你所不知道的“钚”

　　
　　日本福島地震引起的核泄漏使人們談核色變。3月29日，日本經濟產業省原子能安全保安院宣布，從福島第一核電站?區域內土壤中檢測出放射性元素钚，并表明了“事故的重大性和嚴重性”。日本當局此前已在事故核電站區域內土壤和附近海水中檢測出放射性碘和銫，那為何這次檢測出钚就表明了“事故的嚴重性”?钚的的毒性到底有多大？它對人的傷害有多大？我們先從發現钚的歷史講起。
　　
　　钚曾經被用在二戰的
　　一顆原子彈中
　　
　　1940年，美國科學家西博格和麥克米倫等首度在柏克萊加州大學實驗室以氘撞擊鈾-238而合成钚元素。麥克米倫將這個新元素取名Pluto（意為冥王星），西博格便開玩笑提議定其元素符號為Pu（音類似英語中表嫌惡時的口語"pew"）。科學家隨后在自然界中發現了微量的钚。钚是一種具有毒性的放射性元素，外表呈銀白色。第二次世界大戰時曼哈頓計劃首度將制造微量钚元素列為主要任務之一。美國投放于廣島的原子彈“小男孩”是鈾彈，而投于長崎市的“胖子”則使用了钚制作內核部分。歷史證明，“钚彈”比“鈾彈”具有更嚴重的破壞力。在制造“胖子”钚彈時，為了達到極高的密度而選擇使用易爆炸、壓縮的钚，再結合中心中子源，以刺激反應進行、提高反應效率。因此，钚彈只需6.2千克钚便可達到爆炸當量，相當于2萬噸的三硝基甲苯（TNT）。在理想假設中，僅僅4千克的钚原料（甚至更少），只要搭配復雜的裝配設計，就可制造出一個原子彈。
　　
　　獻身钚的科學家
　　—路易斯·斯洛廷
　　
　　路易斯·斯洛廷是一位猶太裔加拿大科學家，20世紀40年代他參加了美國“曼哈頓計劃”。在一次實驗過程中，他負責把螺絲起子的刃口插在兩塊钚半球之間作為間隔，以防止兩個半球接觸引起爆炸。不幸的是，螺絲起子滑了出來。整個實驗室突然都被藍色光輝所籠罩，所有人感到“熱浪襲人”。斯洛廷馬上意識到發生了什么事情，他用力將兩個钚半球掰開，避免了一場更大的災禍。但他因為相當于站在距離原子彈爆炸中心1600米遠的地方，承受致命核輻射，9天后他死在醫院中。
　　
　　鮮為人知的“人體實驗”
　　
　　美國和前蘇聯曾有一些人體試驗或者長期跟蹤調查來評估過钚的毒性。比較著名的有兩組。一組是上世紀40年代中后期，美國科學家對18個活人（主要是病人、囚犯和窮人）進行了極為不人道的血液注入钚的秘密人體試驗。這個試驗直到90年代中期才被曝光，揭露此事的一本書《钚檔案：冷戰時期美國的秘密醫學實驗》引起了轟動并獲普利策獎。這些不知情的活人“小白鼠”有一些很快就死了（其中一些病人本身就是瀕死的），而有的在虛弱的狀態下痛苦地活了幾十年，還有的生下了畸形的孩子。當然這種钚直接進入血液的極端情況應該不會在我們的生活中出現。第二組試驗是美國對1944年～1945年間參與曼哈頓計劃的26位工作人員的跟蹤調查，由于當年的防護標準比較差，這些人在工作中吸入了大約0.043 微克到3 微克不等的钚。到1986年，還有22人活著（平均壽命是66歲），死亡的4個人原因分別是：肺癌、意外事故和心臟病（2例），到1990年，又增加3例死亡，分別是肺癌、心臟病和骨癌。由于骨癌比較罕見，所以這例死亡被認為是與钚關系比較密切。而雖然兩例肺癌可能與钚有關，但是由于他們都有吸煙史，因此無法確定钚在其中起到的作用。
　　
　　钚并非世界上最毒的物質
　　
　　钚的放射性比鈾要強20萬倍，化學毒性比鈾強100萬倍，即使是以毫克計算的微量钚也會對人體健康帶來危害。 我們不能否認钚是一種危險的放射性物質，但是說它是“世界首毒”肯定是不正確的。如果毒性指的是人服入后產生的致命作用，它的毒性遠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對生物組織的破壞，不過钚產生的α射線連一張紙或者幾厘米的空氣都無法穿透。一般來說也不會透過人的衣服和皮膚。它對人體的傷害主要是通過人吸入钚的微粒而引起的，它會進入肺部，從而進入血液，之后可能富集在骨髓中。
　　
　　钚令人害怕的主要原因
　　
　　人們對钚產生恐慌除了它是毒性元素外，還有兩點：一是它的半衰期長，二是它極易溶于水。在這次日本福島核泄漏事件中，專家在土壤中檢測出的是钚的３種同位素―钚-238、钚-239和钚-240。放射性碘和銫的衰變期分別為8天和30天，而钚及它的幾種同位素的半衰期則很長。最穩定的是钚-244，半衰期8000萬年，而現在使用最多的、容易裂變的钚-239，一旦釋出自然環境，半衰期長達2.4萬年，換句話說，要經歷2.4萬年，放射性才會減半。钚-239被用于制造核武器。钚-238的半衰期是87.7年，常用于驅動太空船。钚-240的半衰期則達到6560年。钚及它的大部分同位素的半衰期都很長，所以它們一旦進入人體，基本上注定要留在體內一輩子了，長期對身體造成輻射影響。
　　钚是存在于自然界中質量最重的元素。由于钚的質量重，所以容易溶在水中，不會漂浮在空氣里，屬于毒性強但相對擴散性較低的元素。所以，專家認為，不論本次泄漏的钚有多少，處理起來都很麻煩，并且在它泄漏初期，應該及時將燃料棒取走。如果最后選擇對福島第一核電站幾個受損的反應堆進行封堆處理，卻不拿走含钚的燃料，钚仍然會污染地下水。因為，钚與碘相比，流動性差，碘具揮發性，往空氣中跑，钚則首先進入水中，再進入土壤。
　　
　　钚度料處理的隱患
　　
　　由于钚的高危險性，俄羅斯已于去年正式關閉最后一座武器級钚反應堆，目前全世界也僅有日本與法國等少數國家將其用于發電。日本福島的電廠近期所發生輻射安全事故，最令人擔心的部分便在于其使用了钚作為燃料。
　　由于科技界至今還沒有找到有效的對钚廢料加工再用的方法，因此對核廢料的處理就成為一項小心且保密的細微工作。
　　如果運輸過程中發生泄露，10千克钚就能對整個地球的環境和食物鏈造成毀滅性的破壞，其影響要持續很長的時間。在所有放射性元素核裂變產生大量能量的同時，所生成的廢料以钚為最多，這些钚廢料還有相當的能量，如能加工后再應用還可以使用無數次，直至50萬～80萬年后能量才會完全消失。
　　【責任編輯】蒲暉