神奇的烟雾报警器

张海宇

当你进入博物馆、电影院或者其他大型公共场所时，当你走进一些新型住宅时，你注意到静静地躺在天花板上或者室内某个角落里的烟雾报警器了吗?

烟雾报警器是令人惊奇的众多发明之一，它每年能挽救数千条生命，而且价格低廉。现在，人们只需花费约100元就可以买到一个烟雾报警器。因此，防火专家们常建议每家每户在每层楼都安装一个烟雾报警器，以防患于未然。小小的烟雾报警器真有这么神奇的功效吗?

其实，它的构成很简单，因为所有的烟雾报警器都由2部分组成：一台用来检测烟雾的感应传感器和一只声音非常响亮的电子扬声器，一旦发生危险可以及时警醒人们。而要维持烟雾报警器的正常运行，只需要一块9伏特的电池就可以了。当今，世界上使用得最为普遍的烟雾报警器当属光电式烟雾报警器和电离式烟雾报警器。

来自散射光的启示

偶而，当你在超市购物，无意中越过了某个界限，这时“滴、滴”的警报声就会在身边炸响。如果仔细观察，你会发现原来在那附近有个光束检测器正在工作。通常，在超市非购物出口一侧的附近，有一个白光光源或者一束低功率激光，而在出口的另一侧则安装有一台能“看见”对面光源的光电式检测器，当你越界时，刚好穿过光束，阻挡了检测器的“视线”。所以，身边才会有声响。那么，这种光电式检测器可以直接用作烟雾报警器吗?

我们可以想象一下，如果直接用光电式检测器作烟雾报警器，那就必须等到商店里到处弥漫着浓烟，直到能够完全遮挡住整个光束时，警报声才会响起。如果这样，我们造出来的烟雾报警器肯定是一个“巨无霸”，而且对烟雾的“大量”要求，也让它失去了在危险发生时，烟雾报警器本该具有的高灵敏度和预警性。

因此，光电式烟雾报警器不同于光电式检测器，它们利用光线的方式有所不同。发明家在烟雾报警器里面安装了一个光源和一台传感器，并让它们彼此间的位置成90°角。这样一来，在正常情况下，从光源发出的光激发在左边并且正好错过传感器：而当烟雾进入盒子内部时，由于烟尘颗粒对光线的散射作用使得一定数目的光线被散射激发到传感器上，然后，传感器再激活烟雾报警器里的扬声器，发出刺耳的报警声。

光电式报警器对烟雾弥漫的火灾更加敏感。例如，一个缓慢燃烧的床垫，由于它燃烧时会释放出大量的烟，光电式报警器可以很容易地检测到，并发出报警声。

电离室内的报警原理

在剧烈燃烧时，可燃物会得到充分燃烧，因此生成物中的碳粒子少，从而产生的烟雾也少。那么，在烟雾不多时，光电式烟雾报警器还能发挥它的威力吗?

现在，电离式烟雾报警器可以帮助我们解决这个难题。与光电式烟雾报警器不同，它并不和光线打交道，而是靠一个电离室和一个电离辐射源来检测烟雾。这类烟雾报警器也很普遍，它可以用来更好地检测在物体剧烈燃烧时产生的少量烟雾。

一个典型的电离式烟雾报警器是什么样的呢?当你揭开盖子时会发现，这个烟雾报警器其实相当简单：仅由一块印制电路板、一个电离室和一个电子扬声器构成。

电离室为铝制，由2个加了电压的盘子和产生电离辐射的放射源一起组成。在电离室的罐子上面，有个凹槽，允许空气流动：而罐子本身则作为电离室的负极盘子。在电离室的罐子下面是一个陶制的支架，里面包含有电离室的阳极盘子。电离源就在那个阳极盘子下面，但千万不要乱动它，否则不但会使警报器失去作用，而且如果不小心吸入了里面所放的放射源，还会对身体造成损害。

由放射源产生的。粒子在电离室电离了空气中的氧原子和氮原子，因此电离式烟雾报警器可以检测到这些电子和离子朝带电压的盘子移动时所产生的微量电流。当烟雾进入电离室时，因烟雾粒子吸附在离子上面，干扰了上述过程，并使它们失效。这时，电离式烟雾报警器就会通过检测得知，当前电流强度下降，从而感受到周围有烟雾存在，并发出警报声。

通常，电离式烟雾报警器里面的放射源是微量(相当于1／5000克)的镅-241。如果用“居里”(测量核材料的单位)作单位，那么在一个典型的电离式烟雾检测器里包含有0．9微居里的镅-241。

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放射性元素“镅”与α粒子

放射性元素镅有432年的半衰期，是一个很好的α粒子源。由镅产生的。粒子有下列特性：

它们在电离室里电离空气中的氧原子和氮原子。带负电荷的电子被带有电压的盘子的阳极所吸引，而带正电荷的原子被带有电压的盘子的阴极所吸引(此处是指相对的吸引，就僚磁铁一样)。这样，这些电子和离子朝带电压的盘子移动时就会产生一些微量电流。

α辐射不能穿透一张纸，并且几厘米厚的空气使可以阻断它。而且，在一个电离式烟雾报警器里，放射性元素镅的辐射剂量是极其小的。因此，对电离式烟雾报警器里的放射源我们不必恐慌，只有在直接吸入的情况下，才会造成危险。不过，我们还是不能拿烟雾报警器里的镅来玩，不要摆弄它，或者以其他任何方式来扰乱它，因为这样极有可能使其在空气中传播开来，对自己和他人造成严重危害。

[责任编辑]王亚娜