日本福島地震引起的核泄漏使人們談核色變。3月29日,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省原子能安全保安院宣布,從福島第一核電站?區(qū)域內(nèi)土壤中檢測(cè)出放射性元素钚,并表明了“事故的重大性和嚴(yán)重性”。日本當(dāng)局此前已在事故核電站區(qū)域內(nèi)土壤和附近海水中檢測(cè)出放射性碘和銫,那為何這次檢測(cè)出钚就表明了“事故的嚴(yán)重性”?钚的的毒性到底有多大?它對(duì)人的傷害有多大?我們先從發(fā)現(xiàn)钚的歷史講起。
钚曾經(jīng)被用在二戰(zhàn)的
一顆原子彈中
1940年,美國(guó)科學(xué)家西博格和麥克米倫等首度在柏克萊加州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室以氘撞擊鈾-238而合成钚元素。麥克米倫將這個(gè)新元素取名Pluto(意為冥王星),西博格便開(kāi)玩笑提議定其元素符號(hào)為Pu(音類似英語(yǔ)中表嫌惡時(shí)的口語(yǔ)"pew")??茖W(xué)家隨后在自然界中發(fā)現(xiàn)了微量的钚。钚是一種具有毒性的放射性元素,外表呈銀白色。第二次世界大戰(zhàn)時(shí)曼哈頓計(jì)劃首度將制造微量钚元素列為主要任務(wù)之一。美國(guó)投放于廣島的原子彈“小男孩”是鈾彈,而投于長(zhǎng)崎市的“胖子”則使用了钚制作內(nèi)核部分。歷史證明,“钚彈”比“鈾彈”具有更嚴(yán)重的破壞力。在制造“胖子”钚彈時(shí),為了達(dá)到極高的密度而選擇使用易爆炸、壓縮的钚,再結(jié)合中心中子源,以刺激反應(yīng)進(jìn)行、提高反應(yīng)效率。因此,钚彈只需6.2千克钚便可達(dá)到爆炸當(dāng)量,相當(dāng)于2萬(wàn)噸的三硝基甲苯(TNT)。在理想假設(shè)中,僅僅4千克的钚原料(甚至更少),只要搭配復(fù)雜的裝配設(shè)計(jì),就可制造出一個(gè)原子彈。
獻(xiàn)身钚的科學(xué)家
—路易斯·斯洛廷
路易斯·斯洛廷是一位猶太裔加拿大科學(xué)家,20世紀(jì)40年代他參加了美國(guó)“曼哈頓計(jì)劃”。在一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,他負(fù)責(zé)把螺絲起子的刃口插在兩塊钚半球之間作為間隔,以防止兩個(gè)半球接觸引起爆炸。不幸的是,螺絲起子滑了出來(lái)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室突然都被藍(lán)色光輝所籠罩,所有人感到“熱浪襲人”。斯洛廷馬上意識(shí)到發(fā)生了什么事情,他用力將兩個(gè)钚半球掰開(kāi),避免了一場(chǎng)更大的災(zāi)禍。但他因?yàn)橄喈?dāng)于站在距離原子彈爆炸中心1600米遠(yuǎn)的地方,承受致命核輻射,9天后他死在醫(yī)院中。
鮮為人知的“人體實(shí)驗(yàn)”
美國(guó)和前蘇聯(lián)曾有一些人體試驗(yàn)或者長(zhǎng)期跟蹤調(diào)查來(lái)評(píng)估過(guò)钚的毒性。比較著名的有兩組。一組是上世紀(jì)40年代中后期,美國(guó)科學(xué)家對(duì)18個(gè)活人(主要是病人、囚犯和窮人)進(jìn)行了極為不人道的血液注入钚的秘密人體試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)直到90年代中期才被曝光,揭露此事的一本書(shū)《钚檔案:冷戰(zhàn)時(shí)期美國(guó)的秘密醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)》引起了轟動(dòng)并獲普利策獎(jiǎng)。這些不知情的活人“小白鼠”有一些很快就死了(其中一些病人本身就是瀕死的),而有的在虛弱的狀態(tài)下痛苦地活了幾十年,還有的生下了畸形的孩子。當(dāng)然這種钚直接進(jìn)入血液的極端情況應(yīng)該不會(huì)在我們的生活中出現(xiàn)。第二組試驗(yàn)是美國(guó)對(duì)1944年~1945年間參與曼哈頓計(jì)劃的26位工作人員的跟蹤調(diào)查,由于當(dāng)年的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)比較差,這些人在工作中吸入了大約0.043 微克到3 微克不等的钚。到1986年,還有22人活著(平均壽命是66歲),死亡的4個(gè)人原因分別是:肺癌、意外事故和心臟?。?例),到1990年,又增加3例死亡,分別是肺癌、心臟病和骨癌。由于骨癌比較罕見(jiàn),所以這例死亡被認(rèn)為是與钚關(guān)系比較密切。而雖然兩例肺癌可能與钚有關(guān),但是由于他們都有吸煙史,因此無(wú)法確定钚在其中起到的作用。
钚并非世界上最毒的物質(zhì)
钚的放射性比鈾要強(qiáng)20萬(wàn)倍,化學(xué)毒性比鈾強(qiáng)100萬(wàn)倍,即使是以毫克計(jì)算的微量钚也會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)危害。 我們不能否認(rèn)钚是一種危險(xiǎn)的放射性物質(zhì),但是說(shuō)它是“世界首毒”肯定是不正確的。如果毒性指的是人服入后產(chǎn)生的致命作用,它的毒性遠(yuǎn)比不上某些毒蘑菇和砒霜。钚的毒性通常指的是它的放射性引起的對(duì)生物組織的破壞,不過(guò)钚產(chǎn)生的α射線連一張紙或者幾厘米的空氣都無(wú)法穿透。一般來(lái)說(shuō)也不會(huì)透過(guò)人的衣服和皮膚。它對(duì)人體的傷害主要是通過(guò)人吸入钚的微粒而引起的,它會(huì)進(jìn)入肺部,從而進(jìn)入血液,之后可能富集在骨髓中。
钚令人害怕的主要原因
人們對(duì)钚產(chǎn)生恐慌除了它是毒性元素外,還有兩點(diǎn):一是它的半衰期長(zhǎng),二是它極易溶于水。在這次日本福島核泄漏事件中,專家在土壤中檢測(cè)出的是钚的3種同位素―钚-238、钚-239和钚-240。放射性碘和銫的衰變期分別為8天和30天,而钚及它的幾種同位素的半衰期則很長(zhǎng)。最穩(wěn)定的是钚-244,半衰期8000萬(wàn)年,而現(xiàn)在使用最多的、容易裂變的钚-239,一旦釋出自然環(huán)境,半衰期長(zhǎng)達(dá)2.4萬(wàn)年,換句話說(shuō),要經(jīng)歷2.4萬(wàn)年,放射性才會(huì)減半。钚-239被用于制造核武器。钚-238的半衰期是87.7年,常用于驅(qū)動(dòng)太空船。钚-240的半衰期則達(dá)到6560年。钚及它的大部分同位素的半衰期都很長(zhǎng),所以它們一旦進(jìn)入人體,基本上注定要留在體內(nèi)一輩子了,長(zhǎng)期對(duì)身體造成輻射影響。
钚是存在于自然界中質(zhì)量最重的元素。由于钚的質(zhì)量重,所以容易溶在水中,不會(huì)漂浮在空氣里,屬于毒性強(qiáng)但相對(duì)擴(kuò)散性較低的元素。所以,專家認(rèn)為,不論本次泄漏的钚有多少,處理起來(lái)都很麻煩,并且在它泄漏初期,應(yīng)該及時(shí)將燃料棒取走。如果最后選擇對(duì)福島第一核電站幾個(gè)受損的反應(yīng)堆進(jìn)行封堆處理,卻不拿走含钚的燃料,钚仍然會(huì)污染地下水。因?yàn)?,钚與碘相比,流動(dòng)性差,碘具揮發(fā)性,往空氣中跑,钚則首先進(jìn)入水中,再進(jìn)入土壤。
钚度料處理的隱患
由于钚的高危險(xiǎn)性,俄羅斯已于去年正式關(guān)閉最后一座武器級(jí)钚反應(yīng)堆,目前全世界也僅有日本與法國(guó)等少數(shù)國(guó)家將其用于發(fā)電。日本福島的電廠近期所發(fā)生輻射安全事故,最令人擔(dān)心的部分便在于其使用了钚作為燃料。
由于科技界至今還沒(méi)有找到有效的對(duì)钚廢料加工再用的方法,因此對(duì)核廢料的處理就成為一項(xiàng)小心且保密的細(xì)微工作。
如果運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生泄露,10千克钚就能對(duì)整個(gè)地球的環(huán)境和食物鏈造成毀滅性的破壞,其影響要持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間。在所有放射性元素核裂變產(chǎn)生大量能量的同時(shí),所生成的廢料以钚為最多,這些钚廢料還有相當(dāng)?shù)哪芰浚缒芗庸ず笤賾?yīng)用還可以使用無(wú)數(shù)次,直至50萬(wàn)~80萬(wàn)年后能量才會(huì)完全消失。
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