——遊戲《明日方舟》相關介紹
讓我們開始今天的討論。長期以來,人們對核輻射、核廢料以及相關的放射性元素都抱有一種略帶敬畏的恐懼,由此也延伸除瞭數不勝數、真真假假的傳言。從貧鈾(DU)彈藥危害伊拉克兒童健康,到含貧鈾的“喬巴姆”復合裝甲對坦克乘組有致癌作用,再到A-10飛機使用的貧鈾彈藥導致飛行員患睪丸癌……這些傳言和討論中有多少真實的成分?攝入這些放射性元素對健康有何種影響?本文將一一為您揭曉。
——《失樂園》,彌爾頓
與很多人的想象並不一樣,對於鈾礦石、鈾化合物甚至純鈾,各國管制並沒有那麼嚴格。歷史上曾有一個時期,鈾以它那獨特的淡綠色為玻璃鍍上瞭美麗的色澤,以及以釉料的形式在瓷器中發揚光大。
一件鈾玻璃制品
而自二戰後核工業的發展,貧鈾也以其高密度發揮著自己獨特的作用。例如,數百架早期型號的波音747飛機就使用貧鈾塊作為尾翼配重,每架飛機用量可高達半噸;甚至某一個時期的高爾夫球裡的配重也是貧鈾。甚至,(應該是用於鎮紙),貧鈾還被做成瞭一對骰子,供裝飾某位AEC官員的桌面之用。
c5cd1237dfbc191f952b29976d2f3158貧鈾骰——原子朋克的絕佳藏品。
事實上,直到今天,美國能源部都允許任何美國公民不需任何申請或執照,就可持有多達20磅的純鈾。事實上,你在ebay上都可以找到純鈾金屬的賣傢,一般是提供給元素收藏者的;一個小安瓿將鈾與氧氣隔絕開,以防止其氧化。
那麼,這是為什麼呢?為什麼這樣一種按說應該很危險的材料可以被如此輕率地把玩、使用、儲存呢?原因在於鈾幾乎不是放射性物質。用專業的話說,鈾的半衰期太長瞭。對於在天然鈾中占99%以上的鈾238來說,其半衰期約為44.7億年。貧鈾的比活度僅為約14.7Bq/mg——也就是說,一毫克貧鈾每秒鐘隻衰變14.7次。作為對比,一根香蕉的活度約為15Bq(由於其含有的碳14和鉀40);也就是說,一克貧鈾的活度和一水果攤香蕉差不瞭多少。事實上,鈾的主要危險——或者說毒性在於它是重金屬,而不是它是放射性物質。
我們簡單過一下鈾的化學性質。它在空氣中易氧化,生成UO2(二氧化鈾);燃燒時生成U3O8;這兩者是所謂的“黃餅”的主要成分。當鈾或氧化物溶於酸時,它們會生成一系列不同顏色的水溶液,其顏色來源是各種四價或六價的含鈾離子;在鈾工業中,UF4和UF6這樣的鈾的鹵化物也相當重要。
e7b076edec30cf7a60bc34708f338366不同價態鈾的水溶液的不同顏色。
我可以懷著輕松的心情欣賞這些藏品,因為我知道它們不會對我的生命造成威脅(絕大多數情況下);與之相反,钚就如同洪水猛獸一般瞭。
钚,銀白色金屬,熔點641°C,沸點3232°C。極毒。其化學性質相當活潑,幾乎和鈉一樣:钚暴露在空氣中會迅速生成氧化膜,並最終生成橄欖綠色的粉末PuO2。粉末狀的钚在空氣中可以自燃。
钚239金屬,塊狀
钚有兩種重要的同位素。其一,钚239,半衰期相對較長(2.4萬年)。即使如此,它衰變的能量依然足以使大塊钚金屬加熱到溫熱至發燙的程度;其二,钚238,半衰期僅87.7年;它釋放的能量可以很容易地將自身加熱至紅熱狀態。在毅力號上,就有約4kg的钚238持續衰變產熱,為其同位素溫差發電機供電,可產出約110w電力(以及大約2.5kw的熱功率)。
1b50f9729dc0ae8ca2c0efab8de03495將自身加熱到白熾的钚238塊。
钚也有一系列氧化物和氟化物,其中最常見的莫過於PuO2(二氧化钚);在水溶液中,+3至+7價的钚呈現出豐富的色彩,幾乎可以和鉻比擬。
钚化合物水溶液的豐富色彩。
但是,與溫和的鈾不一樣,在看這張圖片時,我感覺自己仿佛在凝望毒蛇的眼睛。重復一遍,钚是極毒的。其放射性比鈾強瞭五六個數量級:對於钚239,2700Bq/μg的比活度意味著,僅需要μg級別的劑量就有可能足以致死——這些色彩斑斕的美麗溶液就像叢林中的捕食者一樣,伺機而動,準備著從容器中跳出來咬你一口。
正如之前說的那樣,钚的化學性質極其活潑,因此钚的火災是需要引起特別註意的。滅火時嚴禁使用水或碳酸氫鈉幹粉:钚會與它們反應產生氫氣,可能有爆炸風險。更危險的是,水是絕佳的慢化劑和中子反射體——使用水撲救钚火災會極大增加臨界事故風險。
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