能否用手直接触摸核武级别、90%以上的高浓缩铀?

如题所述

如果你是漫威电影的粉丝,你可能会记得许多超级英雄的能力源自于放射性元素!例如:浩克博士或曼哈顿博士,还有神奇四侠,他们是在被高能宇宙射线撞击后获得了超能力。虽然这听起来很酷,但这些都是科幻题材。在现实世界中,我们人体只有被高能粒子伤害的份,超能力根本不存在。那么,如果我们用手直接触摸核武器级别、90%以上高浓缩铀,会发生什么呢?我看过有人说,这种高浓度浓缩铀,几十米就可以灼伤人体,几百年就可以让人的身体组织死去,真的是这样吗?我们先来了解一下,放射性元素为何会伤害人体。
放射性衰变是原子核自发放射粒子的过程。铀的同位素多达17种,其中部分是人工合成的。自然界中有三种天然放射性同位素:238U,235U和234U,它们的丰度分别为99.275%,0.720%和0.005%。238U虽然最丰富,但在核电站和核武器中并不使用,因为它会捕获慢中子然后衰变为钚239,导致裂变不能持续进行。在自然界中,所有比铅重的元素最终都会经过放射性衰变,变成更轻、更稳定的元素。放射性衰变主要分为三种类型:α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是重原子核释放α粒子(即氦原子核)变为更轻的元素,α粒子的穿透能力较弱,一般一张纸就可以阻挡。β衰变是原子核中的中子释放电子(β粒子)变为更重的元素,β射线的穿透能力较强,能透过几毫米厚的铝板。γ衰变是高能态的原子核向低能态跃迁时释放γ光子,穿透能力极强,只有相当厚度的混凝土和铅板才能将其挡住。
因此,只有α衰变对人体是无害的,皮肤和衣服就可以阻挡。放射性元素的衰变是有一定周期的,我们称之为半衰期。虽然我们无法预测一个放射性原子何时会发生衰变,但我们可以统计出在大批量原子中,一半的原子大约需要多长时间衰变,这就是半衰期的由来。
了解了这些知识,我们再来看是否可以用手触摸高浓缩铀。铀的自然丰度很低,而且半衰期长达7亿年,所以即使你口袋里揣一块铀矿石,也没有太大影响。此外,铀也微量存在于海水中(含量为3.34mg/L)。研究表明,人体中铀的平均含量为1PPM(百万分之一),平均每人每天会摄入0.07至1.1微克的铀。所以放射性并不可怕。如果含量再高点,还能用手摸吗?
实验人员甚至可以直接触摸含有40%~70%铀氧化物的核电站浓缩铀中间产物——“黄饼”。丰度更高的铀金属,实验人员也只需戴一副手套即可接触。实际上,手套也无法完全阻挡高能辐射粒子。因此,铀的放射性对人体的危害,主要与其半衰期有关,而且它主要释放的是对人体无害的α粒子。即使是在核武器级别,90%以上丰度的超高浓缩铀,也可以触摸。这并不意味着放射性物质没有危险,如果放射性元素进入体内,放射性粒子会像机关枪一样撞击内部组织,增加患癌症的风险。因此,我们在生活中也要避免将自己暴露在高能辐射下,或吸入放射性物质。
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