[科普中國]-放射性沉降

發(fā)現(xiàn)與預(yù)測

早在第一顆原子彈爆炸之前，科學(xué)家已經(jīng)預(yù)測到核爆 炸會產(chǎn)生一種放射性微粒(或稱落下灰)、它會隨大氣運(yùn)動 向下風(fēng)漂移，其產(chǎn)生的放射性會對人體和環(huán)境產(chǎn)生一定的 影響。1952 年 l0 月美國在太平洋 Eniwetok 島爆炸了第一枚熱核裝置(IVY 系列 Mike 試驗(yàn))。由于是大當(dāng)量(10.4TNT 當(dāng) 量)地面爆炸，產(chǎn)生了很大的沾染范圍。

特別是 1954 年 2 月 28 日 18：45 (GMT 時(shí)間) 在 Bikini 環(huán)礁進(jìn)行的 Castle 系列 Bravo試驗(yàn)(15Mt TNT 當(dāng)量，地面爆炸)，沾染區(qū)達(dá) 18000，使 在該區(qū)捕魚的日本漁船受到了嚴(yán)重污染，這才引起了人們 對放射性沉降問題的較大注意。 在大氣層中的核試驗(yàn)現(xiàn)象是很壯觀的，美國最小當(dāng)量的 大氣層核試驗(yàn)(7.8TNT當(dāng)量)其煙云的上升高度也至少為 1小當(dāng)量的爆炸和幾千噸 TNT的爆炸相當(dāng)，大當(dāng)量的核武器相當(dāng)于幾千萬噸 TNT的爆炸，其煙云的上升高度高達(dá) 30～ 40。

在這樣的高度的放射性顆粒受氣象條件的影響很大，由于大氣湍流的作用會散布到很大的范圍。核武器爆炸后，由于離爆心投影點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近不同，放射性顆粒降落到地面 還有相對較長的一段時(shí)間，因此根據(jù)核武器爆炸參數(shù)和當(dāng) 時(shí)氣象條件，對它的運(yùn)行軌跡和放射性損害進(jìn)行計(jì)算，然后對下風(fēng)向的人員進(jìn)行預(yù)警，使其采取必要的措施，因此避免 放射性顆粒傷害是可能的，我們所說的這一行為就是核爆炸放射性沉降預(yù)測。 1

分類棱沉降物在地面上核爆炸或在較低高度上足以使火球卷起固體物質(zhì)的核爆炸時(shí)返回降到地球上的放射性灰塵稱為棱沉降物。放射性灰塵看起來像沙粒、扳渣或玻璃體，其類型取決于火 球卷起物質(zhì)的種類. 如果卷起的物質(zhì)是普通土壤或砂子，則核沉降物就像砂粒。但是，如果卷起的物質(zhì)里有混凝土建筑 或珊瑚中常有的鈣時(shí)，則棱沉降物看起來象灰渣，密實(shí)的大顆粒比極小的顆粒沉降得快。因此，地面核爆炸的順風(fēng)飄移 數(shù)百哩的放射性沉降微粒是極小的顆粒，有點(diǎn)象大氣污染 中的塵埃，從這些放射性沉降物發(fā)出的放射性輻射就大大減弱了。

凝雨沉降如果空氣是潮濕的，則核爆炸也許會造成局部地區(qū)降 雨。小于幾十萬噸低當(dāng)量核爆炸的火球不會超過對流層，這 時(shí)如果已經(jīng)下雨或核爆炸造成陣雨，則大量的放射性物質(zhì)受沖洗迅速落到地面，稱為凝雨沉降。在廣島和長崎核爆炸 后，雖然火球沒有卷起地面上的固體物質(zhì)，但輕度凝雨沉降產(chǎn)生了低強(qiáng)度的校沉降型輻射。如果火球上升不超過雨云，則凝雨沉降云發(fā)射的輻射可能極強(qiáng)，且局部集中，因?yàn)楫?dāng)放射性沉降云被風(fēng)吹到遠(yuǎn)距離時(shí)，它沒有機(jī)會擴(kuò)展，也沒有經(jīng) 過長時(shí)間的衰變。如果雨量大，放射性沉降物可能被雨水沖刷進(jìn)水溝，水槽和下水道陰溝里，放射性況降物可從這淘槽 被帶進(jìn)江河中這種情況下明溝、暗溝和河道周圍的土壤以及水本身都能起到防護(hù)作用，從而太大降低放射性沉降對 當(dāng)?shù)鼐用竦奈：Α?/p>

危害放射性沉降的危害是由沉降物發(fā)射強(qiáng)而有高度貫穿 力的核輻射引起的。除非人們已有防護(hù)，否則這種輻射對近 區(qū)的人員會造成潛在的致命危害。放射性沉降覆蓋數(shù)百至數(shù) 千平方哩的廣大地區(qū)，其面積的大小取決于當(dāng)量的大小和 地面爆炸的次數(shù)，這些地區(qū)受核沉降沾染，以致在核爆炸后 數(shù)天至數(shù)周時(shí)間內(nèi)，從沾染地區(qū)發(fā)射的放射性輻射對經(jīng)過 或居住在該地區(qū)無防護(hù)的人員造成傷害或致命。放射性沉降物的放射性因自然衰變過程逐漸消失。核爆炸產(chǎn)生的放射性物質(zhì)是不穩(wěn)定的，通過發(fā)射出、和射線的輻 射它們轉(zhuǎn)變(或衰變)為穩(wěn)定態(tài)。由于輻射能貫穿整個(gè)人體，并 對人體一切部位、有機(jī)質(zhì)、血液、骨骼造成細(xì)胞損傷，因此該輻射是放射性沉降三種輻射中最危險(xiǎn)的輻射。

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預(yù)報(bào)制作放射性沉降預(yù)報(bào)是組織大氣層核試驗(yàn)、實(shí)施核防護(hù)和核反擊勤務(wù)保障工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。一般由軍隊(duì)各級司令部組織，防化部門與氣象部門協(xié)同完成。放射性沉降預(yù)報(bào)的方法主要有：

①危險(xiǎn)區(qū)域法。利用核爆炸區(qū)地面至煙云頂部的高空風(fēng)繪制成風(fēng)矢量迭加圖，推算出放射性粒子沉降到達(dá)的主要地區(qū)(危險(xiǎn)區(qū)域)和到達(dá)的時(shí)間。

②類比法或相似法。從以往實(shí)測或歸納出的核爆炸放射性沾染分布的模型中，挑選與此次核爆炸參數(shù)和高空風(fēng)情最類似的圖形，來推斷放射性粒子沉降造成的地面放射性沽染分布和強(qiáng)度。

③經(jīng)驗(yàn)法。利用由實(shí)測或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)分析得到的經(jīng)驗(yàn)公式或計(jì)算圖表，求出地面放射性沾染的分布和強(qiáng)度。

④理論模型法。根據(jù)某些基本假定建立數(shù)學(xué)模型，制作放射性沉降預(yù)報(bào)。