液氮

存儲與防護

操作注意事項：密閉操作，提供良好的自然通風(fēng)條件。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴格遵守操作規(guī)程。液態(tài)氮在常壓時的溫度非常低，一旦與物體表面接觸將迅速地沸騰，同時也會迅速帶走大量的熱能。因此，使用液氮時須額外注意，避免與皮膚的直接接觸。裝填時應(yīng)穿戴護具，如防凍手套。切忌使用棉質(zhì)手套，棉質(zhì)手套會借由毛細現(xiàn)象吸附大量的液氮導(dǎo)致手套結(jié)凍。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

儲存注意事項：儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。庫溫不宜超過30 ℃。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

工程控制：密閉操作，提供良好的自然通風(fēng)條件。

呼吸系統(tǒng)防護：一般不需特殊防護。但當作業(yè)場所空氣中氧氣濃度低于18%時，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。

眼睛防護：戴安全防護面罩。

身體防護：穿防寒服。

手防護：戴防寒手套。

其他防護：避免高濃度吸入、防止凍傷。

危險性

液態(tài)氮在常溫環(huán)境下會迅速揮發(fā)為氮氣，由液態(tài)轉(zhuǎn)而成為氣態(tài)。同一時間，體積將快速膨脹，在非壓力式之密閉容器中儲存可能會導(dǎo)致氣爆。若為非正壓式儲存桶，切勿將液態(tài)氮常溫儲存于密封容器中。

氮氣屬于非活性物質(zhì)，若在密閉空間內(nèi)使用液氮，由液氮所汽化出的氮氣將會填滿整個空間，慢慢地取代掉空氣中的氧氣，使氧濃度降低從而令人窒息，故必須在開放式的空間中使用液態(tài)氮。

應(yīng)急措施

急救措施

皮膚接觸：脫掉所有限制凍傷部位血液循環(huán)的衣服。不要揉搓凍結(jié)部分，以免引起肌肉組織受傷。將受傷部位放在38～42 ℃的溫水中復(fù)溫，并立即請醫(yī)生治療。凍傷肌肉組織是無痛的，且呈現(xiàn)臘黃色。當它開始解凍時，皮膚會感覺腫脹，有疼痛感，并且容易感染。如果身體凍傷部分已解凍，須用干燥無菌布蓋上，并用一大塊保護性外罩裹好等待醫(yī)療處理。對于大面積凍傷，先脫掉衣服，然后用溫水沖洗,并請醫(yī)生治療。

吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。

消防措施

危險特性：若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。

有害燃燒產(chǎn)物：本品不燃。

滅火方法：本品不燃。用霧狀水保持火場中容器冷卻?？捎渺F狀水噴淋加速液氮蒸發(fā)，但不可使水槍射至液氮。

應(yīng)急處理

應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防寒服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。用排風(fēng)機將漏出氣送至空曠處。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗后再用。

液氮外泄處理方法

吸入氮氣濃度不太高時，患者最初感胸悶、氣短、疲軟無力；繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。

1．迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并設(shè)置隔離區(qū)域，嚴格限制出入。

2．通知消防及相關(guān)單位。

3．應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防寒服，戴防寒手套。

4．避免泄漏液體流入地下室或其他密閉有人工作空間，如無法避免應(yīng)立即通知相關(guān)部門。

5．不要直接接觸泄漏物。

6．盡可能切斷泄漏源。

7．可用霧狀水噴淋加速液體蒸發(fā)，但不可使水槍射至液體。

8．防止氣體在低凹處積聚，用排風(fēng)機將漏出氣送至空曠處。

9．禁止人員在低洼或下風(fēng)區(qū)停留。

用途

工業(yè)用途

工業(yè)生產(chǎn)中，用壓縮液體空氣分餾的方法獲得液氮，可以用于作為深度制冷劑，由于其化學(xué)惰性，可以直接和生物組織接觸，立即冷凍而不會破壞生物活性，因此可以用于1：

（1）迅速冷凍和運輸食品，或制作冰品。

（2）進行低溫物理學(xué)的研究。

（3）在科學(xué)教育中演示低溫狀態(tài)。在常溫下柔軟的物體在液氮中浸泡一下，就會脆如玻璃。

（4）提供高溫超導(dǎo)體顯示超導(dǎo)性所需的溫度，例如釔鋇銅氧。

（5）可作制冷劑，用來迅速冷凍生物組織，防止組織被破壞。

（6）用于工業(yè)制氮肥。

（7）用于化學(xué)檢測，如BET比表面積測試法。

生物及醫(yī)學(xué)用途

（1）除滅紅火蟻。

（2）在外科手術(shù)中可以用迅速冷凍的方法幫助止血和去除皮膚表面的淺層需要割除的部位。

（3）保存活體組織，生物樣品以及精子和卵子的儲存。

（4）可作制冷劑，用來迅速冷凍生物組織，防止組織被破壞。

食物保鮮

在冷凍過程中，冰晶的形成會造成產(chǎn)品的品質(zhì)下降，食物通過最大冰晶生成帶的時間越短，生成的冰晶越小，對食品的損害越小。液氮在常壓下的沸點是-195.8 ℃。液[FZ1] 氮速凍技術(shù)利用液氮超低溫吸熱的特性，將液氮與食品接觸，以200 K以上的溫差進行強烈熱交換，凍結(jié)速度極快，降溫速率達 7～15 K/min2。

由于液氮在短時間內(nèi)低溫冷凍，在食品內(nèi)部形成細小且分布均勻的冰晶，對細胞損傷小，解凍后汁液流失少，能保持食品的營養(yǎng)、口感和原有風(fēng)味。與此同時，液氮蒸發(fā)為氮氣取代了空氣，可在凍結(jié)過程中降低氧氣濃度，減小食品呼吸與養(yǎng)化。當液氮與形狀不規(guī)則的食物接觸時，可以使傳熱阻力最小化3。

冷凍治療

液氮冷凍治療是近代治療學(xué)領(lǐng)域中的一門新技術(shù)。液氮冷凍治療是一種冷凍生物學(xué)的綜合效應(yīng)4。正常細胞在極度冷凍的狀態(tài)下，會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損害。它就是通過極度冷凍的狀態(tài)下，將病區(qū)細胞迅速殺死，使得病區(qū)得到正常的恢復(fù)。一般用來治療瘊子、雞眼以及皮膚病等5。

冷凍手術(shù)還用以治療乳腺癌。以色列醫(yī)療公司IceCure于2012年開發(fā)出一種利用冷凍療法治療乳腺癌的最新技術(shù)，用液氮將乳腺癌細胞冷凍并且殺死，該公司正在對其進行臨床試驗。如果試驗成功，今后乳腺癌患者就能夠在不接受外科手術(shù)的情況下，將體內(nèi)腫瘤“切除”6。

過冷液氮冷卻系統(tǒng)

液氮的溫度低于其飽和壓力對應(yīng)的飽和溫度時即轉(zhuǎn)變成過冷液氮，且溫度越低冷卻效果越佳。基于被冷卻對象要求和液氮性質(zhì)設(shè)計的過冷液氮冷卻系統(tǒng)( subcooled liquid nitrogen cooling system，SLNCS)具有壓力穩(wěn)定、流量可控和連續(xù)運行等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于低溫永磁波蕩器、超導(dǎo)電纜、高溫超導(dǎo)電機等領(lǐng)域，低溫永磁波蕩器磁鐵材料冷卻至液氮溫區(qū)可獲得更高的峰值場強和抗輻射退磁能力，超導(dǎo)電纜在液氮溫區(qū)能進入超導(dǎo)狀態(tài)，電阻消失，幾乎可實現(xiàn)無損失輸電7，高溫超導(dǎo)電機內(nèi)超導(dǎo)材料在低溫下可表現(xiàn)出獨特性質(zhì)，有助于提高電機工作效率和穩(wěn)定性8。