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十分鐘認識輻射的危害---
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案例介紹:
1999年9月30日上午10點快11點 日本東海村JCO公司
by PhenomII950
1999年9月30日上午10點快11點 日本東海村JCO公司的鈾燃料製備廠的工人
在製備燃料的過程中 違反了操作程序
當場造成核反應...
三名工作人員暴露在強烈的γ射線和中子輻射之下...
事故起因就是因為工作人員完全不懂核反應的原理
又為了自己方面 去違反操作程序
他們做了啥事呢
事故發生當時 他們正在將純度18.8%的鈾粉加入硝酸溶液之中
製成硝酸鈾溶液
正常程序應該是這樣的：將"2.4KG"的鈾粉末倒入10公升的硝酸溶液
並在特殊幾何形狀的狹長貯存塔中進行混合
這個"2.4公斤" 跟 "狹長貯存塔"
都是為了防止鈾達到"臨界質量"進行反應而設計的
那什麼是臨界質量？
必須要注意到 核能的連鎖反應中 例如 n+ U→ Kr+Ba+3n
要有"夠多的U235核" 才會發生
要不然中子飛出去打不到東西 就不能連鎖反應了
所以
臨界質量是指
"剛剛好"能維持核子連鎖反應所需的核分裂物質量
臨界質量會因為核分裂材質的性質(鈾跟鈽或其同位素 臨界質量都不同)
還有形狀 (球形最棒 圓形也不錯)
還有濃度 (例如U235濃度越高 就能用越少的總質量達到臨界質量)
還有是否有可反彈中子的 外殼
(用殼包住分裂材質 中子就會在射到外殼後反彈回來 增加命中核分裂材質的機率)
而有所改變
講了那麼多 再回來看JCO員工幹了啥事...
這三名員工呢 完全沒按指示操作
用5公升的小桶 把剛剛那2.4KG+10L硝酸桶內的東西
直接倒到有攪拌器的大 "圓形沉澱槽"
如果只做一次就算了
但他們重複操作好幾次
導致圓形沉澱槽內累積了相當16.6KG鈾...
而根據計算 該沉澱槽的臨界質量只有5.5KG ......
接下來 就是核反應開始進行的時間到了...
核反應讓沉澱槽內開始產生藍白色的閃光 產生了γ射線和中子輻射..
γ射線監測器 開始嗚嗚大作
.......
此次"臨界事故" 讓現場93名工作人員 各受到不同程度的γ外照射和中子照射
當然 後來進來救援的100多人 也分別遭到了不同程度、有預期的放射線汙染
之所以說有預期 是因為他們不進去的話
就沒人處理了...
當然
工廠附近的農作物也被拿去處理掉了 沒流到市面
事故發生後 有關當局調查為蝦米那些工作人員敢不照著指示操作
結果呢?
1. 現場工人根本不知道臨界質量是啥
換言之他們純粹是為了自己方便所以胡來
分批攪好麻煩 不如就通通弄在一起一次攪多一點吧!
2. 不按正常程序的操作
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感染照片描述 by lcy317
這四張照片 (恐怖程度4>>>1>3>2)
真的非常恐怖
膽小最好別點進去
有人不敢看又想知道情形
此篇附上文字解說
給不敢看圖片的人
以下即使是文字描述仍然有點恐怖
第一張背後全身皮膚潰爛(真的是全身的範圍)
大量出血及不明液體
全身像拼圖般貼滿了數十張小型的治療貼片
(治療貼片都吸滿了血及組織液 呈紅黃白交雜的顏色)
第二張是入院者的頭部照片依照時程的變化圖
簡單來說就是從一個完全正常的人
在幾個月內變成如科學怪人般
五官漸漸的糊掉 頭髮掉光 頭骨變形
第三張是手的局部照片
一開始進入醫院跟正常人的手完全一樣
(第八天拍攝仍然正常)
但是將近一個月後變成像是受到非常嚴重的燒傷一般
手黑黑爛爛焦焦的
在手臂處的皮膚捲起變形成像蜥蜴皮
第四張非常非常非常的恐怖
似乎是當年兩個死者其中一位的最終結局
原本入院外表看起來是個完全正常的人(只有嘔吐頭暈等症狀)
幾個月後
全身皮膚喪失(舊皮脫落 新皮無法重生)
用文字描述就是像保健室或是理化教室會出現的那種解剖模型
全身只有肌肉完全沒有皮膚(100%面積)
更貼切的描述是只剩下瘦弱的肌肉黏在骨頭上而已
有點像恐怖電影中把人皮膚剝掉那種血淋淋的血人(全身範圍)
全身只看的到肌肉
看的出來仍然在冒血
無力的呈大字型用支架吊在病床上(吊起來是怕皮膚接觸到床)
床上也是一灘血以及身體的組織液
最恐怖的第四張有人解說過
大意是這樣的
人的皮膚無時無刻都在脫落
但是會產生新的皮膚
脫落跟新生會形成一個平衡
被大量輻射照射之後
DNA受到破壞
因此無法再產生新生皮膚
所以皮膚就只會脫落
不再會新生
於是數個月後就再也沒有皮膚了
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照片 極度的XXXX 不喜勿點連結
https://images.plurk.com/663a1f1d8bb64cc3e2ec9808f81e1111.jpg
https://images.plurk.com/61434cddd3defa109d1a94b7b6605889.jpg
https://images.plurk.com/7c7fe50734adecc8088747237b552aae.jpg
https://images.plurk.com/4bebf6e897f086031975604319afd58d.jpg
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何謂臨界質量? by peteroreo
我想簡單說明一下臨界質量，連鎖反應的原理大家都知道，當一個中子打到可裂材料
(鈾235、鈽249、鈾233)時產生分裂反應並放出2~3個中子，引發更多的核分裂反應。
說的簡單，實際上沒這麼理想，並不是說中子遇到可裂材料就會的合在一起發生分裂，
實際上原子核在原子中佔的體積非常小，大概是足球場(原子)中間放一個十元硬幣(原
子核)，今天一個中子往一個原子衝過去要撞到核的機會不高。拿射箭做比喻應該比較
容易了解，若想把箭(中子)射中靶(原子)已經不太容易了，更何況是要射中靶上紅心
中間的一個黑點(原子核)。所以這是個機率的概念，如果你射到箭靶上任何一個地方
機率都是一樣的，那你想要看到射中紅心的機會高的話，是不是紅心的面積越大越好?
這就是反應發生的機率單位，微觀截面(barns，10^-24 cm^2)。
另外是巨觀截面，中子束穿過塊體時發生反應的機率，單位是1/cm，想像一道光(中子
束)打在裡面有均勻小球厚一公尺的透明玻璃塊(反應材料)上，每顆球(原子核)的半徑
是0.1公分，而小球在玻璃塊裡的密度是一立方公尺有一千個(原子密度)，那麼照射範
圍一平方公尺的光束會被擋掉多少呢(產生反應)?大概是6.28%，穿過一塊會少6.28%，
再放一塊又會少6.28%，所以穿過每單位距離(一公尺)這樣的玻璃塊會少掉6.28%的光，
在這裡微觀截面的類比就是小球的截面積。一般會遇到的情況是一塊材料裡面會有不止
一種的元素，所以中子穿過材料單位距離發生反應的機率，是各元素在材料中的原子密
度乘上微觀截面再加起來就是材料巨觀截面。在這事故中就是要計算單位體積的溶液裡
有多少個U-235原子，乘上分裂截面582.2barn可得知中子穿過單位距離發生反應的機率
。如果機率低的話，那就需要很大的體積讓中子有夠長的距離可以發生反應，密度已知
體積就可以換算成質量，這就是臨界質量。
實際上臨界計算還包括很多要考慮的因素，可裂材料與中子碰撞後，中子不一定會被吸
收，然後也不一定產生核分裂反應。如果中子能量非常高，碰到核之後就像子彈打到人
體就直接穿過去了，所以一般產生連鎖反應的是要靠熱中子，也就是室溫下熱運動的速
度比較容易被核吸收(剛剛的分裂截面數據是對於熱中子的)，因此要產生連鎖反應需要
中子緩速劑(水或石墨)將分裂產生的高能快中子減速成熱中子。另外中子被核吸收後除
了分裂外，有機會以gamma射線的形式釋放能量，以及其他非可裂材料也都會吸收中子
，所以每次分裂產生的2~3個中子在減速到熱中子並且被可裂材料吸收發生核分裂反應
之前，很容易會被其他東西吸收掉或是流失掉，所以一次分裂反應產生的中子剛好能夠
產生下一次分裂反應的狀況就叫做臨界。超臨界就是一次反應可以發一次以上的反應，
造成中子通量增加，次臨界則相反。在核電廠裡就是用控制棒在控制臨界，用硼酸來停
止連鎖反應，鎘和硼的中子吸收截面是2450和759barns，一般水只有0.664barns而已。
順便一提，加拿大CANDU重水式反應器用重水當作緩速劑及攜熱工作流體，重水的吸收
截面只有0.00133barns中子很少會被吸收，所以可以直接用天然的鈾來當燃料。
由以上討論可知，即便是已經達到臨界值量，一般情況也不一定說就會發生連鎖反應，
只能說機會變得很高很高，之前幾次亂搞都沒事那真的是運氣。
: → XXXXXXXX:小弟不懂 但冒昧問一句 圓型是圓柱體嗎 圓筒? 03/18 00:36
延續前文，長圓桶的話，同樣體積就只有一個方向比較容易產生分裂，整體來看就很
難產生連鎖反應了。
有人在問拿液態氮作為冷卻劑使用，這是不太合經濟效益的，要裝滿整個反應槽那要多
少錢阿?而且液態氮吸熱後產生氮氣那會產生非常高的壓力，這可真的就爆炸了，此外
過大的溫度差產生的應力也會使得護套破損。如果現在救災用液態氮，那倒下去可能會
發現啵啵啵的冒出大量氣體，還沒破的護套熱漲冷縮破掉，低溫還使得壓力槽圍阻體的
金屬脆化無法承受壓力而破掉，氣體順便把東西帶出來噴得到處是，到時候我只敢窩在
HEPA出氣口，還得蓋個鉛磚房才敢住了，呵呵。
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文章整理轉自八卦版
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