張海宇

當(dāng)你進(jìn)入博物館、電影院或者其他大型公共場所時，當(dāng)你走進(jìn)一些新型住宅時，你注意到靜靜地躺在天花板上或者室內(nèi)某個角落里的煙霧報警器了嗎?

煙霧報警器是令人驚奇的眾多發(fā)明之一，它每年能挽救數(shù)千條生命，而且價格低廉?，F(xiàn)在，人們只需花費約100元就可以買到一個煙霧報警器。因此，防火專家們常建議每家每戶在每層樓都安裝一個煙霧報警器，以防患于未然。小小的煙霧報警器真有這么神奇的功效嗎?

其實，它的構(gòu)成很簡單，因為所有的煙霧報警器都由2部分組成：一臺用來檢測煙霧的感應(yīng)傳感器和一只聲音非常響亮的電子揚聲器，一旦發(fā)生危險可以及時警醒人們。而要維持煙霧報警器的正常運行，只需要一塊9伏特的電池就可以了。當(dāng)今，世界上使用得最為普遍的煙霧報警器當(dāng)屬光電式煙霧報警器和電離式煙霧報警器。

來自散射光的啟示

偶而，當(dāng)你在超市購物，無意中越過了某個界限，這時“滴、滴”的警報聲就會在身邊炸響。如果仔細(xì)觀察，你會發(fā)現(xiàn)原來在那附近有個光束檢測器正在工作。通常，在超市非購物出口一側(cè)的附近，有一個白光光源或者一束低功率激光，而在出口的另一側(cè)則安裝有一臺能“看見”對面光源的光電式檢測器，當(dāng)你越界時，剛好穿過光束，阻擋了檢測器的“視線”。所以，身邊才會有聲響。那么，這種光電式檢測器可以直接用作煙霧報警器嗎?

我們可以想象一下，如果直接用光電式檢測器作煙霧報警器，那就必須等到商店里到處彌漫著濃煙，直到能夠完全遮擋住整個光束時，警報聲才會響起。如果這樣，我們造出來的煙霧報警器肯定是一個“巨無霸”，而且對煙霧的“大量”要求，也讓它失去了在危險發(fā)生時，煙霧報警器本該具有的高靈敏度和預(yù)警性。

因此，光電式煙霧報警器不同于光電式檢測器，它們利用光線的方式有所不同。發(fā)明家在煙霧報警器里面安裝了一個光源和一臺傳感器，并讓它們彼此間的位置成90°角。這樣一來，在正常情況下，從光源發(fā)出的光激發(fā)在左邊并且正好錯過傳感器：而當(dāng)煙霧進(jìn)入盒子內(nèi)部時，由于煙塵顆粒對光線的散射作用使得一定數(shù)目的光線被散射激發(fā)到傳感器上，然后，傳感器再激活煙霧報警器里的揚聲器，發(fā)出刺耳的報警聲。

光電式報警器對煙霧彌漫的火災(zāi)更加敏感。例如，一個緩慢燃燒的床墊，由于它燃燒時會釋放出大量的煙，光電式報警器可以很容易地檢測到，并發(fā)出報警聲。

電離室內(nèi)的報警原理

在劇烈燃燒時，可燃物會得到充分燃燒，因此生成物中的碳粒子少，從而產(chǎn)生的煙霧也少。那么，在煙霧不多時，光電式煙霧報警器還能發(fā)揮它的威力嗎?

現(xiàn)在，電離式煙霧報警器可以幫助我們解決這個難題。與光電式煙霧報警器不同，它并不和光線打交道，而是靠一個電離室和一個電離輻射源來檢測煙霧。這類煙霧報警器也很普遍，它可以用來更好地檢測在物體劇烈燃燒時產(chǎn)生的少量煙霧。

一個典型的電離式煙霧報警器是什么樣的呢?當(dāng)你揭開蓋子時會發(fā)現(xiàn)，這個煙霧報警器其實相當(dāng)簡單：僅由一塊印制電路板、一個電離室和一個電子揚聲器構(gòu)成。

電離室為鋁制，由2個加了電壓的盤子和產(chǎn)生電離輻射的放射源一起組成。在電離室的罐子上面，有個凹槽，允許空氣流動：而罐子本身則作為電離室的負(fù)極盤子。在電離室的罐子下面是一個陶制的支架，里面包含有電離室的陽極盤子。電離源就在那個陽極盤子下面，但千萬不要亂動它，否則不但會使警報器失去作用，而且如果不小心吸入了里面所放的放射源，還會對身體造成損害。

由放射源產(chǎn)生的。粒子在電離室電離了空氣中的氧原子和氮原子，因此電離式煙霧報警器可以檢測到這些電子和離子朝帶電壓的盤子移動時所產(chǎn)生的微量電流。當(dāng)煙霧進(jìn)入電離室時，因煙霧粒子吸附在離子上面，干擾了上述過程，并使它們失效。這時，電離式煙霧報警器就會通過檢測得知，當(dāng)前電流強度下降，從而感受到周圍有煙霧存在，并發(fā)出警報聲。

通常，電離式煙霧報警器里面的放射源是微量(相當(dāng)于1／5000克)的镅-241。如果用“居里”(測量核材料的單位)作單位，那么在一個典型的電離式煙霧檢測器里包含有0．9微居里的镅-241。

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放射性元素“镅”與α粒子

放射性元素镅有432年的半衰期，是一個很好的α粒子源。由镅產(chǎn)生的。粒子有下列特性：

它們在電離室里電離空氣中的氧原子和氮原子。帶負(fù)電荷的電子被帶有電壓的盤子的陽極所吸引，而帶正電荷的原子被帶有電壓的盤子的陰極所吸引(此處是指相對的吸引，就僚磁鐵一樣)。這樣，這些電子和離子朝帶電壓的盤子移動時就會產(chǎn)生一些微量電流。

α輻射不能穿透一張紙，并且?guī)桌迕缀竦目諝馐箍梢宰钄嗨?。而且，在一個電離式煙霧報警器里，放射性元素镅的輻射劑量是極其小的。因此，對電離式煙霧報警器里的放射源我們不必恐慌，只有在直接吸入的情況下，才會造成危險。不過，我們還是不能拿煙霧報警器里的镅來玩，不要擺弄它，或者以其他任何方式來擾亂它，因為這樣極有可能使其在空氣中傳播開來，對自己和他人造成嚴(yán)重危害。

[責(zé)任編輯]王亞娜