嫦娥5號千辛萬苦帶回的月巖,到底有沒有放射性?

2021-01-07 星辰大海路上的種花家

嫦娥五號從月球帶回了2千克土壤,它到底有沒有輻射?這個問題最近很多朋友都在關注,因為有人認為,這月球土壤已經被在月球表面沒有任何保護的區域輻射了幾十億年,即使原來沒有輻射,現在也變成有輻射了,那帶回來那麼多月壤,還安全嗎?

輻射能被「傳染」嗎?

被輻射之後的東西也變得有輻射,不就是這個道理麼?這個用人話來說就是「傳染」,不是說在核彈爆炸後的塵埃沉降沾染後,那些地區就成了核汙染地區,那不就是從沒有輻射變成有輻射了嗎?

聽上去這個理論很有道理,但在這裡我們有一個概念必須糾正下,放射性塵埃沉降,還有放射性沾染,和所謂的「傳染」沒有關係,比如將一顆老鼠屎丟在粥裡,估計就沒人能吃得下這鍋粥了!但是把這顆老鼠屎在鍋旁邊晃晃,那對這鍋粥就沒有影響,只是有點噁心!

儘管放射性它不能這樣理解,但道理也是類似的,下文從放射性物質釋放的物質中來分析下到底有沒有關係,我們常見的輻射都是重核物質或者放射性同位素衰變產生的,有如下三種:

1、阿爾法粒子輻射:放射性物質發生α衰變,它輻射的是氦核,儘管有一定的殺傷力,但它本身並不再具有放射性,也就是說它輻射出能量耗盡後就成了氦氣,另外原子核很重,輻射距離很近,也很容易被擋住。

2、貝塔粒子輻射:放射性物質發生β衰變,輻射出的是高能電子或者正電子,它是電離輻射,對人體健康影響比較大,但本身也不具放射性,輻射之後被將其他原子核捕獲,對環境沒什麼影響,但是可能會帶靜電。

3、伽瑪輻射:這是原子核衰變或者原子核被激發的輻射,能量極高,對人體危害很大,不過和其他幾種輻射一樣,之後的物質也不具備放射性

所以放射性物質輻射後,並不會傳染,物質仍然是物質自身,它不會變成放射性物質!但有一種輻射除外:中子輻射!

中子是原子核中的一種粒子,它有個特性,原子核捕獲一個中子後可能會變成放射性同位素,或者中子衰變後變成元素序號+1的另一種元素,這種在核裂變堆或者聚變堆中就叫做嬗變,大致就是物質吸收中子後偷偷的變成另一種物質了!

中子是和裂變堆中啟動裂變的關鍵,還有現在正在攻克的氘氚聚變也有中子輻射,重水堆中的中子能讓鈾-238變成鈽-239,後者聚變堆中的中子可以讓鋰-6變成夢寐以求的氚,所以中子就是有這麼神奇的功能,只要你願意,它都能石頭變成黃金!

來自太陽和宇宙的輻射中,有中子輻射嗎?

既然中子能讓很多物質變成放射性物質,那麼只要確定兩個問題,月壤接收的輻射來自宇宙和太陽兩種,太陽上正在產生的反應有兩種,一種是質子-質子鏈反應,它的過程是氫的同位素氕氕結合成氘,再是氘氕聚變成氦-3,然後再是氦-3結合成氦-4,釋放出兩個氕!這個過程中沒有產生中子。

質子鏈反應

另一個產生中子可能的途徑是碳氮氧循環,這個在太陽上也提供能量,不過只佔10%不到,它也不產生中子,另外還有一個問題是自由中子可是香餑餑,在恆星內部就會被捕獲,紅巨星內部就在發生慢中子捕獲過程,它就是吸收了中子後變成生產重元素的重要途徑。

來自宇宙射線中,中子的可能性就更低了,因為自由中子會在15分鐘內經過β衰變衰變成質子,所以來自宇宙的輻射中,這些粒子都在旅途中變成其他粒子了,當然可能有朋友會提出這些粒子都光速運動,時間對它們來說可以忽略不計!

自由中子衰變

但事實上由於中子和質子這些質量挺大,它們能以很高的速度穿過宇宙,但它們都不可能達到光速,所以除了太陽外,其他恆星即使是高亞光速向地球發射粒子,它們所經歷的時間也將遠超中子衰變的時間。

所以月壤沒有被嬗變成放射性物質的可能!

唯一要擔心的是,我們採到了月球上的放射性物質,這100%是有可能的,因為月球誕生理論認為,早期地球被一顆火星質量大小的忒伊亞行星撞擊,飛到太空中的物質逐漸形成了月球,因此從理論上來看地球和月球的物質具有相當大的相似性,因此在月球上找到放射性物質,那不是很正常麼?

而來自呂姆克火山附近的巖石,它們誕生的比較年輕,早期月球內核冷卻的比較早,一般科學家認為35億年前就停止活動了,所以大部分月球的熔巖年齡都有35億歲了,但據科學家考證,呂姆克火山在25億年前還噴發過,所以那裡採掘的巖石很年輕!

阿波羅15號拍攝到的呂姆克山

所以,這放射性不是關鍵,畢竟只要是巖石,它總是含有一丟丟放射性元素嘛,而它能給我們接麥多少月球的謎團才是關鍵,這不,嫦娥五號已經採回來了麼!

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