如果徒手握住武器级的铀或者钚会怎么样?

周兴健


作为一名核电从业者回答下这个问题,徒手握住武器级的铀和钚不会带来多大的放射性伤害,但是如果不小心被带入体内则可能导致内照射和重金属中毒。

自从1938年德国的物理学家奥托·哈恩和弗莱茨斯垂斯曼发现裂变现象后,包括德国和美国多个国家展开了一种新式武器——核武器的相关研究。

图释:德国放射化学家和物理学家哈恩

核武器所用的材料就是浓缩度超过90%的铀235或者钚239,然而造化弄人,这两种物质在自然界中含量都是很少的。找到天然的铀矿石已是不易,天然的铀矿石中铀235的含量只有0.72%,剩下超过99%的大多是铀238,天然的钚239存在于铀矿石中,含量则更少。

铀235半衰期大约7亿年,自发衰变发出的是α粒子,即氦核,钚239自发衰变的半衰期是24100年,放出的也是阿尔法粒子(α粒子)。

α粒子质量数是4,是比较“胖”的粒子,因此其在三种粒子(α粒子β粒子γ射线)中穿透力最弱的,即使使用普通A4纸张就可以屏蔽,人体手上的角质层也可以完全屏蔽掉α粒子,穿上衣服就更可以屏蔽掉了。α粒子的主要危害在于内照射,由于α粒子质量较大,携带能量较多。一旦铀235或者钚239被吸入体内,其释放出的α粒子所携带能量将在组织表面很浅的一层消耗掉,对表层细胞造成很大的伤害。目前世界卫生组织国际癌症研究机构已经将α粒子定为了一类致癌物。

电视里操作核燃料穿的专用衣服也并不是辐射防护服,这种衣服是防止衣服被沾污的统一制服,真正比较大的辐射这种衣服是根本挡不住的,需要用机械手操作,采用距离防护,人工是无法接近的。

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核先生科普


问题不大。

首先这是一个很好玩的问题,咱们可以说好几个方面了。

看着核材料在水中冒出幽幽的蓝光是不是很恐怖的样子?拿出来握在手中其实问题不大。


武器级的铀和钚分别是铀235含量超过90%的铀或钚239含量超过90%的钚。这些东西和天然的铀矿和钚是一样的东西。并不会产生巨量的辐射。


而铀235和钚239在没有中子射流的环境下仅仅产生的是α衰变。

这里就得先说不同的衰变特性了。一般认为核材料衰变会有α、β、γ三种衰变形式,分别放出α、β、γ三种射线。

其中α(阿尔法)射线粒子就是原子核中迸射出来的氦-4原子核,由两个质子和两个中子组成,带有两个正电荷呈现强电离性。

由于α辐射能量很低,在云室内也仅仅能行进几厘米的距离,而如果说这种粒子的穿透性,连一张普通纸都射不穿,在人体的皮肤内行进的距离也仅仅有不到100微米,所以说连人的皮肤都不能穿透。手拿着带有α辐射的物质基本上就是安全的。

而β辐射所产生的β粒子实际上就是高速运行的电子由中子衰变成质子产生,由于速度达到了光速的90%因此还是具有极大能量的,但吃亏吃在了电子太小了,没有什么质量,因此β粒子在云室中行进的距离也仅仅有十几厘米。但β粒子的穿透力则已经可以穿透皮肤了,会造成人体的深层辐射伤害。


而前面提到的γ射线就没有粒子了,是高能的电磁波。我们都知道电磁波波长越小能量越大,γ射线的波长小于0.01纳米是具有极强能量的电磁波。γ射线穿透力很强,可以轻松的穿透3.2厘米厚的铝板。所以近距离接触对人对伤害很大。



所有的射线都可以引起电力作用,这种作用会使人患上急性或慢性放射病。


如果看手里拿的放射性物质是不是安全,那么就得看看这些放射性物质是放出什么射线的。如果是单纯的放出α射线,那么问题真不大,可以手持不加防护。

例如这块钚239,拿起来没有问题!


例如伊朗领导人内贾德参观伊朗核电设施的时候就近距离接触了核燃料棒,照片中的工作人员手持燃料棒在作出讲解。

至于为什么大家通常看到的很多人会带着手套接触核材料:

主要原因就是——防止手上的汗水导致核材料氧化,同时防止核材料上的细微粉尘被粘在手上吃东西时候吃到肚子里。体内辐射还是会造成危险的。


当然,还有一种情况是千万别拿手去摸一些核材料,这个情况主要得看核材料的的半衰期有多长,类似于钚2392万多年的半衰期以及铀235几千万年的半衰期,这些核材料都被认为是稳定的核素。


但还有一些不稳定的核素衰变速度极快,例如钚-238,这种钚同位素的半衰期只有87.7年,在极短的时间内放出大量的α粒子。要知道射线之所以叫射线还有一个特点就是带有能量。每个α粒子脱离原子核的时候带有5.5MeV的能量。一个MeV约等于1.6021766208×10负19次方焦耳的能量。这些能量散发出来的结果就是一块钚-238总是炽热的。一千克钚-238的衰变热达到了560瓦!因此大块的钚-238表面的温度可以达到几百度。

这东西如果用手直接摸就会冒蓝烟了!当然,钚-238也有用处,主要用在核热电池上面。

同时据悉,俄罗斯的核动力导弹也是使用的钚-238作为动力的。


军武数据库


并不会怎么样。即使是武器等级的U235,本身并没有很强的放射性。发射的粒子为阿尔法粒子,无法穿过皮肤,一张纸都能挡得住。一般还是建议戴着手套触摸,只要不吸收入体内,都不会有什么健康的影响。铀类似于铅吸收会导致重金属中毒,铀并不算放射性危险物质。

顺便讲一下贫铀弹。一般的误解是贫铀弹的放射性导致健康问题,实际上贫铀弹的放射性比纯铀低40%。贫铀只要待在体外都不会产生健康问题。贫铀弹产生的阿尔法粒子不能穿过皮肤,贝塔粒子不能够穿过作战服。Gamma射线剂量小到忽略不计。但是如果贫铀弹片,粉尘进入体内,会由于重金属中毒造成长期的健康问题。


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