【上篇·有关核武器的十大误区】
说明:由于误区1到误区3与下篇第一部分高度重合,觉得误区1-3解释不够到位的吧友可以等楼主发下篇第一部分后结合起来一起看
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【误区1】:全面核战带来的辐射将彻底污染环境,废土时代即将来临
【事实1】:废土世界从来都是不存在的,环境的确会受到污染,但并不是持久性的。
【事实1】-1:核爆后放射性沾染的主要来源
首先明确一点,核爆炸后放射性沾染的最主要来源于辐射落尘(Fallout,即放射性尘埃)。而辐射落尘的主要来源于核武器的触地爆炸(Ground Burst/ Surface Burst)。换言之,如果核弹采取空爆(Air Burst),由于爆炸高度很高,核爆火球(Fire Ball)不会触及地表,那么就不会产生辐射落尘,就不会对被打击地产生严重的放射性沾染。举个简单例子,广岛长崎就没有产生辐射落尘,两地45年被打击后没有出现严重的放射性沾染。
所以与空爆相反的是, 触地爆炸(下文简称“地爆”)时核心的火球(Fire Ball)会触及地表,火球的超高温会将地表物质粉尘化,在地表开出火山口一般的大坑,而坑内原本的地表物质则会随着升腾的蘑菇云被抛入大气层。同事,在这一过程中,这些地表物质会与核爆后放射性物质颗粒相结合,于是就形成了放射性尘埃。这就是辐射落尘的由来。
这些放射性尘埃的质量大小不一,质量最大者甚至会在核爆后几分钟内便沉降到地表,当然一般而言,核爆后大规模放射性尘埃的沉降一般会持续数小时。但值得注意的是,许多肉眼不可见的小颗粒会持续停留在六公里处的高空长达几周甚至几年,只有降水才能加速其沉降的过程。不过,这些微小颗粒的广泛扩散以及放射性衰变将使它们的威胁大大降低
信息补充:
空爆多用于打击社会财富(人口众多的城市或其他主要工业区)
地爆多用于打击军事力量(坚固的军事设施或其他重要的国有资产,如核弹发射井、水电站大坝等
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【事实1】-2:辐射落尘辐射剂量率在核爆后的迅速下降
要理解“核辐射并不是持久的”这句话,就必须记住“核辐射随时间的推移而削弱”。放射性物质的辐射剂量率radiation dose rate在核爆初期的下降是相当迅速的,然后衰变速度逐渐放缓。(在界定人员是否可以安全出入被沾染区时往往用辐射剂量率来衡量)
①放射性物质剂量率的迅速下降是源于放射性物质的自然衰变,我们知道很多放射性物质的半衰期极短甚至不到一天,而核爆后半衰期短的放射性物质占了主体。因此,核爆两天后,某些放射性物质单位质量的辐射强度radiant intensity将下降至核爆伊始的1/100甚至1/1000。
②放射性物质剂量率的迅速下降也源于核爆之后放射性物质的快速扩散。拿铯137举例,将同质量的铯137平均散布在10平方公里与1000平方公里的范围内,显然,同一个人在单位时间内待在1000平方公里处所接受的剂量率远远小于10平方公里处。换言之,这块1000平方公里的土地,可能过5年就适宜耕作了,而10平方公里的土地可能过60年仍然不适宜种植作物。因此,我们不难理解,当放射性尘埃随着蘑菇云升腾之时,它们迅速向被打击区向风向区飘散,而其结果就是,放射性物质质量不变,但被散布到了更广阔的区域中,其对人构成的健康威胁也就随着“散布区域”这个分母的扩大而变小了。
③放射性物质剂量率的迅速下降还源于天气、流水等因素的自然沉降。当一场大雨过后,附着在建筑物上的放射性物质尘埃颗粒被冲刷到大街上继而或渗入土壤之下数米处中或流入下水道随河流奔腾远去。由此,这些放射物质颗粒远离人类活动范围的地方富集,再借由大自然的自净能力扩散到更遥远的地方。
接下来我们从图表来认识放射性物质的辐射剂量率radiation dose rate。下面我将引用一张显示核爆后前两天辐射衰减速度的图表。R表示伦琴(roentgen),一般用来衡量X射线和γ射线的强度。。图表中非常清晰得展示了,核爆后第一小时辐射剂量为1000R/小时,7小时后,衰减至100R/小时,48小时后衰减至10R/小时。一般,在两周后,辐射剂量率就会下降到1R/小时。同时,气象因素也将显著影响辐射剂量率的变化,降水能冲刷植被、房屋上所附着的辐射落尘,继而加速辐射剂量率的衰减。这一图表也同时表明,辐射落尘颗粒越小、沉降速度越慢,其到达地表后的威胁度就越低,也从侧面反映了核武器空爆(Air Burst)很难形成有效的辐射落尘杀伤。(关于空爆地爆的具体概念会在【下篇】展开)
一般而言,核打击两天后,辐射剂量率下降到可外出寻求救援的程度(长时间户外逗留仍可致命),而核打击两周后,外界辐射剂量率则会下降到一个可接受的安全水平(不再致命),人防设施内避难的民众已经可以放心离开掩体,外出寻求救援。当然,“两周”这个时间概念并不一定不适用于重点打击区域的下风向地区,这些地区的民众可能需要在防空洞内待更长的时间(2-4周)。
辐射致死剂量对于不同人来说都是不同的,健康状况良好者甚至可能在接受了600R剂量后仍然幸存。450R是一个中间值,约有一半的人口会因接受450R的剂量而死。而对于缺乏抗生素、消洗条件的幸存者来说,这个中间值会下降到350R。但人类的躯体并不是不堪一击的。我们的自愈能力足以应付低剂量辐射,因此,倘若幸存者在核爆炸初期的两周内严格控制每日外出时间,仍有极大的可能熬到战争结束(强调一下,全面核战的结束并不一定等于战争的结束,交战双方将在战后继续对峙,幸存的军队仍会在焦土上继续作战)。
对于大多数人来说,如果在核爆炸后前两周接受的辐射剂量不高于100R,那么在之后的两个月中,他所能承受的每日辐射剂量上限为6R。
PS:Kearny Fallout Meter,作为一种简易可自制的辐射剂量率测量器,是条件简陋的幸存者们的首选。Youtube上有KFM的制作教学视频。
参考文献:
U.S. Department of Defense, 1964, The Effects of Nuclear Weapons