这是一个留言:
军事上的事情和“冒坏水”其实没太大关系。
我们先来说说什么是贫铀弹:我们可以从天然的铀矿中利用铀在自然界中存在的氧化物(主要是二氧化铀和八氧化五铀)提炼出金属铀。
提炼出来的金属铀也叫做天然铀。
其成分是99.2742%的铀238,0.7204%的铀235以及0.0054%的铀234。
天然铀中真正有用的东西是铀235,无论是在我们制造核武器还是用来发电的时候,都是依靠铀235的链式来完成的。如果要把上面几乎看不到的铀235从天然铀中提炼出来,就需要浓缩铀技术了。
通常认为天然铀中含有铀235为0.7%,浓缩设备进行浓缩。例如现在主流的铀浓缩设备是AVLIS(Atomic vapor laser isotope separation,原子蒸汽激光同位素分离)。
这个技术比较前沿,但并不是不好理解,是一种使用特殊调谐的激光通过超精细跃迁的选择性电离来分离铀同位素的方法。
相比于大家熟知的离心机浓缩铀的方式,这种方式效率和能耗比都极有优势。至于我们有没有呢?不说,但可以告诉大家巴铁有。
似乎说远了……
浓缩铀的过程就是将天然铀中的铀235和铀238尽可能的分离开,当铀中的铀235的百分比低于天然铀后就形成了贫铀(DU,Depleted Uranium)。
咱们所讲的“贫”实际上是“贫乏”的意思,英语里面贫铀的Depleted实际上是“耗尽”的意思,所以从“贫铀”这个词来说翻译的相当有水准。
所以说,贫铀本身并不比天然铀有更大的放射性。天然铀这东西是可以直接用手拿的。
贫铀在普通条件下实际上也并不会因为皮肤接触对人体造成伤害。原因是由铀238本身的衰变路径决定的。
铀238的半衰期长达4.47亿年,而且是阿尔法衰变,衰变的产物则是钍234(Th234),钍234到了钍234就生成了强放射性元素,钍234点半衰期很短,而且是能量更高的贝塔衰变,其半衰期只有24.1天,在24.1天之后一半的钍就可以衰变成放射性更强的镤,这些镤更短命,只需要6.69小时就可以衰变为铀234,同样也是更为致命的贝塔衰变。最终生成的铀234则会在2.45万年后再经过一轮阿尔法衰变让其中一半变为更为稳定的钍230……
这就是铀238的衰变过程,到了最最最后,这些铀238最终会衰变为没有放射性的铅206。这条衰变路径是以亿年为单位的。
任何东西的危害我们不能抛开剂量,所以我们可以简单的计算一下铀238的放射性危害。假定一个叫小拜的家伙,在某一天吞下了1千克的铀238,而且小拜的消化能力超群,这1千克铀238一点没有浪费,全部都被小拜的身体吸收,并不会通过各种渠道排出体外。
现在进入计算阶段,铀238的放射衰变速率可以通过它的半衰期来计算。半衰期为4.47亿年意味着在4.47亿年内,铀238的数量会减少到原来的一半。使用放射性衰变的指数衰减公式,我们可以计算出铀238的衰变常数λ:
其中,T1/2 是半衰期,ln(2)是自然对数的基数。ln(2),我们可以查表得到0.69314718056,前面说了半衰期是4.47X10E9,因此我们可以计算出 λ≈1.55E-10
有了λ,也有了之前咱们假设的“吞下了1千克的铀238”,那么每年的产出就可以直接做乘法了,也就是衰变速率=λ×m0
1.55E-10 * 1000 = 1.55E-7 克
也就是说在一年的时间内,由于1千克的铀238在小拜的体内,可以产生0.000155毫克的钍234。一年0.0000155毫克是最大的钍234产出量,再过一年会由于原始的铀238消耗,产出量会变小一些。我们忽略不计吧,假定小拜在吃下1公斤铀238后幸福的存活了100年,在100年的时间内,小拜的体内一共出现了0.0155毫克的钍。
要知道,钍234是有24.1天的半衰期,虽然钍在体内不断产生,但是会不断的衰变,所以在小拜体内并不会在100年后积累0.0155毫克的钍234,而是会在吞下1公斤铀238后4个月左右迎来一个钍234积累的峰值,大约是0.000627毫克。这个数值几乎会伴随小拜100年的生命不会有什么太大的变化。那么放射性物质的放射性会有多大呢?我们可以统计1千克的铀238和0.000627毫克的钍234在一年内的辐射通量来计算这个数值:
铀238的年度辐射剂量≈0.000651毫西弗/年钍234的年度辐射剂量≈0.000757毫西弗/年那么在我们正常的环境中辐射剂量是多大呢?地球地表根据纬度和地下矿藏等不同地表的年辐射剂量在1-10毫西弗不等。吃下一公斤的铀238辐射对人体的影响大约可以等于一个人从天津搬到北京去住的辐射剂量变化——仅此而已。
当然了,人类的科技是无法将天然铀中的所有铀235提取干净的,以美军的贫铀材料来说,其中还会包含大约多至0.3%的铀235,也就是说,一公斤的贫铀材料中还会残留3克铀235。
铀235的衰变路径是这样的:
铀235的半衰期是7千万年。这千分之三的含量也就是会让我们前面计算的数值再纠结于小数点后4-5位的改变数值,再算一遍意义不是特别大。
在战场中,贫铀弹的打击污染主要来自于碰撞和燃烧造成的气溶胶和粉末。
一个人是很难通过呼吸吸入或者皮肤接触在体内富集小拜的例子里面那么多的贫铀的。所以小数点后还得再加几个零。讨论这些痕量的数值意义也就不大了。
那么贫铀弹污染环境的事情到底是怎么回事?
实际上铀这种东西有一定的放射性是试试,而民众对放射性基本上都是谈虎色变,这是因为大多数人并不具备基本的放射性知识。一件事物越不为所知就越神秘,越神秘就越恐惧。
相对于贫铀弹的“放射性”危害来说,往往大家忽视了一点,铀不仅是放射性元素,而且还是一种重金属。最近对贫铀弹带来的身体危害,开始逐渐的指向到铀的重金属属性,其带来的肾脏损伤、神经损伤、生殖系统损伤和呼吸系统损伤是和常见的重金属急性和慢性中毒表现出一致性。这才是贫铀对人体危害的最主要途径。
所以说,如果像粉丝回复一样,希望利用贫铀弹的污染特性来恶心敌人,使敌人的环境遭受污染,大可不必费尽心思的去用贫铀弹攻击敌人。这种事情人们在刚刚发明枪支的时候就已经在做了。
大部分子弹的弹头内部都是铅芯的,它在战场上所带来的重金属污染比贫铀弹要大得多。
告诉大家一个小tips,我们到国外射击场去射击,可以大致的判断一个射手是不是一个老鸟,其中有一个观察因素就是看射手是不是戴帽子。
戴帽子的作用就是为了阻挡射击场内的铅粉尘飘落在头发上。如果没有帽子的阻隔,在射击场内很畅快的玩了一圈之后,回到家里无论怎么洗澡洗头,头皮都会痒很多天。这就是枪支弹药中的铅所造成的影响,那些很细微的铅粉尘很难从头发上洗掉。
“用贫铀弹进行污染”其实所能达到的效果差不多也就是这样了。《三体》里面有这么一个情节,需要到审判日号上夺取三体人资料,其中提到了使用中子弹:
这个情节很符合中子弹的特性,即便是被中子弹攻击,敌人也足够“开个会”了。在快速的军事行动中如果单纯为了让敌人得病,各种事情也就耽误的太多了,在军事上没有人这么做。
其实,贫铀这种东西,并不仅仅是用在穿甲弹和装甲上。
我们的日常生活中实际上就有贫铀的存在!这也是利用了贫铀的高密度特性。例如:
仔细看这里:
在铭牌上已经标记出了“贫铀”,或者:
再或者:
这些是飞机的配重块,利用密度更大的贫铀制作配重块,就可以有效的减小配重块所占用的体积,同时在调节配重的时候也就更有效率。
所以,我们在坐某些型号的飞机时,还真的有可能距让你闻风丧胆的贫铀几米远。