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加速器停止运转,他进去检查,被光速粒子流爆头!后来怎么样了?

α粒子是氦核,质量比较大,一张纸就能屏蔽,所以危害比较小,β射线则是高速电子流,质量很小,穿透力比α粒子要强,γ射线穿透力则极强,危害极大,需要厚厚的混凝土才能屏蔽!

阿尔法α、贝塔β和伽马γ射线的有多大危害?中学时我们就学过这样的知识点,α粒子是氦核,质量比较大,一张纸就能屏蔽,所以危害比较小,β射线则是高速电子流,质量很小,穿透力比α粒子要强,γ射线穿透力则极强,危害极大,需要厚厚的混凝土才能屏蔽!

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看上去似乎α射线人畜无害啊,当然这是重元素的α衰变放射出的α粒子,尽管卢瑟福用它轰击出了质子,但它的速度和能量都不是特别大!现代高能加速器中,很多都以质子作为加速对象,撞击目标后取得数据进行分析!

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上世纪七十年代,苏联的U-70同步加速器就出了一次史无前例的事故,一位检修加速器的科学家被一束接近光速的粒子轰击,质子束直接从头部穿透而过!但最后这位大神级别的科学家居然活了下来,这个事故是怎么发生的?他又是经历什么怎么样的过程?

U-70同步加速器和史无前例的辐射事故

上世纪六十年代最大的U-70超级同步加速器位于苏联普罗特维诺市,这台加速器的直径达到了1.5千米,加速后的粒子束能量达到了76GeV(760亿eV),从建成以来时常发生些小故障,但整体上运行还比较正常,因此也建立了一系列的检修操作规程,由于大型加速器从开机到正常工作需要很长时间,比如要将冷却线圈等等,到恢复全功率运行大约需要几个月到半年!

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U-70同步加速器

所以故障检修时并不会停机,而在环形管道某处故障时只会将粒子导向混凝土墙壁后,工作人员进入检修!因此在1978年7月13日这次出故障时,执行检修的苏联物理学家普戈斯基和往常一样大致判断了到达时间,向控制台说明5分钟后到达故障点!

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但他这次早到了,此时同步加速器还在运行中,而此时数道本应该避免运行中被打开的加速器安全系统也故障了,毫不知情的普戈斯基直接打开了加速器,进入了内部,刚刚探进去一个脑袋就被一束接近光速的质子流穿过了头部!

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普戈斯基瞬间就觉得看到了一个比太阳还要明亮的强光,从他的左后脑进入、左脸颊部位穿出,但他却没有感到任何疼痛!质子束的直径大约只有6平方毫米左右,瞬间他遭受的辐射高达20万拉德,正常情况下500拉德即可导致普通人在2周内死亡。

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此后他立即被送到了莫斯科一家医院,医生评估了普戈斯基的情况:千亿数量级的质子穿过了人体最重要的部位-大脑,而质子这种带有正电的离子属于电离辐射,它会DNA中的化学键从而破坏细胞,引发癌变,当然短期内则是大量细胞死亡,认为普戈斯基可能必死无疑!

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但普戈斯基活了下来,尽管他遭受了丧失听力、面瘫以及阵挛性癫痫,这些都是组织被破坏的后遗症,穿透普戈斯基的粒子束只有2*3毫米可能是最关键的因素,比如人体中对辐射最敏感的骨髓(造血功能),消化道等都没有遭受辐射,仅仅是大脑部位,因此普戈斯基幸存了下来,粒子束只在他头上留下了一个不长头发的秃斑,而且他的智商也没有收到影响,完成了博士学位,继续从事科研工作!

延伸阅读1:高能电子束加速器辐照事故

很多朋友可能并不太在意电子束辐射,毕竟电子质量实在太低了,但高能电子束辐射危害非常大,2000年9月30日就发生过一起高能电子加速器中的辐照事故,违规操作的工作人员在开机状态下进入加速器内部,被没有完全屏蔽的高能电子束照射了双侧上肢、双手及头面、颈部,双耳,躯干上部及双大腿前部等部位,辐射面积比较大!

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尽管初期发展并不严重,但后期所照射位置皮肤焦黑,几乎完全脱落,由于看起来十分吓人,笔者就不把太过分的图片往上贴了,有兴趣的朋友用“2000年9月30,电子加速器辐照事故”就能搜索到!

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无独有偶,2016年天津也发生过一起电子加速器辐照事故,也是违规操作,在17:00左右停机用餐期间机电维修人员进入辐照室维修操作,而用餐回来的操作工未经安全检查即启动电子加速器,结果造成两位工程师收到大剂量的高能电子辐照!

延伸阅读2:关于辐射种类

其实辐射事故并不止阿尔法α、贝塔β和伽马γ这三种辐射,而有如下几大类:

电磁波: 微波、X射线、γ射线(γ)

粒子辐射: α射线(α)、β射线(β)、中子辐射

一般将能量高低以及电离能力分为电离辐射和非电离辐射,比如放射性衰变或者核裂变以及加速器中的α、β或γ射线,还有X射线、渺子、介子、正电子、高能中子等!它能将原子或者分子电离,打断化学键,破坏DNA,引发癌变等!

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非电离辐射不会引起物质电离,但会改变分子或原子之旋转,振动或价层电子轨态,比如中子非电离辐射与电磁辐射等。

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辐射警告标志

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新的标志:红色背景下三扇叶下方画出五条标识电离辐射波纹

还有很多因为捡到用于探伤的辐照器件引起的辐照事故,这种案例在国内外都不在少数,所以一些奇奇怪怪的东西特别要当心!对于辐射标志也必须要有常识性的认识!上图是两个先后使用的辐射标志,相信下图应该更直观一些,但现在两个都会有混用。

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