被輻射了45億年,嫦娥五號帶回的月壤,放射性到底有多強?

12月3日23時10分,嫦娥五號上升器3000N發動機工作約6分鐘,成功將攜帶月岩樣品的上升器送入了環月軌道。西安衞星測控中心下的佳木斯深空站、喀什深空站、三亞測控站成功實施三向測量,對上升器精確定位,為接下來的對接做準備。

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萬事俱備,只等着攜帶樣品的“小飛”雷霆返回了!

從月球帶回來的月壤有輻射嗎?

吃瓜羣眾最擔心的無疑就是這個問題,這月球暴露在太陽輻射下四十多億年,這月壤吸收了太多的輻射,帶回地球的月壤還不攜帶超強輻射,我們還能愉快的研究嗎?

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阿波羅11的月岩樣品和保護箱

輻射是怎麼產生的?

一般常見的就是放射性物質衰變,放射性物質比如鈾就會通過一系列的衰變最後變成鉛,一般的可能會通過α、β、γ三種方式衰變成另外一種物質。

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鈾-235的衰變鏈

從鈾-235的衰變鏈可以看出,它主要的衰變方式為α和β-,這兩種比較容易防護,比如α粒子一張紙都能防住,β-衰變也比較容易屏蔽,而且鈾-235衰變時間長達7億多年,因此你就是把鈾餅抱在手裏影響也不是特別大(當年原子彈的鈾球就是上車牀車的哦)。

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釋放伽馬射線的鈷-60衰變

但鈷-60衰變就比較要命了,它的衰變過程會產生γ射線,這個穿透力極強,厚厚的水泥才能擋住,而且它會破壞生物DNA,因此這種物質污染後的區域基本就變成無人區了。

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本底輻射

千萬別以為只有這些鈾、鈈、釷這些元素才會有輻射,其實自然界本底輻射挺高,我們日常接觸的大部分物質中就有可能存在放射性同位素,比如碳-14,我們人體中就有,而輻射影響最大的是氡,大理石或者地下水中都含有微量氡,所以在家庭裝修用材料中並不建議用大面積的大理石材。

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本底輻射

當然宇宙射線也是我們能接觸的輻射之一,做飛機到高空就比地面輻射要強得多,所以我們幾乎無法逃離輻射,但只要在安全閾值以下,那麼就是安全的!

月壤有輻射嗎?

一種物質從無輻射變成有輻射的途徑有哪些?首先當然是被放射性物質污染,比如核爆之後放射性物質沉降,那麼這種物種摻雜了放射性物質,也會釋放出輻射,當然這不是本身物質的變化,只是摻雜後難以分離!

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雲室中觀察鈾的衰變,可怕不?

因此福島核事故後,地面沉降的土壤要掘地三尺挖起運走!但日本並沒有做進一步處理,而是將其集中堆放,而且還想把放射性污水倒入太平洋,這種反人類的事情也只有日本才幹得出來!

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還有一種方式捕獲中子,形成放射性同位素,比如聚變堆中第一壁的中子嬗變就是這個問題,這個問題很好理解,前陣子網上曝出“一枚鈷彈毀滅全人類”,原理就是鈷-59吸收一顆中子後會變成鈷-60,而上文已經説明鈷-60衰變成鎳-60過程中會釋放出可怕的伽馬射線。

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鈷-60的產生和衰變過程

所以月壤是具備存在輻射可能的,那麼我們想象中的過程會發生嗎?恆星在聚變過程中產生中子是可能的,但在太陽這個核聚變反應中似乎無法產生中子:

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氕氕聚變成氘,一箇中子一個質子,沒有多餘中子,氕氘聚變成氦三,也沒有多餘中子,氦三再聚變成氦四,多餘兩個氕,也沒有多餘的中子,而太陽現在還在積累氦的階段!

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太陽上的另一種產生能量方式:碳氮氧循環

這個過程也不會產生中子,所以從太陽輻射到月球上的粒子中,只有帶電的質子和電子,沒有不帶電的中子,當然太陽的輻射動力機制應該是磁場,日冕物質拋射總是在黑子過程中出現,這就是太陽上超大規模的磁場活動,而中子不帶電,理論上無法獲得磁場加速而脱離太陽。

被輻射了45億年,嫦娥五號帶回的月壤,放射性到底有多強?
質子和電子無法讓月壤獲得輻射,但它會給月壤帶來大量的氦-3,因為質子鏈反應中就會產生氦-3,這種氦的同位素是核聚變的好燃料,不過現在就是撈回來也沒啥用,因為地球上的核聚變技術還在天上飛呢!

被輻射了45億年,嫦娥五號帶回的月壤,放射性到底有多強?
另一個問題就是會讓月壤帶上靜電,你看阿波羅宇航員都是灰頭土臉的,這些月壤很容易沾上宇航服,而且它們還有稜有角,吸入呼吸道很容易引起宇航員不適,所謂的月球病就是這個原因引起的,但帶電的質子和電子都不會讓月壤攜帶輻射。

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那麼宇宙輻射中有中子嗎?

既然太陽輻射不了,宇宙輻射中的中子也是可以的嘛,很可惜,也不行,因為在宇宙中的自由中子是有半衰期的,它大約會在15分鐘內衰變,釋放一個電子和一個反中微子後變成質子(β衰變),所以無論哪種方式的結果,都是月壤上沒有外來物質讓其變成輻射的條件。

被輻射了45億年,嫦娥五號帶回的月壤,放射性到底有多強?
當然月壤也有本底輻射,比如它本身含有的一些放射性元素,而且嫦娥五號採樣的還是2米深的火山熔岩,這是非常有可能的,至於多高,那就不知道了,要看採集到的成分了!

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NASA科學家就戴個手套

不過NASA當年採回來的岩石,科學家直接有手拿的,所以只要運氣不是特別好,幾乎就不太可能採掘到天然放射性物質的月岩。

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