核輻射對各領域的影響(什麼是核輻射和核汙染)
2023-10-23 14:22:08 1
核戰爭打不得也打不贏,這是世人共知的道理。然而總有人仗著自己手裡的核彈頭比人家多,心痒痒,想搞出點事情來給世界添亂,以便自己趁亂漁利。
核彈是到目前為止威力最強大的武器,它主要指原子彈和氫彈,以及由此衍生出來的中子彈、核電磁脈衝彈等等,由於放射性元素在裂變和聚變過程中會瞬間釋放出巨大能量,這個能量比化學炸藥強大幾萬甚至幾百萬倍,因此核彈爆炸會產生極大的破壞力,往往一枚核彈頭就能毀滅一座城市。
核戰爭是毀滅世界的魔鬼
然而核武器的危險並不只在它爆炸的熱和衝擊波,它的汙染物還會在幾十年時間裡對更大範圍造成影響,我們叫它「核汙染」。
核彈頭裡有一種金屬叫「鈾-235」,它有核輻射,是一種危險的東西。曾經有個流傳很廣的故事:在核彈頭組裝的過程中,幾顆高純度的鈾球不小心滾落地面,一位科學家奮不顧身地衝上前去,徒手將其撿了起來,從而避免了巨大的核事故發生(另一個版本是科學家徒手掰開鈾塊),這位科學家因此受到致命核輻射嗎?大家都很關心。
鈾-235是核爆炸的原料,但我們即便是徒手接觸它也不會致命,這就是核輻射有意思的地方。
鈾235可以捧在手上
原子彈在組裝完成後並不會爆炸,核彈頭可以在倉庫裡保存幾十年時間。只有將幾塊高純度的鈾-235緊緊壓在一起,並且用高能量的中子去「轟」它,鈾才會因為核裂變不受控制的鏈式反應而瞬間爆炸。而在正常情況下,鈾-235隻會極緩慢地衰變成其它金屬。
鈾的衰變發生在原子核,由於原子核裡有太多中子,鈾-235不穩定,它會隨機地釋放一個阿爾法粒子(α粒子)和少量能量,同時變成釷-231。
鈾235原子核衰變產生α粒子
α粒子又被稱為α射線,它是由兩個質子加兩個中子組成的一個原子核,如果你的化學知識還沒全還給老師,便不難知道這其實是氦的原子核。
氦原子核能量低,它連一張紙都穿不過去,也不能穿透我們皮膚表面的死皮,所以正常接觸沒有問題。即便是釷-231繼續衰變過程中產生的貝塔粒子(β粒子,又稱β射線),它也只是一個穿透力有限的電子,只需要戴上橡膠手套就可確保安全。
現在你知道了,只要不爆炸,U-235就不可怕,能用手拿。我們不能讓α粒子或β粒子直接進入身體,它們既然被稱作「射線」,因為它對嬌弱的細胞有殺傷力。
核爆炸鏈式反應
但核爆炸會讓一切都發生改變。
當一個熱中子撞入鈾-235的原子核,可能會讓U-235迅速爆裂成兩個小的原子核,同時釋放出中子、γ光子和強大的能量。鈾裂變釋放出的中子又去撞擊其它原子核引發新的裂變,這就是鏈式反應。
前面提到的「科學家徒手掰開鈾塊」實際上是1945年和1946年發生於美國洛斯阿拉莫斯實驗室的兩起事故,由於在組裝核反應裝置時操作失誤,物理學家達格利安和斯洛廷分別受到鈽(另一種核彈原料)放射性照射。為了避免進入臨界狀態的鈽發生爆炸,他們不得不徒手拆卸反應堆,但鏈式反應產生的大量中子和γ射線已經對在場的人造成殺傷,幾個月後兩名科學家都死了。
美兩名科學家因核事故死亡
鏈式反應瞬間釋放大殺傷力的中子、γ光子和熱能,同時還製造出許許多多新的原子,這些原子大多數不穩定,它們會發生衰變,因此具有放射性。
車諾比核災難和福島核電站爆炸事故讓我們認識了許多新名詞:銫-134、銫-137、鍶-90、碳-14、碘-131、氚等等,核爆炸產生的放射性元素更是超過幾十種,它們會在幾千年裡不斷釋放α粒子和β粒子。
大量放射性元素隨著核爆炸產生的放射性煙塵進入大氣層,隨風飄散到更遠的地方,汙染空氣、水源和農作物。人們呼吸空氣、喝水和吃東西時就可能將放射性元素吃到肚子裡。這些元素在體內積累並發生衰變,它們產生的α粒子和β粒子就會造成輻射傷害。
原子彈之父奧本海默
不要以為A朝B的城市扔了一顆核彈,B城市離我們很遠,我們就可以吃瓜看熱鬧。地球大氣始終在循環流動,核汙染是全球性的,它的影響長達幾百幾千甚至幾億年,沒有人能置身事外。我們要警惕任何核擴散的企圖,共同站出來反對核戰爭。
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