量子力学|为什么造原子弹的铀球,工人能用车床车!浓度那么高没有辐射吗?


量子力学|为什么造原子弹的铀球,工人能用车床车!浓度那么高没有辐射吗?
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有两个情节可能大家都想不明白 , 一个是造原子弹时 , 工人直接在车床上车铀球 , 另一个是网上有照片直接用手拿铀 , 这些都是浓缩铀 , 放射性那么强 , 当事人都不怕辐射吗?
物质的放射性到底是啥情况有朋友认为重元素才会有放射性 , 其实这是不对的 , 很多元素的同位素都有放射性 , 比如位于元素周期表第一号的氢同位素氚 , 就具有放射性 。 它的原子核由一颗质子和两颗中子组成 , 比它少一颗中子的是氘 , 没有中子的是氕 。
【量子力学|为什么造原子弹的铀球,工人能用车床车!浓度那么高没有辐射吗?】三种同位素三个名字 , 在元素界氢是蝎子拉屎独一份 。 氚原子核中的其中一颗中子会经过β衰变衰变成质子 , 原子核变成2颗质子+一颗中子的氦三 , 这个半衰期是12.43年!(半衰期的意思是一半变成另一种物质的时间) 。
为什么会衰变呢?衰变到底有几种类型?
原子核之间是质子和中子组成的 , 强核力(强作用力)是它们之间的纽带 , 但同时电磁力则是它们之间的斥力的来源 , 不过中子电中性不存在库伦斥力 , 但两者差异太大 , 原子核就会不稳定 , 会发生衰变 , 这种在强核力控制下的衰变就是α衰变 。
α衰变
α衰变时重原子核会发射出一个氦核(氦四原子核:2个质子 , 2个中子) , 这种衰变释放的辐射就是氦原子核 , 质量大 , 但飞不远 , 而且一张纸就能挡住 。
β衰变
而另一种则是弱相互作用下的β衰变 , 比如自由中子会释放一个电子和一个反中微子而成为质子 , 也就是氢原子核!β衰变发射的高速电子流速度很高 , 可达光速的99% , 因此它有比较强的穿透力!(β衰变还包含正β衰变和负β衰变 , 有兴趣朋友可以查查资料)
γ衰变
还有一种是γ衰变 , 当发生α衰变和β衰变时 , 处于激发态的原子核是不稳定的 , 从低激发态和基态跃迁时往往释放出光子 , 这就是γ衰变 , γ衰变不改变核电荷数和核子数 , 但γ射线不好处理 , 穿透力太强 , 能量很大 , 会造成生物体DNA断裂进而引起细胞突变 , 所以后果挺严重 。
所以这是对医疗用品、化妆品、香料进行灭菌常用方法 , 一般是使用钴-60作为辐射源头 。 灭菌速度快、灭菌彻底 , 无化学残留无环境污染等优点 。
为什么铀球可以直接上车床车 , 人体不会有影响吗?上文我们了解了衰变的几种形式 , 似乎看起来非常危险 , 但我国第一颗原子弹的铀球就是车床直接车制的 , 当年是上世纪六十年代 , 不像现在有数控车床 , 而且可以用机械手来操作完成 , 完全是原公浦师傅利用普通车床手工操作完成的!


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