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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?

longhaowen2022-10-27 23:06:40古诗词13

网友提问:

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?

精选优质答案:

辐射不强,虽然那时候没什么防护但是那个车铀球的到现在还活着,这说明辐射不会很高只要不超过人体可承受的剂量就行。

中国第一枚原子弹之所以要车,是因为做的是内爆式的原子弹,中国当时搞这些基本上一上手就是难度高的,因为美国当时第一枚原子弹是钚弹,而中国第一枚原子弹却说话铀弹,而且两个国家的原子弹结构不太同,美国第一枚原子弹是枪式中国直接就是内爆式。

内爆式车铀球应该是对铀球的最后一道精细加工,那时候精度都是靠师傅掌握不像现在,都是数控机床。而天然铀是具有微弱放射性的,这个释放放射的过程叫衰变,一般来说核辐射主要释放三种射线,阿尔法射线、贝塔射线、伽马射线,其中前二者是比较好防护的,最难防护的是伽马射线,这种射线只有厚重的铅门可以阻挡。

但是天然铀矿要想做出核武器还需要提炼,根据国际原子能机构定义90%以上丰度的铀为武器级浓缩铀,不过现在的原子弹通常比这个90%更高,不过这不是这次内容的重点。

天然铀矿含量0.05%就有开采价值,中国第一颗原子弹铀球约15公斤,换算过来相当于在3万吨铀矿石里面停留了一会儿,由于当时原子弹加工最后三刀应该用不了多久,在一年内人体最大受到的辐射剂量应该还是在标准范围内,这位师傅身体基本上受到辐射的影响很小,毕竟你看人家现在年纪那么大孩子家人都有。

其实核辐射最强的阶段是在链式反应当中的核燃料,这时候的燃料释放出大量的中子,并且也释放大量的辐射,这些携带辐射的中子可以轻松穿透钢板、混凝土墙壁,这就是后来发展出来的中子弹。

当链式反应停止后其实核反应本身产生的核辐射基本上没了,主要是核反应之后的副产物会携带一定的核辐射,不过基本上很短时间内就消失了,这就是为什么广岛被原子弹炸了却没有网上传言的什么不长草。

核辐射主要来源于链式反应,反应停止铀235停止分裂,就没有携带辐射的中子也没有铀235原子裂变产生的辐射,只剩下铀235裂变之后产生的半衰期极短的一些放射性副产物。而核反应堆是一个缓慢的分裂过程,所以当发生核泄露之后,等于发生裂变的核材料直接被露在外面持续的放出射线,而不像核弹是很短时间内铀235全部裂变完成,如我上面说的裂变完成代表着核反应产生的核辐射停止,当然还有沾染、有辐射的副产物但是那是裂变过程中产生的,裂变完成之后就不会产生新的。

既然铀矿能被开采提炼,证明辐射还是属于低剂量的可控范围,不然开采到提炼得全部使用自动化,那么多参与核工业的人都是健康的说明影响很小,所以是可以拿在手上(戴手套)另一种带涂层的铀球可以不带手套直接接触。

我说了这么多就是想帮大家了解核燃料,也说了不少题外话,在这里说最后一句虽然辐射很低,但是人体有一个可以承受的安全剂量,只要不超过剂量是没有问题的,你天天拿着铀矿抱在怀里那肯定是不行的。

匿名用户回答:

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!

匿名用户回答:

中国原子弹车铀球的工人是核工业部青海221厂的上海籍车工叫原公浦,一共要车三刀,故有外号"原三刀"。他也受到核幅射的伤害,每月领取一笔数目不详的特别医疗补助金。电视出现过多次


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