制造原子弹所使用的铀235居然能手动加工,这到底是为什么呢?本文我们来讲一讲放射性元素是如何杀死人的。
作为中国首例核辐射受害者,宋学文的故事,可谓是家喻户晓。1996年20岁的宋学文因捡了一条金属链儿而失去了双腿和左小臂。但悲剧并没有结束,在与辐射伤害战斗了23年之后,终于还是失去了生命。
是什么金属链儿如此厉害?那不是一条普通的金属链儿,而是放射性元素铱。放射性元素竟然如此厉害。说到放射性元素,大多数人并不会想到铱,如果没有宋学文的事情,很多人可能一辈子都不会听到一这个元素名字,更不会知道一是什么。
但几乎所有人,都知道另一种具有放射性的元素,那就是铀。铀235是制造原子弹的主要原料,要制造原子弹,首先要进行铀浓缩。铀235,在铀矿中的比例是非常低的,通常只有0.7%左右。通过离心机反复进行铀浓缩,则可以将铀235的纯度逐渐提高。而要制造核武器,铀235的浓度至少要达到80%才可以。
原子弹的制造是一个极其精密的过程,不仅对铀235的浓度有要求,对于铀球的尺寸和外形也有着极其严格的要求。而我国制造的第一颗原子弹所使用的铀球竟然是人工车出来的。
在我国第一颗原子弹制造时期,还没有数控车床,所以铀球必须人工用普通车床来车,可铀球有放射性,为什么还敢用人工来车呢?而且车这个铀球的员工也并未因此而影响到健康。
既然铀235都能手动加工,为什么捡了个铱元素链儿就丢了性命呢?这还要从放射性的本质说起,放射性从何而来呢?放射性其实是源自于原子的衰变,有个词叫做半衰期,意思就是说放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间。什么是衰变呢?不稳定的原子核释放出粒子和能量之后变为另一种物质的过程就是衰变。所有具有放射性的元素都拥有一个不稳定的原子核。
在自然界中,原子序数在83以上的元素,都具有放射性,而原子序数在83以下的某些元素同样存在着放射性衰变,有着三种不同的形式,即α衰变、β衰变和γ衰变。α衰变会释放出一个α粒子,α粒子和氦原子相同,具有质量大、速度慢的特点。α衰变是不会对人体造成伤害的,因为只需要一张纸就可以将其挡住,所以它也无法穿透人体的皮肤。
接下来是β衰变,β衰变会释放一个β粒子,也就是一个电子和一个反电子中微子,所以,β衰变时会产生高速电子流,速度接近于光速,而且具有显著强于α衰变的穿透力,人的皮肤是无法阻挡的,至少需要一块玻璃板才可以将其挡下来。
在三种衰变中,最为可怕的就是γ衰变了。当一颗原子核发生α衰变或被它衰变时生成的新原子核,有时候会处于激发态,这时,原子核会向低能级跃迁,同时释放出γ射线。γ射线速度快且穿透力极强,玻璃板对其毫无作用,即使铅板也难以将其完全阻挡。人体在受到γ射线照射后,DNA会发生断裂,后果极其严重。所以一小块放射性元素铱就能够在很短的时间内就给人体带来不可逆转的严重伤害。
话说回来了,为什么同为放射性元素,铀235就可以手动加工,而且负责加工的员工,只戴了口罩和橡胶手套等简单的防护?上面已经说过了,放射性源自于原子核的衰变,而不同元素的原子核衰变的时间不同。原子核衰变的时间用半衰期来表示,一种元素的半衰期越长,那么单位时间之内正在发生衰变的原子核数量就越少,所产生的辐射也就越小。
铱192的半衰期为期74天,时间非常短,它在单位时间内正在发生衰变的原子核数量是非常多的,产生的辐射也就非常大。所以宋学文在捡到铱元素链后几个小时所接受的辐射量,就超越了安全量的数千倍,自然也就对健康造成了不可逆的损伤。
铀235就不同了,铀235的半衰期为7.04亿年,这个半衰期是很长的,所以单位时间内正在发生衰变的原子核数量是非常少的,所产生的辐射自然也就非常少,因此员工师傅才能够手动加工铀球。
怎么样,今天我们关于放射性元素的有关知识能都了解了吗?如果觉得不错,请分享给更多的朋友。
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