1945年7月16日,美国在新墨西哥州沙漠的Trinity试验场引爆的世界首颗原子弹
这就是在新墨西哥州阿拉莫果尔多的“Trinity”试验场引爆的原子弹
1945年7月16日,美国在新墨西哥州沙漠的Trinity试验场引爆的世界首颗原子弹,这颗原子弹使用了钚作为核原料,这比使用铀作为核原料的原子弹威力更大。当这颗原子弹爆炸时,产生了相当于19千吨炸弹同时爆炸的威力,方圆200英里之内的人都能感觉到震动或看到闪光。现在,每年的4月和10月,世界上第一颗原子弹引爆的现场会对公众开放,每次都有成千上万人前来参观。
然而,即使是在68年后的今天,美国《华盛顿邮报》记者探访Trinity试验场,发现在那里依然能检测到核辐射。这是因为原子弹爆炸后,里面的核原料转化成了放射性物质,至今Trinity试验场的沙土中依然含有数量不小的放射性物质,而这些放射性物质的半衰期很长,短期内是不会消散的。
《华盛顿邮报》记者在进入引爆遗址时,看到一个男孩随身带着检测放射性的盖革计数器,读数显示当前的辐射剂量为0.5mR/hr(毫雷姆/小时),这意味着在此地每停留1小时,人体将受到约0.5毫雷姆的辐射 (国际放射防护委员会ICRP对于公众和职业人士一定时间内能接受的辐射剂量有严格的保护限值:比如普通民众每年的辐身剂量当量限值是1 mSv(毫西弗特),特殊情况下,如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv(毫西弗特),则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv(毫西弗特),眼晶体的年当量剂量,15mSv(毫西弗特);皮肤的年当量剂量,50mSv(毫西弗特)。包括中国在内的绝大部分国家都遵循ICRP设定的个人剂量安全限值标准,其中1mR/h=10μSv/h) 。每年都有美国安全官员定期来这里检查,他们检测到的数字与跟男孩测到的数字差不多,通常也不会有什么变化。处于这种辐射水平下,游客们逗留两个小时受到的辐射剂量相当于一次胸部X光检测的1/10。
如今,原子弹引爆试验场外依然竖立着核辐射危险标志
核辐射探测专用设备(图片为美国Inspector EXP核辐射检测仪、表面污染检测仪)
在试验场,记者还见到一位核辐射研究爱好者:吉姆·希尔,希尔本人跟第一颗原子弹渊源颇深,当第一颗原子弹引爆时,他只有18个月大,住在离引爆地点约100英里的地方。随后有军方官员来到他家,要求对他的身体进行检查。此后在他的童年时期,每隔6年都会有人来给他检查身体。他表示迄今一直非常健康,原子弹爆炸没有给他带来任何健康问题。
希尔自己也带着一个普通的盖革计数器,他带着记者来到附近的一个蚂蚁窝边,把计数器放在蚁窝上方,上面的读数立刻提升了25%。对于这种变化,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的退休物理学家罗比·贺米兹从2003年起一直对Trinity试验场进行研究,在他的研究中蚂蚁起到了特殊作用。2003年首次来到Trinity试验场时,贺米兹在地面上发现了一些四处散落的看起来像是绿色玻璃的碎片,它们是因为原子弹爆炸而形成的一种矿物,因此以试验场的名字被命名为“trinitite”。
由于将这些矿物带走是违法的,因此贺米兹给试验场的官员打电话,要求能带走一些蚁窝里的沙子。蚂蚁喜欢收集矿物颗粒筑巢,贺米兹想到,如果幸运的话,这些矿物颗粒里会包含trinitite。“蚂蚁不害怕辐射,”贺米兹说,“它们关心的只是收集矿物颗粒。”
贺米兹的确在蚂蚁筑巢的沙子里找到了trinitite颗粒,他对这些颗粒的形状很感兴趣,因为形状能揭露trinitite是如何在原子弹爆炸数秒后形成的。trinitite颗粒呈球面形,这意味着爆炸将沙子带入空中,令它们融化,融化后的液体滴在地面上,形成了trinitite颗粒。
贺米兹研究发现,在距爆炸地点一英里之外的地方也能发现trinitite颗粒,他怀疑这些颗粒中包含一些引爆测试设备的残余物。比如,一些深绿色的颗粒可能含有放置原子弹的汽化塔的残余,而带有红点的颗粒可能含有铜丝的残余。
第一颗原子弹引爆现场散落的trinitite颗粒
贺米兹的研究被证明对陨石研究也有益,地球上的一些陨石遗址附近也会出现微小颗粒,虽然这些颗粒不是trinitite颗粒,但它们有着类似的形状。陨石遗址附近的颗粒可能是在大约13000年前流星雨撞击地球时在半空形成的碎片,它们的形成方式跟trinitite颗粒的形成方式类似。流星碎裂后的碎片可能阻挡了一部分太阳的光线,造成了地球上跟核冬天类似的寒冷天气。这个时间段跟新仙女木事件相重合,这一事件大约发生在距今12800年时,在此之前地球处于温暖的间冰期,新仙女木事件发生后,地球进入了1000多年的寒冷期。
贺米兹和他的研究小组认为,这个寒冷期是由流星撞击地球导致的,造成了北美很多大型哺乳动物的灭绝。这种假说现在存在争议,大部分科学家更倾向于地球温度突然下降是由火山喷发的火山灰造成的。
贺米兹和他的团队认为,如果流星撞击地球导致温度下降一说成立的话,Trinity试验场对科学研究来说将具有更重要的意义。它或许将为人们理解地球和人类历史上的一段重要时期提供一个窗口。“Trinity试验场为我们研究空中爆炸提供了方法,”贺米兹说,“在十几万年前,或许就是流星的空中爆炸导致了地球气温下降。”
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