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近期,諾貝爾獎官方公佈了瑪麗-居里(居里夫人)使用過的筆記本。

諾貝爾獎方面稱,瑪麗-居里(Marie Curie)於1934年7月4日死於再生障礙性貧血,這是她多年來在工作中受到輻射的結果。即使在今天,她的1899-1902年的實驗室筆記本也具有放射性,並將持續1500年。

看到這裡,是不是覺得核輻射有些“陰魂不散”?其實這是當年科學家剛發現核輻射現象,對其缺乏瞭解導致的核汙染。今天我們就來談談那個時代居里夫人的研究故事。

歷史上最危險的論文

我們都知道,居里夫人發現了放射性元素釙(Po)和鐳(Ra),也是世界首位兩獲諾貝爾獎的人,是19世紀末~20世紀初科學界最牛的幾位大人物之一。

和現在人對放射性的警惕不同,居里和居里夫人剛開始從事鐳等放射物質的研究時,並沒有充分意識到輻射物質的危害。所以他們在家中的實驗室裡直接放置了釷、鈾、鈽等物質,長年累月暴露在輻射的傷害之下。

除此之外,居里夫人為了更好地觀察釙和鐳,常常把它們裝入小瓶帶在身上,而且沒有穿具有防輻射功能的保護服,導致她常年累月受到了核輻射汙染。居里夫人逝世以後,為了抑制輻射汙染,就連她的遺體都被放進了注鉛的特製棺材裡。

1978年,人們發現居里夫人家裡依舊存在危險的的放射性物質,各種研究檔案、衣服、傢俱,甚至菜譜等一切物品都帶有輻射。因此,居里夫人的家在政府的監視保護下,暫時禁止任何人進入。後來在採取防護措施後,居里夫人故居實行了開放,可有人對居里夫人經常接觸的門把手以及座椅背部進行檢測,這裡的輻射劑量依然有1.35微希沃特每小時(短期值為安全範圍之內)。

時至今日,居里夫人在1890年之後關鍵的遺物,包括全世界首次發現放射性的論文手稿,這些紙張都因為她不加防護的研究而沾染上了強烈的放射性。目前還封裝在鉛盒裡嚴加保管。誰要參閱這些珍貴的文獻,必須全身包裹厚重的防護服。這些論文也被稱之為史上最危險的論文。

可以說這是科學發展過程中難以避免的代價,當然這也和居里夫人大膽忘我的性格有關。隨著人類對核技術的不斷探索,對安全問題的不斷重視,目前的核技術在安全性上已經有了極大提升。比如2015年,我國首座動力堆燃料後處理研發設施熱室正式啟用,其牆體厚達1.1米,安裝了7層厚的鉛玻璃窺視窗(鉛玻璃能遮蔽射線),這種設施為我國核物質的安全處理提供了充分的保障。現在的核電站,現在的核電站周圍1年的輻射量只有一次胸透的一半。每天吸20支菸累計一年受到的輻射是核電站周圍輻射量的50倍。

釙的原子序數是84

為什麼一本筆記本的放射性會保持那麼久?

我們提到放射性物質,總是頗有“陰魂不散”的感覺,因為它的放射效能保持很長時間。比如新聞裡提到,切爾諾貝利核電站事故地點的危險放射性還將持續數千年。但其實是,不同的物質,放射性持續的時間有很大的差別。

中國科學院院士、核物理學家王乃彥指出,物體放射性的持續時間和其放射性核素的半衰期直接相關。在物理學上,放射性核素的半衰期是指一個樣本內,其放射性原子衰變至原來數量的一半所需的時間。半衰期越短,代表其原子越不穩定,每顆原子發生衰變的機率也越高。

現在看來,導致居里夫人筆記本長時間帶有放射性的主要原因應該是鐳而不是釙。釙的原子序數是84,半衰期只有138天,一百多年過去了,它的輻射基本已經可以忽略不計了。而鐳的原子序數為88,其中最穩定的同位素鐳-226半衰期約為1600年。要過1600年它的放射強度才能減半,減去剛剛過去的100年,正好需要1500年,這就是1500年數字的得來原因。

核電站反應堆模型

半衰期和核輻射威脅無直接關聯

不過,看到1500年這個時間不必過於害怕,半衰期指的是輻射減半的時間,不等於輻射威脅大。從這裡可以推算出,居里夫人筆記本上的初始輻射強度並不高,只要等一個半衰期以後即可達到正常人能承受的範圍了,所以大致輻射強度是超標了一倍,可見當初實驗用到的鐳元素劑量也不大。

當然,這個用量想大也大不了,居里夫人在發現鐳後,把它捐獻給了巴黎大學實驗室,當時估價上百萬法郎。而且她放棄了鐳的專利權。後來美國民眾聞訊捐款送給居里夫人一克鐳,她才有了能自己做研究的鐳。

所以,對於核技術可能存在的危險,我們應該理性面對,既要防範可能出現的問題,但也沒有必要透過各種手段將其妖魔化。

那麼,我們現在有沒有辦法把物體上的輻射去掉呢?其實真的想要做也不是不可以,比如用去汙劑進行擦拭,但這只是把輻射物質轉移了而已,操作不好容易引起汙染。所以目前還沒有這樣做。

當然還有一種更徹底的辦法是藉助核反應,把鐳變成半衰期更短的物質,不過對於一本筆記本而言,未免有點小題大做了。

編輯丨劉昭

新媒體編輯丨陳振宇

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