3.00秒将产生相对较快的死亡,这比许多替代方案要好。
仅仅暴露30秒,一周后你就会感到头晕和疲劳。两分钟的曝光和你的细胞很快就会开始出血;四分钟:呕吐,腹泻,发烧。只剩300秒,你还能活两天。
到1986年秋天,为遏制切尔诺贝利核灾难而战斗的紧急救援人员进入了4号反应堆下方的蒸汽通道。在这个房间里,他们发现了直接从地核渗出的黑色熔岩。最著名的形成是一个固体流,他们的辐射传感器坚定地告诉他们不要靠近。随着摄像机从拐角处移入,工人们将灯光昏暗的物体称为“大象的脚”根据当时的读数在美国,熔化的核心仍然炽热的部分释放出足够的辐射,在300秒内产生致命剂量。
大象的脚可能是世界上最危险的废物。
热区
1986年4月26日,在一次例行试验中,切尔诺贝利核电站的4号反应堆发生了一次电涌,引发紧急停堆。它不起作用。试图控制功率激增和堆芯温度的惊人上升导致了更大的功率激增。用于管理堆芯温度的控制棒插入太迟。它们插入热堆芯导致棒本身破裂,锁定在适当位置。热量和功率输出持续上升,直到用来冷却整个反应堆的水蒸发,产生大量压力。反应堆内部蒸汽的第一次爆炸足以将400万磅重的反应堆总成盖从大楼屋顶上炸开。现在,反应堆遭到了灾难性的破坏,从破裂的通道中流出的剩余冷却水也渗入了反应堆,当它接触到越来越热的核燃料棒时,直接变成了蒸汽。在第一次爆炸后不久,又发生了第二次更大规模的爆炸,将破碎的堆芯材料喷射到空气中,火势蔓延,放射性碎片散落。
由于一颗炽热的心脏不再被成吨的钢铁和混凝土所保护,核心无法再被冷却。它开始融化。
当我们说一个核反应堆“熔化”时,这不是简单的说明性语言。作为燃料的放射性物质会越来越热,因为它们不断释放出高能粒子,直到它们真正融化,变成类似熔岩的东西。在切尔诺贝利,冷却剂的损失导致燃料熔毁,其中一些散落到大气中。然而,其中大部分流入反应堆容器底部,并最终通过容器熔化。从4号反应堆流出的放射性熔岩流经管道,侵蚀混凝土,最终冷却到足以凝固。结果是收集了一组钟乳石和石笋,蒸汽阀被硬化的熔岩堵塞以及后来被称为象脚的大块黑色物体。
红色漫游者的致命游戏
放射性原子是不稳定的原子。虽然像氢这样的原子核由一个孤立的质子组成,但像铀这样的放射性元素(最常见的味道,或同位素,包含92个质子和146个中子)就不那么令人高兴了。电子、质子和中子从这些大原子的原子核发射出来,将它们转化,直到钚之类的东西随着时间的推移降解为铅之类的稳定元素。
放射性原子发射的粒子是放射性物质的一种形式电离辐射-它们有足够的能量去扰乱它们碰撞到的原子和分子。(这与非电离辐射,就像你的手机发出的那种,没有足够的能量来破坏键。)
辐射能增加癌症风险的原因是因为破坏性粒子正在玩一场致命的癌症游戏红色漫游者在我们的身体。我们的DNA保存在染色体中,染色体是由数十亿个基因积木组成的一串链,序列惊人地精确。但辐射可以破坏合在一起的手,破坏或改变连接DNA(和其他重要分子)的键。当关键成分受到足够的破坏时,细胞就会开始不规则地工作,从而导致潜在的致命后果。例如,损伤会使细胞开始不受控制地繁殖,从而导致癌症。
大量原子释放出的辐射越多,就越危险。来自切尔诺贝利的报道据估计,大象的脚几乎超出了正常水平,每小时发出近10000伦琴。杀死一个人大约需要十分之一的伦琴。在一个小时内,大象的脚会让你暴露在超过450万次胸部x射线的辐射下。这一剂量几乎是强1000倍而不是暴露在与癌症风险增加明显相关的环境中。由于辐射破坏人体细胞的方式是通过将原子和分子敲离原位,因此辐射造成的死亡是一个相对缓慢的过程。在某种程度上,治疗是有帮助的。但是高剂量,比如与象脚近距离接触的剂量,是不能容忍的。
切尔诺贝利核事故发生后不久,近60万名工人来到现场,帮助控制泄漏的辐射。不管是否知情,这些工人中的许多人都做出了最大的牺牲。其中超过30人在事故发生后的几个月内死亡,还有数千人受到了相当于一生剂量的辐射,这肯定会导致癌症发病率显著增加。
曝光过度
在核火灾最终得到控制后,工人们争先恐后地控制着切尔诺贝利核电站核电站出现故障的无形危险。1986年5月,石棺开始动工。石棺是一个巨大的混凝土围墙,用来密封来自外部世界的辐射。但它并不是完全封闭的:切尔诺贝利石棺配备了接入点,允许研究人员观察核心,工人进入。
那年12月,研究人员发现了这只大象的脚。它有几米宽,它发出的辐射足以阻止任何人在几秒钟内靠近它。但是尽管存在危险,我们仍然有这团致命物质的照片。如何?
在安全距离之外,工人——或者他们被称为“清算人”——装配了一个粗糙的轮式照相机装置然后把它推向象脚。仔细检查确定它不全是核燃料。事实上,它的质量只由一小部分燃料组成;其余的是熔化的混凝土、沙子和堆芯屏蔽,它们都熔化并流动在一起。这种材料被称为真皮以反应堆中产生这种物质的部分命名。随着时间的推移,象脚腐烂了。它吹起了灰尘其表面有裂缝.但多年来,它仍然太危险,无法接近。
我们不知道大象脚的摄影师们发生了什么,但我们知道,并不是每一次研究大象脚的尝试都像在角落里转动相机那样安全。在里面一些照片,我们看到一名工人直接与群众互动。必须采集样本;需要更多关于脚的信息。
这张照片是在灾难发生10年后拍摄的,当时“象脚”发出的辐射只有以前的十分之一。不过,在这种水平下仅仅500秒的暴露就会导致轻微的辐射病,而一个多小时的暴露就会致命。象脚仍然是危险的,但人类的好奇心和试图遏制我们的错误,使我们不断回到它。
尽管切尔诺贝利石棺用的混凝土足以填满帝国大厦的三分之一以上,但这座石棺的结构自那以后已经恶化和倒塌,有可能再次暴露周围地区。目前正在制定计划,以确保到2015年,大象的脚将再次被完全控制住。
300秒,100年
由于人类的错误,不断产生大量的热量,象脚仍然在融化,融化在切尔诺贝利核电站的底部。如果它接触到地下水,可能会引发另一场灾难性的爆炸,或将放射性物质渗入附近居民的饮用水中。在从堆芯流出后的很长一段时间里,这一独特的废料继续证明了核能的潜在危险。象脚会在那里待上几个世纪,放在一个混凝土和钢铁石棺的黑暗地下室里,这是人类最强大工具之一出了故障的象征。
凯尔·希尔(Kyle Hill)是一位自由撰稿人,也是一位科学作家和博客写手科学美国人谁为这项工作作出了贡献板岩,有线,科普读物,《怀疑探索者》,io91.他是该公司的研究员詹姆斯·兰迪教育基金会,你可以在推特上关注他@科学爱好者.








