Wurden in der Internationalen Raumstation giftige Metalle verwendet?

Wurde eines der folgenden Metalle in der ISS verwendet?

  • Blei : Wird in einigen Batterien und in vielen Arten von Lötzinn verwendet.
  • Quecksilber : Wird in einigen Batterien und in Neigungsschaltern verwendet (von denen ich erwarten würde, dass sie auf der ISS keinen Nutzen haben).
  • Cadmium : Wird in einigen Batterien und in einigen Fotowiderständen verwendet.
  • Arsen : Wird in einigen LEDs verwendet.

Wenn es eine Richtlinie gibt, die einen oder mehrere von ihnen verbietet, wäre ein Zitat nützlich.

Ich kann keine direkten Erwähnungen der Verwendung dieser Materialien finden, aber es gibt dieses Dokument über "Anforderungen an Materialien und Prozesse der Raumstation", das das Thema behandelt. Auf Seite 28 werden Cadmium und Quecksilber erwähnt. Blei selbst ist schwer, also würde es sowieso so weit wie möglich vermieden werden und abgesehen davon ist es in seiner festen Form nicht wirklich giftig.
Beryllium ist ein weiteres giftiges Metall, das in Raumschiffen verwendet wird, beispielsweise in der Merkurkapsel.
Bleilot gilt in Bezug auf die Zuverlässigkeit immer noch als die beste Lösung für Elektronik in Luft- und Raumfahrtqualität. Außerdem benötigen Sie bei einigen Maschinentypen Gewichte, und da die Gewichte bei dieser Art von Fahrzeug kompakt sein müssen, wäre Blei (oder sogar DU!!) ein wahrscheinlicher Kandidat ....
dies und dies legen nahe, dass Cadmium aufgrund der Ausgasung für Vakuumanwendungen ungeeignet ist und Blei aus dem gleichen Grund für Hochtemperatur-Vakuumanwendungen ungeeignet ist. Zinn-Silber-Lot wird als bessere Wahl für Vakuum vorgeschlagen.
@GittingGud Aber Zinn-Whisker könnten noch mehr vermieden werden.
Die Nickel-Wasserstoff-Batterien der ISS verwenden kein Blei, Quecksilber oder Cadmium (zumindest nicht in großen Mengen und wahrscheinlich überhaupt nicht).
Untersuchen Sie auch, welche Solarzellenchemie verwendet wurde (scheint schwer zu bestimmen). Einige Materialien für Solarzellen, wie Thalliumselenid, bestehen aus stark toxischen Elementen.
Der Titel der Frage passt nicht ganz zum Körper, da er nach giftigen Metallen fragt, aber der Körper erwähnt ausdrücklich vier. Eisen kann zum Beispiel giftig sein.
@barbecue: Verwenden Sie die Frage im Titel. Als ich die Frage schrieb, erwartete ich eine umfassende Antwort (was typisch für Space.SE ist ). Der Körper war das, was ich mir von einer solchen Antwort erhofft hatte. Die Dinge haben sich nicht ganz so entwickelt, und wir haben mehrere Antworten. Ich bin mit den Antworten zufrieden, daher sehe ich keine Notwendigkeit, die Frage zu bearbeiten.
Da sich die ISS im Weltraum befindet, besteht sie, wenn wir die Definition der Astronomen verwenden, größtenteils aus Metall, abgesehen von etwas Wasser und möglicherweise Helium.
@Antzi: Sogar das Wasser besteht größtenteils aus Metall (zumindest nach Masse).

Antworten (4)

+1Da Ihr Toxin (Cr(VI) (aq)) um einiges schlimmer ist als mein Toxin (As als GaAs-Kristall), denke ich, dass Sie mehr Stimmen bekommen sollten.

Anmerkung: Proteste in Kommentaren haben mich veranlasst, den folgenden Satz hinzuzufügen. Arsen ist ein giftiges Metall, und Arsen wird auf der ISS verwendet, aber das auf der ISS verwendete Arsen, wie unten beschrieben, ist per se kein giftiges Metall , sondern ein übler, extrem giftiger Halbleiter.

GaAs ist in HCl löslich, was bedeutet, dass Sie lösliches Arsen essen, wenn Sie es essen. Also nicht essen.

Siehe auch diesen Kommentar .

GaAs und AlGaAs sind die Standardsubstrat- und Heterostrukturmaterialien für infrarote, rote und gelbe LEDs und Laser. Anzeigeleuchten und optische Näherungs- und Unterbrechungssensoren sind wahrscheinlich ziemlich zahlreich und werden alle Arsen enthalten.

Sie können die rote LED-Komponente in der neuen RGB-LED-Beleuchtung der ISS in @OrganicMarbles Antwort auf Warum sind diese Astronauten grün sehen?

UHF- und Mikrowellen-Sender und Empfänger-Frontends für alles, von Kommunikation und Daten bis hin zu Radar, für das Andocken von Raumfahrzeugen an GPS, enthalten wahrscheinlich einige Hochgeschwindigkeits-GaAs-Bipolartransistor-Bauelemente.

Arsen ist seit einem halben Jahrhundert ein üblicher Dotierstoff in der siliziumbasierten Elektronik , und sogar die Substratwafer selbst können manchmal mäßig dotiert sein.

Ja, ich hatte erwartet, dass LEDs in der ISS allgegenwärtig sind und somit Arsen. Glücklicherweise ist es so tief eingekapselt (in einem Kristall, in einem Epoxidgehäuse, in einem Instrument), dass eine Exposition nahezu unmöglich ist.
@Dr. Sheldon: Es ist nicht nur eingebettet, die als Dotierungsmittel verwendeten Mengen sind winzig und die tatsächliche LED ist in der Größenordnung von einem Mikrometer dick. Denken Sie daran, dass die Dosis das Gift macht: Es ist einfach nicht genug in den LEDs, um schädlich zu sein.
@jamesqf Bei GaAs (rote LEDs, bipolare HF-Chips) ist das Substrat selbst Galliumarsenid, das Arsen ist nicht nur ein Dotierstoff, es ist die Hälfte des Wafers! Während GaN (Blau- und Weißlicht-LEDs) dazu neigt, eine dünne Epitaxieschicht auf Saphir zu sein, werden die GaAs-Teile aus den Wafern selbst hergestellt.
Wird GaAs nicht auch für die Solarpanels verwendet?
@CBredlow Während viele Satelliten Dual- und Triple-Junction-PV-Zellen mit höherem Wirkungsgrad verwenden, die III-V-Materialien enthalten, bestehen die Panels der ISS nur aus Silizium. Siehe Antworten auf Warum verwendet die ISS nicht die effizientesten verfügbaren Sonnenkollektoren? sowie Wie sind die Silizium-PV-Zellen in den Solarmodulen der ISS aufgebaut? Sind sie so flexibel, wie sie hier erscheinen? Ich weiß nicht, ob sie Arsen-Doping enthalten.
Die LED-Wafer, die in typischen Anzeige-LEDs verwendet werden, sind auch ziemlich klein - ich habe keine genaue Größe, aber sie hat die gleiche Größenordnung wie ein Salzkorn. Leicht unter 1% des Volumens der LED.
@duskwuff Tatsächlich ist das Ausdünnen und Würfeln von Wafern heutzutage erstaunlich!
@uhoh: Galliumarsenid ist kein Arsen, genauso wenig wie Kohlendioxid Sauerstoff ist. Um in den Körper zu gelangen, müsste man es irgendwie in Gallium und Arsen zersetzen.
@jamesqf Die Frage lautet nur: "Wurden in der Internationalen Raumstation giftige Metalle verwendet?" und ich habe die Frage wie gestellt beantwortet. Es ist absolut nichts in der Frage, etwas in seinen Körper zu bekommen; Sie bringen das aus irgendeinem Grund selbst zur Sprache, und ich weiß nicht warum. Es ist ein non sequitur .
Sicher gibt es irgendwo in/auf der ISS auch InGaAs-Detektoren für NIR-Spektroskopie etc.
Jamesqfs Punkt ist, dass GaAs eine geringe Toxizität hat. Der eigentliche Begriff der Toxizität wird durch die biologische Reaktion definiert. Nur weil eines der Atome in einer Verbindung elementar toxisch ist, bedeutet das nicht, dass es in einer fest gebundenen Verbindung toxisch ist, und es kann auch in anderen Verbindungen noch toxischer sein (siehe Organoarsenverbindungen). Außerdem ist GaAs kein Metall.
@ user71659 Ich verstehe das Konzept, ich hatte GaAs-Waferstücke in meiner Hand und ich habe sogar jemanden dafür bezahlt, Quecksilber in meinen Mund zu stecken. Die Frage ist ziemlich kurz und geht nicht ins Detail über die Situation. Es wird nicht ausdrücklich gefragt, ob diese Dinge auf der ISS in einer gefährlichen Form vorliegen. Ich werde einen Satz am Anfang meiner Antwort hinzufügen ...
@uhoh: Galliumarsenid ist kein Arsen. es ist eine Verbindung und hat als solche ganz andere Eigenschaften als seine konstituierenden Atome. Sie müssten es in Ga und As zerlegen, um Toxizität zu erhalten. Ebenso erwarte ich, dass es auf der ISS (auch in den Körpern der Besatzung :-)) erhebliche Mengen an Natriumchlorid gibt. Chlor ist giftig; Natrium könnte es sein, aber es ist schwer zu sagen, weil es bei Kontakt mit Speichel in Flammen aufgehen würde.
@jamesqf das ist richtig, also werde ich in absehbarer Zeit keine nackten III-V-Geräte essen, damit sie sich nicht in meiner HCl zersetzen.
@jamesqf Die Schwermetalltoxizität ist die Funktion der Wasser- und / oder Lipidlöslichkeit der spezifischen Metallverbindung und ihrer Metaboliten. Abhängig von der Dosis führt die Exposition gegenüber Galliumarsenid zu denselben systemischen Toxizitätswirkungen mit denselben Symptomen wie die Exposition gegenüber elementarem Arsen, As₂O₃ oder jeder anderen anorganischen Form von Arsen, die mit Körperflüssigkeiten reagieren oder sich darin auflösen kann; Sobald die Verbindung reagiert, um solubilisiert zu werden, werden die arsenhaltigen Spezies absorbiert, und es spielt keine Rolle, ob sie ursprünglich aus elementarem As oder aus einer Verbindung stammen. {geht weiter}
@jamesqf Diese Tatsache zu widerlegen, indem behauptet wird, dass „Galliumarsenid kein Arsen ist Metalltoxizität ist nur, ob eine bestimmte Verbindung eine biologisch verfügbare Quelle eines toxischen Elements ist oder nicht. Bei chemisch inerten Metallen ist es tatsächlich viel einfacher, das Toxizitätssyndrom dieses spezifischen Metalls mit seinen Verbindungen zu verursachen, als mit der elementaren Form. {geht weiter}
@jamesqf Flüssiges Quecksilber ist bei oraler Einnahme viel weniger toxisch als beispielsweise wasserlösliche Salze dieses Metalls . Und Ihr Beispiel von "erheblichen Mengen Natriumchlorid auf der ISS [...] Chlor ist giftig; Natrium könnte es sein, aber es ist schwer zu sagen, weil es bei Kontakt mit Speichel in Flammen aufgehen würde." verfehlt völlig den Sinn. Natriumchlorid enthält seine Bestandteile in Form von Ionen, Na⁺ und Cl⁻, von denen keines giftig ist (sie sind schließlich essentielle Elektrolyte). Inzwischen enthält GaAs {weiter}
@jamesqf Arsen in Form von Arsenid (As³⁻), das extrem giftig ist, ähnlich wie andere anorganische Formen von Arsen. Die Antwort von uhoh enthält keine falschen Behauptungen und Ihre Argumente sind sowohl ungültig als auch unkonstruktiv. Beifall.

Die Lager der CMG-Rotoren (Control Moment Gyro) verwenden Beryllium, das bei der Bearbeitung ziemlich giftig ist.

Außerdem verwenden Kühlkörper und Keramikteile in Hochleistungs-Radio- und Radargeräten in der Regel Berylliumoxid, das noch giftiger ist, wenn Sie dieses (spröde!!) Material in irgendeiner Weise zersetzen ... Außerdem sind Lager etwas selbstbearbeitend. ..
@rackandboneman Nicht einmal eine hohe Leistung: Ihr Magnetron für Mikrowellenherde verfügt über BeO2-Keramikisolatoren. Sie erkennen es an der rosa Färbung. Es ist sicher, es sei denn, Sie schleifen es.
Ein kompakter 800-W-Sender ist ein hochleistungsfähiges HF-Zeug, selbst wenn Sie damit eine Suppe erhitzen, die nicht für die Luft- und Raumfahrt geeignet ist.

Das Heizsystem enthält Ammoniak in einem seiner Schleifen, was sehr reizend für menschliche Augen, Nase, Rachen und Lungen ist. Auf der Erde können Sie verschüttetes Ammoniak einfach einige Stunden belassen, und es wird in die Atmosphäre verweht, bis es eine ausreichend niedrige Konzentration erreicht hat, um tolerierbar zu sein. In einem Weltraumlebensraum wäre es schrecklich. Möglicherweise können Sie alle in Raumanzüge stecken, die Atmosphäre evakuieren und die Atmosphäre wieder auffüllen. Das Ammoniak würde jedoch in Gewebe und Kunststoff eindringen und nur schwer vollständig abgeführt werden können.

Ammoniak ist ein gutes Kältemittel und kann auch unterhalb der Gefriertemperatur von Wasser verwendet werden, weshalb es auf der ISS toleriert wird. Die Neuigkeiten aus dem Jahr 2019, dass Neopentylglykol ein brauchbares festes Kältemittel ist, sind großartig … wenn es als Kältemittel sowohl bei kalten als auch bei Temperaturen im menschlichen Bereich verwendbar ist, kann die Kühlung von Raumfahrzeugen sicherer und zuverlässiger gemacht werden.

Ammoniak ist unter normalen Bedingungen kein Metall, aber es kann durchaus schädlich sein.
Wurden in der Internationalen Raumstation giftige Metalle verwendet?
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