核辐射真的“阴魂不散” 居里夫人

近期,诺贝尔奖官方公布了玛丽-居里(居里夫人)使用过的笔记本 。
诺贝尔奖方面称,玛丽-居里(Marie Curie)于1934年7月4日死于再生障碍性贫血,这是她多年来在工作中受到辐射的结果 。即使在今天,她的1899-1902年的实验室笔记本也具有放射性,并将持续1500年 。

核辐射真的“阴魂不散” 居里夫人

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看到这里,是不是觉得核辐射有些“阴魂不散”?其实这是当年科学家刚发现核辐射现象,对其缺乏了解导致的核污染 。今天我们就来谈谈那个时代居里夫人的研究故事 。
核辐射真的“阴魂不散” 居里夫人

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历史上最危险的论文
我们都知道,居里夫人发现了放射性元素钋(Po)和镭(Ra),也是世界首位两获诺贝尔奖的人,是19世纪末~20世纪初科学界最牛的几位大人物之一 。
和现在人对放射性的警惕不同,居里和居里夫人刚开始从事镭等放射物质的研究时,并没有充分意识到辐射物质的危害 。所以他们在家中的实验室里直接放置了钍、铀、钚等物质,长年累月暴露在辐射的伤害之下 。
除此之外,居里夫人为了更好地观察钋和镭,常常把它们装入小瓶带在身上,而且没有穿具有防辐射功能的保护服,导致她常年累月受到了核辐射污染 。居里夫人逝世以后,为了抑制辐射污染,就连她的遗体都被放进了注铅的特制棺材里 。
1978年,人们发现居里夫人家里依旧存在危险的的放射性物质,各种研究文件、衣服、家具,甚至菜谱等一切物品都带有辐射 。因此,居里夫人的家在政府的监视保护下,暂时禁止任何人进入 。后来在采取防护措施后,居里夫人故居实行了开放,可有人对居里夫人经常接触的门把手以及座椅背部进行检测,这里的辐射剂量依然有1.35微希沃特每小时(短期值为安全范围之内) 。
时至今日,居里夫人在1890年之后关键的遗物,包括全世界首次发现放射性的论文手稿,这些纸张都因为她不加防护的研究而沾染上了强烈的放射性 。目前还封装在铅盒里严加保管 。谁要参阅这些珍贵的文献,必须全身包裹厚重的防护服 。这些论文也被称之为史上最危险的论文 。
可以说这是科学发展过程中难以避免的代价,当然这也和居里夫人大胆忘我的性格有关 。随着人类对核技术的不断探索,对安全问题的不断重视,目前的核技术在安全性上已经有了极大提升 。比如2015年,我国首座动力堆燃料后处理研发设施热室正式启用,其墙体厚达1.1米,安装了7层厚的铅玻璃窥视窗(铅玻璃能屏蔽射线),这种设施为我国核物质的安全处理提供了充分的保障 。现在的核电站,现在的核电站周围1年的辐射量只有一次胸透的一半 。每天吸20支烟累计一年受到的辐射是核电站周围辐射量的50倍 。
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钋的原子序数是84
为什么一本笔记本的放射性会保持那么久?
我们提到放射性物质,总是颇有“阴魂不散”的感觉,因为它的放射性能保持很长时间 。比如新闻里提到,切尔诺贝利核电站事故地点的危险放射性还将持续数千年 。但其实是,不同的物质,放射性持续的时间有很大的差别 。
中国科学院院士、核物理学家王乃彦指出,物体放射性的持续时间和其放射性核素的半衰期直接相关 。在物理学上,放射性核素的半衰期是指一个样本内,其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间 。半衰期越短,代表其原子越不稳定,每颗原子发生衰变的几率也越高 。
现在看来,导致居里夫人笔记本长时间带有放射性的主要原因应该是镭而不是钋 。钋的原子序数是84,半衰期只有138天,一百多年过去了,它的辐射基本已经可以忽略不计了 。而镭的原子序数为88,其中最稳定的同位素镭-226半衰期约为1600年 。要过1600年它的放射强度才能减半,减去刚刚过去的100年,正好需要1500年,这就是1500年数字的得来原因 。
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核电站反应堆模型
半衰期和核辐射威胁无直接关联
不过,看到1500年这个时间不必过于害怕,半衰期指的是辐射减半的时间,不等于辐射威胁大 。从这里可以推算出,居里夫人笔记本上的初始辐射强度并不高,只要等一个半衰期以后即可达到正常人能承受的范围了,所以大致辐射强度是超标了一倍,可见当初实验用到的镭元素剂量也不大 。
当然,这个用量想大也大不了,居里夫人在发现镭后,把它捐献给了巴黎大学实验室,当时估价上百万法郎 。而且她放弃了镭的专利权 。后来美国民众闻讯捐款送给居里夫人一克镭,她才有了能自己做研究的镭 。
所以,对于核技术可能存在的危险,我们应该理性面对,既要防范可能出现的问题,但也没有必要通过各种手段将其妖魔化 。
那么,我们现在有没有办法把物体上的辐射去掉呢?其实真的想要做也不是不可以,比如用去污剂进行擦拭,但这只是把辐射物质转移了而已,操作不好容易引起污染 。所以目前还没有这样做 。
当然还有一种更彻底的办法是借助核反应,把镭变成半衰期更短的物质,不过对于一本笔记本而言,未免有点小题大做了 。
撰文丨北京科技报采访人员 李鹏
编辑丨刘昭
【核辐射真的“阴魂不散” 居里夫人】新媒体编辑丨陈振宇

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