當我們想知道一個物體的內部結構的時候,有一種簡單易行的方法,那就是想辦法將其打碎。實際上,物理學家在研究微觀粒子的時候,也常常會採用這種辦法,而想要把微觀粒子打碎,就必須使用粒子加速器。
在粒子加速器中,質子的速度可以被加速到接近光速,當兩束方向相反的高能質子束髮生對撞的時候,會在很短的時間被撞得四分五裂,同時產生極高的溫度,隨隨便便就可以達到太陽核心溫度的上萬倍。
可以想象的是,假如研究人員不小心被這種高能質子束擊中,那後果肯定是很嚴重的。事實上,在過去的日子裡,這種不幸的事情真的發生過,在1978年的時候,前蘇聯的一位物理學家以為粒子加速器已停止,他探頭進去檢查,不料被高能質子束爆頭。
這位物理學家名為安納託利·布戈斯基(Anatoliy Bugorsky),當時他在普羅特維諾鎮的高能物理研究所(IHEP)工作,負責操作和維護前蘇聯最大的粒子加速器——“U-70”。
1978年7月13日,“U-70”出現了一點故障,布戈斯基認為是一個位於質子束路徑上的部件出了問題,按照慣例,他告訴控制中心在5分鐘之內關閉相關路徑上的高能質子束,隨後前往發生故障的區域。可能是因為走得比較快,布戈斯基提前了1分多鐘到達現場,而在這個時候,粒子加速器並沒有停止。
正常情況下,當粒子加速器正在工作的時候,其外部的工作指示燈會非常醒目地亮起,但不幸的是,這裡的工作指示燈因為故障而熄滅了,所以布戈斯基就以為粒子加速器已停止,為了排除故障,他把頭伸進粒子加速器,不料被高能質子束爆頭。
根據布戈斯基的描述,在那一瞬間他根本沒有感覺到疼痛,而是“彷彿看到了比1千個太陽還要亮的閃光”。作為一名經驗豐富的物理學家,布戈斯基馬上意識到自己被高能質子束爆頭了,在提交了一份報告之後,他很快就被送到莫斯科第六醫院。
當送到醫院時,布戈斯基的左臉已經出現了嚴重的腫脹,被高能質子束直接穿過的兩處面板也脫落了,檢測結果結果顯示,一束橫截面積約為5平方毫米的高能質子束,擊中了布戈斯基的顱骨左後部,然後從他的左鼻孔附近穿出,估計他受到的輻射劑量高達20萬rad(拉德,輻射吸收劑量的單位)。
一般來講,600rad的輻射劑量就可以讓一個人失去生命,因此幾乎所有人都悲觀地認為,在受到如此高劑量的輻射之後,布戈斯基將很快死去。
在醫院裡的布戈斯基很快就開始出現癲癇,並且越來越厲害,然後他的左耳失去了聽覺,接著左臉的肌肉也失去了控制。然而出人意料的是,隨著時間的推移,布戈斯基的癲癇發作次數不斷降低,身體狀況也逐漸恢復正常。
事實上,布戈斯基堅強地活了下來,並且一直活到現在。
不過高能質子束確實給布戈斯基的部分腦組織造成了不可逆的傷害,造成了他左耳永久性失聰、左臉完全癱瘓,並且不能勞累(一旦疲勞過度,就有癲癇發作的風險)。幸運的是,除了這些情況以外,布戈斯基一切正常,這使得他在出院之後仍然可以正常的工作和生活。
不得不說,這是一個奇蹟,但這個奇蹟是怎麼產生的呢?由於質子的直徑極小,大約只有1.6 x 10^-15米,理論上講,只有在質子擊中原子核的時候,其攜帶的能量才會全部釋放,因此科學家推測,可能布戈斯基運氣特別好,高能質子流在穿過他的頭部時,只釋放了極少的能量,並且還完美地避開了他大腦中的重要區域。
除此之外,因為布戈斯基被高能質子束爆頭時並非處於真空環境,所以質子流在空氣中肯定會出現一定的損耗,這也可能是一個原因。
布戈斯基是迄今為止唯一一個被高能質子束擊中頭部的人類,總而言之,他是不幸的,而在事故發生之後,他又是幸運的。布戈斯基的遭遇是一個重要的警示,這讓人們更加重視使用粒子加速器時所存在的風險,在此之後,人們在使用粒子加速器時再也沒有出現過類似的事故。