加速器故障停止運轉,他把頭伸進去檢查,不料被光速粒子流爆頭

2020-09-04 星辰大海路上的種花家

阿爾法α、貝塔β和伽馬γ射線的有多大危害?中學時我們就學過這樣的知識點,α粒子是氦核,質量比較大,一張紙就能屏蔽,所以危害比較小,β射線則是高速電子流,質量很小,穿透力比α粒子要強,γ射線穿透力則極強,危害極大,需要厚厚的混凝土才能屏蔽!

看上去似乎α射線人畜無害啊,當然這是重元素的α衰變放射出的α粒子,儘管盧瑟福用它轟擊出了質子,但它的速度和能量都不是特別大!現代高能加速器中,很多都以質子作為加速對象,撞擊目標後取得數據進行分析!

上世紀七十年代,蘇聯的U-70同步加速器就出了一次史無前例的事故,一位檢修加速器的科學家被一束接近光速的粒子轟擊,質子束直接從頭部穿透而過!但最後這位大神級別的科學家居然活了下來,這個事故是怎麼發生的?他又是經歷什麼怎麼樣的過程?

U-70同步加速器和史無前例的輻射事故

上世紀六十年代最大的U-70超級同步加速器位於蘇聯普羅特維諾市,這臺加速器的直徑達到了1.5千米,加速後的粒子束能量達到了76GeV(760億eV),從建成以來時常發生些小故障,但整體上運行還比較正常,因此也建立了一系列的檢修操作規程,由於大型加速器從開機到正常工作需要很長時間,比如要將冷卻線圈等等,到恢復全功率運行大約需要幾個月到半年!

U-70同步加速器

所以故障檢修時並不會停機,而在環形管道某處故障時只會將粒子導向混凝土牆壁後,工作人員進入檢修!因此在1978年7月13日這次出故障時,執行檢修的蘇聯物理學家普戈斯基和往常一樣大致判斷了到達時間,向控制臺說明5分鐘後到達故障點!

但他這次早到了,此時同步加速器還在運行中,而此時數道本應該避免運行中被打開的加速器安全系統也故障了,毫不知情的普戈斯基直接打開了加速器,進入了內部,剛剛探進去一個腦袋就被一束接近光速的質子流穿過了頭部!

普戈斯基瞬間就覺得看到了一個比太陽還要明亮的強光,從他的左後腦進入、左臉頰部位穿出,但他卻沒有感到任何疼痛!質子束的直徑大約只有6平方毫米左右,瞬間他遭受的輻射高達20萬拉德,正常情況下500拉德即可導致普通人在2周內死亡。

此後他立即被送到了莫斯科一家醫院,醫生評估了普戈斯基的情況:千億數量級的質子穿過了人體最重要的部位-大腦,而質子這種帶有正電的離子屬於電離輻射,它會DNA中的化學鍵從而破壞細胞,引發癌變,當然短期內則是大量細胞死亡,認為普戈斯基可能必死無疑!

但普戈斯基活了下來,儘管他遭受了喪失聽力、面癱以及陣攣性癲癇,這些都是組織被破壞的後遺症,穿透普戈斯基的粒子束只有2*3毫米可能是最關鍵的因素,比如人體中對輻射最敏感的骨髓(造血功能),消化道等都沒有遭受輻射,僅僅是大腦部位,因此普戈斯基倖存了下來,粒子束只在他頭上留下了一個不長頭髮的禿斑,而且他的智商也沒有收到影響,完成了博士學位,繼續從事科研工作!

延伸閱讀1:高能電子束加速器輻照事故

很多朋友可能並不太在意電子束輻射,畢竟電子質量實在太低了,但高能電子束輻射危害非常大,2000年9月30日就發生過一起高能電子加速器中的輻照事故,違規操作的工作人員在開機狀態下進入加速器內部,被沒有完全屏蔽的高能電子束照射了雙側上肢、雙手及頭面、頸部,雙耳,軀幹上部及雙大腿前部等部位,輻射面積比較大!

儘管初期發展並不嚴重,但後期所照射位置皮膚焦黑,幾乎完全脫落,由於看起來十分嚇人,筆者就不把太過分的圖片往上貼了,有興趣的朋友用「2000年9月30,電子加速器輻照事故」就能搜索到!

無獨有偶,2016年天津也發生過一起電子加速器輻照事故,也是違規操作,在17:00左右停機用餐期間機電維修人員進入輻照室維修操作,而用餐回來的操作工未經安全檢查即啟動電子加速器,結果造成兩位工程師收到大劑量的高能電子輻照!

延伸閱讀2:關於輻射種類

其實輻射事故並不止阿爾法α、貝塔β和伽馬γ這三種輻射,而有如下幾大類:

  • 電磁波: 微波、X射線、γ射線(γ)
  • 粒子輻射: α射線(α)、β射線(β)、中子輻射

一般將能量高低以及電離能力分為電離輻射和非電離輻射,比如放射性衰變或者核裂變以及加速器中的α、β或γ射線,還有X射線、渺子、介子、正電子、高能中子等!它能將原子或者分子電離,打斷化學鍵,破壞DNA,引發癌變等!

非電離輻射不會引起物質電離,但會改變分子或原子之旋轉,振動或價層電子軌態,比如中子非電離輻射與電磁輻射等。

輻射警告標誌

新的標誌:紅色背景下三扇葉下方畫出五條標識電離輻射波紋

還有很多因為撿到用於探傷的輻照器件引起的輻照事故,這種案例在國內外都不在少數,所以一些奇奇怪怪的東西特別要當心!對於輻射標誌也必須要有常識性的認識!上圖是兩個先後使用的輻射標誌,相信下圖應該更直觀一些,但現在兩個都會有混用。

相關焦點

  • 粒子加速器停止運轉,他把頭伸進去檢查,不料被高能質子束爆頭
    我國著名科學家鄧稼先就在實驗中受到了傷害,儘管他已經足夠小心了,長時間和核物質接觸,身體還是受到了不可逆轉的傷害,最後因直腸癌離世。接下來要說的這位科學家,膽子不是一般的大,他把頭伸進了粒子加速器裡面,結果被高能粒子流爆頭了!
  • 以為粒子加速器已停止,他探頭進去檢查,不料被高能質子束爆頭
    實際上,物理學家在研究微觀粒子的時候,也常常會採用這種辦法,而想要把微觀粒子打碎,就必須使用粒子加速器。 在粒子加速器中,質子的速度可以被加速到接近光速,當兩束方向相反的高能質子束髮生對撞的時候,會在很短的時間被撞得四分五裂,同時產生極高的溫度,隨隨便便就可以達到太陽核心溫度的上萬倍
  • 粒子加速器出現故障,此人把頭伸進去查看,不料被高能粒子流擊中
    高能粒子流攜帶的能量可以輕易穿透人體,並對人體造成傷害。甚至會讓人失去生命,所以科學家在做實驗的時候,都會做好保護措施,而且嚴格按照要求操作實驗儀器。即使是這樣,科學家被輻射傷害的概率依然不小,兩彈元勳鄧稼先就是受到了核輻射才去世的。科學家研究高能粒子的時候,都要承擔風險。
  • 粒子加速器停止運轉,科學家被高能質子穿過頭顱,如今怎樣了?
    比如我國的著名科學家鄧稼先,儘管他已經取得了非常卓越的成就,但長時間與核物質進行接觸,最終導致身體受到變化,患上結腸癌去世。所以說科學家也是一個非常危險的職業,曾經就有一位科學家不小心把頭伸進了粒子加速器裡面,發生了什麼呢?這臺粒子加速器是蘇聯在20世紀60年代所建造的。
  • 粒子加速器突然停止運轉,為檢查原因,他伸頭差點沒了性命!
    粒子加速器突然停止運轉,為檢查原因,他伸頭差點沒了性命!在我們看來,科學家擁有聰慧的大腦,驚人的智商,留下的諸多發明造福了人類,這樣的科學巨匠促進社會的發展,無論主攻哪個領域,都能頗有建樹。就拿鄧稼先來說,他在做實驗的時候,雖然也格外注意,最終還是沒有避免受到傷害,由於長時間與核物質接觸,導致身體出現不可逆的傷害,最後患癌症去世了,他的逝去令全國人為之心痛,他是為了研發和物質才丟失了性命。除了鄧稼先之外,還有一位科學家膽大心細,他就是普戈斯基。粒子加速器突然停止運轉,為檢查原因,他伸頭差點沒了性命!
  • 他把頭伸進粒子加速器當中,直接被高能質子束爆頭,後來如何?
    他把頭伸進粒子加速器當中,直接被高能質子束爆頭,後來如何?,然後再進行觀測,因為在粒子加速器當中,質子的速度可以接近光速,當兩束方向相反的質子束髮生對撞的時候,就會直接撞碎。
  • 當年他把頭伸進粒子加速器中,被高能質子束直接爆頭,後來怎樣?
    導語:當年他把頭伸進粒子加速器中,被高能質子束直接爆頭,後來怎樣?隨著時代的發展,大家都知道科學的腳步也從來不會停歇的。其實科學是一個建立在可檢驗的解釋和對客觀事物的形式、組織等進行預測的有序的知識的系統。
  • 被粒子加速器爆頭的科學家依然活著
    大型強子對撞機利用電場變換加速帶電粒子,利用磁場控制帶電粒子運動。使帶電粒子越來越接近那個物理學上不可打破的屏障:光速:299,792,458米/秒。下圖為加速器工作原理。雖然加速器可以讓質子無限逼近光速,但是我們絕對沒有辦法讓質子,或者任何有質量的粒子,以超過光速的速度運動;這是狹義相對論所禁止的。
  • 被粒子加速器「爆頭」而倖存的科學家,現在怎麼樣了?
    目前世界上最強的粒子加速器就是歐洲的大型強子對撞機,它加速的粒子是質子,由於質子帶正電,所以科學家就可以通過一個不斷變化的電場來給質子加速;由於帶電粒子在磁場中運動的時候但是就是這3m/s的速度是人類擁有都無法越過的鴻溝,因為這是相對論所不允許的,我們只能無限的逼近光速,而無法達到光速。那你又沒有想過一個和光速如此接近的質子,所擁有的能量高達7 TeV (兆兆電子伏特),如果這樣的粒子撞到人呢?會怎麼樣?
  • 為了探究粒子加速器裡的狀況,他竟把頭伸進去了,最終遭殃了
    古有富蘭克林在雷雨天放風箏,今有戈爾斯基將頭伸入粒子加速器中。沒錯,戈爾斯基就是這麼瘋狂的人,他為了探究粒子加速器內的情況,竟然把頭放了進去,最後他怎樣了呢?在很多人看來,科學家就是「瘋狂」的代名詞,因為他們的想法往往與常人不同,而且會提出一些顛覆人類認知的理論和假想,甚至還有人進行了瘋狂的實驗,例如下面我們要介紹的科學狂人戈爾斯基。為什麼說戈爾斯基是科學狂人呢?
  • 他把頭伸進粒子加速器中,被高能質子束直接爆頭,竟然看到了太陽
    停止工作的粒子加速器粒子加速器從誕生到現在,經歷了不斷的發展和改良,如今已經十分完善,但是在科技相對落後,發展還不成熟的上世紀,很多科學家由於操作失誤一時大意或者受限於當時的防護條件,在做實驗時,受到了各種各樣對身體產生難以逆轉的傷害。最著名的例子就是我國的兩彈一星元勳,鄧稼先。
  • 把頭伸進光速粒子加速器中 他實現了永葆青春
    前蘇聯物理學家阿納託利·彼得羅維奇·布戈爾斯基(Anatoli Petrovich Bugorski)曾做了一件令人咂舌的事,他把頭伸入了正在運行的粒子加速器中,這絕對是前無古人!但更令人震驚的是,他出來時竟沒受到很大的傷害,還好好地活著!
  • 這個被高能粒子爆頭的科學家,憑啥安然無恙?
    ,U-70同步加速器,直徑1.5公裡的它通過電磁場加速微觀粒子,讓粒子們在高速運動中發生碰撞,幫助科學家探尋物質深處的奧秘。但人們怎麼也不會想到,十數年後的1978年7月13日,加速器中的粒子們竟然撞上了一個科學家的腦袋...
  • 大型對撞機把粒子加速到接近光速,如果粒子擊中人,會怎樣?
    在搞物理研究的這一領域,大型的粒子對撞機是不可或缺的工具。目前運行的世界最大的粒子對撞機是歐洲核子研究中心的LHC,其周長有27公裡,產生的對重能量為14Tev。據說我國將修建周長達52公裡的粒子對撞機,建成後其對撞能量將高達70 Tev。
  • 你不知道的粒子加速器
    粒子加速器可以通過電磁場將亞原子粒子加速到極高的速度。粒子加速器是利用電場來推動帶電粒子使之獲得高能量。日常生活中常見的粒子加速器有電視及X光等設施。被加速的粒子置於抽真空的管中,才不會被空氣中的分子所撞擊。大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)是世界上最大、功率最強的粒子加速器。
  • 走近粒子加速器
    粒子加速器全名為「荷電粒子加速器」,是一種可以使帶電粒子在高真空環境中受磁場力控制、電場力加速而達到高能量的特種電磁、高真空裝置,也是為人類提供各種能量的粒子束或輻射線,如電子、質子、氘核、α粒子、各種重離子以及其他一些微觀粒子的現代化裝備。
  • 如果把你的頭放入到粒子加速器中,會發生什麼?而他卻真敢做!
    人們對粒子加速器真是又愛又恨。愛的是它可以推動科技的進步,恨得是它可能製造出毀滅世界的微型黑洞! 而我們的故事不談論這些,我們今天說一件歷史上真實發生的事件!粒子加速器把人體 放入到粒子加速器中,或許只是 出現在科幻片裡的畫面,然而這種事,在歷史上卻真實發生過!
  • 口袋大小的粒子加速器,可將電子束加速至接近光速
    緊湊型粒子加速器只有口袋大小粒子加速器廣泛應用於理論物理學、材料特性表徵、腫瘤放射治療和安全檢查等領域。粒子加速器的核心組件——射頻振蕩器,開發於第二次世界大戰期間,最初是用於雷達的部件。《自然•光子學》8月10日發文稱,英國蘭卡斯特大學和曼徹斯特大學的科學家成功開發出了一種緊湊型粒子加速器。這種加速器只有口袋大小,能夠配合雷射發射出接近光速的超短電子束。
  • 口袋大小的粒子加速器,可將電子束加速至接近光速
    粒子加速器廣泛應用於理論物理學、材料特性表徵、腫瘤放射治療和安全檢查等領域。粒子加速器的核心組件——射頻振蕩器,開發於第二次世界大戰期間,最初是用於雷達的部件。