钚
非常幸運(yùn)的是,制造原子彈是一件極其困難的事情。設(shè)想一下,如果容易制造,現(xiàn)在一定有更多集團(tuán)已經(jīng)擁有原子彈了。
制造鈾(92)原子彈之所以困難,是因?yàn)橐獙⑺枰拟櫍?35同位素與大量無(wú)用的鈾-238同位素分開(kāi)是一件費(fèi)用極其高昂的事。昂貴到“如果不是一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的政府就無(wú)法承受”的地步。但是如果擁有了臨界量的鈾-235,制造炸彈就非常容易:只需造一門大炮,把一塊亞臨界量的鈾射到另一塊上,接著就是——轟??!
制造钚彈可能就容易一些,因?yàn)橐玫阶銐蛄康念胁幌疋櫮敲蠢щy。當(dāng)然,這需要一個(gè)反應(yīng)堆,但是和同位素分離比較,那簡(jiǎn)直就是兒戲。(事實(shí)上,就曾經(jīng)有過(guò)一個(gè)孩子認(rèn)真地嘗試過(guò):作為1995年的鷹級(jí)童子軍計(jì)劃,戴維·哈恩建造了一個(gè)增殖反應(yīng)堆。當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到它不僅僅是個(gè)模型的時(shí)候,戴維陷入了巨大的麻煩。有人認(rèn)為他那微型的反應(yīng)堆可能已經(jīng)真正地運(yùn)行過(guò)。)(戴維·哈恩(David Hahn)在還是個(gè)孩子的時(shí)候就對(duì)原子能著迷。他按照一本物理教科書(shū)中的藍(lán)圖,在底特律郊區(qū)自家庭院的一間棚屋里建造了一個(gè)微型核反應(yīng)堆。他那無(wú)人監(jiān)管的幼稚行動(dòng)給鄰近地區(qū)造成了巨大的環(huán)境問(wèn)題。最終,美國(guó)環(huán)保署終結(jié)了他的實(shí)驗(yàn),把他的反應(yīng)堆埋入猶他州的放射性填埋場(chǎng)。)
雖然得到钚相對(duì)容易些,但是一個(gè)非常幸運(yùn)的巧合使得要把钚變成炸彈卻極其困難。钚的分裂比鈾-235要容易得多,以至于當(dāng)兩塊亞臨界量的钚互相接近的時(shí)候,在它們互相接觸之前就開(kāi)始反應(yīng),并在裂變發(fā)生之前把它們自己互相推開(kāi),使事情終歸失敗。雖然能在廣大地區(qū)散播輻射,但它無(wú)法使目標(biāo)城市熔化。
要使钚彈能夠使用,就必須使用炸藥“透鏡”,通過(guò)內(nèi)爆,把臨界質(zhì)量組裝成一個(gè)球體。這一工作必須接近完美,沖擊波的任何不對(duì)稱性都會(huì)使钚從側(cè)面滑出。即使在今天,钚裂變炸彈也需要最高工藝水平的治金學(xué)、焰火制造術(shù)以及加工工藝。任何業(yè)余水平的钚彈都肯定最終失敗。
钚常常被稱為最毒的元素。在洛斯阿拉莫斯(洛斯阿拉莫斯是美國(guó)新墨西哥州的一個(gè)小鎮(zhèn),美國(guó)核物理學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室所在地。第一顆原子彈就在此誕生)(幾乎全美國(guó)的钚都保存在此)的人們對(duì)此感到很受傷,他們發(fā)表了一篇文章,為他們認(rèn)為是強(qiáng)加在钚頭上的不公正的壞名聲作辯護(hù)。好啊,他們要那樣做,他們?yōu)槭裁床荒菢幼觯?/span>
毫無(wú)疑問(wèn),私人擁有钚是絕對(duì)禁止的,但有一個(gè)小小的例外?,F(xiàn)在,心臟起搏器用的是鋰電池,但是有一些人(沒(méi)人知道到底有多少人)還在使用由钚熱電池驅(qū)動(dòng)的起博器。如果你身上安裝了一個(gè)這樣的起博器,你可以擁有它直到死亡。按照法律,所有的钚都必須送歸洛斯·阿拉莫斯(當(dāng)然,這是指在美國(guó)),在那里它會(huì)受到嚴(yán)格的看護(hù)。
雖然钚可能是所有元素中受到最高規(guī)格的管制和追蹤的元素,但對(duì)于所有在核反應(yīng)堆中創(chuàng)造出來(lái)的合成的放射性元素而言,情況并非總是如此。舉個(gè)例說(shuō),镅。
镅
你可能會(huì)以為在钚(94)后面的人工合成放射性元素的半衰期都非常短,并且會(huì)是某種超級(jí)炸彈的材料,只有在秘密實(shí)驗(yàn)室工作的科學(xué)家才能得到它,大概只有發(fā)瘋的科學(xué)家才會(huì)在某個(gè)巢穴中研究镅。但是,如果你自己只想少量擁有一些,那么你可以走進(jìn)鄰近的五金店、超市去購(gòu)買一點(diǎn)。這樣做絕不會(huì)有人盤問(wèn)你的。
理由并非在于镅比臨近的其他元素更安全。事實(shí)上,從正常渠道可以得到的同位素镅-241顯然比武器級(jí)的钚具有更強(qiáng)的放射性,并且毒性至少和钚一樣大。區(qū)別只在于镅有一定的商業(yè)用途,并且只需要極微量即可。為此,從業(yè)公司要做好準(zhǔn)備,準(zhǔn)備為開(kāi)發(fā)該項(xiàng)用途并接受所需監(jiān)管付出額外的努力。
電離煙霧探測(cè)器的心臟是一個(gè)很小的紐扣狀的放射源,其結(jié)構(gòu)和我們?cè)诘?4號(hào)元素釙中討論的抗靜電刷中的金屬箔很相似,但要小得多。探測(cè)器中的镅可以釋放出穩(wěn)定的阿爾法粒子流,該粒子流可使電離腔內(nèi)空氣局部電離成為導(dǎo)體,允許一定電流在兩個(gè)電極之間的空氣中通過(guò)。當(dāng)煙霧粒子進(jìn)入電離腔時(shí),它們會(huì)與離子相結(jié)合而降低空氣的導(dǎo)電性,使通過(guò)電離腔的電流強(qiáng)度減小。當(dāng)電流強(qiáng)度低于預(yù)定值時(shí),探測(cè)器就會(huì)發(fā)出火警報(bào)。
我們是否要為每所房子中安裝的煙霧探測(cè)器中的放射源擔(dān)憂呢?實(shí)際上,電離煙霧探測(cè)器對(duì)通火災(zāi)的反應(yīng)速度要比其他類型的探測(cè)器快得多,這無(wú)疑救了很多人的生命。并且,就像抗靜電刷的情況一樣,在煙霧探測(cè)器中的镅也被一層薄薄的金(79)很好地保護(hù)著。這雖然算不上是個(gè)好主意,但即使有人吞下了它也不會(huì)產(chǎn)生不良影響:金是一種貴金屬、能抵抗胃酸的攻擊,使“紐扣”完整無(wú)損地排泄出來(lái)。所以,因?yàn)閾?dān)心镅的放射性而拒絕煙霧探測(cè)器是非常愚蠢的。
隨著镅我們來(lái)到了元素收藏家收藏柜的最后一排。它是最后一種不需要昂貴的執(zhí)照就可合法擁有的元素(這種執(zhí)照一般只有當(dāng)你能證明你有合法的理由去擁有該元素的時(shí)候才發(fā)給你)。
從镅以后,人們開(kāi)始使用一種新的元素命名規(guī)則,這個(gè)規(guī)則一種延續(xù)到目前已經(jīng)被命名的所有元素——用著名的科學(xué)家的名字或該元素的發(fā)現(xiàn)地為元素命名(镅(americium)是在1944年由物理學(xué)家和化學(xué)家西博格和同事在美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校通過(guò)用中子轟擊钚-239產(chǎn)生的。該元素以美國(guó)(America)的名字命名)。
迄今為止,得到這個(gè)殊榮的都是人類歷史上最頂尖的科學(xué)家,第一個(gè)就是居里夫婦(Pierre Curie(1859-1906)和Marie Curie(1867-1934)夫婦是法國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家,放射性的發(fā)現(xiàn)者之一,并且是釙和鐳的發(fā)現(xiàn)者)。