为什么造原子弹时工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不会很强吗?
▎≛为什么造原子弹时工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不会很强吗?
个问题老梁来回答。
铀球?这玩意那是原子弹的核心装备,爆炸出来蘑菇云的个头大小全靠他了,您感觉他的辐射高不高?
没跑!搁眼前晃一下都受不了,那么为了更好的让大家伙了解这铀球的辐射强弱,咱就先介绍一下这铀球是咋出来的。
铀球
首先咱的找到铀矿才成,他有富矿和贫矿之分。就算是富矿这铀的含量也不高,也就是百分之几吧,贫矿那就更低了,在0.05%到0.2%之间。如果比这还低,您就可以呵呵了!
说道这里估计有小伙伴要说了:“那咱找富矿不就完事了吗?”
你快拉倒吧!富矿少的可怜,全地球都刨成陨石坑那样的,您也找不到几处,您可以当他不存在,一般情况都是贫矿。
而且这贫矿生产铀,那可不是说以铀为主,而是人家在生产别的东西的时候,捎带着回收的这么一个副产品。
就跟那养羊是为了卖肉,结果惊奇的发现这货的羊毛也能收俩毛毛钱的意思一样。
所以如果这铀矿当中,就算是含有铀,但没有其他有价值的物品,人家都不会去专门搞个厂子生产铀的。
没想到吧!铀可是生产原子弹的主要原料,但他铀的原材料却如此的委屈。
俺给大家伙列个数据,您就明白了。
两万吨的铀矿才能生产一公斤的铀,而且这铀矿还必须是富矿,您要是摊上一个贫矿,这可不是翻一倍两倍就可以解决问题的。
所以这要是生产一公斤的铀235在上个世纪的时候,那就得是一千五百多万美元。
吓人不?当年咱就为了给第一颗原子弹弄那点铀,就花了十年的时间,十几万人为了这点铀忙乎,而且弄出来的也就够一颗原子弹用的。
这数据一摆到这里,估计大家伙也就明白了,一般的铀矿他是有辐射性,但绝对不高,很微弱的。有人说弄张纸片子和这铀矿隔开都能顶住他的辐射。
那么拿到铀矿咱就可以直接生产铀235了吗?
你快拉大吧,这要是可以的话,全世界到处都是原子弹了。
人家是把矿石中的其他有价值的东西提取出来,哎,剩下这么些个渣渣,加点酸啦,加点碱啦,处理这么一下,就出现了一个叫黄饼的东西。
过去这玩意生产出来是黄色的,现在工艺下生产出来是黑色或者褐色的,黄色的基本没有了。
这个时候这家伙的辐射就高很多了,咱已经不能直接接触了,一旦直接接触,这是嫌阎王爷的罚单下的迟了,着急的要给自己脑门上按一张的节奏。毕竟这东西直接接触,就可以伤到内脏了。
这个时候的铀含量已经达到了40%到70%,这里头主要不是铀是另一种的物质——重铀酸盐。这就需要弄个桶,而且必须密封,这就没事了
咋说呢?基本上开采铀矿的地,都会生产黄饼的。
接下来咋整呢?
这就需要破会分子结构,把其他无用的原子给踢出来,剩下的就是金属铀了。
咋踢呢?直接加热,让他变成气体,然后灌到一个叫离心机的装置中,甩呀甩呀甩的,就跟那洗衣机的意思一样。
先是得到铀,但这铀咱只用其中的铀235,其他的铀咱是不用的。
当这个铀235丰度大于94%的,这就成了,原子弹需要的核心部件就算是搞定了。
那么这就是铀球吗?
还差一步。您可以把他看成是初级品吧,这还必须进行必要的修饰。
太大太小都不成,误差只能控制在头发丝的五分之一。
这要是用车床车出来的话,这就是最终的完整品。
您自己想吧,整个原子弹爆炸之后产生的所有辐射就是打这铀球开始的,您感觉他的辐射强度能少了吗?少不了的!
有辐射强度就不上了吗?不成的!咱国家需要原子弹,咱硬着头皮也得上,当然这就必须在全副武装的防护下进行。
简单的说一下,要想看东西必须通过一个能见度很低的窗口往里头瞧,啥感觉呢,就跟冬天里头戴着眼镜进了屋子一个样,这还得戴口罩,手上您不仅带乳胶手套这还得是双层。
就这,再灵活的双手,就一个字——笨!
你不穿这玩意也不行,一个恶心就让你头昏眼花了,活都干不了。
说道这里估计有小伙伴要说了:“有数控车床吗?用数控车床!”
那会咱不是没有嘛?只能是手工去车,而且每一刀下去误差不能超过头发丝的十分之一,车完之后这铀球还得能照出人影来。
这相当考验车工,所以当时为了这一步,咱当时咱召集了两千多名车工进行比武打擂台。最终六级车工原公浦胜出,在半年的训练时间里,他不仅闭着眼睛能摸到车床任何一个部位,而且光用耳朵听就能判断出这车床那有毛病。
就他用的铀球模型部件,堆起来跟那小山一样。
接了任务之后,当他三刀车完之后,整个人都快瘫在地上了。所以原公浦当时还有一个绰号叫原三刀。
最后咱在插一句,俺看有题主提出原子弹和光刻机比那个比较难?
有些人居然认为光刻机最难,说啥很多国家都能造原子弹,而光刻机就不一样,什么各个国家高科技集大成也。
俺只说一句,原子弹是军用级的,光刻机是商用级,一个是有价无市,市场上压根就买不到的东西,一个是按照商业规则在市场上能够买的东西,只是因为一些国家作梗,成了稀缺品,好像是买不到一样。
您记住了,咱不把他当回事的时候,你可以把他抗在脑袋上炫耀,当咱真把他当回事的时候,哭吧,因为市场已经决定你那玩意要淘汰了!
白菜见过没!咱最喜欢干的就是这事!
好了,今天就写到这里,喜欢的朋友加个关注,顺手点个赞呦!
▎↙为什么造原子弹时工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不会很强吗?
铀的辐射很强,但绝不可谈虎色变!
天然铀矿石
铀矿石铀含量低、放射性微弱(大约200吨才可以提炼1公斤铀-235),它发出的阿尔法射线,只需一张A4纸就可以挡住,人的衣服和皮肤完全可以隔绝,不会对人身造成影响。(在科普活动中 ,工作人员会拿阿尔法射线感应仪对着铀矿石,仪器会发出感应声,显示铀矿石发射着射线。)
“黄饼”(铀矿石粗级加工品)
将天然铀矿石磨粉,加入酸或碱溶液,萃取(“水煮”)出丰度较高的重铀酸铵,呈现黄色块状或者粉末状,俗称“黄饼”。黄饼的放射性仍然很低,且状态稳定。加工工人只需一般穿戴防护即可。
“黄饼”不能用于核反应堆,一般用于提炼浓缩铀。为了提高铀矿开采附加值,几乎所有开采铀矿的国家都生产黄饼。
金属铀
由“黄饼”近一步、一步的浓缩而成。
通常采用“气体扩散法”;将黄饼粉高温蒸馏生成六氟化铀气体,压缩入一系列高速旋转的圆筒离心机里提纯(将同位素铀-238与铀-235分离,得到高丰度的铀-235金属材料)。当丰度>94%时,就可以作为核弹弹药使用。
将金属铀加工成铀球
这是制造“枪式引爆”原子弹的技术要求(不赘诉)。
这时,铀材料放射性已相当强,对加工人员构成重大生命威胁。
据揭秘,我国第一个铀球是原公浦师傅利用普通车床手工操作完成的。原公浦师傅穿上笨重的防护服,戴上特制的口罩,套上双层乳胶手套,小心翼翼独自上操作台,与铀球胚料近距离接触,用精湛技艺一次性完成加工。
原公浦师傅后半生相安无事,证明加工铀球的安全防护是有保障的。
今天,人们可用精密数控的机床,通过遥控操作加工铀球,加工人员安全更有保障。
▎Ⓚ为什么造原子弹时工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不会很强吗?
为什么造原子弹时,工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不强吗?
各位在观看两弹一星纪录片时一定对一个情节记忆犹新,原公浦师傅独自一人在车床边车制出一个铀球,闪闪发亮,都能照出人影!
而原公浦师傅则仅仅只有普通的手套和口罩,甚至连护目镜都没有,而且事后原公浦师傅身体健康,一直到80岁才去世!吃瓜群众们想不通了,这原子弹的铀装药不是具有放射性吗?为什么原师傅直接车制都没问题?
什么样的物质才具有放射性?
我们知道自然界有很多物质具有放射性,那个放射性危险的符号大家一看就能明白,但哪些物质才有放射性呢?
有两种原因会导致物质具有放射性
一种是质子多了的重元素,另一种是中子多了的同位素,前者常见的比如铀、钚、镎等92号及以上的元素都具有放射性,后者则是中子多了的同位素,比如氢的同位素氕原子核,只有一个质子,所以没有放射性!
到了氘的原子核是一个质子+一个中子,它也没有放射性,但另一种同位素氚是一个质子+2个中子,中子多了原子核也不稳定,变成放射性同位素了!
三种衰变方式
放射性元素衰变有三种,分别是α衰变、β衰变、γ衰变,这三种衰变特性不一样,其中影响比较低的是α衰变,重核衰变时会释放一个氦核(氦四原子核:2个质子,2个中子),由于原子核质量比较大,它的飞行距离不远,穿透力也不强!
还有一种则是β衰变,这是弱相互作用下的β衰变,β衰变发射的高速电子流,速度很高,可达光速的99%,因此它有比较强的穿透力,它的危害也比较强!
最后一种是γ衰变,当原子核发生α衰变和β衰变时,处于激发态的原子核可能是不稳定的,从低激发态和基态跃迁时往往释放出光子,这就是γ衰变,γ射线的光子的能量极大,穿透力非常强,因此在三种衰变中γ衰变危害最大,防护也最难,一般序号厚厚的混凝土或者铅板才能屏蔽!
为什么铀的放射性那么低,人都可以直接拿?
造原子弹的材料一般是铀-235或者钚-239,我国的第一颗原子弹用的核材料是铀-235,它的提纯是非常困难的,因为自然界提纯的铀中,99.3%的比例都是铀-238,这种铀材料也具有放射性,但铀-238只能由快中子引发裂变,而铀-238裂变时只能产生慢中子!
所以原子弹的铀装药就只能用铀-235了,当然还有钚-239,一般都是这两种裂变材料,但铀-238和235就差三个中子的差异,化学性能几乎就一致,所以分离很难,一般采用离心法、气体扩散法和激光法分离,离心法原理很简单,利用差异三个中子的一丢丢密度,将含铀的六氟化铀气体通过高速旋转的多级离心机逐渐分离!
而美国第一颗原子弹的铀-235使用的则是劳伦斯法分离,其原理也是密度差来分离铀蒸汽,它们在圆周运动中直径238要比235大大约1.29%,就这个细微的差异,美国人用了2.5万人,1100台分离机制造了50千克铀!
铀-235的提取过程中,与磁铁分离的阿尔法同位素分离罐。
同样吃瓜群众很好奇,为什么提纯后的铀甚至能用手捧,真的不会有事吗?其实我们从铀的衰变角度来分析下,各位就不会觉得奇怪了!
铀-235的自然衰变链
铀-235的衰变链的第一个的半衰期就是七亿年,会在发射一个氦核变成钍-231,然后通过β-(高速电子流)衰变成镤-231,然后再是α衰变.........
从这个衰变链中,我们看到危害最大的也就是β-衰变,在钍-231衰变中产生,而刚刚生产出来的铀-235中杂质含量很低,从理论上看,铀-235绝大部分都是α粒子,对它危害的防护甚至可以用一双手套搞定,因此从理论上来看,纯铀-235我们就算放在口袋其实也没啥事!当然你也没机会拿到,如此纯度级别的铀-235,是受到严格管控的!
这个比较直观
因此从这个角度分析,原公浦师傅车制铀球风险确实不大,但真正要注意的是α粒子辐射对人体也有害,因此绝对要当心车削时铀尘埃的吸入,因为从身体内部辐射无法屏蔽,而从照片中原师傅是有带口罩的,因此防护得当,伤害可以降到最低!
原公浦和夫人
为什么原子弹爆炸放射性污染会那么大呢?
衰变和裂变其实是两个概念,裂变产物和衰变完全不一样,比如铀-235裂变产物是氪-92和钡-141,当然爆炸初期产生的核辐射并不是这些放射性产物产生的,主要是核爆过程中产生的伽马射线和中子流,两者穿透力都极强,但影响方式有差异!
裂变产物的质量数产额图:铀-235、钚-239、铀-233的热中子裂变产物
后续沉降产生的主要是裂变产生的放射性元素衰变,以及衰变的产物再衰变,比如氪-92的半衰期只有1.8秒,经过β−衰变成铷92和91(比例比较低),衰变链条:氪-92 → 铷-92 → 锶-92 → 钇-92 → 锆-92。另一路则是钡-141,它的半衰期为18.27分,衰变产物是镧-141......
核爆或者核裂变后的产物和自然衰变产物不一样,所以从这些核裂变产物后发生放射性元素来看,核爆后要严重得多!
还有一种是超过临界质量的自发核裂变,这也是非常严重的一种情况,因为即使是纯铀-235,它也会有一定可能自发裂变,当产生的中子在飞出铀块以前撞击到另一个铀原子核,那么它会继续裂变,当然自发核裂变和链式反应还是有区别的。
一般这种叫做超临界事故,单个铀块不太可能会人为制造成超临界状态(超过临界质量,据说加拿大核科学家斯罗达博士就徒手掰开过一个将要合一起形成超临界状态的铀块),但在工厂生产的溶液状态时就很容易发生超临界事故,比如1999年的日本东海村核事故,三维工人将浓缩度18.8%的硝酸铀酰溶液倒入沉淀池均一化作业时,不慎倒入了160升(380gU/L),约合60.8千克铀-235,超过了50千克的临界质量!
瞬间就达到了超临界状态,作业区三名工人受到超强剂量辐射相当于站在暴露的核反应堆旁,最终2名工人以极其惨烈的方式熬了几个半月后死去,另一位工人幸存!
对于放射性场所作业,绝不可掉以轻心!而另一种则是放射性探伤仪,用的大都是钴-60,这种物质衰变时会释放两束315 keV的高速电子流,还有两束伽马射线,非常要命的一种放射性衰变方式,要是捡到后放在兜里,估计就这辈子就报废了,而这样的案例国内还不止一例!各位千万当心,不是啥东西都可以捡的!
▎➴为什么造原子弹时工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不会很强吗?
工人去车铀球?
铀球可是原子弹的核心装备,按照一般逻辑,躲避核原料还来不及,更别说去车了,然而事实摆在眼前,亲手加工原子弹核心部件的工人叫原公浦,在最重要的加工时刻,原老操作了最后三刀,从而使铀球达到了核武器组装要求,所以原老也被称为“原三刀”。
在我们印象中,核原料对人体的破坏性实在是太大了,大量日本老百姓虽然逃脱了两颗原子弹的轰击,但却没逃过核辐射,最终只能病死,但我们的原老却敢直接车铀球,二者之间的反差,令我们实在百思不得其解,下文将带你揭开此事奥秘。
核辐射对人类的伤害(案例)
1996年1月5日清晨,19岁的宋学文照常上班,走了一会,宋学文却发现雪地里有一串金属链,他心想这恐怕是别人意外丢掉的钥匙链。
宋学文先是询问周边路人,最后等了一会,眼看上班快要迟到了,于是他心怀好意的将金属链收进右侧裤兜,想着下班再去找找失主。
但在2小时后,上班的宋学文却突感不适,好端端一个年轻小伙子,怎么会感到头晕呕吐?
是不是吃坏东西,食物中毒了?
本想坚持到下班,但身体状况越来越差,宋学文无奈只能请假回宿舍休息,本以为情况有所好转,但随着时间的推移,他的身体状况越来越差,可以说差的有些“不理解”。
他的身体开始浮肿,呕吐频率越来越高,甚至意识都开始有些模糊起来!
趁着没有昏迷之前,宋学文艰难的通过电话向领导汇报了下情况。
下午5点左右,领导来看望宋学文,此时气氛有些凝重,最后在了解到宋学文捡到一条金属链后,最糟糕的猜测成真了!
原来这条金属链是相关人员,在工作时不小心掉落在现场的核放射物质铱-192!
知道金属链的“真实身份”后,领导立即将室内其他人等全部疏散开,对其他人还好,但对宋学文来讲,情况却十分严重了,因为核放射物质铱-192陪伴了宋学文整整8个多小时!
也就是说,宋学文暴露在铱-192这么长时间,大量辐射已经破坏了宋学文的细胞,后来陷入昏迷的宋学文被紧急送往北京307医院救治。
医生切除了大量宋学文身上坏死的组织,无奈大腿和左手前臂受到创伤最为严重,只能进行截肢,在后续治疗中,大手术7次,小手术很多次,由于太过疼痛,宋学文甚至需要注射镇定药物才能入睡,此后宋学文一直饱受这生理和心灵的双重创伤,可见核辐射有多么可怕。
当然也有很多国外的例子更为直接,从1945年至今,全球被众人所知的临界事故至少有60起。
1945年8月21日,小哈里·K·达利安(洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家)在操作时,意外将碳化钨掉落在了钚球,最后因受到过量辐射而死。
1946年5月21日,路易斯·斯洛廷正在用空心半球形中子反射材料把钚球包裹起来,结果螺丝刀意外滑落,促使钚球达到了临界状态,在场共有8人,最近的斯洛廷在9天后死亡,其余3人在数年后死亡,诸如此类的事故数不胜数,在此就不过多列举了。
为什么造原子弹时工人可以去车铀球,难道不怕核辐射吗?
你知道铀球的加工有多严格吗?
除了光洁度高之外,整个球形尺寸误差不得超过发丝的1/5。
20世纪60年代,我国机械设备水平不高,而当时按美国的市价来讲,一公斤铀235的售价为1500万美元,换算至今大概6亿美元,当时我国就造出两个铀球铸件,如果加工失败,除了巨大经济损失之外,还有无数人的心血都会毁于一旦。
在这样的压力背景下,原老先生第一次就圆满完成了任务,因此有了“原三刀”的美誉,然而令人惊讶的是,原老先生在车铀球时,穿的防护措施实在太过简陋,基本没什么防护,难道不怕核辐射吗?
1.铀-235没那么容易发生爆炸
绝大多数铀来源于两颗中子星相撞,也有一些由其他更重的放射性元素衰败而来,铀矿石被开采后,经过一系列破碎、酸碱处理、过滤等工序,就会生成“黄饼”。
到了黄饼这一步还不够,需要从中提炼出铀-235来,在高速离心机的作用下,一丝丝铀-235的UF₆气体被分离出来,接着当铀-235浓度达到20%左右,就基本差不多了。
铀-235爆炸的前提是需要由中子引起连锁反应,或者本身总质量足够大,根据科学计算,20%浓度的铀球,其爆炸的质量需求大概在400千克,而5%浓度的铀球,基本不会爆炸。
简而言之,铀球爆炸的触发条件需要浓度、质量、中子轰击,而在车床上加工的铀球,本身体积和质量都很小,在没有外来因素的影响下,基本不会达到临界值。
2.铀-235的半衰期是7.04亿年,单位时间内衰变的原子核很少
为什么宋学文捡了个铱元素链就差点丢了性命,而原老却敢车铀球,其中的区别就在于“半衰期”。
半衰期的大意是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间,其中衰变的意思是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。
我们绝大多数人不知道的是,衰变共有3种形式,即α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变质量大,速度慢,就连一张纸都能轻松将其阻隔,所以我们的皮肤即便暴露在α衰变下,也不会受多大影响。
β衰变就开始要注意了,它的速度很快且穿透力强,阻挡物体大概需要薄铝板的级别,所以人体的皮肤是无法挡住β粒子的。
γ衰变才是最可怕的存在,它能释放出γ射线,速度不仅快,穿透力还极强,别说薄铝板,就算拿块厚铅板也挡不住,人体暴露在γ射线下,短时间内细胞就会发生异变,这也就是老百姓最担心的核辐射。
再回到衰变期这个方向上来,宋学文之所以短时间内被核辐射重创,主要是因为铱192的半衰期太短,只有大概74天,通俗易懂的说,铱192在短时间内所产生的辐射太多,多到足以摧毁人体。
但是铀235不同,它的半衰期太久,久到7.04亿年,也就是说,单位时间内,铀235所产生的辐射很少很少,抛开剂量谈危害,这就没有意义了。
所以原老在车铀球时,穿上防护服就足以面对,这是敢在普通车床上车铀球的主要原因。
——END——
▎▭为什么造原子弹时工人可以去车铀球,浓度那么高辐射不会很强吗?
铀球的辐射真的不高!拿它的时候,只要戴个手套就够了,而且手套的最大作用,是在于避免重金属中毒,而不是防辐射。
铀元素来自于66亿年前形成的超新星,在整个宇宙中都有广泛分布。根据美国能源部的数据,在地球上,铀及其化合物,占到地壳岩石总量的百万分之3左右。在所有元素中,铀的储量排第48位,是银的40倍。
大家都知道铀是一种放射性元素,但几千万年来,它与人类一直都是友好相处,并没有因为有辐射,而对人类的生存造成过任何威胁。直到1945年原子弹发明之后,它巨大的破坏力和核污染,才让人们开始“谈核色变”。
但实际上,铀并没有那么可怕,你完全可以用手触摸它,而不用担心会受到辐射。
α射线穿透能力太弱,所以辐射会很弱
铀是自然界中最重(原子量)的金属,除了金属的普遍特性之外,铀的典型性质是高密度和放射性。而这个放射性,来自于它的自然衰变。
铀在衰变的过程中,会产生3种射线,分别是是α、β和γ射线。其中,α射线能量最低,穿透力也很弱,连一张纸都穿不过,更不用说人类的皮肤了;β射线能力稍强一点,高剂量下会烧伤皮肤,但穿透力依然很弱;危害最大的是γ射线,它是一种波长很短的电磁波,不但能穿透人体,甚至还能穿墙(核裂变反应时会产生大量γ射线)。当然γ射线也不全是害处,比如治疗肿瘤的伽玛刀,就是用的γ射线。
射线穿透能力示意图
铀在自然环境下产生的辐射,绝大部分都来自α射线,因此,铀本身的辐射性很弱。
有句话叫做“抛开剂量谈毒性就是耍流氓”。同样,抛开剂量谈辐射也是耍流氓。
所谓的辐射剂量,通俗讲就是在单位时间内,所产生的辐射总量。它主要取决于两个因素,即:元素的辐射能力和元素的质量。
辐射能力,专业术语叫“半衰期”,它用于衡量一种元素的衰变速度。半衰期越长,就意味着该元素稳定性越高,辐射能力就越弱。相反,半衰期越短,那么它的辐射能力就越强。
铀辐射弱到可以直接用手抓
对于天然铀来说,它有3个同位素,分别为铀235、铀238和铀234。其中,铀238的半衰期为45亿年,铀235的半衰期为7亿年,铀234的半衰期为25万年。
可以想象,在短短几个小时,甚至是几分钟的时间之内,这3种物质所能提供的辐射能量,简直就是弱爆了。
对于铀234来说,虽然半衰期相对短很多,但相对于人生来说,它依然无比漫长。而且,铀234的含量极少,还不到铀235的千分之7,加上它的衰变是由铀238衰变所引起,因此其辐射能力同样很弱。
铀制成的钥匙链挂饰
有临界质量的限制,铀球的辐射会很弱
我们知道,原子弹之所以能爆炸,是因为铀的质量达到了“超临界质量”而引发了链式反应。
链式反应,简单说就是一个原子核被一枚中子轰击之后,会逸出新的中子,而新的中子拥有足够的能量,去继续轰击其他原子核,然后就一发不可收拾了……
链式反应
为什么是中子?因为中子不带电,在穿透原子核的过程中,不会损失能量,直到撞击到原子核后,其能量会赋予逃逸出的新中子(想象一下打台球)。如果在穿透原子核的过程中有能量损失,那么新中子的能量就会变弱,反应将无力维持下去。
此处的问题是,中子的运动轨迹是随机的,它必须在射程之内撞到另外一个原子核才行,如果原子太少,大量的中子无法找到目标,那么链式反应就无法继续。因此,必须要有足够多的铀,才能让链式反应发生。
能够引发链式反应的最小质量,就是“临界质量”。在临界质量以下,铀会很稳定。
这个临界质量,取决于材料的浓度和形状。浓度就不用多说了,从形状上看,最省材料的形状是球型(这也是车铀球的原因)。在球型的情况下,铀的临界质量大约是15公斤,再大就危险了。
因此,单块铀的质量不会超过15公斤。
所以,在铀球质量不可能很大的前提下,相对于漫长的半衰期,其辐射能力依然微乎其微。
15公斤铀有多大呢?前面说了它的密度很高,具体说就是比铅的密度高70%。我们知道体育比赛中的铅球重量是7.26公斤,所以,15公斤铀,它的大小也就跟橙子那么大。
相对于辐射来讲,铀的生化毒性才是重点
铀是比铅还要重的金属,它具有比铅还要高的重金属毒性。因此,人体如果长期暴露在高剂量的铀环境之下,将会面临金属中毒的威胁。
美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)制定了一个含铀工作环境的标准,即:8小时内暴露浓度不超过0.2 毫克/立方米,短期极限为0.6毫克/立方米。当铀的含量达到10毫克/立方米时,会对健康构成危险,严重的将危及生命。
网上有照片显示,在加工铀球的时候,有人连口罩都不戴,这是几十年前人们对铀的毒性认识不足造成的。虽然铀的密度很大,在加工时碎屑基本上都会垂直落下,而不会溅得到处都是。但是,铀毕竟是有毒金属,基本的防护还是必须要有的。
铀矿石提炼过程中,不同阶段的铀化合物
牛津大学的研究表明,人体摄入的铀,大部分都会被排出体外,对于不溶于水的铀氧化物,人体的吸收量仅为0.5%,而对于水溶性铀化合物,人体的吸收量最高为5%。但是,危害程度却正好相反——可溶性铀化合物往往会被迅速排出人体,而不溶性铀化合物,尤其是通过粉尘吸入肺部时,更容易通过血液流向人体组织,并在骨骼、肝脏、肾脏中留存多年。其危害性可想而知。
铀辐射很低,但绝不能吃!
最后,关于车轴球的问题,总结成一句话——
铀在自然状态下辐射很弱,并不会对健康造成威胁,即便是武器级别的高浓度铀也是安全的,但铀的重金属毒性,是必须要注意的!
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