五千年(敝帚自珍)

主题:起个头:核电站事故与我们的对策 -- 王二狗

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          • 家园 反应堆事故和核爆炸本质上没有区别

            打一个比喻

            1千克的 TNT 安上雷管,引爆。这叫爆炸。

            1千克的TNT切成细条,一点点丢进一个炉子里面点燃,烧掉。这叫燃烧。

            但是从化学反应过程、燃烧产物、产生的污染来说,没哟本质的区别。

            唯一的区别是,能量在1微妙中释放出来,还是在1小时内释放出来。

            核爆炸和核反应堆内发生的事情都是一样的,U253吸收一个中子,放出两个中子,产生的裂变产物也是一样的,产生的污染也是一样(只是反应堆把污染都收集起来了,原子弹显然无法收集污染产物)

            能量释放的时间长短,是核爆炸和核电站的唯一区别。

            • 家园 说得对。爆炸就是剧烈的燃烧而已。

              而且即使反应堆事故达不到核爆炸的威力,其危害已经很大了。起码比TNT爆炸要大。所以根究反应堆事故到底是不是核爆炸没有多少意义,而且可能让人不必要得放松警惕。

      • 家园 二 辐射损伤

        衡量一种高能辐射对人的危害,基本上有以下几个方面需要考虑:

        1, 剂量,这是最重要的一个指标。核辐射的粒子,能量有高有低,数目有多有少,怎么知道你受到了多少辐射呢?剂量就是一个代表不同的辐射所产生的效应的量。

        在国际单位制里,辐射剂量的单位是库仑每千克,意思就是说,在一千克的物质里,电离出1库仑的正电荷加上1库仑的负电荷所需的辐射量。为什么这么算呢?因为高能辐射对物质的直接作用,尤其是对生物体的直接作用,最主要的是电离效应,也就是说高能粒子把分子撞开,生成一对离子。

        在电离辐射里,因为辐射的粒子能量都非常高,一个粒子在冲进物质,比如人体之后,往往是不能立刻停住的,就像子弹打进了米仓,

        它要撞来撞去,走一个长长的轨迹(希望大家还能记得高中物理书说的云室之类),在轨迹上碰撞的分子,很多就吸收了它的动能,被它电离了。能量高的辐射,粒子可以跑很远,撞到的分子多,少数的粒子就能生成大量的正负离子,反之,能量低的辐射,要大量的辐射粒子才能在轨迹上电离同样多的分子。因此用生成的总离子数来计算某个物体收到的辐射量,是个很合理的办法。剂量的意思大概就是这样。

        辐射剂量本身,其实只是描述了环境对人体的施予量,就像说你晒了一天太阳,太阳晒了你一天,那么人吸收了多少呢?这引出一个吸收剂量的概念。吸收剂量的单位是格雷Gy,1格雷=1焦耳/kg,也就是说1千克体重吸收了1焦耳的辐射能。

        吸收是吸收了,作用的方式又有不同,就像说,拿个小刀捅你十下,和拿个胡萝卜捅你十下,这二者对你造成的伤害是不同的。于是又来一个新概念,叫做等效剂量。下面提到的各种不同的辐射,在对人造成一样的吸收剂量时,造成的伤害其实是大有不同的,这个伤害就得用等效剂量来估计。

        等效剂量的单位就是这几天常见的sv,sievert。1个sv就等于gamma射线或者x-光,在1格雷的吸收剂量时产生的伤害。如果是alpha射线,它在1格雷的吸收剂量下,产生的人体伤害大概可以达到20个sv。

        实际上到了这一步,因为涉及到人体,效应已经相当复杂,不是完全用能量能衡量的了,这个等效剂量就只能说大概做个参考吧。

        2, 能量,一般来说,同一种性质的辐射,比如同为beta射线的辐射,单个粒子的能量越高对物质的穿透力和损害就大,这很容易理解。前面说了,子弹穿米仓。子弹的动能就是它的能量,速度高能量就高,跑得就远,破坏就大。

        对于beta射线,一般来说,0.1兆电子伏特的beta粒子,也就是电子,可以在空气里跑大概10-20厘米远,在水里大概0.1-0.2毫米深。人皮,可以算死皮层有大概0.1mm厚。所以如果beta射线的能量低于0.1兆电子伏,照射人的体表的话,危害是不大的,如果辐射源足够弱(总量在毫居里以下),是不需要特殊防护的。

        但是同样的辐射源吃进肚子就不一样了,这个下面说。

        3, 穿透力,不同的辐射,对物质的穿透力是不同的。

        在核素的衰变中,会产生三种辐射:

        alpha辐射的粒子是氦核,穿透物质的能力最差,核电池里用的钚-238,在衰变时放出来的主要就是alpha射线,虽然能量高达几个兆电子伏特,但是却穿透不了一张纸。

        beta射线是高速的电子,穿透物质的能力居中,能在物质里跑多远跟它的能量有关,碘I131衰变时产生的主要射线就是beta射线和gamma射线,其中β射线能量最高可达0.6兆电子伏特,可以穿透皮肤,但是钻得不深。

        gamma射线,本质是电磁波,它穿透物质的能力最强,一般的放射性衰变过程里,都会产生少量的gamma射线。

        穿透力和破坏性在某种程度上是个互为矛盾的关系。穿透力强,本质是跟物质的作用弱。穿透力强的辐射,比如gamma射线,跟物质的相互作用也弱,在穿透物质的过程中,释放的能量也少。这就像高度稳定的小口径子弹穿透物体,它打得固然深,一穿俩洞,可是释放的破坏能量也少些。假如它停在身体里,反而能造成更大的伤害。

        最极端的粒子莫过于中微子,这种粒子跟物质几乎不发生相互作用。我们每个人,乃至整个地球,每时每刻都在被太阳发出的中微子轻松穿透,但是这并不对我们造成影响。

        当然只要辐射足够强,就算对物质的作用比较弱,只要不是弱到中微子那个水平,也终归会对物质产生足够的伤害,这又回归到吸收剂量以及等效剂量的问题上来。

        除了上面说的这三种常见辐射,剧烈核反应(比如核反应堆里的链式反应)里产生的辐射还经常包括中子辐射等等其它的粒子,那些我懂的不多,就不讨论了。

        4,作用位置。不用说,要伤害人,自然是从里到外要比从外到内有效得多——外用药内服是个大家最好不要试验的事情——所以辐射有个内辐射和外辐射的区分。内辐射,就是说放射性物质已经经由某种渠道,进入了人的体内,而且一般指辐射物已经到达了脏器的附近或者内部。

        前面说过,即便是高能辐射,依照射线的分别,其穿透物质的能力是不同的。假如射线只能深入皮肤,到达比较浅表的组织,那么对人的高级生理机能,影响是不大的(提醒一下,睾丸是个埋藏比较浅,功能比较重要的器官)。假如辐射物进入了身体,那么它们就近照射脏器,危害显然是巨大的。而且很多器官,比如肝脏,淋巴,肾之类,对某些特定的元素还有富集作用,那就更加危险了。

        比如说最近经常被提到的碘131。由于碘在人体里是主要被甲状腺利用来制造甲状腺素的,所以摄入的碘会富集在颈部的甲状腺。碘131作为一种碘的放射性同位素,我们中学都学过,和普通的碘是有相同的化学性质的,所以也会被富集在甲状腺里。这样甲状腺被近距离高强度辐射,结果就是提高了甲状腺癌的发病率。

        对抗的办法就是服用碘片。因为体内吸收碘的总量是有个限度的,多的就会被随尿液排出体外。这个办法的本质,在化学动力学上应该就是竞争性抑制剂,用非放射性的碘来跟碘131竞争甲状腺里的结合位点。

        在发生大规模核污染的情况下,大气和土壤,都是我们个人的力量所无法控制的。那么唯一可以做的就是尽量减少皮肤沾染,并防止污染物进入身体。有以下几点可供考虑:

        1,如果有可能,尽量减少暴露在被污染的空气里。比如紧闭门窗。

        2,对食物进行选择,不去吃容易被污染的食物。能去皮的食物尽量去皮。容易富集重金属的食物,比如海鱼,暂时不吃。

        3,在污染区,认真及时处理身体表面的创口。

        4,注意补充碘。

        5,多清洗皮肤和衣物。有传说有种肥皂是特别用来防核的。对此我 一无所知。我认为任何肥皂都是可以用来清洗皮肤的。在军队里,所谓防化部队,实际就是用普通去污剂的。

        6,吃饱饭。强壮的身体才能抵抗辐射损伤。

        7,孕妇要注意检查胎儿的发育情况。怀孕早期也许应该试试核型检查。

        8,不要惊慌。几千公里之外的核污染,自从1945年以来,已经发生了很多次,而且很多次规模都相当大。只是当时没有internet罢了。

        先到这里,才疏学浅,错误难免,请各位多指教。

        关键词(Tags): #辐射损伤(当生)元宝推荐:铁手, 通宝推:Soen,

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        • 家园 原来燕山石化有把做探伤的放射源放口袋里的

          误捡到的,不知道是放射源,就放口袋里了。

          就是口袋位置的腿上的肉经常溃烂不愈合。

          人现在也没啥别的事,后来还要了小孩

        • 家园 请教:

          吸收剂量 和x-光设备的 比释动能 (Air Kerma) 是相同概念吗? 至少单位是一样的, 都是 mGy

          • 家园 二者关系极其紧密

            比释动能就是说辐射在单位质量的特定材料(比如说air kerma就是说在空气里,water kerma就是说在水里)释放的能量。因为辐射跟物质的作用也依物质而不同,所以kerma一定要讲是对什么材料。

            而吸收剂量是说放在辐射场里的某个特定物体,单位质量吸收的能量。显然一个放在辐射场里的体积有限的物体,只能吸收辐射场里一部分的能量,而且这个吸收量跟辐射场的强度,物体的大小,吸收的效率,都有关系。

            二者的区别,比释动能说的是光源释放的能量,描述一个辐射源或者辐射场在某个介质里释放能量的强度;而吸收剂量说的是具体物体吸收的能量。换句话说,比释动能是说屋子里有多亮,能吸收剂量是说纸上的墨水吸了多少光。

            另外一个要注意的区别是,如果说air kerma的话,那么这个比释动能表示的是在这个辐射场在空气里能释放多少能量。在水或者生物体里,作用方式会发生变化,这个数值会变化。所以就算一个辐射完全被生物体吸收,air kerma也不会直接等于吸收剂量,而是需要换算。

            简单的说,从比释动能可以估计一个辐射源的强度,进而估计一个放在这个辐射场里的物体的吸收剂量,但是这里面会有个估算的过程。

        • 家园 那么核泄漏以后辐射就不包括中子了吧

          中子应该是链式反应中裂变的产物,如果核泄漏了以后,核燃料散落开来,发生裂变的概率就大大减低,这个时候就只有alpha,beta,gamma三种辐射了吧?其中alpha,beta都是带电粒子,飞不了多远,那么gamma射线用金属就可以屏蔽,那么说起来核泄漏就不是那么可怕了?

          • 家园 中子不太清楚,应该还是有很低的生成量

            看核燃料碎块大小吧。

            一般说的核污染,的确主要就是说alpha beta gamma三种,加上个x射线。x射线一般是初级射线照射到物体之后产生的次级辐射。

            alpha辐射的确很好挡,最近查到,实际家庭用的烟雾报警器(不是一氧化碳报警器)里的一大类就是电离型原理的,里面就是放了一丁点alpha辐射源(Am-241),然后靠alpha辐射的电离氛围来检测烟雾粒子。Am-241的原子序数是95,还排在铀后面,听上去挺吓人的吧,呵呵。当然里面放的总量是相当少的。

            这可不是说alpha辐射源是无关紧要的。上面是说alpha辐射源离人还有点远的情况。如果身上直接沾染了alpha辐射源,甚至吞进了肚子,那绝对是灾难性的。重核衰变出来的alpha粒子一般都有大约5兆电子伏特的能量,碰到人体的时候,这5兆电子伏特会在它不到1mm的射程里释放出来,局部损伤会是非常强烈的。

            至于beta和gamma,还是很麻烦的。

            一般的beta粒子,依初始能量不同,在空气里的射程一般从1尺左右到20米以内。对beta辐射,其实最好的防护材料不是铅,而是水或者距离(空气),这主要是考虑轫致辐射(也就是说带电粒子快速减速的时候发射出x射线),要让电子尽量慢的减速。在污染的情况下,很难说多少beta射线会照到附近的重金属材料,总是应该有一些的。这时候就会产生x射线。也就是说污染现场其实不止是alpha,beta,gamma,至少还得加上个x射线。要挡x射线,就只有靠铅了。

            gamma和x射线的性质差不多,因为穿透力太强,所以辐射强度达到一定水平的地方,都得穿铅衣服的。

            因此核泄漏还是很可怕的。只有离污染物足够远(例如在中国)或者污染物被稀释到很低的水平,才能说不是那么可怕。

          • 家园 中子容易被吸收掉,但实际上裂变还在进行,还是有中子产的。

            只是产生没一会儿就被周围的其他稳定原子核给吸收了。

        • 家园 内辐射还有个重要的原因是长期的随身辐射。

          外辐射一般是短期的。

        • 家园 科普好文!

          送花成功,可取消。有效送花赞扬。感谢:作者获得通宝一枚。

          参数变化,作者,声望:1;铢钱:16。你,乐善:1;铢钱:-1。本帖花:1

        • 家园 为什么Chernobyl核事故发生时,

          有个摄影记者和一个直升机飞行员在未穿任何保护装备的情况下曾经飞到反应堆破口上空3-400米处拍照,后来他也一直在现场从事报道——现存的照片均出自此君。其他另有5个记者也被允许进入现场报道,3名已经辞世。这是在Discovery的纪录片里看到的。

          问题是,前面提到的那位摄影记者怎么就那么命大?辐射对人体的伤害有这么大的个体差异吗?

          • 家园 这哥们每年两个月要治疗后遗症的

            包括当年的人体机器人,纪录片里不少人都活下来了,但是后遗症一直在。。。

          • 家园 这个很难说

            那个记录片我也看了。

            我觉得,首先那个破口上空的辐射不是均匀的。比如说吧,就像房顶破了个窟窿,太阳光照下来,我们人可以看到光柱子对吧。那个破口上的辐射也差不多,并不是处处均匀的,假如没有飞到辐射强的地方,那么受到的辐射自然少。另外直升机虽然不是铅做的,但是实际任何物质对辐射都有一定的阻挡作用,直升机的金属地板,应该也是挡了不少射线的。所以他究竟被照了多少,这并不好确定。

            当然在那个地方出没,怎么也是不会很少的。他自己不是也说,有耳鸣等等症状吗?还有那个底下部分曝光的底片,都说明这个人的确受了不少辐射。

            所以,是的,人和人的差别是很大的。就算同一个人,身体状况不一样的话,对辐射的反应也不一样。大概只能这么说吧。

        • 家园 钚-238 or 钚-239?
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