让人不带任何保护措施去碰原子弹的核心,会发生什么?如今可能有人会说,这不是疯了吗?都知道那玩意儿不是闹着玩的,谁敢没有保护就去碰原子弹,不要命了?
然而历史上,在原子弹研究初期,大家缺乏相应的防护措施,遇到意外事故,只能用手直接去阻止事情严重化。后果就是,他们被辐射伤害到了基因,出现严重的身体疾病,比如DNA断裂、肌肉溶解。最后他们在痛苦的折磨中死去。
DNA断裂带来的影响
也正是因为他们的悲剧,各国核研究开始完善自己的保护系统,保证研究员的安全,也算是他们用生命为后人换取了一个良好的工作环境。
世界核平
很多人都说,原子弹的诞生和爱因斯坦有关,他的质能方程E=mc^2,被誉为原子弹之源。其实,爱因斯坦本人是没有料到的,他的确有意愿去研究原子方面的课题,但是在他离开德国之前,都没有涉及过原子弹。
爱因斯坦与质能方程
爱因斯坦的这个方程是1905年提出来的,人们真正认识到核能,是在1939年,德国科学家哈恩和斯特拉斯曼,发现了铀原子核裂变现象。这是人类历史从未出现过的能量,一时间引起了全球的关注,自然也有当时已经名声大振的爱因斯坦。最开始想要造出原子弹的是德国,然而第一个造出来的是美国。
核裂变的两位发现者
原子弹利用的就是核裂变原理。质量比较大的原子,如铀235、钚239,在一定条件下会分裂成多个质量较轻的原子,这个过程中会释放出的能量。除了能量,原子核裂变还会产生辐射,因此自核裂变诞生之日起,科学家们就十分注意它的使用。
核裂变原理
一个原子发生裂变的能量或许并不大,可如果让这个反应中有许多重原子参与,就会形成巨大的能量。可是如何让大量的重原子同时反应呢?科学家们发现,一个重原子核发生裂变反应后,会释放出两到三个中子以及大量的能量。利用这些中子和能量,让这些中子去使别的原子核接着发生核裂变反应,就像多米罗骨牌一块接一块,这反应称作链式反应。
链式反应
这样只需要用几个中子,就可以引发一系列反应,释放出巨大的能量,这些能量被称为核能或者原子能。1千克铀235全部裂变将产生的能量,相当于一个20兆瓦的发电站连续运转运转1000小时,与2000吨煤燃烧的能量一样多。在工业革命已经完成的20世纪,这种能量无疑是人类急需的。
可是看中这份能量的,不单单是科学家们。此时的欧洲,一位美术落榜生正在酝酿一场战争。
工业革命时期人们对能源的需求增大
响彻世界的蘑菇云
德国当时汇聚全国之力企图造出世界上第一颗原子弹,与此同时,大西洋彼岸的美国也开始了曼哈顿计划。爱因斯坦深知德国率先造出原子弹的危险,于是写信给美国,希望他们第一个造出原子弹。可能就是这里被后世讹传,说爱因斯坦参与了原子弹计划。
参与曼哈顿计划的部分科学家
结果没想到,美国造出来的原子弹没有用在德国身上,而是用在了日本身上。1945年8月6日,日本的广岛上空升腾起一朵蘑菇云,一种世人从来没有见过的武器被用在了战争上,这朵蘑菇云就是它爆炸产生的。这种骇人的武器就是原子弹,广岛原子弹标志着人类正式步入了原子时代。
蘑菇云散去后的广岛
几天后,日本的长崎再吃一弹,日本成为了历史上唯一被原子弹轰过的国家。广岛和长崎的人们在爆炸之后,身体出现了各种异常。有些人的头发和牙齿开始掉落,一些人皮肤上出现黑斑点,刚出生的小孩是畸形的等等。后来人们才知道,这是辐射引起的疾病。不仅是广岛和长崎的人,就连当地的动物也出现了程度的变化。
爆炸后幸存的日本士兵
辐射会改变一切生物的基因,使其发生基因突变,碱基对发生改变。基因在转录的时候就会合成原本没有的蛋白质,牵一发而动全身,最后得到的大分子是新的,生物体就会出现新的性状。虽然基因突变是中性的,会成为生物进化的前提,但是短时间内出现这么多突变,往往负面影响比正面多。
正常情况下的碱基对
饱受核辐射折磨得不单有遭遇轰炸的人民,还有当年参与原子弹研究的两名研究员。
核心利用率
广岛和长崎的两颗原子弹威力极强,瞬间将日本的两座城市夷为平地。然而更可怕的是,这两颗原子弹并没有发挥出所有的能量。
虽然人类已经掌握了链式反应,但是同所有的能量一样,核能也要面临一个利用率的问题。世界上没有哪种能量能百分之百被利用,因此人们努力提高其利用率。可是在最初的实验中,核能的利用率低得惊人。投入广岛的原子弹小男孩的核心利用率仅为2%,第二颗投入长崎的原子弹胖子的反应率为20%。
原子弹内部结构
很少有人知道,美国为日本准备了三颗原子弹,如果当时日本拒不投降,就会全部投下去。后来日本立马投降,第三颗最后被放入了博物馆。第三颗的利用率在前两颗的基础上提高了很多,因为它利用的是鲁弗斯核心。由于第三颗没有使用,研究员们并不知道这个核心是否成功,加之小男孩和胖子其实没有达到之前的预期,因此这颗原子弹的鲁弗斯核心被送进了研究室。
原子弹之父——奥本海默
原子弹之父奥本海默携助手达里安来到研究室,他们需要探寻鲁弗斯核心的临界值与超临界值。鲁弗斯核心采用的是一半钚一半镓结合成球体,当进入亚临界状态时,就会不断释放大量的中子。如果让这些中子返回核心,那么就会进入临界状态,接着发生剧烈的核裂变。理论上,这个时候的利用率最大。
鲁弗斯核心
达里安对于这个实验十分地痴迷,他想要得到利用率最大的核心,结果在实验过程中发生了意外,一小块碳化钨掉落。就是这小小的一块,让达里安的生命走到了尽头!
碳化钨球
徒手拆弹
掉落的碳化钨扰乱了整个实验,导致中子胡乱地冲向鲁弗斯核心,这就相当于在实验室里放原子弹。一时之间,不仅是参与研究的人员,还有这座研究所方圆几十公里的土地都会面临广岛、长崎一样的境况。
现代反应堆
说时迟那时快,就在转瞬之间,达里安直接徒手将碳化钨拿了出来,避免了实验室被核爆。然而他本人却立马晕了过去,当天晚上就不行了。达里安全身浮肿,身体溃烂,他的肌肉像水一样化脓流出来。事故发生25天后,达里安走完了自己年轻的生命。他在危急时刻挺身而出,拯救了自己的同事,也让其他无辜的人免受核辐射的危害。
碳化钨在其中发挥的作用
可是达里安并不是唯一一个徒手掰开原子弹的人,还有一个斯洛延比他更疯狂。达里安是在实验过程中发生了意外,导致他不得不去拆,但斯洛延是主动去舔刀尖。达里安的悲剧之后,美国的实验室就下了死命令,不允许研究员只身一人参与实验,至少得要一人陪同。可是规定中没有禁止用手去参与实验,因此,尽管斯洛延遵守规则和同事们合作,但他经常拿着个螺丝刀就去拨弄实验。
测试空气中的辐射
斯洛延只能说是艺高人胆大,之前他没有发生过失误,都是成功的。可常在河边走,哪能不湿鞋?一次实验,有8名研究员参与,斯洛延第N次上演徒手操作。结果,一名研究员发出了声响,惊吓到了全神贯注的斯洛延,导致他出现了人生的第一次失误,同时也是最后一次。和当年的达里安一样,失误导致中子乱流,冲入鲁弗斯核心发生核裂变,实验室会原地爆炸。
辐射
距离反应装置最近的斯洛延直接徒手掰开鲁弗斯核心,避免了一场核爆。然而他本人却被核辐射攻击到,送到医院的时候已经处于濒死状态,犹如一个活死人。医生诊断,他的DNA断裂,肌肉和当年的达里安一样被溶解。斯洛延在拨开反应球的时候,还用身体挡住了,所以比起达里安,他受到的辐射更严重。9天之后,斯洛延在痛苦中死去。
DNA断裂
一连损失两名研究员,美国这边决定要制定一套更严格的核心研究规则。从那以后,核试验再也不能由研究员亲自动手参加,参与实验的人员全部必须距离实验目标200米以外。取而代之的,是机器人来参与各种实验,研究员们至少都安全了。
现代核试验
核的危害
距离广岛、长崎上空的蘑菇云已经过去了70余年,第二次世界大战的硝烟已经散去,再也没有哪个地方响起过原子弹的爆炸声。然而和平年代,不代表核辐射距离我们就非常远。
1986年,前苏联的切尔诺贝利核电站发生爆炸,辐射以人们难以想象的速度由爆炸点扩散,造成31人当场死亡,320万人受到核辐射的波及,接下来的十年时间里,有17万人死于辐射引发的疾病。人们面对爆炸的核电站毫无办法,只能修建一个厚重的水泥棺材将爆炸的反应堆盖住。
无人的切尔诺贝利
30多年的时间过去了,那里已经没有人类居住,只有那些破旧的房子还保留有人类活动的痕迹。空气中依然还有核辐射产生的粒子,会随着呼吸进入人体内。因此进入切尔诺贝利辐射区的人必须全副武装,漏出一丝皮肤就会直接完蛋。
然而,这里却成为了野生动物的天堂,据称,事故发生的第二年,人类已经全部撤离,狼、鹿、熊等野生动物就相继进入曾经的城区。经过研究这些动物的粪便和毛发,里面含有大量的辐射,它们的DNA相比于其他地方的同类来说,已经出现了巨大的变化。但是它们看起来很健康,生活得很快乐,狼群还学会了住人类不要的房子。
狼群入住切尔诺贝利的房屋
为何辐射也没有阻挡这些动物的脚步呢?也许对于它们来说,辐射远没有人类可怕,弱小的个体承受不住辐射而死去,这是一种选择,正好能够筛选出更健康、优良的个体。辐射让它们的基因发生了改变,却也清除掉了里面的病体,更够空出更多的空间和资源给种群的发展。
切尔诺贝利地区拍摄到的野生动物们
这不禁让人想起日本朝海里倾倒核废水,有人担心会危害海洋生物。其实海洋生物们就像切尔诺贝利的动物一样,依然生活在被污染的海洋里。倒是人类,吃掉被污染的鱼,最后辐射转移到人的身上。搞了半天,被核辐射影响最大的生物,恰恰是当年发现核能量的人类。
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