制药人注意了!“千克”将被重新定义

来源:新华每日电讯     浏览次数:549     最后修改时间:2018-12-13 20:02
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制药人注意了!“千克”将被重新定义

蒲公英   今天

来源:新华每日电讯


新华社北京12月11日电(记者赵文君)“千克死了,千克永存。”国家市场监管总局11日召开国际单位重大变革新闻发布会,随着国际单位制迎来重大变革,从明年5月20日起,中国将开始使用新修订后的国际单位制。届时,“千克”不再依赖实物来体现,计量将会更加方便精准,其误差将可以“忽略不计”。


一个多世纪以来,国际基准质量单位都是由一块高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体来定义。这个圆柱体学名“国际千克原器”,被人们亲切地称为“大K”,是1889年第一届国际计量大会赋予它的原器地位。


据国际计量局数据显示,国际千克原器服役近130年来,它的质量与各国保存的质量基准、国际计量局官方作证基准的一致性出现了约50微克的偏差,但国际千克原器的质量是否发生了变化,具体变化了多少至今仍是一个谜。


根据第26届国际计量大会决定,到明年的5月20日,“国际千克原器”将正式退役,取代它的将是符号为h的普朗克常数。经过全球各国国家计量院的多年研究,国际测量体系将有史以来第一次全部建立在不变的自然常数上。至此,国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义,这是改变国际单位制采用实物计量的历史性变革。


“可以想象,我们今天在北京复现的量值,和我们的子孙后代未来在火星上复现的量值将是一致的。”中国计量科学研究院院长方向介绍,用常数重新定义千克后,质量单位将更加稳定,我们不必担心国际千克原器质量漂移可能给全球质量量值统一带来的问题。


方向介绍,对大多数人来说,国际单位制是“不变”的。对于普通用户、产业界人士和多数科研人员来说,新定义不会对他们造成影响,他们的测量结果仍将是连续的。实际上,所有用于基本单位重新定义的“常数”都经过了精确测量与严格验证,从而保障了新单位的大小“不变”。


国家市场监管总局计量司司长谢军说,此次变革从表面来看,大家可能感觉不到变化,就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基,并不太会直接影响我们生活起居,但它实际上已经发生了“脱胎换骨”的变化。


谢军说,无处不在的精准测量,将直接促进市场公平交易、实现精准医疗、改善环保节能等,我们在生产生活中都将能够直接应用最准的“标尺”。


比如,我们目前依靠的实物基准逐级传递的计量模式,费时费力、效率低下、误差放大等问题,将得到彻底解决。不受环境干扰无需校准的实时测量,使得众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能,测量仪器仪表形态将面临全面创新,这将引发仪器仪表产业的颠覆性创新。


国际单位制的全范围准确性,为科学发现和技术创新提供了新的机遇。得益于更高的测量准确度,我们将可以测量极高、极低温度的微小变化,从而更加准确地监测核反应堆内、航天器表面的温度变化;在生物医药领域,我们可以准确测量单个细胞内某种物质的含量,并根据病人的实际需要,制定更加精确的药物剂量。


谢军介绍,我国目前获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置,并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置,可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。为抓住此次变革带来的历史性机遇,我国将强化计量量子化战略研究,并制定量子化时代的中国计量发展新规划。


解读:


千克由长度单位演化而来


古代质量单位和长度单位的情况相似,也有多种多样的形式。例如:在波斯用卡拉萨作质量的单位,约合0.834千克;埃及用格德特,约合9.33克;我国秦代度量衡制度中规定:1石=4钧,1钧=30斤,1斤=16两,与现代国际单位制比较,1斤约合0.256千克;英制中以磅、盎司、打兰、格令作单位:1磅=16盎司=265打兰=7000格令。不列颠帝国曾用纯铂制成磅原器,它是高约1.35英寸、直径1.15英寸的纯铂圆柱体。


最初的千克质量单位是由18世纪末法国采用的长度单位米推导出来的——1立方分米纯水在最大密度(温度约为4摄氏度)时的质量,就定为1千克。1799年法国在制作铂质米原器的同时,也制成了铂质千克基准,保存在巴黎档案局。


然而后来科学家发现,这个基准并不准确地等于1立方分米最大密度纯水的质量,而是等于1.000028立方分米水的质量。于是在1875年米制公约会议之后,用含90%铂、10%铱的合金制成3个千克原器。经与巴黎档案局保存的铂质千克原器比对,选定其中之一作为国际千克原器。


这个国际千克原器用三层玻璃罩好,最外一层玻璃罩里抽成半真空,以防空气和杂质进入。随后又复制了40个铂铱合金圆柱体,经过与国际千克原器校准后,分发给各会员国作为国家基准。


在第二次世界大战前,拥有国际千克复制件曾是一个国家的无上荣耀。历史上德国通过统一获得了4个复制件,而没收国际千克复制件也是对战败国的惩罚之一。


跟米原器一样,千克原器也要进行周期性的检定,以确保质量基准的稳定可靠。但是在最近的一次检查中,相关人员发现国际千克原器减轻了大约50毫克,没有人能说出它的重量减轻的原因。国际质量和测量局的物理学家里查德·戴维斯说,“我们尚未找出任何合理的原因,还不能确定究竟是标准砝码的材料质量变轻了,还是国家现行的通用砝码变重了。”

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