[科普中国]-放射性沉降

发现与预测

早在第一颗原子弹爆炸之前，科学家已经预测到核爆 炸会产生一种放射性微粒(或称落下灰)、它会随大气运动 向下风漂移，其产生的放射性会对人体和环境产生一定的 影响。1952 年 l0 月美国在太平洋 Eniwetok 岛爆炸了第一枚热核装置(IVY 系列 Mike 试验)。由于是大当量(10.4TNT 当 量)地面爆炸，产生了很大的沾染范围。

特别是 1954 年 2 月 28 日 18：45 (GMT 时间) 在 Bikini 环礁进行的 Castle 系列 Bravo试验(15Mt TNT 当量，地面爆炸)，沾染区达 18000，使 在该区捕鱼的日本渔船受到了严重污染，这才引起了人们 对放射性沉降问题的较大注意。 在大气层中的核试验现象是很壮观的，美国最小当量的 大气层核试验(7.8TNT当量)其烟云的上升高度也至少为 1小当量的爆炸和几千吨 TNT的爆炸相当，大当量的核武器相当于几千万吨 TNT的爆炸，其烟云的上升高度高达 30～ 40。

在这样的高度的放射性颗粒受气象条件的影响很大，由于大气湍流的作用会散布到很大的范围。核武器爆炸后，由于离爆心投影点距离的远近不同，放射性颗粒降落到地面 还有相对较长的一段时间，因此根据核武器爆炸参数和当 时气象条件，对它的运行轨迹和放射性损害进行计算，然后对下风向的人员进行预警，使其采取必要的措施，因此避免 放射性颗粒伤害是可能的，我们所说的这一行为就是核爆炸放射性沉降预测。 1

分类棱沉降物在地面上核爆炸或在较低高度上足以使火球卷起固体物质的核爆炸时返回降到地球上的放射性灰尘称为棱沉降物。放射性灰尘看起来像沙粒、扳渣或玻璃体，其类型取决于火 球卷起物质的种类. 如果卷起的物质是普通土壤或砂子，则核沉降物就像砂粒。但是，如果卷起的物质里有混凝土建筑 或珊瑚中常有的钙时，则棱沉降物看起来象灰渣，密实的大颗粒比极小的颗粒沉降得快。因此，地面核爆炸的顺风飘移 数百哩的放射性沉降微粒是极小的颗粒，有点象大气污染 中的尘埃，从这些放射性沉降物发出的放射性辐射就大大减弱了。

凝雨沉降如果空气是潮湿的，则核爆炸也许会造成局部地区降 雨。小于几十万吨低当量核爆炸的火球不会超过对流层，这 时如果已经下雨或核爆炸造成阵雨，则大量的放射性物质受冲洗迅速落到地面，称为凝雨沉降。在广岛和长崎核爆炸 后，虽然火球没有卷起地面上的固体物质，但轻度凝雨沉降产生了低强度的校沉降型辐射。如果火球上升不超过雨云，则凝雨沉降云发射的辐射可能极强，且局部集中，因为当放射性沉降云被风吹到远距离时，它没有机会扩展，也没有经 过长时间的衰变。如果雨量大，放射性沉降物可能被雨水冲刷进水沟，水槽和下水道阴沟里，放射性况降物可从这淘槽 被带进江河中这种情况下明沟、暗沟和河道周围的土壤以及水本身都能起到防护作用，从而太大降低放射性沉降对 当地居民的危害。

危害放射性沉降的危害是由沉降物发射强而有高度贯穿 力的核辐射引起的。除非人们已有防护，否则这种辐射对近 区的人员会造成潜在的致命危害。放射性沉降覆盖数百至数 千平方哩的广大地区，其面积的大小取决于当量的大小和 地面爆炸的次数，这些地区受核沉降沾染，以致在核爆炸后 数天至数周时间内，从沾染地区发射的放射性辐射对经过 或居住在该地区无防护的人员造成伤害或致命。放射性沉降物的放射性因自然衰变过程逐渐消失。核爆炸产生的放射性物质是不稳定的，通过发射出、和射线的辐 射它们转变(或衰变)为稳定态。由于辐射能贯穿整个人体，并 对人体一切部位、有机质、血液、骨骼造成细胞损伤，因此该辐射是放射性沉降三种辐射中最危险的辐射。

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预报制作放射性沉降预报是组织大气层核试验、实施核防护和核反击勤务保障工作的一项重要内容。一般由军队各级司令部组织，防化部门与气象部门协同完成。放射性沉降预报的方法主要有：

①危险区域法。利用核爆炸区地面至烟云顶部的高空风绘制成风矢量迭加图，推算出放射性粒子沉降到达的主要地区(危险区域)和到达的时间。

②类比法或相似法。从以往实测或归纳出的核爆炸放射性沾染分布的模型中，挑选与此次核爆炸参数和高空风情最类似的图形，来推断放射性粒子沉降造成的地面放射性沽染分布和强度。

③经验法。利用由实测或实验数据分析得到的经验公式或计算图表，求出地面放射性沾染的分布和强度。

④理论模型法。根据某些基本假定建立数学模型，制作放射性沉降预报。