新冠肺炎扩散模型,新冠肺炎肺部扩散

作词/王哲山


新型冠状病肺炎对人类健康构成严重威胁,并将给社会经济领域带来次生灾难。尽管媒体对疫情进行了全面报道,但很多人对疫情并没有全面、客观、清晰的认识,甚至存在不少误解和极端行为。本文运用物理模型和逻辑分析方法,解读新型冠状病疫情的发生、发展、防护、演变及后果,希望能在一定程度上减少人们对疫情的误解,缓解不必要的恐慌,做出改进。人们对疫情的认识科学防治的意识和能力,减少新型冠状病疫情对人类健康和社会经济的损害。


传染病就像核链式反应。


传染病一般是指在人与人之间、人与动物、动物与动物之间传播的疾病。扩散能力通常由基本扩散速率R0决定。R0定义为一名感染者平均可以感染的人数。感染仅发生在R01中。疾病传播并发生流行病。R0越大,疾病发生越快,传播范围越广,疫情越严重。


流行病学家估计,此次新型冠状病疫情的初始R0为2至5,是一种危害性和恶性程度极高的传染病。很多人很难想象传染病传播的过程,这可以比作核裂变的连锁反应。当中子与重原子核碰撞时,会发生核裂变反应,重原子核分裂后,释放出23个中子,这些中子不断诱发周围重原子核裂变,引发链式反应。事实上,传染病的传播和核裂变都是连锁反应过程。


R0,在力学中,相当于核链式反应的临界因子K。Klt;1,如果只有少量重核分裂,链式反应不会继续,核燃料不会继续燃烧,形成安全状态,如果K=1,反应堆将处于连续稳定状态状态。处于工作状态,可用于发电。当Kgt;1时会发生一系列扩散反应,导致核爆炸,就像爆炸一样。


目前新型冠状病的快速传播是由于新型冠状病的初始R0gt;2,如果不及时控制到1以下,疾病就会迅速、大面积蔓延,变得无法控制,直至发生恶性疫情。在周边地区.这就像引爆“生物”。而且,这‘生物’的威力比真正的要强大得多。


那么如何应对新型冠状病疫情呢?关键是通过人为干预来降低传输系数R0。这就像关闭正在运行的核反应堆。反应堆运行时,可以通过改变燃料浓度、燃料棒、慢化剂和冷却剂成分的空间分布以及调节控制棒来改变K值,从而实现反应堆控制。人们通过插入控制棒、添加中子吸收剂等方式吸收中子,使K值降至零,阻断链式反应过程。


为了防止疾病传播,必须中断传播链或将其降低至R0。


裂变材料的浓度必须达到一定值才能维持链式反应。燃烧期过后,原始铀235浓度降低,链式反应停止。这是因为部分铀235燃烧并成为另一种核素,但新产生的核素具有“抗体”,无法发生反应,因此反应系数为Klt;1。


在人群中产生群体免疫的方法有两种一是给一定比例的人注射疫苗,形成有抗体的群体;二是让一定数量的人感染病并产生抗体。就是这样。他们组成的群体可以减缓传染病的传播。现阶段如果没有疫苗,随着疫情的发展,因感染而产生抗体的人数会增加,R0会逐渐下降。随着疫苗的出现和应用,拥有抗体的人群比例将达到一定水平,形成群体免疫,COVID-19疫情将会结束。


防止感染就像防止放射性物质一样。


当人们需要见面时,最简单的方法就是隔离他们。为了减少放射源对周围辐射的影响,通常将它们屏蔽在铅罐中。病和放射源一样,所以如果知道病来自哪里,就可以通过采取空间隔离、穿防护服、戴口罩等措施来隔离病,阻断其传播途径。


但由于病是看不见、摸不着的,感染后仍有潜伏期,所以在尚不清楚传染源的情况下,任何人都可以戴口罩。这不仅可以防止您将病传播给其他人,也可以防止其他人将病传播给您。特别是病感染者、医务人员、公共服务人员、高危人群等,要加强自身隔离措施。这和屏蔽放射源是一样的,最简单的方法就是屏蔽放射源,同时,进入放射性场所、从事放射性工作的人员必须穿戴铅衣、防护眼镜、手套。


结束COVID-19和核废料处理


与严重急性呼吸系统综合症病不同,新型冠状病的传染性如此之强,以至于一些科学家预测它可能无法被根除,可能要长期共存。同样,即使核反应堆停止运行后,一些核素仍然存在,可以自发裂变和衰变,缓慢释放能量。但只要冷却液持续运行,冷却液的安全性、稳定性和可控性就能得到保证。放射性无法完全消除,因此必须放置在地下并永久监管。


作为一种自然存在的病,新冠病可以说是取之不尽,用之不竭。只有通过人为干预才能使R0无限接近于零。一旦研制出疫苗,就可以实现R0lt;1。如果开发出特定的药物,将有可能有效治疗COVID-19患者,利用医疗资源让人类与COVID-19长期共存,将COVID-19的发病率控制在有限的范围内,并大大减少传染病的发生率。死亡率。最终,就像每年的流感一样,患者通常会得到有效的治疗,但少数人会死于该病。


不要高估胜利


COVID-19危机是全人类面临的灾难。中国政府发挥自身优势,通过强有力的社会管理,在全国范围内实施严格管控和隔离,短短两个月时间,迅速将R0降至1以下,疫情得到有效控制。中国采取的做法是基本的、有效的、难以复制的。其他国家根据自己的制度、文化、习俗和社会发展需要,采取了行之有效、值得尊重和借鉴的防疫方案。


当你无法评估形势并预测未来时,你不应该低估胜利,更不应该忽视科学。面对Covid-19事件,人类一方面要团结起来,构建命运共同体,另一方面要利用时空隔离等物理手段减缓和预防传染病的传播。同时,我们要动员一切力量救治感染者。


最终,根本解决方案取决于科学家开发疫苗和特定药物。疫苗就像核反应堆的控制棒,某些药物就像核反应堆的中子吸收剂。我们希望在不久的将来,我们能够将COVID-19疫情控制在流感等传染病的水平,恢复世界和平,让人类更加健康。


本文选自《科学画报》。


发布时已进行更改。


今天给诸位解了新冠肺炎扩散模型的相关话题,其中也对新冠肺炎肺部扩散进行了详尽解释,希望大家喜欢!

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