如果徒手握住武器級的鈾或者鈈會怎麼樣?

周興健


作為一名核電從業者回答下這個問題,徒手握住武器級的鈾和鈈不會帶來多大的放射性傷害,但是如果不小心被帶入體內則可能導致內照射和重金屬中毒。

自從1938年德國的物理學家奧托·哈恩和弗萊茨斯垂斯曼發現裂變現象後,包括德國和美國多個國家展開了一種新式武器——核武器的相關研究。

圖釋:德國放射化學家和物理學家哈恩

核武器所用的材料就是濃縮度超過90%的鈾235或者鈈239,然而造化弄人,這兩種物質在自然界中含量都是很少的。找到天然的鈾礦石已是不易,天然的鈾礦石中鈾235的含量只有0.72%,剩下超過99%的大多是鈾238,天然的鈈239存在於鈾礦石中,含量則更少。

鈾235半衰期大約7億年,自發衰變發出的是α粒子,即氦核,鈈239自發衰變的半衰期是24100年,放出的也是阿爾法粒子(α粒子)。

α粒子質量數是4,是比較“胖”的粒子,因此其在三種粒子(α粒子β粒子γ射線)中穿透力最弱的,即使使用普通A4紙張就可以屏蔽,人體手上的角質層也可以完全屏蔽掉α粒子,穿上衣服就更可以屏蔽掉了。α粒子的主要危害在於內照射,由於α粒子質量較大,攜帶能量較多。一旦鈾235或者鈈239被吸入體內,其釋放出的α粒子所攜帶能量將在組織表面很淺的一層消耗掉,對錶層細胞造成很大的傷害。目前世界衛生組織國際癌症研究機構已經將α粒子定為了一類致癌物。

電視裡操作核燃料穿的專用衣服也並不是輻射防護服,這種衣服是防止衣服被沾汙的統一制服,真正比較大的輻射這種衣服是根本擋不住的,需要用機械手操作,採用距離防護,人工是無法接近的。

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核先生科普


問題不大。

首先這是一個很好玩的問題,咱們可以說好幾個方面了。

看著核材料在水中冒出幽幽的藍光是不是很恐怖的樣子?拿出來握在手中其實問題不大。


武器級的鈾和鈈分別是鈾235含量超過90%的鈾或鈈239含量超過90%的鈈。這些東西和天然的鈾礦和鈈是一樣的東西。並不會產生巨量的輻射。


而鈾235和鈈239在沒有中子射流的環境下僅僅產生的是α衰變。

這裡就得先說不同的衰變特性了。一般認為核材料衰變會有α、β、γ三種衰變形式,分別放出α、β、γ三種射線。

其中α(阿爾法)射線粒子就是原子核中迸射出來的氦-4原子核,由兩個質子和兩個中子組成,帶有兩個正電荷呈現強電離性。

由於α輻射能量很低,在雲室內也僅僅能行進幾釐米的距離,而如果說這種粒子的穿透性,連一張普通紙都射不穿,在人體的皮膚內行進的距離也僅僅有不到100微米,所以說連人的皮膚都不能穿透。手拿著帶有α輻射的物質基本上就是安全的。

而β輻射所產生的β粒子實際上就是高速運行的電子由中子衰變成質子產生,由於速度達到了光速的90%因此還是具有極大能量的,但吃虧吃在了電子太小了,沒有什麼質量,因此β粒子在雲室中行進的距離也僅僅有十幾釐米。但β粒子的穿透力則已經可以穿透皮膚了,會造成人體的深層輻射傷害。


而前面提到的γ射線就沒有粒子了,是高能的電磁波。我們都知道電磁波波長越小能量越大,γ射線的波長小於0.01納米是具有極強能量的電磁波。γ射線穿透力很強,可以輕鬆的穿透3.2釐米厚的鋁板。所以近距離接觸對人對傷害很大。



所有的射線都可以引起電力作用,這種作用會使人患上急性或慢性放射病。


如果看手裡拿的放射性物質是不是安全,那麼就得看看這些放射性物質是放出什麼射線的。如果是單純的放出α射線,那麼問題真不大,可以手持不加防護。

例如這塊鈈239,拿起來沒有問題!


例如伊朗領導人內賈德參觀伊朗核電設施的時候就近距離接觸了核燃料棒,照片中的工作人員手持燃料棒在作出講解。

至於為什麼大家通常看到的很多人會帶著手套接觸核材料:

主要原因就是——防止手上的汗水導致核材料氧化,同時防止核材料上的細微粉塵被粘在手上吃東西時候吃到肚子裡。體內輻射還是會造成危險的。


當然,還有一種情況是千萬別拿手去摸一些核材料,這個情況主要得看核材料的的半衰期有多長,類似於鈈2392萬多年的半衰期以及鈾235幾千萬年的半衰期,這些核材料都被認為是穩定的核素。


但還有一些不穩定的核素衰變速度極快,例如鈈-238,這種鈈同位素的半衰期只有87.7年,在極短的時間內放出大量的α粒子。要知道射線之所以叫射線還有一個特點就是帶有能量。每個α粒子脫離原子核的時候帶有5.5MeV的能量。一個MeV約等於1.6021766208×10負19次方焦耳的能量。這些能量散發出來的結果就是一塊鈈-238總是熾熱的。一千克鈈-238的衰變熱達到了560瓦!因此大塊的鈈-238表面的溫度可以達到幾百度。

這東西如果用手直接摸就會冒藍煙了!當然,鈈-238也有用處,主要用在核熱電池上面。

同時據悉,俄羅斯的核動力導彈也是使用的鈈-238作為動力的。


軍武數據庫


並不會怎麼樣。即使是武器等級的U235,本身並沒有很強的放射性。發射的粒子為阿爾法粒子,無法穿過皮膚,一張紙都能擋得住。一般還是建議戴著手套觸摸,只要不吸收入體內,都不會有什麼健康的影響。鈾類似於鉛吸收會導致重金屬中毒,鈾並不算放射性危險物質。

順便講一下貧鈾彈。一般的誤解是貧鈾彈的放射性導致健康問題,實際上貧鈾彈的放射性比純鈾低40%。貧鈾只要待在體外都不會產生健康問題。貧鈾彈產生的阿爾法粒子不能穿過皮膚,貝塔粒子不能夠穿過作戰服。Gamma射線劑量小到忽略不計。但是如果貧鈾彈片,粉塵進入體內,會由於重金屬中毒造成長期的健康問題。


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