ở các nước phát triển:
Mô hình tàu cao tốc đang được ứng dụng và mở rộng do tính tiện lợi và ưu thế so với máy bay trong việc lưu thông giữa các thành phố, giữa các nước lân cận ở khoảng cách dưới 1.000km. Sau Pháp, Nhật Bản, Đức, Tây Ban Nha và Hàn Quốc, nhiều nước khác cũng đang tiến hành xây dựng nhiều hệ thống tàu điện tốc hành.
1) Tàu tốc hành ởĐài Loan
2) Eurostar ở Anh-Pháp:
Đây là TGV Pháp được thiết kế đặc biệt chạy trên đất liền lẫn trong đường hầm dưới lòng biển Manche (gọi là Channel Tunnel, tắt là Chunnel) nối Paris (nhà ga Gare du Nord) với Anh (nhà ga Waterloo lnternational) và Bỉ.
Khởi hành sau mỗi 60 phút, kể từ khi khánh thành năm 1994, Eurostar thực sự nối liền hai miền đất châu Âu từng có một thời là kẻ thù không đội trời chung. Từ năm 2003 Eurostar đã đạt vận tốc nhanh hơn nên hành trình dài này chỉ còn 2 tiếng 35 phút. Sắp tới đây điểm đi/đến ở London sẽ chuyển sang nhà ga St.Pancras.
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
41
● Tàu Tgv-Est tốc độ 320 km/h nối thủ đô Paris (Pháp) với thành phố Strasbourg ở miền Đông
Tàu cao tốc V150 của Pháp (TGV) đã phá kỷ lục thế giới về tốc độ đối với tàu chạy trên đường ray thông thường, đạt vận tốc 574,8 km/h, tức ngang chiếc máy bay chiến đấu Spitfire thời Thế chiến II bay ở tốc độ tối đa.
Tàu TGV phiên bản V150 của Pháp vừa lập kỷ lục với hai đầu máy kéo đẩy.
3) AVE ở Tây Ban Nha:
Ở Tây Ban Nha, đường sắt cao tốc có tên là AVE (Alta velocidad espadola, tức Cao tốc Tây Ban Nha) tuy cũng sử dụng công nghệ mà công ty Alstom đã phát triển sử dụng cho TGV của Pháp.
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
42
2007 khánh thành tuyến Madrid-Barcelona rồi nối tiếp đến Pháp. Mục tiêu của AVE là đạt vận tốc 350 km/giờ.
4) ICE ởĐức:
Được phát triển bởi gã khổng lồ Siemens, ICE (Inter City Express, tức tàu điện tốc hành liên thành phố) là “TGV Đức” có tuổi đời không thua kém TGV Pháp.
Theo dòng thời gian, hình dáng của hai loại hình vận chuyển cao tốc này cũng đã trở nên rất giống nhau. Hiên nay các đoàn ICE lăn bánh nối kết rất nhiều thành phố lớn ở Đức, từ Hamburg đến Munich. ICE thế hệ thứ 3 cũng có công nghệ trục kéonhư AVE của Pháp, đạt vận tốc 300 km/giờ.
5) TAV ở Ý:
Hệ thống xe điện cao tốc ở Ý có tên gọi là TAV (Treno alto velocita) và gồm hai loại tàu: Pendolino ứng dụng công nghệ như tàu ICE Đức với vận tốc 250 km/giờ và ETR 500 (Eletto treno, tức tàu điện) đạt vận tốc 300 km/giờ.
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
43
6) Shinkansen ở Nhật:
Các tàu Shinkansen có tốc độ tối đa là 270km/h.
Tàu Shinkansen tốc độ nhanh nhất đang được sử dụng là tàu Shinkansen Nozomi, đạt tới 300km/h. Trong giai đoạn thí nghiệm, tàu Shinkansen 300X có tốc độ kỷ lục là 443km/h.
Sau 35 năm hoạt động, tàu Shinkansen của Nhật Bản nổi tiếng là hoạt động an toàn, nhanh chóng, vận chuyển nhiều hành khách và hết sức đúng giờ
7) Tàu KTX ở Hàn Quốc:
Với tốc độ 300 km/h, hệ thống tàu siêu tốc KTX đã mở ra thời kỳ tốc độ cao cho ngành đường sắt Hàn Quốc. Bắt đầu từ việc tiếp nhận công nghệ tiên tiến của tàu siêu tốc TGV của Pháp, nhưng chỉ 1 năm sau đó Hàn Quốc đã tiến hành nâng cấp bằng công nghệ trong nước. Qua việc đổi mới công nghệ như vậy Hàn Quốc đã trở thành nước thứ 4 trên thế giới thực hiện thành công đổi mới công nghệ tàu siêu tốc.
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
44 V/ Khuyết điểm của tàu siêu tốc: [12] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một nhà nghiên cứu Hà Lan Joos Vos thuộc Viện Các nhân tố con người TNO, Soesterberg tiết lộ : Những con tàu lướt như bay trên đường ray dưới tác dụng của lực từ khiến người ta cảm tưởng chúng rất yên tĩnh và êm ả. Thực chất, tàu đệm từ gây ô nhiễm tiếng ồn hơn cả tàu hoả truyền thống. Nhưng cũng chỉ là mời ở mức độ thí nghiệm.Còn cụ thể hơn về vần đề này thì các nhà khoa học đang nghiên cứu sâu hơn
Chi phí xây dựng hệ thống tàu siêu tốc rất cao và đói hỏi một trình độ khoa học kỹ thuật tiên tiến, đó là lí do mà các nước có nền kinh tế kém phát triển , lạc hậu không thể xây dựng được. Và dẫn đến, tàu siêu tốc vẫn chưa thực sự trở thành phương tiện thong dụng trên mặt bằng giao thông chung của thế giới .
VI/ Hướng phát triển của tương lai: [13]
Công ty đường sắt Nhật Bản, JR Central, đã tuyên bố dự án xây dựng hệ thống tàu Maglev (chạy bằng đệm từ trường) nhanh nhất thế giới. Vận tốc con tàu này có thể đạt đến tốc độ 500km/h trên hệ tống đường ray dài 290km bắt đầu từ Tokyo đến miền Trung nước Nhật tại Nagoya. Sẽ hoàn thành vào năm 2025
Công ty đường sắt quốc gia Pháp đang nghiên cứu sản xuất loại tàu siêu tốc U 350 để có thể đưa vào sử dụng trong năm 2020. Tàu có thể đạt vận tốc 350 km/h với số lượng toa tàu dài 300 m tức là gấp đôi hiện nay. Khách đi tàu sẽ có cảm giác như ở nhà bởi các thiết bị làm giảm tiếng ồn và các dịch vụ tiện nghi như Internet không dây, bồn tắm…
Trung Quốc dự kiến chế tạo tàu siêu tốc nhanh nhất thế giới cho tuyến đường nối thủ đô Bắc Kinh và trung tâm tài chính Thượng Hải. Bộ Đường Sắt nước này nói tàu có thể đạt vận tốc 380km/giờ. Tuyến đường sắt có chiều dài 1300km theo dự kiến sẽ được hoàn tất vào năm 2012.
E- Ô NHIỄM ĐIỆN TỪ:
Như trên đã tìm hiểu, rõ ràng điện từ trường có lợi ích rất lớn để đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của con người. Nhờ có điện từ trường mà chúng ta có thể mang thông tin đi xa hơn để từ đó kết nối được mọi người dù là ở đâu trên Trái Đất
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
45
này, nhờ sự khéo léo vận dụng những tính chất của điện từ trường mà người ta đã cho ra những tàu điện siêu tốc để rút ngắn thời gian đi lại đến thấp nhất, hoặc sử dụng điện từ trường trong vật lý trị liệu để ngăn ngừa, khắc phục nhiều chứng bệnh nan y. Nói tóm lại, ngày nay hầu như không có lĩnh vực nào là không có mặt của điện từ trường. Tuy nhiên, với sự có mặt ngày càng dày đặc của các vùng điện từ trường chắc chắn sẽ có ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi sinh mà chúng ta thường gọi nôm na là sóng điện từ.
1) Định nghĩa:
Ô nhiễm điện từ là một dạng ô nhiễm môi trường vật lý, do sóng điện từ vượt quá giới hạn nhất định (10 V/m) gây ra, gây ra những ảnh hưởng vô hình đến sức khỏe con người và môi trường sống.
2) Tác hại của ô nhiễm điện từ:
Nếu sinh hoạt trong một thời gian dài ở môi trường bức xạ điện từ mạnh sẽ dẫn tới thần kinh suy nhược, thần kinh thực vật rối loạn, huyết áp không bình thường, công năng tim suy giảm, thậm chí còn có thể bị ung thư, dị dạng hoặc thay đổi tính di truyền v.v… Nguồn gốc điện từ trường mạnh rất nhiều, phát thanh, truyền hình, thiết bị thông vấn viba, lò cao tần dùng trong công nghiệp, máy hàn cao tần và các loại máy móc thiết bị có mang theo dụng cụ điện v.v… đều có khả năng trở thành nguồn ô nhiễm điện từ. Rung động cũng làm cho môi trường bị tổn hại, rung động của máy móc và thiết bị động lực lớn có thể thông qua mặt đất truyền đi bốn xung quanh, loại rung động này không chỉ làm cho chi tiết máy tổn hại, đồng hồ mất nhạy, công trình kiến trúc hư hỏng mà còn làm cho các cơ quan nội tạng trong người cũng bị tổn thương. Đó chính là nguyên nhân vì sao khi ngồi xa chạy bị xóc, hoặc làm việc bên cạnh máy móc đang rung động mạnh dễ bị mệt mỏi. Do năng lượng được tiêu dùng nhiều, nguồn nhiệt trong môi trường cũng theo đó tăng lên, nhà máy nhiệt điện, các loại máy nhiệt đều yêu cầu một lượng lớn nước làm mát, nước làm mát sau khi trở nên nóng được thải ra sông ngòi, nhiệt độ nước trong tự nhiên đang không ngừng nâng cao. Theo thống kê một nhà máy điện 1 triệu kilôwát, mỗi giây cần 30 - 50 m3 nước làm lạnh, sau khi thải ra có thể làm cho nhiệt
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
46
độ nước biển trong 1 vòng 1 km2 tăng 20C. Nhiệt độ nước nâng cao làm cho động vật, thực vật sống trong nước sinh sôi nẩy nở nhanh hơn, lượng ôxy yêu cầu tăng lên, làm cho nước thiếu ôxy dẫn tới tôm, cá chết hàng loạt, nó còn làm cho độc tính của các vật có chất độc trong nước tăng thêm, nguy hiểm đến sự sinh nở của các sinh vật trong nước.
TÁC HẠI CỦA CẢM ỨNG TỪ TRƯỜNG:
Đối với một đường dây 400 kV có dòng điện 2140 A chạy qua, sự phân phối cường độ của trường này ở hai đầu của trục đường dây trong khoảng cách 45 m sẽ như sau: 35 - 30 - 20 - 15 - 10 - 5 microteslas và trên đường dây 225 kV (895 A/phase) là: 20 - 15 - 10 - 5 - 1 microteslas (Các trị giá này được đo ở cách mặt đất 1,5m).
Đặt một dây dẫn điện bên cạnh, trường này sản sinh một dòng điện xoay chiều cùng đặc tính và cùng tần số với dòng điện cảm ứng vì vậy các đường cao thế và vô tuyến viễn thông không được đặt chung. Hiện tượng này sẽ gây nhiễu cho thiết bị liên lạc và gây biến chất cho các băng từ tính.
Các máy dùng trong nội trợ cũng như các máy điện đều phát sinh trường từ tính thường rất cao ở khoảng cách vài cm, giảm bớt nhanh chóng và biến mất trong vòng 1m.
ẢNH HƯỞNG VÀNHNGOÀI:
Quanh các dây điện cao thế, không khí bị ion hoá khiến các phân tử của nó biến thành ion. Từ đó không khí trở nên có tính dẫn điện và tạo quanh dây điện một màn bọc khí dẫn điện mà đường kính tùy thuộc vào nhiều yếu tố và bị hạn chế bởi dòng điện xoay chiều.
Dọc đường dây phát sinh những tia phóng điện vào không khí kèm tiếng nổ và ánh sáng tím thấy được trong đêm tối. Đó là hiện tượng phóng điện hào quang, sự phóng điện quanh dây điện tạo ảnh hưởng vành ngoài (effet corona). Cường độ của sự phóng điện này tùy thuộc vào điện thế, đường kính dây điện và bề mặt của chất dẫn. Mưa, sương mù và tuyết làm gia tăng đáng kể việc hình thành các điểm phóng điện hào quang. Hiện tượng tương tự cũng xảy ra dọc các dây chuyền cách điện tốt,
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
47
nó sẽ mạnh thêm nếu có sự tiếp xúc xấu với thanh kim loại hay nếu các cách điện bị lỏng hoặc hư hỏng.
Ảnh hưởng vành ngoài này là nguyên nhân tạo ra tổn thất công suất điện, ô nhiễm khí quyển, các tiếng ồn và các nhiễu truyền tải.
- Tổn thất công suất tăng khi thời tiết ẩm ướt hay sương mù. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Ô nhiễm môi trường gia tăng gấp đôi: tạo ra ozone và oxyde azote.
- Phóng điện hào quang giải phóng électron năng lượng cao biến oxygène trong không khí thành ozone
- Ozone là chất khí với năng lượng rất nhỏ trong thiên nhiên nhất là sau cơn dông. Ở thượng tầng khí quyển một lớp ozone lọc các tia cực tím của mặt trời. Một sự tập trung khoảng 50 ppb (50 phần tỷ) tạo héo úa cho cây cối. Đối với loài người đây là tác nhân làm sưng phổi.
- Các tia phóng điện nhỏ dọc theo đường dây tạo một tiếng động nhất định. Cường độ của nó mạnh nhất và như được khuếch đại lúc ở gần các chuỗi sứ cách điện. Cư dân sống cạnh đường dây cao thế thường nghe tiếng ồn này vào buổi tối. Ở chiều cao 25 đến 125m, tiếng ồn đường dây cao thế dao động giữa 40 và 50 décibel. Nếu khách vãng lai không nhận ra tiếng động này thì đối với cư dân việc lặp đi lặp lại tiếng động này trở thành cực hình cho cuộc sống.
- Cuối cùng, ảnh hưởng vành ngoài là tác nhân của các nhiễu trong những máy thu thanh, thu hình mà tần số nằm trong khoảng vài mégahertz và trải dài khá xa ở đầu này cũng như đầu kia.
CÁC ẢNH HƯỞNG THỨ CẤP:
Các ion tự nhiên của không khí bị phá hủy hoàn toàn cạnh các đường dây cao thế. Các trường điện xoay chiều triệt tiêu ảnh hưởng của lực Coulomb tránh được sự ion hoá tức khắc của cặp ion vừa được hình thành. Theo Giáo sư Métadier thì kết quả là có một loại không khí nghèo oxion, đó là các vitamine của không khí.
Toàn bộ các biến đổi đã được khảo cứu có thể tạo ra những ảnh hưởng rất khác biệt tùy thuộc vào vị trí, địa hình, dưới lòng đất, một số vi khí hậu. Ví dụ sự hiện
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
48
diện của các khối đá mang tính sắt từ dưới lòng đất có thể tạo cảm ứng những dòng điện gây nhiễu.
Trung tâm nghiên cứu địa cực Pháp ở Beauce bị buộc phải dời đi sau việc điện hoá đường tàu hoả Paris-Orléans nằm cách đó cả 40km. Điều này chứng tỏ rằng các vi năng lượng địa cực bị xáo trộn với một khoảng cách thật xa.
THỜI GIAN CHỊU SỰ TÁC ĐỘNG:
Các qui tắc hiện hành buộc trường điện tại các khu vực có người ở phải dưới 5000 V/m.
Thời gian mà cư dân phải chịu tác động tại các trường điện cao thường không kéo dài lâu. Theo một số Ủy ban điều tra ở Pháp (thường được các cơ quan điện lực tài trợ về mặt tài chính, thì thời gian tiếp xúc với một trường điện cao hơn 1000 V/m chỉ có 0,3% đối với con người và 2,5% cho các loài bò. Thời gian có mặt trong một trường cảm ứng từ tính vượt quá 25 microteslas chỉ là 0,024% cho con người.
Không có bất cứ qui tắc nào liên quan đến từ trường mà được xem là quá yếu để tạo những ảnh hưởng xấu. Các nhà chuyên môn tránh né mọi tranh luận đưa đến việc so sánh với các điện từ trường sản sinh từ các động cơ điện từ có thể cùng giá trị hoặc cao hơn.
CÁC ẢNH HƯỞNG SINH HỌC
Các khảo cứu ở Mỹ (Becker và Marino, Adey) và Tây Ban Nha (Delgado) xác nhận là sức khoẻ bị tác động bất lợi khi sống ở cạnh đường điện cao thế, đặc biệt:
- Não bộ phát ra sóng điện từ chậm, tần số thấp nên khá nhạy cảm với các bức xạ tần số gần với hệ thống 50 Hz.
- Hiện diện tại các trường trong thời gian lâu dài, chỉ vài microteslas cho từ trường và vài chục V/m cho trường điện cũng tạo xáo trộn cho hệ thần kinh và gây ung thư.
Vài lưu ý quan trọng:
- Địa từ trường ở mức 50 microteslas là trường một chiều. Con người rất nhạy cảm với các thay đổi của nó. Con người không thể thích nghi với các trường dao động hình sin dù rõ ràng chúng rất yếu.
Bài tập nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Lê Văn Hoàng
49
- Trường điện tự nhiên ở mặt đất nằm từ 100 đến 200 V/m, một chiều. Quy định an toàn hiện thời đối với 5000V/m là 25 đến 50 lần cao hơn.
- Một trường tĩnh điện nằm giữa 12 và 25 kV/m sẽ tạo cảm giác lâm râm khó chịu. Vượt 1000 kV/m các xáo trộn nặng sẽ xuất hiện: thở khó khăn, co rút.