如果躺在一枚原子弹旁边睡觉,会因为辐射而致命吗?
辐射,在我们的生活环境中其实无处不在,甚至连你自己的身体都会产生辐射。人体的骨骼中有一小部分钾元素,是一种不稳定的同位素(钾40),来自几十亿年前某些恒星爆炸的残余,它们的半衰期长达13亿年,一直在缓慢衰变。
但这些钾同位素不会伤害你,因为它的衰变实在是太慢太慢了,它释放出来的能量也很少,不会对人体造出伤害。实际上,地球就是一颗到处都有着微量辐射的行星,但生命却能在这里进化——生命刚刚在地球上出现的时候,地球的平均辐射是现在的两倍。即使像这样的低水平辐射会造成微小的损伤,但这些损伤几乎都是由我们的细胞自动修复的,所以问题不大。
说到原子弹,它的核心是由铀或钚制成的(铀235或钚239),它们都是不稳定的放射性同位素,半衰期长达数万年至数亿年(铀235是7亿年,钚239是24000年),因此每时每刻只释放少量能量,因此短时间接触是不会产生太大的伤害的。
躺在原子弹旁边睡一觉是不会因为被辐射而致命的(但是不可能有人被允许这样做),它发出的辐射量很少,而且大多数类型的辐射都不能穿透皮肤的外层。只要你不吸入任何灰尘,它就不会伤害你。
那么有人可能会问,既然铀或钚的放射性那么低,为什么用它们制造的原子弹却能释放破坏性极强的力量,还能让巨大的核电站运行起来,源源不断地供电呢?
原因在于原子裂变,原子裂变将略微不稳定的铀或钚重同位素快速分解为较轻元素,主要以同位素的形式存在,其稳定性要低数百万倍,半衰期的单位可以天、分、秒来计算。它们能在很短的时间内释放出衰变能,因此非常危险,但不会持续很久。
比如铀弹,当一个中子快速轰击铀235的原子核时,会裂变成钡和氪两个较轻的原子,并释放出200兆电子伏特的能量,还有2到3个中子。这些中子继续轰击其他的铀235原子核,引发连锁裂变(这叫链式反应),引起更多的铀235裂变,这只在几分之一秒内发生,产生巨大的能量。
周围的环境中的放射性会变得很强,非常危险,因此如果一个人能够在原子弹爆炸的时候,需要找到一个地方避难,最好是在地下或远离窗户或外墙的地方,尽可能地避免吸入空气中的粉尘。
两个星期后,那些高度不稳定的同位素(比如钡)中有90%已经衰变为不会伤害人体的稳定元素,所以四处走动应该是安全的,这就是为什么日本的长崎和广岛被投放原子弹后,还能继续居住的原因。
然而,寿命更长的裂变产物仍然存在,其中最危险的两种是碘131和锶90。它们的半衰期分别为8天和29年,但环境中的这两种元素非常少,不太可能引起辐射伤害。然而,当这些碘131被人体使用,会集中在甲状腺中,而锶90可能会被人体吸收来代替钙。因此,这两种同位素可能会在后期导致甲状腺癌和骨癌,尽管补充非放射性碘和钙可以大大降低这种危险。
原子弹爆炸几十年后,如果没有进行其他清理,环境中依然会存在少量的放射性元素,它们可能会集中在某些植物或真菌中,但只要避开辐射较强的热点区域或某些植物和真菌,它们就不会对人体产生伤害。
而原来用来制造原子弹的铀或钚等半衰期很长的放射性物质,是不用被人们所担心的,因为这些元素在当初爆炸的时候已经被消耗殆尽(没参与链式反应的部分,已经被粉碎并被吹向大气层,落在世界各地),况且它们的半衰期特长,衰变很缓慢。
此外,值得一提的是,与切尔诺贝利或福岛那样的反应堆相比,原子弹实际上产生的辐射非常少。一颗原子弹的核心只有几公斤重,而反应堆堆芯重20吨,在核泄漏等事故发生时可能已经裂变了数月或数年,任何靠近它们的人都有可能会遭受辐射伤害。
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