Phương pháp nghiên cứu khoa học " Sét "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Theo thời gian, sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng đạt được những thành tựu to lớn; những kiến thức khoa học ngày càng sâu và rộng hơn. Khoa học kỹ thuật đã có những tác động quan trọng góp phần làm thay đổi bộ mặt của xã hội loài người, nhất là những ngành khoa học kỹ thuật cao. Cũng như các môn khoa học khác, Vật lý học là bộ môn khoa học cơ bản, làm cơ sở lý thuyết cho một số môn khoa học ứng dụng mới ngày nay. Sự phát triển của Vật lý học dẫn tới sự xuất...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp nghiên cứu khoa học " Sét "

Trường Đại Học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh Khoa Vật Lí  Đề tài PPNC: Giáo viên hướng dẫn: TSKH. Lê Văn Hoàng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thu Hiền Đào Thị Hiệp Trần Thị Nghiệp Đàng Thị Kim Sắc Lớp Lý 3 Thành phố Hồ Chí Minh_ Tháng 5/2009.
Trang 1 Mục lục Mục lục ........................................................................................................................ 1 Lời mở đầu .................................................................................................................. 3 I. Sét là gì? ......................................................................................................... 4 I.1. Định nghĩa: ....................................................................................................... 4 I.2. Giải thích hiện tượng:....................................................................................... 4 II. Phân loại sét: .................................................................................................. 6 II.1. Sét âm, Sét dương: .......................................................................................... 6 II.2. Sét hòn:............................................................................................................. 6 II.2.1. Hiện tượng: ............................................................................................... 6 II.2.2. Đặc điểm:.................................................................................................. 6 II.2.3. Các lý thuyết về sét hòn: .......................................................................... 7 III. Hậu quả sét đánh: ........................................................................................... 9 III.1. Tác hại chung: .................................................................................................. 9 III.2. Tác hại đến con người: ................................................................................... 11 IV. Phòng chống sét: .......................................................................................... 17 IV.1. Các phương pháp chống sét: .......................................................................... 17 IV.1.1. Dùng lồng Faraday: ............................................................................... 18 IV.1.2. Phương pháp truyền thống: .................................................................... 18 IV.1.3. Phương pháp không truyền thống: ......................................................... 19 IV.1.4. Hút sét bằng tia laser:............................................................................. 20 IV.1.5. Phương pháp phòng chống tích cực:...................................................... 20 IV.2. Thiết bị chống sét: .......................................................................................... 21 IV.2.1. Thiết bị chống sét là gì?.......................................................................... 21 IV.2.2. Công cụ chống sét:.................................................................................. 23 IV.2.2.1. Thiết bị chống sét ống ( PT): ..........................................................23 IV.2.2.2. Chống sét van: ................................................................................24 Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 2 IV.2.2.3. Chống sét VariSTAR UItraSIL: .....................................................28 IV.3. Dự báo sét:...................................................................................................... 31 IV.3.1. Có thể dự báo giông sét sớm 30 phút: .................................................... 31 IV.3.2. Kỹ thuật, thiết bị dự báo sét:................................................................... 32 V. Bí ẩn về sét và tiềm năng ứng dụng: ............................................................ 34 V.1. Tiềm năng:...................................................................................................... 34 V.2. Những điều lý thú về sét: ............................................................................... 37 V.2.1. Tại sao lại gọi là sấm sét dơ bẩn ???? ................................................... 37 V.2.2. Vì sao sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn độc?................. 38 V.2.3. Nguồn tia X trong sấm sét....................................................................... 39 V.2.4. Sét bóc vỏ cây tươi như thế nào?............................................................ 41 V.2.5. Sét cũng lựa chọn.................................................................................... 42 V.2.6. Khi gặp sét, nên làm gì ? ........................................................................ 43 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 45 Câu chuyện về Franklin:.................................................................................... 45 Franklin - Chinh phục lửa thần: ........................................................................ 47 Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 53 Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 3 Lời mở đầu Bạn biết không, sét là một trong những hiện tượng tự nhiên xảy ra thường xuyên nhất, được quan sát tốt nhất nhưng lại là một trong những hiện tượng con người hiểu biết ít nhất. Chúng ta chỉ biết đến sét như một thứ đáng sợ nó có thể phá hoại các công trình xây dựng, thâm nhập vào các thiết bị, phá hỏng đường dây điện. Gây nguy hiểm đến chết người nhưng các bạn có biết rằng “Sét là một trong những thành phần cơ bản cấu thành sự sống trên Trái Đất”. Những nỗ lực không ngừng của các nhà khoa học để điều khiển và nắm bắt được nó đang ngày đêm được tiến hành cùng với giấc mơ chinh phục tự nhiên huyền bí nhưng cho đến tận hôm nay. Họ chỉ có thể nói “Sét là một hiện tượng làm chúng ta bối rối. Nhiều năm đã qua nhưng các câu hỏi lớn vẫn chưa có lời giải đáp – sét hoạt động như thế nào, bắt đầu ra sao trong cơn bão sấm, và lan truyền xuyên không khí theo cách thức nào?”- nhà vật lý học Joe Dwyer đến từ Viện kỹ thuật Florida. Cũng chính vì sự ít hiểu biết ấy, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu này với mục đích có thể tìm ra lời giải đáp về những ẩn của sét, nhưng mong rằng những gì chúng tôi tìm được có thể cung cấp cho mọi người kiến thức phổ thông nhất nhằm hiểu rõ thêm về mức độ nguy hiểm của sét và cách phòng chống sét như thế nào… Quá trình thu thập tài liệu cũng gặp rất nhiều khó khăn vì nó dài và rộng. Nếu có gì sai sót, mong được chỉ dẫn và góp ý của các bạn. Nhóm thực hiện. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 4 I. Sét là gì? I.1. Định nghĩa: Sét là một sự phóng điện xảy ra giữa các phần tử tích điện của những đám mây dông hoặc giữa đám mây dông và mặt đất. Sự phân tích điện tích trong trong một đám mây vũ tích tạo nên một hiệu điện thế khổng lồ giữa phần đỉnh tích điện dương của đám mây với phần chân tích điện âm của đám mây và mặt đất tích điện dương nhờ cảm ứng tĩnh điện. Một khi điện thế hình thành vừa đủ giữa các phần tích điện khác dấu của đám mây hoặc giữa mặt đất tích điện dương H1.1: Sét đánh tháp Eiffel nhờ cảm ứng và phần chân tích điện âm của đám mây thì các điện tích liền bị hút lại gặp nhau tạo ra một tia sét sáng lòa kèm theo tiếng sấm nổ. I.2. Giải thích hiện tượng: Nhiều nhà vật lí tin rằng các điện tích bị phân tách ra khi các hạt nước và hạt băng trong đám mây dông cọ xát vào nhau, sau đó chủ yếu do đối lưu mà các điện tích dương dồn hết về phía đỉnh đám mây còn các điện tích âm thì tập trung về phần chân đám mây. Hai miền tích điện khác dấu của đám mây giống như hai bản của một tụ điện khổng lồ và không khí ở giữa chúng là chất cách điện lúc đầu ngăn không cho điện tích chạy lại gặp nhau và nâng dần hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện. Giữa phần chân đám mây dông và mặt đất tích điện do cảm ứng cũng là một tụ điện với không khí cách điện nằm chen giữa hai bản của tụ điện  Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện đủ lớn để đánh thủng chất cách điện xen giữa hai bản thì có tia lửa sét phóng qua chúng. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 5 Trái với ý nghĩ của nhiều người, sự phóng điện giữa các phần của một đám mây dông hoặc giữa các đám mây dông với nhau xảy ra thường xuyên hơn sét phóng giữa đám mây và mặt đất. Điện tích di chuyển giữa các phần hoặc giữa các đám mây dông dễ dàng hơn giữa đám mây và mặt đất, và do đó chỉ có một phần tư lần sét đánh xảy ra từ đám mây xuống mặt đất mà thôi. Sét bắt đầu hình thành từ một luồng dẫn đường, ví dụ phóng từ đám mây xuống phía dưới, chạy dích dắc và phân thành nhiều nhánh. Luồng dẫn đường có dạng ngoằn ngoèo là do các hạt dẫn điện hình thành một cách hoàn toàn ngẫu nhiên. Khi luồng dẫn đường đi tới mặt đất hoặc đến đủ gần để cho các điện tích dương đang có ở trên mặt đất cảm nhận được lực hút từ luồng dẫn đường thì sẽ có những luồng điện tích dương đi lên từ những vật thể cao như cây, tòa cao ốc, tháp. Khi luồng dẫn đường và luồng đi lên gặp nhau thì sự phóng điện giữa đám mây và mặt đất diễn ra ào ạt. Đường đi của tia sét thoạt đầu là từ điểm tiếp xúc với mặt đất sau đó mỗi nhánh của luồng dẫn đường lại liên tiếp phóng điện xuống đất để lôi cuốn những luồng điện dương đi lên nhiều hơn. Hiệu điện thế trong phóng điện sét lên đến hàng trăm triệu vôn, Những tia lửa tĩnh điện khổng lồ xé toạc khí quyển với tốc độ 60 triệu dặm/giờ. Cường độ dòng điện trong một luồng sét đạt từ 25000 đến 30000 ampe. Sự phóng điện sét chỉ xảy ra trong khoảng thời gian khoảng một phần tư giây đồng hồ. Tiếp theo sau phần nhìn thấy được của một cú sét đánh là giai đoạn không nhìn thấy được của một cột điện tích kéo dài từ đám mây xuống đất. Sự phóng nhanh của các điện tích xuống đất tạo ra va chạm giữa chúng và không khí làm phát sinh ánh sáng chói lòa kèm theo hiệu ứng nổ inh tai. Bán kính của cột điện tích dánh xuống đất trung bình khoảng 6m, nhưng các điện tích phóng mạnh xuống sẽ chạy lan theo mặt đất và các dòng điện trên đất này cũng cực kì nguy hiểm.  Sét là một trong những thành phần cơ bản cấu thành sự sống trên trái đất Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 6 II. Phân loại sét: II.1. Sét âm, Sét dương: Sét gây tác hại cho con người khi nó đánh xuống đất. Trong loại sét đánh xuống đất người ta phân chúng ra làm hai loại: sét âm và sét dương;  Sét âm (90%) chủ yếu xuất hiện từ phần dưới đám mây đánh xuống đất.  Sét dương thường xuất hiện từ trên đỉnh đám mây đánh xuống. Loại sét dương này xuất hiện bất ngờ và đôi khi rất nguy hiểm vì trời vẫn quang và phần dưới chưa mưa. II.2. Sét hòn: II.2.1. Hiện tượng: Tồn tại dưới dạng một vật thể bay cháy sáng trong thời gian dài. Đi kèm với hiện tượng sấm chớp khi có mưa to. Xuất hiện hầu như dồng thời với một tia sét đánh từ mây xuống đất, cách mặt đất vài mét. II.2.2. Đặc điểm: H2.1: Sét hòn bay vào phòng  Dạng hình cầu, hình trứng, hình que hay hình giọt nước.  Kích thước lớn nhất quan sát được 40-50cm. Sét hòn có nhiều màu khác nhau, thông thường là màu đỏ, da H2.2: Sét cam và màu vàng. Chúng không hòn đuổi nhất thiết phải toả sáng rực rỡ theo xe nhưng có thể nhìn thấy rất rõ dưới ánh sáng ban ngày.  Chuyển động theo phương nằm ngang với vận Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 7 tốc vài m/s, và tồn tại không quá 5s.  Chúng thường bám vào các đồ vật kim loại như: hàng rào dây thép gai hay đường dây điện thoại.  Phân rã theo một trong hai cách: im lặng hay kèm theo tiếng nổ, sau khi phân rã có thể còn để lại một chút sương mù hay chất bã. Hiếm khi quan sát thấy một sét hòn phân rã thành hai hay nhiều sét hòn nhỏ hơn. II.2.3. Các lý thuyết về sét hòn: Mô hình nạp năng lượng bên trong: 1. Là một loại khí hay không khí “hành xử” một cách bất thường khí cháy chậm. 2. Là quả cầu không khí bị nung nóngở áp suất khí quyển. H2.3: Hình ảnh sét hòn 3. Là khối plasma mật độ rất cao, với các tính chất lượng tử đặc trưng cho chất rắn. 4. Là một trong những cấu hình của một dòng điện khép kín được duy trì bởi từ trường do nó sinh ra. 5. Là một vùng không khí xoáy. 6. Là trường bức xạ vi sóngtrong một vành đai plasma hình cầu mỏng. Mô hình năng lượng bên ngoài: 1. Năng lượng sóng vô tuyến hội tụ từ đám mây tích điện có thể hình thành và duy trì một sét hòn. 2. Một dòng điện không đổi chạy từ đám mây xuống đất sẽ co lại về tiết diện ngang ở vùng có độ dẫn cao. 3. Các hạt vũ trụ phóng xạ có thể được hội tụ bởi điện trường trong cơn dông, chúng tạo ra một sự phóng điện trong không khí, tại điểm sinh ra sét hòn. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 8 Lý giải phù hợp nhất về sét hòn.  Nội dung thuyết: Trong số các mô hình về sét hòn, chỉ có lý thuyết của nhà vật lý Nga Nobel Pyotr Kapista (mô hình Trường điện từ tần số cao) là được nhiều người quan tâm chỉnh lý, bổ sung. Ban đầu, Kapitsa coi sét hòn là sự phóng điện phi điện cực, tạo ra bởi các sóng đứng siêu cao tần UHF, nguồn H2.4: Qua ống khói sét đột gốc chưa rõ, tồn tại giữa mặt đất và đám mây.Trên nhập vào nhà cơ sở lý thuyết này, Giáo sư Peter H. Handel, Đại học Missouri (Mỹ) đã đưa ra lý thuyết Soliton-Maser năm 1975.Theo đó, sét hòn ngoài trời được tạo ra bởi một maser khí quyển có thể tích nhiều km3. Maser là thiết bị tạo ra sự khuếch đại bức xạ vi sóng, giống như laser là thiết bị tạo ra sự khuyếch đại ánh sáng. Trong một số điều kiện nhất định, maser tạo ra một điện trường định xứ (hay soliton), xuất hiện như một sét hòn quan sát được. Nói cách khác, sét hòn là các soliton (các giả hạt) do maser tạo ra trong không khí. Tuy nhiên, một sự xuất hiện như vậy chưa được tạo ra trong phòng thí nghiệm.  Lý thuyết đúng trong thực tế: - Sét hòn không hề có mặt tại các vách núi cao, nhà cao tầng hay các điểm cao thường thu hút các loại sét khác. Chính điều đó khiến nhiều người nghi ngờ sự tồn tại của chúng. Tuy nhiên, theo lý thuyết Soliton-Maser, các vùng không gian chật hẹp bên cạnh các cấu trúc độ cao lớn như thế là không thích hợp cho sự xuất hiện sét hòn. Ngược lại, khi sét đánh xuống cánh đồng vắng, trường tác động cao 3 km và rộng tới 10 km. - Sét hòn vô hại trong khoang máy bay, tàu ngầm hay trong những ngôi nhà có cấu trúc dẫn điện. Theo lý thuyết Soliton-Maser, năng lượng của maser trong các Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 9 cấu trúc đó chỉ khoảng 10 jun, so với mức hàng tỷ jun ngoài trời, nên không nguy hiểm đối với con người. - Sét hòn ngoài trời thường kết thúc bằng một vụ nổ mạnh, đôi khi có sức phá hoại ghê gớm. Điều đặc biệt là các đồ vật có tính dẫn điện chịu tác động mạnh hơn rất nhiều so với vật không dẫn điện. Tạo ra sét hòn trong phòng thí nghiệm: Các nhà nghiên cứu của viện Max Planck và Đại học Humboldt ở Berlin đã lợi dụng hiện tượng phóng điện dưới nước để tạo ra những đám mây plasma sáng chói tương tự như sét hòn, tồn tại gần nửa giây và có đường kính tới 20cm. Khoảng 4 năm trước, một nhóm nghiên cứu ở St.Peterburg cũng đã thành công khi phóng điện trên mặt nước để tạo nên quả cầu phát sáng có dạng gần giống với sét hòn tự nhiên. Từ đó cũng có cơ sở để tin rằng sét hòn được sinh ra từ sự tương tác của tia sét và nước. III. Hậu quả sét đánh: III.1. Tác hại chung: Theo ước tính trong mỗi giây đồng hồ có khoảng một trăm sét đánh xuống mặt đất. Sét gây ra các tai nạn cho con người, phá hoại các công trình xây H3.1 dựng, năng lượng điện, hàng không, thiết bị điện tử, các đài, trạm quan sát tự động, các hệ thống thông tin liên lạc, trạm viễn thông,.v.v. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của kỹ thuật hiện đại thì sự phá hoại của sét ngày càng tăng. Theo báo cáo và khảo sát thống kê, các hư hỏng do sét gây ra đối với các công trình viễn thông là cực kỳ nghiêm trọng : làm chết và bị thương hàng trăm Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 10 người, phá hỏng hàng chục máy biến áp (trong đó có trên 11 trạm biến áp có công suất từ 100kA đến 180kA), gây hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn của tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam. Ví dụ như vào tháng 5/2000 sét đánh vào đường dây cung cấp trung thế AC gây hỏng thiết bị chống sét phần hạ áp của trạm biến thế, dòng sét cảm ứng vào cáp điện thoại, cáp trung kế từ chuyển mạch sang truyền dẫn gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các card nguồn, card trung kế, và card thuê bao hệ thống tổng đài NEAX 61S tại trạm HOST Phủ Lý Hà Nam. Vào cuối tháng 10/2000 sét đánh gây hỏng 5 Card Modem trạm VMS2 thiệt hại ước tính 3000 USD v.v.  CÁC DẠNG TÁC ĐỘNG CỦA SÉT ĐẾN THIẾT BỊ ĐIỆN NHẠY CẢM Các thiết bị điện tử nhạy cảm trong quá trình sử dụng chịu các dạng tác động chính như sau:  Tác động tĩnh điện: Tác động tĩnh điện của sét đến các thiết bị liên quan đến sự ảnh hưởng của trường điện ở giai đoạn trước lúc xảy ra sét., giai đoạn tiên đạo, giai đoạn sét chưa kết thúc hoặc sét giữa các đám mây.  Tác động điện từ: Tác động điện từ của sét có liên quan đến ảnh hưởng cảm ứng của dòng điện kênh sét khi các thiết bị nầy ở gần vùng ảnh hưởng ở khoảng cách tương ứng với chiều dài của kênh sét hoặc ảnh hưởng của các xung điện từ.  Tác động của dòng sét: Tác động của dòng sét liên quan đến sét đánh trực tiếp các công trình xây dựng hoặc gần các công trình đó.  Tác động Galvanic: Tác động Galvanic có liên quan đến dòng sét chảy trong đất và đồng thời một bộ phận của dòng sét rẽ nhánh đi vào thiết bị thông qua hệ thống tiếp đất.  Tác động thứ cấp ( tạp âm thứ cấp): Tác động thứ cấp có liên quan đến ảnh hưởng của tạp âm điện từ lên các mạch thứ cấp của thiết bị ( viễn thông ) mà nguồn tạp âm là từ các mạch sơ cấp chịu ảnh hưởng trực tiếp của một trong các dạng tác động đã nêu. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 11 Các con đường chính sét xâm nhập vào thiết bị  Sét đánh thẳng vào công trình.  Sét xâm nhập qua thiết bị anten.  Sét xâm nhập qua các đường dây treo nổi.  Sét xâm nhập qua đường cáp đặt ngầm.  Sét xâm nhập qua cáp nối giữa các thiết bị.  Sét xâm nhập qua các mạch cung cấp điện cho thiết bị viễn thông.  Sét xâm nhập qua hệ thống tiếp đất và các điểm đấu chung III.2. Tác hại đến con người: Sét không chỉ phá hoại môi trường, các công trình mà còn gây hậu quả nghiêm trọng đối với người bị sét đánh. Người ta đã thống kê được là, cứ một triệu lần sét đánh xuống đất thì trung bình có 100 trường hợp đánh trúng người và một nửa trong số đó gây chết người còn một nửa chỉ gây thương tích từ nhẹ đến nặng. Một số trường hợp đặc biệt có người bị sét đánh hoàn toàn không bị thương tích nhưng thường để lại hậu quả nghiêm H3.2 trọng về mặt tinh thần. Sét có thể gây thương tích bằng những cách thức sau:  Sét đánh thẳng vào vị trí nạn nhân từ trên đám mây xuống.  Khi nạn nhân đứng cạnh vật bị sét đánh. Sét có thể phóng qua khoảng cách không khí giữa người và vật. Trong trường hợp này gọi là sét đánh tạt ngang.  Sét đánh khi nạn nhân tiếp xúc với vật bị sét đánh. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 12  Điện thế bước. Khi người tiếp xúc với mặt đất ở một vài điểm. Sét lan truyền trên mặt đất.  Sét lan truyền qua đường dây cáp tới các vật như điện thoại, tivi (vô tuyến), ổ cắm. Theo thống kê thì sét đánh thẳng là nguy hiểm nhất, cứ 10 người bị sét đánh thẳng thì 8 người chết. Sét đánh tiếp xúc hay tạt ngang cũng rất nguy hiểm. Khi sét đánh xuống cây, thì 1 tia sét có thể giết chết ngay vài người xung quanh. Độ nguy hiểm phụ thuộc vào bản chất của vật bị sét đánh và vị trí tương đối với nạn nhân. Thương vong do điện thế bước nhẹ hơn. Trong một số trường hợp năng lượng tia sét không tiêu tán ngay tại chỗ mà truyền theo mặt đất và khi nạn nhân đứng trên đường truyền đó có thể bị liệt. Trong một số trường hợp tồi tệ nạn nhân sẽ bị vấn đề với việc đi lại sau này. Thường thì điện thế bước chỉ gây những hiệu ứng tạm thời và ít khi để lại hậu quả sau này. Trong thực tế sét lan truyền xuất hiện khi nạn nhân nói chuyện điện thoại, cầm vào các dây cáp, dây anten dẫn từ ngoài vào. Sét đánh để lại hậu quả cho cơ thể tương tự như trường hợp bỏng vì điện giật. Tuy nhiên, bỏng do sét đánh không phải bao giờ cũng gây tử vong. Thực tế, tử thần chỉ cướp tối đa sinh mạng của 10% tổng số nạn nhân trúng sét.  Phá hỏng "máy tính trung tâm": Não là bộ phận hay bị chấn thương nhất sau khi bị sét đánh. Não đóng vai trò máy tính trung tâm của mỗi người. Hãy hình dung, điều gì xảy ra, trường hợp dòng điện cung cấp cho dàn máy tính, mà chúng ta sử dụng hàng ngày đột ngột tăng cao, dù chỉ trong thời gian một phần tư giây. Cho dù bằng mắt thường không thấy gì thay đổi, song chắc chắn dàn máy hoạt động không thể như trước, khó khởi động một số chương trình,và trục trặc xảy ra với một số chức năng. Tình trạng tương tự cũng xảy ra với não bộ nạn nhân sét đánh. Bộ não vốn là cơ quan chứa đầy cấu trúc phức tạp đủ loại "dây cáp" protein liên tục chuyển giao xung điện. Thế nên, "cú đấm" của dòng điện có cường độ hàng Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 13 chục ngàn ampe chắc chắn sẽ gây tổn thất không nhỏ cho mạng thần kinh. Những nạn nhân bỏng điện thường gặp trục trặc với bộ nhớ, thường bị trầm uất hoặc thay đổi tính nết. Cái khó ẩn giấu ở chỗ: không phải bao giờ những dấu hiệu đó cũng xuất hiện tức thì, ngay sau tai hoạ. Tại sao ? Chính xác không ai biết. Không hiếm trường hợp, thậm chí ngay cả áp dụng kỹ thuật xét nghiệm cộng hưởng từ hoặc chụp X-quang cũng không cho kết quả rõ ràng khẳng định não bị tổn thương. Theo các chuyên gia giàu kinh nghiệm, dòng điện mạnh như vậy có thể dẫn đến tình trạng huỷ diệt màng lipit-protein (mielina) bảo vệ tế bào thần kinh đồng thời thực hiện chức năng cách điện. Như vậy, mạng điện sẽ bị chập, một khi lớp cách điện mất tác dụng. Điều này lý giải vì sao nạn nhân sau đó thường thấy, thí dụ, hiện tượng đau đớn khó xác định nguồn gốc. Tiếc rằng đó chưa phải là tất cả. Dòng điện sét đánh chạy qua cơ thể chúng ta có thể chỉ trong một phần triệu giây, song thường dẫn đến tổn thương hệ cơ bắp và xương - khớp.  Mồ hôi sôi lên, giày bị cháy thành than: Một điều không kém bí ẩn là tác động của sét khi nó xuyên qua cơ thể. Tưởng như điện tích hàng chục triệu von và dòng điện hàng trăm ngàn ampe sẽ phải giết chết con người trong khoảnh khắc. Nhưng một số người không hiểu sao lại sống sót, mà không phải chỉ có một vài người như vậy. Ở Mỹ con số này là gần 900 người/năm. Đó là thông báo của Hội những người sống sót sau khi bị sét và dòng điện đánh (LS&ESSI). Theo bác sĩ thần kinh Nelson Hendler (Mỹ), những người này rất muốn để người ta nghiên cứu họ, nhưng ít ai lao vào vấn đề này vì cho rằng sét và dây dẫn trần hoạt động như nhau. Hóa ra là không phải như vậy. Đôi khi sét không để lại dấu vết gì trên cơ thể, nhưng lại xuyên qua các bộ phận bên trong. Hoặc ngược lại, sượt qua bên ngoài nhưng làm cháy áo quần và giày. Đã có trường hợp khi trên cơ thể người mồ hôi sôi lên, tạo ra đám mây hơi bao bọc xung quanh. Những đồng xu trong túi quần một người bị nóng chảy ra, biến thành một cục đồng, Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 14 ở một người khác chiếc răng vàng bị chảy, người khác nữa bị chảy chiếc dây chuyền trên cổ và khóa kéo trên quần... Nhưng họ vẫn sống sót.  Các dây thần kinh “cháy” như dây dẫn: Những nghiên cứu cho thấy con người thoát chết bởi vìmặc dù luồng điện phóng có công suất lớn khủng khiếp nhưng chỉ “xuyên” qua cơ thể trong vòng vài phần triệu giây. Và không phải lúc nào cũng kịp đốt cháy. Cường độ tác động phụ thuộc vào trở kháng của các cơ quan và mô, trung bình khoảng 700ohm. Số ohm càng lớn, hậu quả càng nặng nề. Theo bà Mary Enn Kuper, nhà nghiên cứu các chấn thương do sét và chuyên gia hồi sức của Mỹ, mạch điện của chúng ta - những sợi thần kinh, bị “cháy” đầu tiên. Trong trường hợp nhẹ nhất vỏ bảo vệ của các sợi này, về bản chất giống như lớp cách ly ở các dây dẫn, bị tổn thương. Tỉnh lại sau cơn sốc, nạn nhân thậm chí có thể không cảm thấy những thay đổi. Đôi khi tác động chỉ thể hiện sau vài tháng, khi các sợi thần kinh bắt đầu “đoản mạch” và tạo ra những chỗ tiếp xúc ở nơi lẽ ra không cần có. Điều đó giải thích một số vấn đề ở những người sống sót. Thực tế nhiều thành viên của LS&ESSI than phiền về sự định hướng cử động kém, chứng co giật, ù tai, đôi khi không kiểm soát được tiểu tiện, trở nên cáu gắt hơn. Một người đàn ông bị sét đánh thậm chí còn cạo trọc đầu, không phải vì đó là mốt mà do không chịu nổi việc tóc thường xuyên “lay động”. Nhưng cũng có những tác động tích cực được ghi nhận. Một người tên Ian Glovache từ Cộng hòa Séc cho biết về sự hồi phục đáng kinh ngạc khả năng tình dục đã mất đi trước khi bị sét đánh. Theo bà Mary Enn, có thể ở anh ta đã xảy ra sự “đoản mạch” trong tủy sống và xuất hiện sự liên kết có tác dụng khôi phục việc truyền các sung thần kinh đảm trách sự cương cứng.  Phomai chảy: Có trường hợp sét đánh thẳng vào đầu. Khi đó hậu quả rất nghiêm trọng, từ nổ mắt, hôn mê và tê liệt hoàn toàn đến những hành vi cư xử lạ lùng. Một trong những bệnh nhân của tiến sĩ Hedler sau khi bị sét đánh đã “hồi tưởng” lại tuổi thơ và có Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 15 hành vi như một đứa bé 2 tuổi. Người khác thì bị mất trí nhớ ngắn hạn, còn anh ta phải ghi ra giấy việc để đồ vật của mình ở đâu, nếu không sẽ không thể tìm thấy chúng. Ảnh chụp cộng hưởng từ cho thấy sét ngắt một phần đáng kể não của những người này. Nhưng thường những tổn thương bị ở từng điểm và cùng một lúc ở vài chỗ. Các nhà nghiên cứu thậm chí có thuật ngữ “đầu phomai Thụy Sỹ”, với nghĩa là những chỗ bị tổn thương nằm phân tán, như các lỗ hổng trên phomai cứng. Không ai có thể nói trước “các lỗ hổng” xuất hiện ở đâu, nhưng rõ ràng những bất thường phụ thuộc vào vị trí của chúng. Ông Harold Dean ở bang Missouri trở nên nổi tiếng vì ông không có cảm giác lạnh nữa. Thậm chí mùa đông ông chỉ mặc áo phông. Chị Elen Vard ở Anh thì lại có cái mũi thính như mũi... chó. Lần theo mùi, chị có thể tìm thấy các vật mà trước đó có người đã sờ vào. Còn Hunter Lunge ở Berlin lại có được khả năng toán học kinh ngạc: nhân nhẩm những số sáu chữ số. Nói một cách khác sét có thể biến con người trở nên giống cơ thể đột biến. Nhưng thú vị hơn là hóa ra trong não người còn tiềm ẩn những khả năng để hoàn thiện.  Cầu chì mất tác dụng: Có một số người sau khi bị sét đánh đã có thể nhìn xuyên qua người khác. Một phụ nữ có thể xóa các sọc từ trên thẻ tín dụng và các vé tàu xe bằng cách sờ tay vào. Bà bị tổn thương một vài chỗ ở phần trán trong não. Một người đàn ông bị “lỗ hổng” ở phần thái dương trái nói rằng anh ta cảm thấy bức xạ điện từ. Trên thực tế anh xác định được trong dây dẫn đang có dòng điện hay không. Thử nghiệm của các nhà khoa học cho thấy việc ngắt một vài phần não, đóng vai trò kiểu như cầu chì, có thể làm tăng khả năng làm việc của não. Nhưng ai biết được những chỗ nối mới hay “đoản mạch” trong mạng lưới thần kinh sẽ dẫn đến hậu quả thế nào? Có vẻ như đôi khi sét có khả năng “hàn” các tiếp điểm, như trong vi mạch của máy tính. Sét không chỉ làm tê liệt hệ thần kinh, mà nó còn làm nảy sinh những khả năng bất thường siêu tự nhiên Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 16 Xảy ra tình trạng như vậy, bởi cơ bắp co thắt mạnh, khi bị bỏng điện. Hiện tượng cơ bắp co thắt đột ngột có thể là nguyên nhân gẫy xương hoặc chấn thương vòm bụng. Cá biệt, nạn nhân sét đánh còn bị tắt thở do tình trạng co thắt cơ hoành và cơ ngực. Tắt thở cũng có thể vì trung tâm hô hấp bị bỏng nặng. Quả tim thường rung như điên, trường hợp bị tia sét xuyên thủng. Hoạt động của tim bị rối loạn thay vì co bóp nhịp nhàng, các tế bào cơ tim rung bần bật. Thảng hoặc tế bào còn bị hiện tượng "chai lỳ", khiến cho máu không thể đến được các bộ phận bị bỏng hoặc chấn thương. Sự lưu thông máu bị ngưng trệ. Nạn nhân bị bất tỉnh vì thiếu ô xy, tim ngừng đập hoặc não tê liệt. Không chỉ riêng ở một nơi mà mà nhiều nơi trên trái đất đều chịu hậu quả do sét đánh nhưng tùy mức độ, Việt Nam cũng nằm trong tầm ảnh hưởng đó. Cụ thể theo thống kê về các vụ sét đánh chết người trong vài ngày đầu mùa mưa giông 2006 và giữa tháng cuối 6 năm 2007 ở Việt Nam như sau:  Khoảng 12 giờ ngày 26 tháng 3, mưa giông kèm sét đánh chết hai anh em ruột người Cơ tu đang tỉa lúa trên rẫy, tại địa bàn thôn A Dinh 2 (thị trấn P’Rao, Đông Giang, Quảng Nam).  Khoảng 18 giờ ngày 9 tháng 6, sét đánh chết năm người ở bốn xã thuộc huyện Ân Thi (Hưng Yên). Nạn nhân là ba trẻ em, hai phụ nữ đi chăn bò và gặt lúa.  Cũng khoảng giờ này cùng ngày, sét đánh chết hai bà cháu đang gặt lúa ở cánh đồng Trong Chuôm (thôn Yên Ngô, An Bình, Thuận Thành, Bắc Ninh).  Trước đó, khoảng 16 giờ cùng ngày, sét đánh chết một khách du lịch Thùy Vân (TP Vũng Tàu).  Lúc 7 giờ 20 sáng ngày 1 tháng 7, tại cánh đồng hai xã Hồng Minh và Minh Hóa (Hưng Hà, Thái Bình), sét đánh chết hai người và làm bị thương năm người đều đang làm đồng. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 17  Hồi 7 giờ 45 sáng ngày 2 tháng 7 , mưa kèm sấm sét đánh chết hai người và làm bị thương ba người cánh đồng thôn Văn (xã Song Lãng, Vũ Thư, Thái Bình).  Lúc 17 giờ 35 chiều ngày 2 tháng 7 , tại sân bóng đường Trần Văn Hoài, Quận Ninh Kiều ( TP Cần Thơ), một cơn mưa lớn kèm theo những tia sét rất lớn, tia sét đã đánh chết Châu Hoàng Tuấn chết ngay tại chỗ, ngoài ra còn nhiều người bị thương nặng và rất nặng. IV. Phòng chống sét: IV.1. Các phương pháp chống sét: Vì sét là hiện tượng ngẫu nhiên cho nên không có vị trí an toàn tuyệt đối. Tuy nhiên việc chủ động đề phòng tránh sét tìm nơi an toàn hơn có thể làm giảm đáng kể khả năng bị sét đánh. Cần phải hướng dẫn giáo dục phòng chống sét an toàn cho con người. Do đó cần phải:  Lên kế hoạch trước: Nghe dự báo thời tiết. Khi nghe bản tin dự báo thời tiết lên kế hoạch làm việc để đề phòng. Khi làm ở khu vực nào đó, để ý trước các nơi có thể trú mưa và tránh sét an toàn. Phải tính được thời gian từ chỗ làm việc đến nơi an toàn. Thường thì cơn dông kéo đến rất nhanh trong vòng 15 phút và di chuyển với vận tốc 40km/giờ. Nói chung khi đang ở nơi không an toàn thì cần phải để ý đến các dấu hiệu của dông như mây đen, không khí lạnh, gió  Thực hiện quy tắc nhìn-nghe: Khi sét xảy ra, thoạt tiên ta thấy tia chớp loé lên và sau đó là có tiếng sấm kèm theo. Nếu bạn tính khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên và lúc nghe thấy tiếng sấm thì có thể xác định được khoảng cách tới nơi sét xảy ra. Chia số giây cho 3 ta được khoảng cách đến tia sét. Ví dụ đếm được 3 giây thì sét cách vị trí đứng là 3/3= 1km. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 18 Nên nhớ rằng nếu như khoảng thời gian bạn đếm được từ khi thấy chớp và nghe tiếng sấm nhỏ hơn 30 giây, thì bạn đã nằm trong tầm ngắm của tia sét rồi và phải cẩn thận. Nếu thời gian này nhỏ hơn 20 giây thì phải di chuyển đến nơi an toàn hơn. Khi nghe thấy tiếng sấm đầu tiên bất kể là gì cũng cần phải thấy nguy hiểm đã đến. Sét có thể đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km. Dưới đây là các phương pháp chống sét : IV.1.1. Dùng lồng Faraday: Đây là lồng kim loại bao kín khu vực bảo vệ. Theo lý thuyết sóng điện từ thì đây là phương pháp lý tưởng để phòng chống sét. PPCS này được sử dụng bảo vệ một số khu vực đặc biệt như nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân. Tuy nhiên phương pháp này tốn kém và không khả thi trên thực tế áp dụng cho tất cả các công trình. Có một số phương pháp dạng này cần quan tâm khi tạo lồng Faraday không lý tưởng nhưng khá tốt trong phòng chống sét. IV.1.2. Phương pháp truyền thống: Benjamin Franklin (1752) đã đề xuất một phương pháp chống sét (PPCS) bảo vệ nhà cửa thuyền bè. Ông dùng kim thu sét bằng kim loại đặt trên đỉnh nóc nhà, nối với một dây kim loại dẫn xuống đất. Franklin nghĩ rằng PPCS này thực hiện hai nhiệm vụ: làm chệch hướng tia sét vào nhà và dẫn năng lượng xuống đất và phân tán năng lượng điện trên mây và như vậy ngăn chặn tia sét. Qua kiểm chứng trải qua 250 năm qua, thực sự PPCS của Franklin và những hệ tương đương phương pháp này đã thật sự giảm thiệt hại về nhà cửa, thuyền tàu. PPCS Franklin và hệ tương tự không phân tán điện tích và như vậy không ngăn chặn tia sét. Phương pháp chống sét truyền thống có hai dạng là: hệ gắn thẳng với nhà và hệ bao quanh hay nằm trên. Hệ Franklin là thí dụ về hệ gắn thẳng và hiện nay vẫn sử dụng rộng rãi. Quy phạm NFPA 780 đã quy định về chiều cao và cách bố trí kim thu sét, kích cỡ của dây nối đất, cách thực hiện và đặc tính của hệ nối đất. Gần đây một vài kiểm chứng cho thấy kim tù làm việc tốt hơn kim nhọn. Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng
Trang 19 Hệ Franklin bao quanh hay nằm trên hay còn gọi là hệ mắt xích hay lưới. Nó thường bao gồm hệ dây dẫn ở trên đỉnh treo trên các cột và nối với hệ thống đất. Các dây này thường đặt cách nhà khoảng 10 - 20 m. Hệ này có ưu việt là một khi nó tiếp nhận tia sét thì tia sét ở cách xa khu vực bảo vệ xa hơn hệ Franklin nối trực tiếp. Dạng bảo vệ này thường đắt hơn dạng gắn trực tiếp. Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin không cho hiệu quả chống sét 100%. Tuy sét đánh vào kim thu sét nhiều hơn và hiệu quả của PPCS là khá tốt, song nhiều kết quả thực nghiệm cho thấy sét có thể bỏ qua kim thu sét mà đánh trực tiếp vào nhà mặc dù có thể làm kim thu sét lên rất cao. Ngay cả khi sét đánh vào kim thu sét thì dây nối đất không hiệu quả cho việc dẫn các thành phần tần số cao của tia sét khi có các vật kim loại ở gần. Các nhà có chứa các dụng cụ nhạy cảm với sét như các thiết bị điện tử sẽ bị hỏng hóc. Đối với các thiết bị nhạy cảm này cần phải có những thiết bị chống sét chuyên dụng. Như vậy, phương pháp truyền thống trong nhiều năm qua đã chứng tỏ khả năng bảo vệ của nó, tuy nhiên đối với yêu cầu cao như hiện nay thì những nhược điểm nêu trên sẽ có thể gây thiệt hại khôn lường. IV.1.3. Phương pháp không truyền thống: Một số hệ chống sét khác với dạng Franklin nổi lên trong hàng chục năm gần đây. Đáng chú ý là:  Hệ phát xạ sớm. Những người bảo vệ hệ dùng kim thu sét phát xạ sớm cho rằng kim này phóng tia tiên đạo lên sớm hơn so với hệ Franklin. Một vài dụng cụ được sử dụng gây phát xạ sớm như nguồn phóng xạ và kích thích điện của kim. Năm 1999, 17 nhà khoa học của Hội đồng khoa học ICLP (International Conference on Lightning Protection) ra tuyên bố phản đối phương pháp này.  Hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán năng lượng sét). Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng