遺骨檢測揭示廣島核彈對日本受害者的輻射量:高的驚人

2021-02-13 企鵝科學

一項最新研究中，科學家對廣島原子彈的受害者遺骨進行輻射劑量檢測，發現這一數值高的驚人，這一成果發表於2018年2月的學術期刊《PLOS ONE》。

廣島原子彈爆炸產生的蘑菇雲

編譯 | 科學三葉蟲

在1945年8月6日，美國在日本廣島投下了名為「小男孩」的原子彈，核爆炸直接奪去了45000人的生命。而在一項最新的研究中，研究人員利用了一個下頜骨來確定這場災難中的受害者吸入了多少輻射，這塊額骨來自於距離爆炸中心約0.9英裡（約合1.45公裡）的一名受害者。

據測算，這塊下頜骨吸收到的輻射劑量為9.46戈瑞（輻射劑量單位gray，縮寫為Gy，這一數值描述了每千克物質吸收到了多少焦耳的輻射能量）。

「如果全身暴露於大約一半的輻射劑量中，也就是5戈瑞左右，就足以致命」，這項研究的作者之一，奧斯瓦爾多·巴法（Oswaldo Baffa）教授在一份聲明中說道。先前已經有研究測量了核彈災難性影響的其他方面，比如輻射對於人體DNA的影響等。

但這是第一例使用受害者骨骼作為輻射劑量測試物的研究，研究中利用了一種被稱為「電子自旋共振（electron spin resonance，縮寫ESR）」的精確測試方法，這種方法可以在未來廣泛用於各種核事件造成的輻射劑量，研究人員說道。

用於本次測試的下頜骨

「目前，美國等發達國家存在發生恐怖襲擊的潛在危險，人們對這種測試開始逐漸感興趣」，巴法說道，「這種技術可以幫助人們確定其是否暴露於放射性汙染之中，是否需要治療。」

經歷了數十年研發的測試技術

這種測試方法經歷了幾十年的研發。早在20世紀70年代，這項研究的作者之一，巴西的物理學家塞爾吉奧·馬什卡雷尼亞什（Sérgio Mascarenhas）就發現，在X射線或伽馬射線的照射下，人類的骨骼會變得有輕微的磁性。

這被稱為順磁性，原因是骨骼中含有一種名為「羥基磷灰石（hydroxyapatite）」的礦物質。當其受到輻射時，它會分解出二氧化碳並斷裂出自由基，這些自由基帶有磁矩，磁性便來自於它們，因而可以用它們作為檢測輻射劑量的標記物。

但在研發之初，由於缺乏先進的計算工具，難以將核彈輻射產生的磁矩與其他背景信號產生的磁矩分開，所以這項技術難以實用。後來，在廣島大學進行研究時，馬什卡雷尼亞什被允許保留了那塊下頜骨，並帶離日本。

基於新技術的測試方法

隨著技術的發展，現在研究人員終於可以將核輻射信號與背景信號分離開了。

本來，背景信號的頻譜很寬，可以由不同的東西產生，所以缺少特定的特徵，難以通過分析手段將其區分出來。巴法說，這次測試他們使用了一種名為「添加劑量法（additive dose method）」的手段：取一小塊骨骼樣本，在實驗室中對其進行輻射，觀測其劑量信號（磁矩）的上升模式。進而利用這個上升模式與這塊下頜骨的其他部分的檢測結果對比，就可以分析出這塊骨骼當年受到的輻射劑量——這一些都得益於計算工具變得更加先進了。

研究人員說，利用這項技術測得的人骨所受輻射劑量，與在爆炸周圍的不同材料中發現的劑量值接近——這些材料包括牆磚和瓦片。

核爆炸後的廣島

「我們的這項最新技術的測量結果比原先的測量結果準確可靠的多，但我們正在評估一種比其更敏感1000倍的新方法」，馬什卡雷尼亞什說，「幾個月後我們就有消息了。」

文章來源：科學三葉蟲（KeXueSanYeChong）


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