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每日焦点!同样经历核污染,为啥广岛和长崎早就重建,切尔诺贝利依然荒芜?

来源: 科普中国 时间: 2023-02-26 06:10:31

同样遭受核污染的地方,日本的广岛和长崎只花了不到10年时间就完成重建,安居乐业了,而切尔诺贝利核电站自从1986年4月26日发生爆炸事故以来,已经过去37年了,却依然是荒芜一片的禁区,这成为许多网友的一个疑问。

广岛和长崎是人类唯一真正尝到原子弹爆炸威力,完全被摧毁的两个城市。当时死伤人数分别达到8万和4万,最终陆续死亡人数分别为14万和7.4万;但仅仅几年过去,1948年和1949年开始,广岛和长崎人民就分别开始了对家园的重建,并于1958年完成了全部工程,从此又重新过上了安居乐业的生活。

如今的广岛和长崎,已经跻身于世界500强城市榜单,广岛位列149名,长崎位列142名。


(相关资料图)

相比之下,前苏联的切尔诺贝利核电站于1986年发生爆炸事故,核反应堆被炸毁,大量放射性物质泄漏。但当场死亡人数并不多,只有31人,200多人受到严重辐射;却在之后的15年内,导致了6~8万人死亡,13.4万人遭受各种辐射疾病折磨,方圆30公里地区十几万民众被迫逃离家园。

**现在,切尔诺贝利核电站爆炸事故已经过去37年了,那里依然是一片荒芜的不毛之地。**那么为啥广岛和长崎在那么巨大的爆炸摧毁中,能够更快的进行重建,而切尔诺贝利核电站看似更小规模的爆炸反而至今令人惧怕呢?

难道是日本人不怕死,而前苏联人,现在切尔诺贝利核电站的归属地乌克兰人怕死?可前苏联的继承者俄罗斯被号称是战斗民族,目前还正在为征服乌克兰不断地输送烈士,乌克兰人也毫不示弱,用血肉之躯捍卫着自己地领土。

如此说来,重建不重建就不是怕死不怕死地问题了,而有其更深层次地原因。那么,是什么原因导致这两种爆炸和核污染的后果不一样呢?

让我们一起先来分析一下广岛和长崎核爆炸情况,以及放射性核污染的过程和程度。

原子弹爆炸对人与环境的伤害大致分为四重:一是冲击波高压破坏,这部分伤害约占50%;二是光辐射的高温杀伤破坏,这部分伤害约占35%;三是贯穿辐射的特殊破坏,这部分伤害约占5%;第四才是放射性物质沾染,这部分伤害约占10%。

从原子弹爆炸的伤害过程来看,前三重伤害都是迅速的、一过性的。

首先核爆发出的光球持续几秒钟,让周边温度迅疾高达数百万度,包括X射线、紫外线、红外线、可见光的光辐射向周边以光速扩散,让从近到远的物体气化、融化、烧焦、致死,还会导致缺氧,远处被照射到没有死亡的人们也会被烧伤皮肤、毁坏视力、灼伤呼吸道。

其次是阿尔法、贝塔、伽马和中子流等贯穿性辐射打击人体内部细胞,产生电离并让DNA带电,大剂量照射会瞬间死亡;被破坏细胞正常功能的人们会得急性放射病,在短期内死亡;许多人被照射后导致癌变,逐步死亡。

再次就是核爆巨大能量产生的高温高压气体,通过空气、水和大地等介质激烈的向四周传递,形成无与伦比的冲击波飓风,核心风速每秒可达440米,是12级飓风的10倍多。这排山倒海的飓风5秒钟就冲击了2千米,摧枯拉朽摧毁一切阻挡物,大量人员死于高压的挤压,以及间接死于建筑物的倒塌掩埋。

以上这些伤害都是在数秒钟内发生的,一过性的,被伤害的就已经伤害了。而可怕的缓慢的伤害就是第四重了,就是长期的放射性沾染。但为啥广岛和长崎不惧怕这些污染,人们在短短的13年就在原有的土地上安居乐业了呢?

这得说说这轰炸广岛和长崎的两颗原子弹。

老美在广岛和长崎丢下的两颗原子弹,一颗昵称为“小男孩”,一颗昵称为“胖子”。这两颗原子弹爆炸威力并不大,爆炸当量分别只相当于1.3万吨和2万吨TNT炸药,相比如今动辄百万吨级,甚至千万吨级的核弹头简直是小巫见大巫。

装在“小男孩”肚子里的高浓缩铀-235一共有64公斤,“小男孩”引爆采用的是枪式结构,这种落后的点火装置对装药的利用率很低,因此只有约7%的核装药发生了裂变,也就是约4.5公斤的铀-235发生了裂变。

核裂变的质能转化率为0.135%,也就是有约0.6克的质量转化为能量,根据爱因斯坦质能方程E=MC^2计算,这些能量可达5.5*10^13焦耳,约合1.3万吨TNT当量。也就是说除了参加核裂变反应的4.5公斤铀-235,剩余约60公斤的铀-235就被爆炸成粉尘,随着蘑菇云飞上了天空,渐渐散开飘落到陆地和海洋。

在自然界的铀矿中,铀-238占99.2%,铀235只占0.72%,因此,用作原子弹的高浓缩铀-235是人工从铀-238中提炼出来的。

铀238的半衰期为45亿年,也就说其自然释放的能量是缓慢的,要45亿年才释放损失一半,这与地球年龄几乎相当,因此这种缓慢释放对生命的损害是微小的;而铀235的半衰期是7亿年,释放的放射性速度是铀238的6倍多,因此对生命的危害性就大了许多。

但从总体上来说,危害还是较小的,一块高浓缩的铀-235捧在手心也不至于导致很大伤害。原子弹的原理利用的是铀-235的临界质量。所谓临界质量,即核裂变材料堆积在一起达到一定质量,就会自发产生核裂变链式反应,从而引发爆炸。

核裂变是受中子轰击而形成的,因此有没有中子反射层决定了临界质量的不同。

“小男孩”装有64公斤高浓缩铀-235,核裂变反应只消耗了不到5公斤,其余的约60公斤多都被炸飞了,由于原子弹在500米高空爆炸,这些核燃料主要被炸飞到高空空气中,再飘落到很大面积的土壤和海水中,被稀释得很微量了。

实际上,在大地和海水中,本来就存在大量的铀,自然条件下,每20立方公里的海水中,就已经含有相当“小男孩”泄漏量相同的铀,而“小男孩”的泄漏远远不止飘散在这点海水中。

也有一部分铀在原子弹高温高压下变成了具有高放射性混合物,如铌-95、铈-141、钡-140、碘-131等,这些放射性同位素危害很大,但其半衰期很短,一般在几天到几十天,很快就衰变消失了;即便像铈-141和铯-137相对长寿些的同位素,其半衰期也在30年左右。

这些放射性同位素在广岛和长崎的核爆中量并不多,如今早就消失了,因此无需再担忧了。

长崎“胖子”采用的是钚-239装药,是一种与铀-235装药的核弹不同材料不同结构的原子弹,这颗原子弹爆炸威力约20000吨TNT当量,比“小男孩”破坏力更大,但最终导致的人员死伤远远小于广岛的“小男孩”,其中原因或许有多种,如人口密度、地形原因等等。

同样,长崎受到的核污染和广岛有类似之处,就不一一展开说了。

但切尔诺贝利核电站就不一样了,别看其当时的爆炸远远不如一颗原子弹,爆炸的影响却更为深远,因此,现在那里还是一片荒芜的禁区。

实际上,切尔诺贝利核电站的爆炸并非是核爆炸,只是由于设计缺陷和操作失误引起的锅炉蒸汽爆炸。但这个爆炸强大冲击力将反应堆上重达2000吨的盖子炸飞,核燃料也随之大量的泄漏出来。

核电站用于发电的核燃料虽然没有原子弹那么高纯度,但数量巨大,发生爆炸的4号反应堆就达到了180吨,其中还有2%的纯铀,其放射性比浓缩铀更强,爆炸中直接泄漏的就有七八吨之多,是广岛“小男孩”泄漏量的400倍。

另外,核弹爆炸和核电站污染方式也不同,广岛和长崎两颗原子弹都是在五六百米的高空引爆,大部分污染物跟着热空气上升,随风飘散,遗留在地面上的污染物极少,且核爆后日本下了一场大雨,地面上的污染物被雨水冲刷稀释,流入江河大海,减少了局部污染。

切尔诺贝利核电站泄漏的核燃料是直接暴露在地面,且还错误地派出消防员用高压水龙救火,在水的冲刷下核燃料渗入地下,造成地下水和土壤的深层长期污染,还导致了31名消防员和核电站工作人员被辐射杀死,他们的遗体被封在厚厚的铅棺中埋葬。

后续受到核污染的死亡人数达到9.3万人,致癌人数达到27万人。

更为恐怖的是,在这座被毁掉的核电站地下,还埋藏着近200吨的铀和钚等放射性同位素,它们大量聚集在一起,虽然不会像原子弹一样爆炸,但连锁反应一直在缓慢发生,并不断向土壤渗透。

这次事故受到影响的国家众多,包括乌克兰、俄罗斯、白俄罗斯、土耳其、希腊、摩尔多瓦、罗马尼亚、立陶宛、芬兰、丹麦、挪威、瑞典、奥地利、匈牙利、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亚、波兰、瑞士、德国、意大利、爱尔兰、法国和英国。

其中受灾最重的是乌克兰,无孔不入的核尘埃污染了乌克兰数万平方公里的良田,共有250多万人因核污染罹患多种疾病,其中包括47.3万名儿童。

污染还对广袤的植被和野生动物产生了巨大伤害和影响,这些野生动物和鱼类在自然中广为扩散,又危害了人类食品安全。据专家估计,完全消除这场浩劫对自然环境的影响至少需要800年,而不间断的核辐射危险将持续10万年。

时至今日,切尔诺贝利周边的空气中依然弥漫着很多的铌-95、铈-141、钡-140等强辐射物质,加上土地土壤中大量的核污染,因此,以切尔诺贝利核电站爆炸为圆心的30公里依然是禁区。

切尔诺贝利核电站的核污染事故,是人类有史以来最大的核污染事件,其危害错综复杂,上面陈述的只是一个大概,国际组织对这场灾难的全面损害和未来治理的评估至今都没有完成。

简单的说,就是广岛、长崎原子弹爆炸与切尔诺贝利核电站爆炸泄漏的核燃料完全不是一个数量级,且泄漏污染方式和影响面也完全不一样。这就是广岛、长崎核爆后不久能够重建家园,人们得以安居乐业,而切尔诺贝利至今仍是令人胆寒的禁区的原因。

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标签: 安居乐业 爆炸威力 死亡人数