你所不知道的“钚”

　　日本福岛地震引起的核泄漏使人们谈核色变。3月29日，日本经济产业省原子能安全保安院宣布，从福岛第一核电站 区域内土壤中检测出放射性元素钚，并表明了“事故的重大性和严重性”。日本当局此前已在事故核电站区域内土壤和附近海水中检测出放射性碘和铯，那为何这次检测出钚就表明了“事故的严重性”?钚的的毒性到底有多大？它对人的伤害有多大？我们先从发现钚的历史讲起。

　　

　　钚曾经被用在二战的

　　一颗原子弹中

　　

　　1940年，美国科学家西博格和麦克米伦等首度在柏克莱加州大学实验室以氘撞击铀-238而合成钚元素。麦克米伦将这个新元素取名Pluto（意为冥王星），西博格便开玩笑提议定其元素符号为Pu（音类似英语中表嫌恶时的口语"pew"）。科学家随后在自然界中发现了微量的钚。钚是一种具有毒性的放射性元素，外表呈银白色。第二次世界大战时曼哈顿计划首度将制造微量钚元素列为主要任务之一。美国投放于广岛的原子弹“小男孩”是铀弹，而投于长崎市的“胖子”则使用了钚制作内核部分。历史证明，“钚弹”比“铀弹”具有更严重的破坏力。在制造“胖子”钚弹时，为了达到极高的密度而选择使用易爆炸、压缩的钚，再结合中心中子源，以刺激反应进行、提高反应效率。因此，钚弹只需6.2千克钚便可达到爆炸当量，相当于2万吨的三硝基甲苯（TNT）。在理想假设中，仅仅4千克的钚原料（甚至更少），只要搭配复杂的装配设计，就可制造出一个原子弹。

　　

　　献身钚的科学家

　　—路易斯·斯洛廷

　　

　　路易斯·斯洛廷是一位犹太裔加拿大科学家，20世纪40年代他参加了美国“曼哈顿计划”。在一次实验过程中，他负责把螺丝起子的刃口插在两块钚半球之间作为间隔，以防止两个半球接触引起爆炸。不幸的是，螺丝起子滑了出来。整个实验室突然都被蓝色光辉所笼罩，所有人感到“热浪袭人”。斯洛廷马上意识到发生了什么事情，他用力将两个钚半球掰开，避免了一场更大的灾祸。但他因为相当于站在距离原子弹爆炸中心1600米远的地方，承受致命核辐射，9天后他死在医院中。

　　

　　鲜为人知的“人体实验”

　　

　　美国和前苏联曾有一些人体试验或者长期跟踪调查来评估过钚的毒性。比较著名的有两组。一组是上世纪40年代中后期，美国科学家对18个活人（主要是病人、囚犯和穷人）进行了极为不人道的血液注入钚的秘密人体试验。这个试验直到90年代中期才被曝光，揭露此事的一本书《钚档案：冷战时期美国的秘密医学实验》引起了轰动并获普利策奖。这些不知情的活人“小白鼠”有一些很快就死了（其中一些病人本身就是濒死的），而有的在虚弱的状态下痛苦地活了几十年，还有的生下了畸形的孩子。当然这种钚直接进入血液的极端情况应该不会在我们的生活中出现。第二组试验是美国对1944年～1945年间参与曼哈顿计划的26位工作人员的跟踪调查，由于当年的防护标准比较差，这些人在工作中吸入了大约0.043 微克到3 微克不等的钚。到1986年，还有22人活着（平均寿命是66岁），死亡的4个人原因分别是：肺癌、意外事故和心脏病（2例），到1990年，又增加3例死亡，分别是肺癌、心脏病和骨癌。由于骨癌比较罕见，所以这例死亡被认为是与钚关系比较密切。而虽然两例肺癌可能与钚有关，但是由于他们都有吸烟史，因此无法确定钚在其中起到的作用。

　　

　　钚并非世界上最毒的物质

　　

　　钚的放射性比铀要强20万倍，化学毒性比铀强100万倍，即使是以毫克计算的微量钚也会对人体健康带来危害。 我们不能否认钚是一种危险的放射性物质，但是说它是“世界首毒”肯定是不正确的。如果毒性指的是人服入后产生的致命作用，它的毒性远比不上某些毒蘑菇和砒霜。钚的毒性通常指的是它的放射性引起的对生物组织的破坏，不过钚产生的α射线连一张纸或者几厘米的空气都无法穿透。一般来说也不会透过人的衣服和皮肤。它对人体的伤害主要是通过人吸入钚的微粒而引起的，它会进入肺部，从而进入血液，之后可能富集在骨髓中。

　　

　　钚令人害怕的主要原因

　　

　　人们对钚产生恐慌除了它是毒性元素外，还有两点：一是它的半衰期长，二是它极易溶于水。在这次日本福岛核泄漏事件中，专家在土壤中检测出的是钚的３种同位素―钚-238、钚-239和钚-240。放射性碘和铯的衰变期分别为8天和30天，而钚及它的几种同位素的半衰期则很长。最稳定的是钚-244，半衰期8000万年，而现在使用最多的、容易裂变的钚-239，一旦释出自然环境，半衰期长达2.4万年，换句话说，要经历2.4万年，放射性才会减半。钚-239被用于制造核武器。钚-238的半衰期是87.7年，常用于驱动太空船。钚-240的半衰期则达到6560年。钚及它的大部分同位素的半衰期都很长，所以它们一旦进入人体，基本上注定要留在体内一辈子了，长期对身体造成辐射影响。

　　钚是存在于自然界中质量最重的元素。由于钚的质量重，所以容易溶在水中，不会漂浮在空气里，属于毒性强但相对扩散性较低的元素。所以，专家认为，不论本次泄漏的钚有多少，处理起来都很麻烦，并且在它泄漏初期，应该及时将燃料棒取走。如果最后选择对福岛第一核电站几个受损的反应堆进行封堆处理，却不拿走含钚的燃料，钚仍然会污染地下水。因为，钚与碘相比，流动性差，碘具挥发性，往空气中跑，钚则首先进入水中，再进入土壤。

　　

　　钚度料处理的隐患

　　

　　由于钚的高危险性，俄罗斯已于去年正式关闭最后一座武器级钚反应堆，目前全世界也仅有日本与法国等少数国家将其用于发电。日本福岛的电厂近期所发生辐射安全事故，最令人担心的部分便在于其使用了钚作为燃料。

　　由于科技界至今还没有找到有效的对钚废料加工再用的方法，因此对核废料的处理就成为一项小心且保密的细微工作。

　　如果运输过程中发生泄露，10千克钚就能对整个地球的环境和食物链造成毁灭性的破坏，其影响要持续很长的时间。在所有放射性元素核裂变产生大量能量的同时，所生成的废料以钚为最多，这些钚废料还有相当的能量，如能加工后再应用还可以使用无数次，直至50万～80万年后能量才会完全消失。

　　【责任编辑】蒲晖