在任何情況下,都不應將干冰(固態二氧化碳,-78.5°C)存入液氮(-196°C)罐中。 這一操作違背了基本的安全原則,其主要風險并非源于兩者的極低溫,而是源于其物理和化學性質的巨大差異。
這是禁止該操作的首要原因。
溫差巨大:液氮(-196°C)的溫度遠低于干冰的升華點(-78.5°C)。當干冰浸入液氮時,它會作為一個劇烈的“熱源”,被液氮急速冷卻。
劇烈相變與壓力積聚:干冰會以極其迅猛的速度升華,從固態直接變為氣態二氧化碳。二氧化碳氣體在-196°C時又會瞬間凝結成雪花狀的固態二氧化碳,但這個過程遠跟不上氣體產生的速度。
密封環境下的爆炸:液氮罐并非耐高壓容器(其工作壓力通常低于1MPa)。在密閉的罐體內,瞬間產生的巨大二氧化碳氣體壓力無法及時通過排氣閥釋放,極易導致罐體物理性爆炸,威力足以摧毀整個杜瓦罐并形成致命的金屬碎片。
液氮和二氧化碳氣體都會置換氧氣。
一旦發生泄漏或爆炸,大量的二氧化碳和氮氣會瞬間在低洼、通風不良的空間(如實驗室)聚集,導致環境中的氧氣濃度急劇下降,引發人員快速昏迷和窒息。
污染樣本:液氮罐通常用于儲存高純度的生物樣本(如細胞、菌種)。引入干冰可能帶入雜質,污染液氮和儲存的樣本。
堵塞排氣閥:升華的二氧化碳氣體可能夾帶水分或其他雜質,在極低溫的排氣閥口凝結,導致閥門堵塞。這會破壞罐內的正常壓力平衡,即使沒有干冰直接投入,也可能引發超壓風險。
損壞罐體內部:劇烈的熱沖擊和壓力波動可能對罐體的內部結構造成不可逆的損傷。
在某些特殊情況下(如需要同時使用兩種制冷劑進行運輸或實驗),必須確保它們物理隔離且處于通風良好的開放環境。
絕對禁止的方案:將裝有干冰的容器密封后放入液氮罐。密封容器會在內外壓差下爆裂,后果同樣嚴重。
相對安全的替代方案:
使用獨立的保溫容器:為干冰和液氮分別準備專用的、結構完好的杜瓦罐或泡沫保溫箱。
保持良好通風:將這兩個獨立的容器放置在通風櫥或通風極佳的開闊空間中。
明確標識:清晰標注每個容器的內容物,避免他人誤操作。
容器:使用專用的泡沫塑料保溫箱或特制的干冰儲存箱。切勿使用完全密封的容器,必須留有排氣孔讓二氧化碳氣體安全逸出。
環境:放置在通風良好的地方,避免密閉空間如冰箱、冷庫、汽車車廂內。
個人防護:取用干冰時,務必佩戴厚實的防凍手套和護目鏡,防止凍傷。
切勿將干冰存入液氮罐中。 這一操作的唯一確定性后果就是極高的爆炸風險,足以造成設備損毀、人員重傷甚至死亡的嚴重后果。安全永遠是第一位的,請務必為這兩種極低溫物質提供獨立、合適的儲存環境。