液体窒素
導入
液体窒素は窒素ガスの液体形態であり、不活性、無色、無臭、非腐食性、非可燃性の特性で知られています。温度は極めて低く、窒素ガスは地球の大気のかなりの部分を占めています (体積で約 78.03%、重量で約 75.5%)。標準大気圧では、窒素の沸点は -196.56 度で、1 立方メートルの液体窒素は 21 度で 696 立方メートルの気体窒素に膨張します。液体窒素は、通常、空気分留プロセスを通じて産業界で生産され、幅広い用途がありますが、接触すると凍傷の危険があるため、慎重な取り扱いが必要です。
物理的及び化学的性質
外観と特徴:無色無臭の液体。
融点: -210 度
沸点: -196 度
蒸発熱: 5.56 kJ/mol
臨界温度: -147 度
臨界圧力: 3.40 MPa
溶解性: 水およびエタノールにわずかに溶けます。
保管および安全上の注意
作業手順：液体窒素は、適切な自然換気のある密閉された環境で取り扱う必要があります。液体窒素を扱う作業員は、専門的な訓練を受け、安全プロトコルを厳守する必要があります。作業員は、皮膚との接触を防ぐために、耐寒性の衣服と手袋を着用することをお勧めします。作業場へのガス漏れを防ぐための対策を講じる必要があります。輸送中は、容器が損傷しないように注意して取り扱う必要があります。緊急時の漏洩対応設備はすぐに利用できるようにしておく必要があります。
保管ガイドライン:液体窒素は、涼しく換気の良い保管室に保管し、保管温度が 30 度を超えないようにしてください。保管エリアには、安全を確保するために緊急漏洩対応装置を備え付ける必要があります。
エンジニアリングコントロール:十分な自然換気を確保しながら密閉操作を実施します。
呼吸保護：通常、特別な呼吸保護は必要ありません。ただし、作業環境の酸素濃度が 18% を下回る場合は、自給式呼吸器、酸素呼吸器、長いホース付きのフルフェイスマスクなどの適切な呼吸保護具を着用する必要があります。
目の保護：液体窒素が目に入るのを防ぐため、作業員は安全ゴーグルまたはフェイスシールドを着用する必要があります。
身体保護:身体の断熱性を確保するために、作業員は耐寒性のある衣服を着用する必要があります。
手の保護:液体窒素に手が触れるのを防ぐために、極寒に耐えられるように設計された手袋を着用する必要があります。
危険
侵入経路: 吸入
健康被害: 液体窒素が皮膚に接触すると凍傷を起こす可能性があります。標準圧力で過剰な液体窒素が蒸発すると、空気中の酸素分圧が低下し、低酸素性窒息の極端なケースを引き起こす可能性があります。液体窒素自体は可燃性でも爆発性でもないことに注意することが重要です。
中毒治療緊急処置
S親族の連絡先: 凍傷の場合は直ちに医師の治療を受けてください。
吸入: 窒素ガスまたは通常より低い濃度のガスを吸入した場合は、直ちに影響を受けた人を新鮮な空気のある場所に移動し、気道が塞がれていないことを確認してください。呼吸困難が生じた場合は、酸素を投与してください。呼吸が止まった場合は、人工呼吸を行い、医師の診察を受けてください。
消火対策
危険性特性: 液体窒素容器が熱にさらされると、内部圧力が上昇し、破裂または爆発を引き起こす可能性があります。
危険な燃焼生成物: 液体窒素自体は燃焼しないため、燃焼生成物は発生しません。
消火方法: 液体窒素は燃えないので、消火対策は必要ありません。熱暴露により容器の完全性が懸念される場合は、水を噴霧して容器を冷却することができます。ただし、潜在的な危険を防ぐために、液体窒素に直接水を噴霧することは避けてください。
緊急時の対応
緊急対応：
液体窒素が漏れた場合は、汚染されたエリアから速やかに避難し、風上に移動し、立ち入りが制限された隔離ゾーンを設定してください。緊急対応者は、漏れた物質に直接触れないように、自給式陽圧呼吸器、耐寒性衣服、手袋を着用する必要があります。漏れの原因を断つよう努め、換気扇を使用して漏れたガスを屋外に拡散させる必要があります。漏れた容器は慎重に取り扱い、修理、検査、テストを行ってから再利用してください。
液体窒素流出時の処理:
低濃度の窒素ガスを吸入した場合、初期症状として胸の圧迫感、息切れ、疲労感などが生じることがあります。その後、落ち着きのなさ、極度の興奮、動揺、走り回る、叫ぶ、無表情、不安定な歩行、さらには重症の場合は昏睡や死亡に至ることもあります。以下の対策を講じる必要があります。
1. 汚染された地域から人々を風上の場所へ速やかに避難させ、立ち入りが制限された隔離区域を設ける。
2. 消防署および関係当局に通報します。
3. 緊急対応者は、自給式陽圧呼吸器、耐寒性衣類、手袋を着用する必要があります。
4漏洩物が地下室やその他の密閉された作業場に流れ込まないようにしてください。避けられない場合は、直ちに関係当局に連絡してください。
5. 漏れた物質に直接触れないようにしてください。漏れの原因を断つよう努めてください。
6. 水を霧状に噴霧すると液体の蒸発を早めることができますが、液体に直接水を噴霧しないでください。
7. 低地でのガスの蓄積を防ぎ、排気ファンを使用して漏れたガスを屋外に排出します。作業員が低地や風下の場所に留まることを禁止します。
用途 産業用途
液体窒素は、次のような産業プロセスでさまざまな用途に使用されています。
1.食品の急速冷凍・輸送、氷の製造、低温物理学研究への利用。
2. 室温の物体を液体窒素に浸してガラスのように脆くするなど、科学教育における低温状態のデモンストレーション。
3. イットリウムバリウム銅酸化物などの高温超伝導体に必要な温度を提供します。生物組織の損傷を防ぐために急速凍結するための冷媒として機能します。
4. 窒素肥料の製造への利用。
5. BET表面積試験法などの化学分析への応用。
生物学的および医学的用途
液体窒素は、生物学や医学の分野でもさまざまな用途に使用されています。
1. ヒアリなどの害虫の駆除。
2. 外科手術における急速凍結により、止血と皮膚表面の切除可能な病変の除去を補助します。
3. 生体組織、生物学的サンプル、精子、卵子を凍結保存し、長期の生存と使用を維持する。
4. 再度強調しますが、液体窒素は、生物組織の損傷を防ぐために急速に凍結するための冷媒として広く使用されています。
規制情報
液体窒素の安全な使用は、保管、輸送、取り扱いを含め、さまざまな国の規制や基準の対象となります。液体窒素を使用する場合は、人員と環境の安全を確保するために、現地および国際的な安全規制を厳守することが不可欠です。
