samozapalny po zmieszaniu) dla dimetylohydrazyny to kwas azotowy lub tetratlenek azotu (N}2_O4, _amyl).

Heptylowe paliwo rakietowe jest prawie bezbarwną, lekko żółtawą cieczą o ostrym zapachu, charakterystycznym dla amin (organicznych pochodnych amoniaku). Heptyl pachnie jak zgniła ryba, ale nie należy go wąchać - opary są toksyczne.

Paliwo rakietowe Heptyl dobrze miesza się z wodą, alkoholami, produktami naftowymi i innymi substancjami organicznymi. Jednocześnie wodny roztwór heptylu jest wielokrotnie bardziej toksyczny niż jego opary.

Paliwo do rakiet heptylowych: charakterystyka

Jego temperatura wrzenia wynosi plus 63°C, a zamarzania lub krystalizacji minus 57°C.

Gęstość heptylu – 790 kg/m³. Mieszanina hipergolików amylowo-heptylowych to paliwo rakietowe, które zapewnia łatwe wystrzelenie rakiety i moc wielokrotnego użytku.

Dimetylohydrazyna ma właściwości higroskopijności (pochłaniania wilgoci z atmosfery), co zmniejsza ciąg właściwy silnika, a tym samym jego wydajność.

Heptylowe paliwo rakietowe (wodór, węgiel i azot) w połączeniu z jego hipergolicznym amylem (azot i tlen) powoduje gwałtowną reakcję i zapłon.

Ponadto to paliwo jest stabilne dla środowiska i może być przechowywane przez wiele lat w glebie.

Straszna trucizna

Paliwo heptylowe do rakiet jest klasyfikowane przez Światową Organizację Zdrowia jako 1 klasa zagrożenia. Substancja jest 6 razy bardziej toksyczna niżkwas cyjanowodorowy i ma wiele czynników wpływu na organizm człowieka: mutagen, kancerogen, teratogen (wpływ na rozwój płodu).

W środowisku ma właściwość kumulacji (kumulacji) w obiektach ożywionych i nieożywionych. Podczas utleniania heptylu powstaje substancja, która jest 10 razy bardziej toksyczna niż pierwotna - nitrozodimetylohydrazyna.

Maksymalne dopuszczalne stężenia heptylu w wodzie - 0,02 mg/l, w glebie - 0,1 mg/l. Pary są niebezpieczne w bardzo niskich stężeniach.

Co jest niebezpieczne dla biosfery

Testowanie heptylu jako paliwa do międzykontynentalnych rakiet kosmicznych w Związku Radzieckim rozpoczęto w 1949 roku. Jest nadal używany w pojazdach nośnych z rodziny Proton.

Kiedy takie lotniskowce są uruchamiane, zużyte etapy (pierwszy i drugi), w których znajdują się zapasy paliwa, są zrzucane na obszary jesienne (specjalne słabo zaludnione terytoria). A to około 500 kilogramów paliwa. Od 2003 roku zrzut ten odbywa się na dużych wysokościach, a paliwo jest utleniane tlenem z całkowitym rozkładem do substancji prostych.

Ale po wylądowaniu i dalszym zniszczeniu tych obiektów dochodzi do lokalnego skażenia gleby heptylem. A w glebie powstaje już trująca nitrozodimetyloamina. A potem może dostać się do wód gruntowych.

Co robić

Oprócz zanieczyszczenia gleby w miejscach, w których spadają stopnie lotniskowców, istnieje również problem rozlanego paliwa w miejscach, gdzie tankowane są rakiety. Oprócz tego, że przedostaje się do gleby, wchodzi w postaci aerozolu doatmosfera.

Istnieją również miejsca, w których heptylowe paliwo rakietowe jest produkowane (firma Gazprom, Salavat) i gubione podczas transportu.

A jeśli wszystko jest trudne z heptylem w aerozolu, możesz zebrać rozlany. I takie technologie opracowują chemicy.

Jednym ze sposobów jest usunięcie wierzchniej warstwy gleby i przemycie jej nadkrytycznym stężeniem dwutlenku węgla. Ale w praktyce stosuje się prostszą metodę - napełnianie zanieczyszczonego obszaru benzyną i spalanie go. Jednocześnie gleba jest niszczona, a produkty spalania rozpraszane w atmosferze.

Ale to nie wszystko. Istnieją również bardziej przyjazne dla środowiska sposoby pozbycia się heptylu, ale są one drogie i pracochłonne. I właśnie z tym problemem walczą dziś ekolodzy.

Incydent w Jarosławiu

Wszystkie pytania dotyczące niebezpieczeństw związanych z heptylem nie są poddawane dyskusji przez opinię publiczną. Potwierdzeniem tego jest przypadek Jarosławia, który miał miejsce w nocy 1 lutego 1988 roku. Wtedy prawie na moście przez Wołgę przewróciła się cysterna kolejowa z setkami kilogramów heptylu, które wysypały się na ziemię. Na szczęście paliwo nie dostało się do rzeki i nie zapaliło.

Strefa kordonowa miała 500 metrów, obejmowała przedszkole i szkołę. Ewakuowano mieszkańców okolicznych domów. W tym samym czasie ludność została poinformowana, że rozlana została trująca substancja, ale nikt nie wiedział, że to heptyl.

Skażona gleba została następnie odcięta i przewieziona na cmentarzysko. Wszystkich 12 likwidatorów wypadku trafiło do szpitala.

Trucizna to trucizna

Na terytorium Rosji znajduje się 20 obszarów uderzenia rakiet o łącznej powierzchni 60 kilometrów kwadratowych. Jednocześnie, dopiero w ostatniej dekadzie, rozpoczęto prace nad badaniem wpływu heptylowego paliwa rakietowego na ludzi. Jednak dzisiaj istnieją dowody na to, że w miejscach, w których spadają stadia rakietowe, wrodzona niepełnosprawność u dzieci występuje wielokrotnie częściej niż średnia krajowa.

Ta trucizna może dostać się do ludzkiego ciała przez wodę i powietrze, żywność i drogi kontaktowe. W tym samym czasie dostając się na skórę, już po 30 sekundach jest już w krwiobiegu.

Nie ma antidotum na tę truciznę, jak również określonych leków.

Uszkodzenia zabezpieczające

Oprócz samego heptylu, niebezpieczne dla ludzi toksyny to produkty utleniania heptylu i amylu, a mianowicie:

• Nitrosodimetyloamina. 10 razy bardziej toksyczny niż heptyl.
• Tetrametylotetrazen. Substancja z grupy zagrożenia 3, działa na drogi oddechowe i skórę.
• Dwutlenek azotu (NO_{2). Bardzo toksyczny, może powodować zwyrodnienie błon śluzowych dróg oddechowych, martwicę wątroby, nerek i mózgu.}
• Tlenek azotu (NO). Klasa zagrożenia gazowego jest trzecia. Wpływa na narządy oddechowe i krążeniowe.
• Tlenek węgla (CO). Związek, który wiąże hemoglobinę erytrocytów z przemianą jej karboksyhemoglobiny – stabilnej formy, która prowadzi do głodu tlenu we wszystkich narządach i tkankach.
• Cyjanowodór lub kwas cyjanowodorowy. Substancja I klasy zagrożenia. Silnie toksyczna trucizna wnikająca w skórę. Zatrucietowarzyszy mu uduszenie, aż do śmierci. Przy niskich stężeniach pojawia się uczucie drapania w gardle, gorzki smak w ustach, trudności w mowie i koordynacji, ostry ból głowy, zaburzenia żołądkowo-jelitowe, przyspieszone bicie serca.
• Formaldehyd. Substancja o ostrym zapachu, nawet w niewielkich stężeniach, prowadzi do uszkodzenia błon śluzowych i ogólnego toksycznego uszkodzenia układu nerwowego, nerek i wątroby oraz narządu wzroku.

Zatrucie organizmu może mieć formę ostrą i przewlekłą.

Najbardziej wrażliwe organy

Heptyl niekorzystnie wpływa na wszystkie narządy i układy ludzkiego ciała. W tym przypadku objawia się następujący efekt:

• Neurotropowe (uszkodzenie ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego).
• Hepatotropowe (zaburzenia wątroby).
• Hemolityczny (naruszenia w ilościowym i jakościowym składzie krwi).
• Resorpcja skórno-resorpcyjna (uszkodzenie skóry i błon śluzowych).

Geptyl działa uczulająco, ma właściwości słabego alergenu i działa immunosupresyjnie na organizm ludzki.

Na szczególną uwagę zasługuje teratogenne (embiotropowe) działanie heptylu, które objawia się zmniejszeniem masy płodu, pojawieniem się anemii i rozszerzeniem komór mózgu płodu.

Geptyl ma działanie rakotwórcze i mutagenne na organizm ludzki.

Ostre zatrucie

Ostre zatrucie ma trzy stopnie:

• Łatwe. Objawia się nieżytowym zapaleniem górnych dróg oddechowych i błon śluzowych, niestrawnością, osłabieniem, bólami głowy. Można zaobserwować zmiany w czynności wątroby, leukocytozę i inne zaburzenia krwi.
• Średnia. Przy takim przebiegu pojawiają się objawy zapalenia krtani, zapalenia oskrzeli, rozedmy płuc. Rozwija się zapalenie spojówek, zapalenie żołądka, zapalenie wielonerkowe. Cierpi układ sercowo-naczyniowy – rozwija się tachykardia i nadciśnienie aortalne.
• Ciężkie. Objawy nasilają się, pojawiają się zapalenie płuc i obrzęk płuc, pojawiają się krwawienia wewnętrzne. Od strony przewodu pokarmowego narasta erozja przejść. Pojawia się niedociśnienie, dystrofia mięśnia sercowego, encefalopatia międzymózgowa. Możliwe jest upadek i szok. Pojawia się niewydolność nerek (aż do toksycznego zapalenia wątroby) i niewydolność wątroby. Możliwa śmierć. Przy takim przebiegu zatrucia, nawet po leczeniu, mogą utrzymywać się efekty szczątkowe w postaci dystonii autonomicznej, organicznych uszkodzeń ośrodkowego układu nerwowego, zapalenia wątroby, wrzodów w przewodzie pokarmowym i nefropatii.

Przewlekłe zatrucie heptylem

Ten stan rozwija się wraz z długotrwałym narażeniem na małe dawki trucizny. Objawy to osłabienie, zmęczenie, bóle głowy, drażliwość i zaburzenia snu. Mogą wystąpić bóle wątroby i nerek, w okolicy serca, zaburzenia rytmu.

Dystonia wegetatywno-naczyniowa, wykryto mikroorganiczne uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego. Dysfunkcja wątroby objawia się wzrostem poziomu bilirubiny wkrew.

Zaburzony jest metabolizm węglowodanów i tłuszczów w tkankach wątroby, pojawia się niedobór witaminy B6, znaczące zmiany w pracy układu hormonalnego.

Długotrwałymi konsekwencjami zatrucia heptylem mogą być zaburzenia w funkcjonowaniu układu nerwowego, wrzody żołądka i jelit, głębokie uszkodzenia wątroby (funkcje antytoksyczne, wydalnicze i białkotwórcze), różne encefalopatie.

Podsumuj

W latach 50. ubiegłego wieku Ray Bradbury napisał swoją historię „Złote jabłka słońca”, w której główną ideą jest to, że eksploracja kosmosu przez człowieka przynosi niespotykane dotąd korzyści. Tak będzie, ale na wypadek, gdyby kampania o te dobrodziejstwa nie zniszczyła naszego ziemskiego domu. Nie wspominając o śmierci jego mieszkańców. Chciałabym wierzyć, że kosmiczne „jabłka” będą smaczne i zdrowe, a ich miąższ nie będzie smakował jak toksyczne paliwo do rakiet heptylowych.