基本介紹
- 中文名：放射性沉降物
- 外文名：radioactive fall-out
- 學科：核工程與核防護
- 別稱：放射性落下灰
- 危害：傷害人體、污染環境
- 來源：通常由核武器爆炸產生
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介紹
放射性沉降物又稱核子彈爆炸沉降物。指降落在遠離地面或地下核爆炸場地處的地面或水面上的放射性物質。其危害除了對人體產生外照射外，還會通過空氣、水和食物產生內照射。影響最大的核素有鍶-89、鍶-90、銫-137、碘-131、碳-14和鈽-239等。沉降物污染環境的主要放射性核素的特性及其作用於人體的組織和器官見表。為了保障居民健康，減少環境中放射性沉降物的最有效辦法是禁止任何核武器試驗。
副作用
這種塵埃由熱粒子組成，是一种放射性污染。動物表皮沾染後可引起皮膚β射線損傷，進而可以導致整條食物鏈的污染。損傷效果主要因β射線的劑量和能量而定，皮膚受到落下灰中β射線照射的劑量愈大，損傷愈嚴重。
當動物接受了輻射後，可能會有一系列的生物變化。某些全身通過高劑量輻射後立即死亡，有些則基本正常生活了一段時間，然而隨著延遲性輻射效應的發展，暴露於輻射人群中會使他們受到低劑量輻射。
輻射後期或延遲效應之後發生的輻射劑量和劑量等級範圍較廣。延遲效應可能會在照射數月後甚至數年後出現，其影響的廣泛幾乎涉及所有的組織或器官。輻射延遲可能出現的後果，有生命縮短、組織癌變、白內障的形成，慢性放射性皮膚炎、生育率降低和基因突變。
沉降物污染環境的主要放射性核素
核 素 | 來 源 | 輻射 類型 | 半衰期 | 有效半排期* | 組織器官 |
鍶-89 鍶-90 銫-137 碘 -131 碳-14 | 裂變產物 裂變產物 裂變產物 裂變產物 感生放射性核素 | β β β、 γ β、 γ β | 50.5d 27.7a 30.5a 8.05d 5560a | 50.4d 17.5a 70～138d 7.6d 12～40d | 骨骼 骨骼 全身、肌肉、肝 甲狀腺 脂肪、 骨骼 |
鈽-239 | 殘餘核裝料或鈾- 238與中子反應產物 | α、 γ | 24400a | 80～200a | 骨骼、 肝 |
鋇-140 鈰-144 | 裂變產物 裂變產物 | β、 γ β、 γ | 12.8d 290d | 10.7d 243d | 骨骼 骨骼 |
放射性核素進入人體後，由於放射性衰變和新陳代謝而使體內放射性核素減至一半所需要的時間。
來源
放射性沉降物有很多種，有全通普遍的，還有一些地區特有的。有兩種方式會產生放射性沉降物。
核爆炸
核武器空爆後所產生的煙雲中含有放射性粒子，在風和重力的作用下，邊降落邊向下風方向飄移。其中較重的粒子在數分鐘內即開始降落，24小時內降落在爆區下風方向數百千米的範圍內，造成近區沾染；較輕的粒子，在幾十小時至幾天內降落到下風方向更遠的地面，造成遠區沾染；而美國原子能委員會認為，更輕的粒子隨風飄移甚至可以環繞地球，經數日、數月，乃至數年後方能降落到地面，造成全球性沾染。
核武器在地表或水錶爆炸後，大量的泥土或水會被火球的高溫所汽化，並被帶入放射性煙雲中。當這些物質與可裂變物質或與其他中子已活化的放射性污染物濃縮時，會具有放射性。在下表中的許多同位素會衰變成為人們所熟知的其他同位素。
嚴重核事故
嚴重核事故也可能產生放射性沉降物。儘管核反應堆事故沒有像核武器爆炸那么嚴重，但同樣可以產生放射性沉降物。核爆炸所產生的放射性同位素特徵與嚴重的反應堆事故（如車諾比事故）有很大的不同。兩者最關鍵的差異是揮發性與半衰期。
產生條件
爆炸方式
爆炸的位置主要是兩種：空中和表面。當核武器在空中爆炸時的謂之空爆，與地表爆炸相比，其產生的放射性沉降物會相對少一些。在半地面方式下爆炸，還會產生一種附加效應，即所謂“基浪”（base surge）。
氣象條件
氣象條件對放射性沉降的影響很大，尤其是當地沉降。在雨雪的沖刷條件下，會加速當地沉降過程。在某些特殊條件下，如源於放射性雲層帶有大量落下灰的本地降雨（即俗稱的“黑雨”），可能會使核爆炸順風區中的某個地域形成一個重污染區。
核反應堆事故
儘管核反應堆事故沒有像核武器爆炸那么嚴重，但同樣可以產生落下灰。核爆炸所產生的同位素特徵與嚴重的反應堆事故（如車諾比）有很大的不同。兩者最關鍵的差異是揮發性與半衰期。
安全防護
在冷戰期間，美蘇英三國對國民進行了大量的核戰爭條件下的生存教育。其中美國的民防措施較為完備。美國政府提供了一系列程式，使得人民能夠最大限度地減少暴露於原子塵的時間。但目前流行的防護態度是，全球熱核戰爭一旦爆發，短期生存將是徒勞的，因此亦不再保留防塵庇護所。
冷戰期間美國國防部的落下灰防護手冊
冷戰期間美國國防部的落下灰防護手冊面對核放射沉降物，應採用核沾染防護。其主要措施有：在核襲擊後，迅速組織技術力量對人員活動的地區進行輻射偵察，查明沾染區情況；人員要力求避開在沾染區或高照射量率的地區行動；人員通過沾染區時儘量乘坐車輛，在沾染區作業時要儘量縮短時間；充分利用工事、建築物和山洞等氣蔽物進行防護；及時穿戴個人防護器材，防止人體受沾染；對撤離沾染區的人員和武器裝備等，進行沾染檢查；受染人員及其隨身攜帶物品，在撤離沾染區後，要儘快進行洗消，以消除沾染；進入沾染區執行任務的人員，可服用抗輻射藥，以減少放射性物質在人體內的存留量。當敵方實施核襲擊時，及時採取上述防護措施，可以減輕人員傷亡和武器裝備及其它軍用物資的損失。
