连载:核袭击的防护11第三章第六节(6)貌若尘土的放射性沾染

第三章 具有多种*伤杀**破坏作用的核爆炸

第六节(6)貌若尘土的放射性沾染

1945年,日本广岛遭受原*弹子**轰炸后的一周内,约有三万七千人进入该市执行抢救、抢修任务,这些人都受到了射线的伤害。为什么原*弹子**爆炸几天之后,还会有射线呢?经过调查研究,原来是原*弹子**爆炸时产生的放射性物质,使广岛的地面、水和空气等受到了污染,因而放出射线。这种现象,叫做“放射性沾染”。它和早期核辐射一样,也能使人员患放射病。

放射性沾染的来源

从表面看,核爆炸地区的土壤外表和其他地区的土壤没有两样,但把它放在一个强电场(或磁场)的正负电极之间(图24),然后给它拍一张照片,就可以从照片上看到,它能放出射线说明这些土壤有放射性沾染。这些射线被分成三股:一股偏向负极,另一股偏向正极,还有一股不发生偏转。我们知道,电的一个重要规律是同性相斥,异性相吸。这就表明,三种射线中有两种是带电的,另一种不带电。我们把带正电(偏向负极)的射线叫做“α(阿尔法)射线”,又叫“甲射线”;把带负电(偏向正极)的射线叫做“β(贝塔)射线”,或叫“乙射线”;把不带电(不偏转)的射线叫做“γ(伽马)射线”,或叫“丙射线”。所谓射线,其实并不是一条连续不断的“线”,而是由原子核内发射出来的高速运动的粒子流①(图25)。

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核爆炸放射性沾染的来源有三个:

核裂碎片:是裂变材料(铀、钚等)在中子轰击下发生核裂变的产物,包括二、三百种放射性同位素。其中大部分是金属元素(如钼、钡、锶、铯等),还有一些非金属元素(如碘、碲等)和气体(如氪、氙等)。它们的衰变速度是不一样的,有的快,有的慢,而且是不能用一般的物理或化学方法改变的。人们通常用“半衰期”(指放射性物质的质量减少到原有质量的一半所需要的时间)来表示放射性物质的衰变速度(图26)。核裂碎片中,有些元素半衰期只有几秒钟;有些半衰期长达几十年。它们放出的射线不一样,有些只放出β射线,有些能同时放出β射线和γ射线。核裂碎片是放射性沾染的主要来源。

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①α、β、γ射线分别由原子核内放出的氦核、电子、γ光子组成。

未裂变的核材料:核爆炸时,总有一部分核材料(铀、钚等)没有来得及裂变就被炸散了,它们的半衰期很长,都在几万年以上,因此,放出的射线很少,而且主要是α射线,贯穿能力很弱,只有当它们进入人体时才有严重的危害。因此,它在放射性沾染中是比较次要的。

感生放射性物质:核爆炸时,土壤、水或其他物体中的铝、锰、钠、铁等元素,以及空气中的氮、碳等元素,在早期核辐射的中子流作用下,会形成放射性同位素。这些放射性同位素,就叫做“感生放射性物质”。感生放射性物质能放出β射线,或同时放出γ射线。它们的寿命比较短,铝的半衰期只有2.31分钟,锰为2.6小时,钠为14.9小时,铁为45天。

放射性沾染的范围和程度

核爆炸时通常会在地面上形成一个“放射性沾染区”。沾染区又可分为“爆炸区”和“烟云径迹区”。地面沾染程度随着距爆心投影点距离的增大而减弱。云迹区热线上的沾染程度比两侧高。地面沾染程度,通常用“照射率”(又叫“照射剂量率”或“辐射级”)表示,单位为“伦/时”或“毫伦/时”、“微伦/时”。(1伦/时=1000毫伦/时,“1毫伦/时=1000微伦/时)。例如,体检用的X光机,放出X射线的强度假定为6伦/时,即人员被其照射1小时,接受的剂量为6伦;如照射时间为1分钟,接受的剂量为0.1伦。沾染区一般以地面照射率0.5伦/时的地方为边界。战时根据战斗行动的需要,也可以将沾染区边界控制在2伦/时的地方。部队在0.5~2伦/时的控制沾染区内行动时,在没有尘土飞扬的情况下,可以不采取防护措施。但在该区内野炊和饮食时,仍需采取地面消除等措施。

一般说来,地面照射率2伦/时以上的沾染区,空气、水源和物体的沾染程度都可能超过规定的控制量(见附录)。

核爆炸时,地面放射性沾染的范围和程度,随着爆炸方式的不同会有很大的差异。

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地面爆炸时,会造成爆区和云迹区的严重感沾染。云迹区的地面放射性沾染,在放射性烟云到达该处后才逐渐形成(图27)。它的形状,与蘑菇状烟云高度范围内的高空风情(风向风速)有关,当高空风情变化较小时,沾染区的形状呈带形或椭圆形;风情变化较大时,沾染区的形状比较复杂,可能呈分岔形、喇叭形等(图28)。它的范围与当量大小有关。万吨级的原*弹子**地面爆炸时,云迹区的宽度为几公里,长度达几十公里以上(图29)。

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*弹氢**地面爆炸时,沾染范围就更大了。例如,1954年2月28日,美国在太平洋一个名叫比基尼的小珊瑚岛上,用地面爆炸的方式爆炸了一枚当量约为一千五百万吨的*弹氢**,爆后6小时,照射率约100伦/时的沾染区长257公里,宽64公里。

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空中爆炸时,爆区地面沾染主要是由核爆炸的中子作用于地面形成的感生放射性造成的。由于空爆的爆炸高度高,中子被空气层削弱、吸收就强,散布面也大,因此,到达地面的中子就少,其感生放射性也就弱了(图30)。

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空中爆炸与地面爆炸相比,地面沾染轻,严重沾染的范围小,对*队军**行动的影响也较小。

地面爆炸与空中爆炸造成的地面沾染,有一个共同点,就是地面沾染程度会随着时间的增长而由重变轻,沾染区的范围也会随着时间的增长而缩小。但是,地面爆炸由核裂碎片造成的放射性沾染区(爆区和云迹区),和空中爆炸由感生放射性物质造成的沾染区(爆区),它们的衰减速度是不一样的,在爆后1小时内,空爆衰减快,地爆衰减慢;爆后1~100小时内,空爆比地爆慢。

放射性沾染对人体的危害

放射性沾染主要通过三种途径伤害人体,使人员患放射病。

①体外照射:在地面、物体等表面的放射性沾染直接照射人体,使人员受到伤害。在体外照射中,γ射线对人体的危害最大,它可以穿透人体组织。其次是β射线,穿入人体组织的深度不到8厘米。α射线的贯穿能力很弱,只能穿入人体0.1毫米,仅能伤及表皮,对人体危害不大。

②体内照射:人员在沾染区内活动时,吸入了放射性沾染的空气,或误食了有放射性沾染的食物和饮水等,或伤口、粘膜沾染了放射性物质,有一部分放射性物质就可能经血液进入体内。经饮食进入体内的放射性物质,大部分还会通过尿、粪等渠道排出体外,但有一部分则会积存在体内各种组织和器官里(如甲状腺、骨骼等),长期发生作用。尤其是侵入肺部和伤口的放射性物质,很快渗入血液内,遍及全身,很少有排出的机会。因此,体内照射对人员的危害极大。

③皮肤灼伤:当较多的放射性尘粒落在皮肤上(特别是颈部、毛发等容易积存灰尘的部位,图31),或人体接触了严重沾染的物体时,可能引起皮肤灼伤。这种伤害与烧伤的症状相似,也会使皮肤发红、起泡,甚至溃烂等,但一般不会引起全身症状。皮肤灼伤主要是由β射线造成的。

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附录

战时核辐射参考控制量

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下期预告:四、敌核袭击前的防护工作(一)建立现代化的警戒网

(1981年,北京,战士出版社)

科学尚未普及,媒体还需努力。感谢阅读,再见。

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