アルゴックスは、アルゴンと酸素からなるスキューバダイビングの 呼吸ガスの非公式な名称です。アルゴノックスという用語は、同じ混合物を指すために使用されることもあります。混合物は、その使用目的に応じて、さまざまな割合のアルゴンと酸素で構成されます。混合物は、ナイトロックスの製造に使用されるのと同じガス混合技術で製造されますが、アルゴックスの場合、空気ではなく、最初の純酸素部分充填にアルゴンが追加されます。
アルゴックスは本質的には理論上の潜水ガスであり、使用されることはほとんどなく、その利点が欠点を上回るような実用的用途はないと考えられています。[要出典]
考えられる用途
人類による火星探査
火星の大気には比較的アルゴンが豊富に含まれているため、アルゴックス、または半アルゴックス/半ナイトロックスは、火星の有人探査に使用できる酸素混合物です。火星の大気は、およそ 95% のCO2、1.9 % のアルゴン、 1.9 % の窒素で構成されています。人間が純粋な酸素を呼吸することは可能ですが、アポロ 1 号の火災には純粋な酸素の大気が関係していました。そのため、火星の居住地には追加のガスが必要になる可能性があります。1 つの可能性は、火星の大気から窒素とアルゴンを取り込むことですが、これらを互いに分離することは困難です。その結果、火星の居住地では 40% のアルゴン、40% の窒素、20% の酸素を使用することになります。呼吸用の空気に関するもう 1 つのコンセプトは、再利用可能なアミン ビーズ二酸化炭素スクラバーを使用することです。1 つの二酸化炭素スクラバーが宇宙飛行士の空気をろ過している間、もう 1 つは火星の大気に排出されます。[1] [2]
ドライスーツの膨張
深海潜水中の窒素中毒を防ぐために使用される呼吸ガストリミックスに含まれるヘリウムは、空気に比べて熱伝導率が高く、ドライスーツの膨張には適していません。ドライスーツでトリミックスを呼吸するダイバーは、通常、減圧ガス(通常はナイトロックスまたは酸素)でドライスーツを膨張させます。ドライスーツの膨張専用のアルゴン入りの小さなシリンダーを携帯しているダイバーもいます。 [3]
トライミックスを必要としない 30~45 メートル (100~150 フィート) の中深度で潜る 2 番目のクラスのダイバーは、多くの深海ダイビング コースで教えられているように、緊急時に備えてポニー ボトルを携帯することがあります。このような 2 番目のボトルは 3 リットルであることが多く、タンク ブラケットからスリング マウントまでさまざまな方法で取り付けられます。ドライスーツを使用する場合、この 2 番目のボトルはアルゴックスに使用できます。[独自の調査? ]
中には[誰? ] 、酸素含有量が空気と同程度のアルゴックス混合物をスーツの膨張用ガスとして純粋なアルゴンの代わりに使用できると主張する人もいます。そのような混合物の熱伝導率は純粋なアルゴンよりわずかに高いだけであり、純粋なアルゴンとは異なり、緊急時に呼吸できるからです。しかし、スーツの膨張用ガスを緊急呼吸ガスとして使用することには多くの問題があります。アルゴンは非常に麻薬性のガスであるため、20 メートル (66 フィート) 以上の比較的浅い深さでしか呼吸できません。しかし、緊急時には、3 メートル (10 フィート) から 9 メートル (30 フィート) の間の一般的な減圧レベルでは、十分な減圧時間を確保するためにこれで十分であり、ダイバーを直接浮上させる必要がなくなります。一般的な非常に小さなスーツ膨張用シリンダーはサイズが小さいため、呼吸するとすぐに内容物が空になりますが、大型のポニーの場合はそうではありません。
アルゴンの熱伝導率は空気やナイトロックスの 68% であるため、ドライスーツの膨張に使用されます。アルゴン 20% を使用すると、この値は空気の 74% にわずかに低下します。
アルゴンは、深海ではより安価で容易に入手できる窒素よりも麻酔性(約 2.3 倍)がはるかに強いため、主要な呼吸ガスとしての役割において窒素に負けてしまいます。麻酔による空気の最大作動深度を40 メートル(130 フィート)とすると、20% アルゴックス(20% O 2、80% Ar)の場合は 14.5 メートル(48 フィート)になります。[a]
減圧ガス
等圧逆拡散理論によれば、アルゴンは窒素に比べて分子量が大きい(40対28 u)ため、ナイトロックスの代わりに減圧ガスとして使用した場合、不活性ガスの負荷が少なくなる可能性があると理論づけられている。[4]約47%を超える酸素を含むアルゴス混合物のMODは、アルゴン麻酔MODではなく、酸素MOD(1.5 atm ppO2と仮定)によって制限される。アルゴス混合物の最大MODは、酸素47%、アルゴン53%で発生し、約73 fsw(22 m)である。この深さは、2 成分のアルゴン/酸素混合物で安全に到達できる理論上の最大値です。酸素の割合が約 50% を超えると、この深さに達する前に酸素中毒が発生し、アルゴンの割合が約 50% を超えると、この深さに達する前にアルゴン中毒が発生します。
しかし、アルゴックスは窒素よりも麻薬性が高く(減圧混合物を誤って吸入した場合、より危険である)、またアルゴックスはナイトロックスよりもやや高価であり、また主に減圧中にアルゴンを吸入することの実際の(理論上ではなく)生理学的側面に関する研究がほとんど行われていないため、現在、アルゴックスはこの目的ではどの専門機関でも推奨されていません。[5]
アルゴン混合ガスを使用して減圧するダイバーに関する研究はほとんどないが、アルゴスを使用して減圧する宇宙飛行士に関する科学的研究は行われている。これらの研究の暫定的な結果では、純酸素よりもアルゴスを使用した方が減圧症の発症率が高いことが示された。しかし、ダイビングでアルゴスが使用される圧力では、純酸素を使用して減圧することはできず、アルゴンと窒素の直接的な比較は行われていない。[6] また、ダイビングコミュニティ内では、アルゴン混合ガスでの減圧に関する非公式な実験で減圧症の発生率が高くなったという逸話的な証拠が一定数あるが、正式な研究はない。[7]
参照
- ヘリオックス – ヘリウムと酸素を混合した呼吸用ガス
- ハイドロリオキシ – 水素、ヘリウム、酸素の混合ガス
- ハイドロックス – 非常に深い潜水に実験的に使用される呼吸ガス混合物
- ナイトロックス – 呼吸ガス、窒素と酸素の混合物
- トリミックス – 酸素、ヘリウム、窒素からなる呼吸ガス
注記
- ^ 酸素、窒素、空気の麻酔作用はどれもほぼ同じで、アルゴンは 2.3 倍であると仮定すると、20% アルゴンの麻酔作用が 5 bar の空気と同じになる圧力 (P) (つまり 40 メートル) は、P x (0.2 + (0.8 x 2.3)) = 5 で求められます。つまり、P = 2.45 bar となり、これは 14.5 メートルに相当します。
参考文献
- ^ 「火星の洞窟 - 火星の空気呼吸するネズミ」highmars.org。2007年7月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年6月12日閲覧。
- ^ Courtland, Rachel (2015年9月30日). 「Suiting Up for the Red Planet」. IEEE Spectrum . 52 (10): 36–38. doi :10.1109/MSPEC.2015.7274192. S2CID 46224902. 2019年1月9日閲覧。
- ^ Nuckols, Marshall L; Giblo, J; Wood-Putnam, JL (2008). 「スーツ膨張ガスとしてアルゴンを使用した場合の潜水服の熱特性 (要約)」。海中および高圧医学。35 (4)。2009-04-12にオリジナルからアーカイブ。2008-10-24に取得。
{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - ^ D'Aoust BG、Stayton L、Smith LS(1980年9月)。「稚魚サケを用いた減圧の基本パラメータの分離」。Undersea Biomed Res。7(3):199–209。PMID 7423658。 2009年4月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月28日閲覧。
{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - ^ Rahn H, Rokitka MA (1976年3月). 「シミュレーション深度におけるマウスコロニーの物理的パフォーマンスによって評価されたN2、A、およびN2Oの麻薬効力」Undersea Biomed Res . 3 (1): 25–34. PMID 1273982. 2009年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月28日閲覧。
{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - ^ Pilmanis Andrew A、Balldin UI、Webb James T、Krause KM (2003 年 12 月)。「アルゴン酸素と 100% 酸素の混合気体を使用した 3.5 psi までの段階的減圧」。Aviat Space Environ Med。74 ( 12): 1243–50。PMID 14692466。2008年8 月 28 日閲覧。
- ^ Scubaboard.com (2010-03-25). 「アルゴン混合ガスでの減圧加速?」2011-02-02閲覧。
外部リンク
- なぜアルゴンなのか? ダイビング用途: なぜアルゴンなのか?
- Tech Diver. 「Exotic Gases」。2008年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年8月28日閲覧。- めったに使用されない理論上の潜水ガスに関するさまざまな議論。
