核能的發現和應用給整個世界帶來了無法估量的影響,有好有壞,首先它保證了整個世界長期的穩定,畢竟核威懾在哪擺著呢。誰都不想挨一次核彈的攻擊,所以遇事都比較克制。壞處呢,其實大家都心知肚明,核反應所釋放的能量超乎我們的想像,好好利用可以為我們帶來光和熱,如果用來幹壞事,核能也可以摧毀整個人類文明。
核武器在被發明出來以後,雖然只扔了兩顆用於戰爭,造成了大量的人員傷亡,一看這種武器必須限制使用。但在歷史上我們還在無人區進行了多次的核試驗。起初科學家沒有考慮這麼多,認為地面上的核試驗不會對全球產生影響。但事實上,在微觀層面,我們每一個人、我們的生活已經和曾經爆炸過的每一顆核彈有了更深層次的聯繫。
你看,核彈爆炸以後會產生大量的質量更輕的放射性元素,例如:碳-14、鈷-60、氡等等,這些元素包括地面上塵埃微粒會被爆炸的衝擊波帶到數百公里的高空。然後跟隨全球大氣的環流被帶到地球的每一個角落,因此自從1945年7月16日美國第一次核試驗以來,全球大氣、土壤的本底輻射水平都出現了激增。
我們地球上的生命,都是以碳為基礎框架、以氫、氧、氮為主要材料的碳基生物,我們無時無刻不在和大自然進行著碳循環,因此從上世紀開始所有生物體內的碳-14水平都有所提高。這直接影響了以放射性同位素碳14存在比率為基礎的放射性碳測定法,如果若干年後,未來的考古學家就會納悶,我們這一代的生物體內碳-14竟然高於平均水平,而且他們也無法估計我們的準確年代。
除了對生物的影響,而且也對人類後來生產“鋼”也產生了影響,而對鋼產生影響的並不是碳-14、氡氣而是鈷-60。也就是說我們在核試驗以後全世界生產的鋼材本身具有的反射性就比以前升高了許多,這些放射性元素鈷-60並非來自鐵礦石,而是大氣。因為1850年左右我們在生產鋼的時候,需要將生鐵裡的雜質進行氧化,這些雜質被氧化以後有些會變為氣體逃逸,有些會變成固體的氧化物,與鐵水分離,這樣我們就能去除其中的雜質。
不管之前我們是壓入空氣、還是後來的純氧,都會將大氣中過量的鈷-60帶入其中,而且鈷-60還能和熔融的鐵水完美的融合。這樣生產出來的鋼都具有了比以前更高的放射性水平。相信你現在想的是,這些輻射對人體有沒有影響,由於人為因素導致的全球放射性升高在1963年達到了峰值0.15mSv/年。這個數值遠遠低於人體的承受的極限,做一次胸部低劑量CT人體將會在短時間內承受0.5~1.0mSv的輻射技能,而一次性接受4000mSv才會致死。
那麼對人體無害的輻射,為何對鋼會有影響呢?其實在生活中,日常的建設、應用輻射高了無所謂,並不會影響鋼的物理性質。但是在特定的科學領域,例如:蓋革計數器、醫療設備、太空探索的運載工具等一些需要測量微小輻射的地方,這些鋼就會產生干擾實驗的背景噪音。還有我們探測中微子的實驗室,它們建設在地下深處,正是為了防止宇宙射線所帶來的輻射干擾、而且科學家還要排斥地球環境的本底輻射。
因為中微子這種幽靈粒子在於純水發生反應以後,釋放出的信號極其微弱,因此我們所使用的建設材料也需要有非常低的本底輻射。
這種低本底輻射的鋼,目前的主要來源就是打撈二戰結束之前在海洋中沈沒的軍艦。在核試驗之前,這些鋼基本沒有受到放射性汙染。也一直沒有被回收,沒有被重新回爐受到新鋼的汙染。
其實在核試驗之前的鋼都可以,像是鐵軌之類的都行,但是沈船量比較大、比較集中,一次性打撈可以獲得幾萬噸的好鋼。還有一種解決辦法就是,改變氧氣的來源,一直以來我們使用的氧氣都是從大氣中提取的,所以含有放射性元素。可以改用電解超純水來獲得純淨的氧氣來製造鋼。缺點就是這個過程太燒錢了。不過幸運的是,這個問題很快將會成為歷史。1975年之後,科學家就認識到了核汙染的問題,所有的測試都轉移到地下。
自從各種條約結束核武器試驗以來,加上一些放射性同位素的半衰期很短,空氣中的本底輻射一直在減少。鈷-60的半衰期為5.26年,這意味著鋼本身的放射性會越來越弱,1945年以來的鈷-60現在的放射性水平已經降為最初的0.008%。再過幾十年,這種放射性對鋼的影響就會徹底消失。