中子彈爆炸應該往哪裡躲呢?最不起眼的東西卻能對付中子輻射

前一段時間印度媒體公布了美國的防護核爆炸指南,其中提到迅速跑進淋浴間,換衣服並淋浴,不要使用護髮素。那對於防不勝防的中子彈,應該怎樣躲避呢?你恐怕想不到,我們手裡的手機也能防中子輻射吧?我是東城觀星,再跟大家聊聊核武器那些事。

一、中子彈也叫業主炸彈

中子彈的危害,我在前面的視頻中已經提到過了,今天再補充一些,順便談談一旦遇到核爆炸,應該怎樣躲避。中子彈被人們戲稱為業主炸彈,因為中子彈一爆,建築物內的人就都被殺死了,而建築物幾乎不會受到損壞,短時間內就可以換一批業主。

中子彈之所以這麼神奇,主要是因為它是一種特殊的小當量核聚變武器。小當量,意味着核彈爆炸威力很小,爆炸的傷害很小,只有爆炸中心的建築物會受到嚴重破壞,外圍傷害不大。但它同時還是核聚變武器,核聚變會產生大量的高能中子,中子具有很強的穿透能力,攻擊距離也比較遠,人類即使躲在建築物或坦克內部,也可以被殺死,但中子本身一般不破壞建築物。

中子彈一般也就1000噸左右TNT當量,甚至還可以更小。1000噸TNT當量,意味着爆炸衝擊波傷害半徑也就550米左右,而且中子彈還需要在150米左右的高空爆炸才能達到這個效果,爆炸高度越低,衝擊波殺傷範圍就越小。而高空爆炸,地面危害的威力也會降低,不至於把建築物夷為平地,受傷害的主要是房屋的玻璃。但是它的中子輻射卻可以在800米距離輕鬆穿透30厘米厚的鋼板。

中子彈可以在盡量不傷害建築物的前提下,大量殺死人員。最適合用來對付集群坦克,一枚中子彈,就可以讓方圓幾百米範圍內的坦克失去戰鬥力,瞬間瓦解對方的戰場優勢。

二、怎樣防範中子彈的襲擊呢?

這麼厲害的中子彈,如何防範呢?世界上的事往往都是這樣,有矛就有盾。就像霧霾可以防激光一樣,中子彈也不是萬能的。現在已經有防中子彈的坦克了。有意思的是,防中子彈坦克的絕招,既不是厚厚的鋼鐵,也不是防輻射的鉛板,而是看起來弱不禁風的塑料。

什麼?塑料防中子彈?聽起來怎麼這麼不靠譜啊!其實塑料本身既怕熱也怕爆炸,都防不了普通炸彈。但是塑料裡面含有一種特殊的元素,氫元素。氫元素才是防範中子輻射的關鍵。我們在以前的介紹中提到過,中子本身不帶電,可以輕鬆進攻任何原子原子核。但是不同原子核跟中子的反應是不一樣的。有的原子核會把中子給彈回去,有的原子核會把中子吸收掉,也有的原子核會被中子給打碎。能被中子打碎的原子,滿足一定條件可以用來做原子彈。能吸收掉中子的原子,會變成全新的原子,用中子攻擊這類原子可以生產新元素,現代的點石成金利用的就是這個反應。多數的原子還是會把中子給反彈回去的。

說了半天,好像也沒說明白氫原子是怎麼防中子的。別急,馬上說。氫原子一般情況下既不吸收中子,也不可能被中子給打碎,中子跟氫原子會發生彈性碰撞。能跟中子發生彈性碰撞的原子有很多,但氫原子最特殊。因為氫原子核的質量和中子的質量差不多,它倆碰撞到一起,有一定機會發生能量對換。不知道大家小時候玩沒玩過玻璃珠,一般情況下,小玻璃珠碰上大玻璃珠,往往會被彈回來,速度變化不大。但是如果兩個質量差不多的玻璃珠,卻有一定機會發生速度互換,就像打檯球一樣,白球的速度可以完全傳遞給花球。就算不完全傳遞,兩個質量差不多的小球,能量傳遞幅度也是最大的。

失去速度的中子,就像丟掉了牙齒的老虎一樣,傷害能力就大大降低了。而獲得了速度的氫原子核,因為本身攜帶正電荷,穿透能力大大下降,不會帶來像中子一樣的傷害。其他很多原子也可以降低中子的能量,但都不如氫原子效果好。所以含有氫的物質對於防範中子輻射是有很大優勢的。這時候你就能理解,我們前面曾經介紹過的,國際空間站裡面居然也會用塑料來防宇宙輻射。這還沒有說完,一會兒繼續補充。

防中子輻射,光有塑料,還是不夠用的,不僅僅是不夠結實,還有其他問題沒有解決。氫原子碰撞,雖然可以把中子的速度降下來,但並不能消滅中子,中子還是有一定機會穿過防護層攻擊人類。最好是把所有中子都給消滅掉,最簡單的辦法就是使用能吸收中子的物質,把中子給吸收掉。經常用來吸收這些中子的原子有硼、鎘和鋰。用含這類原子的物質擋在塑料後面,就可以把剩下來的中子給吸收掉了。

有的朋友可能就納悶了,既然這些物質可以直接吸收掉中子,為啥還要增加塑料這道手續呢?這裡就涉及到中子的能量了。中子的速度不一樣,能量也不一樣,能量不合適,是不能被吸收的。我們打個比方,用彈珠來打水泥牆。速度慢會直接被牆給彈回來,速度太快了,又會把牆給打穿,只有達到一定的速度範圍,彈珠才會嵌到牆裡面去。原子核吸收中子也是這個道理,只有能量合適的中子才會被吸收。不同的原子可以吸收不同能量的中子,就像不同材料的牆能防不同速度的彈珠一樣。

U238可以吸收高能量的快中子,但它自己會變成容易發生核裂變的Pu239,再遇到中子就有可能發生裂變,氫彈就是利用這樣的原理,把U238做成外殼,從而獲得額外的核爆能量,一共發生三次核爆,所以也叫三相彈。因此,能直接吸收快中子的物質,往往帶來新的安全隱患,不太適合用來防護中子。硼、鎘和鋰可以吸收熱中子,也就是比較慢的中子,而且不會再進一步被裂變,所以用來做防護更合適。

到了這一步,還沒有結束。雖然中子被成功消滅掉了,但中子帶來的危害還沒有消滅,中子撞擊減速和被吸收以後還會產生伽馬射線,這些射線對人類的危害依然很大。這時候就可以用上防輻射的鉛板了,鉛板可以擋住伽馬射線。

再加上一層鋼鐵的外殼,可以防護中子輻射的牆壁就做好了,用這樣的原理,可以改造坦克,讓坦克能夠防中子彈襲擊。當然,真正意義上的防中子彈的坦克,其外殼結構和製造方法都是絕密的,不一定像咱們說得這麼簡單,但是總體上原理是相同的。


三、普通人往哪裡躲避中子彈?

特種坦克已經可以防中子彈了,但我們普通人恐怕沒有機會躲到防中子彈的坦克中去,那怎樣防中子彈呢?別急,防護方法還是很多的。

首先,中子彈並沒有無限攻擊力,只要我們距離中子彈爆炸點足夠遠,它也傷害不了我們。只要我們的家鄉不變成核武器的戰場,我們也就不用擔心中子彈的貫穿輻射了。所以,我們應該反對戰爭,尤其是核戰爭。希望所有核大國都承諾不首先使用任何類型核武器。

其次,中子輻射的穿透能力也是有限的,地下防空洞,足以躲避絕大多數的中子彈攻擊,甚至氫彈攻擊。即使是穿透能力很強的中子,也不能穿透幾米厚的土壤。別說土壤,只要我們距離核爆中心足夠遠,空氣都可以幫我們擋住絕大多數的中子。宇宙中就有大量的中子輻射,是大氣層幫我們擋住了它們。

再次,除了塑料,土壤、鋼筋混凝土、甚至水都是良好的中子屏蔽材料。值得一提的是水,水裡面也有氫原子,自然也可以給中子減速。有些核電站就是用水來給中子減速的。在空間站里,弄濕的棉被就可以大幅度減少宇宙輻射對航天員的傷害。鋼筋混凝土或者普通土壤,加水弄濕了,防中子輻射的能力就會大大增強。

最後,雖然中子彈也叫業主炸彈,但是現在的鋼筋混凝土高層建築,本身就有一定的防中子輻射能力。只要我們的建築足夠結實,沒有被炸毀,裡面的人還是有一定概率安然無恙的。那建築物裡面什麼地方最安全呢?首先不能挨着窗戶,窗戶上的玻璃是擋不住中子輻射的,其次遠離頂樓,一般核武器都是在高空爆炸,頂樓受到的危害更大。讓我們的身體跟外界環境之間多隔幾堵牆,牆越多,越安全。如果還不放心,那就把棉被泡上水,給自己裹起來,這樣活下來的概率就很大了。

四、手機可以防中子輻射嗎?

講了這麼多,大家應該也可以想到手機防輻射的原理了。首先手機裡面含有塑料配件,能夠降低中子的攻擊能量。其次,手機電池本身都是鋰離子電池,電池液裡面可能含有氫元素,鋰離子本身還可以吸收熱中子,鋰吸收中子的效果比硼和鎘還要好。所以說手機能防中子輻射,並不過分。

但是,大家不會以為手裡拿着一個手機就可以不怕中子彈了吧?那是絕對不可能的,拿着手機進入中子彈殺傷範圍,跟沒拿手機沒有任何區別。要想通過手機防中子彈,必須鑽到足夠厚的手機堆裡面,到底需要多厚,我也計算不出來。畢竟,真正吸收中子能力比較強的是鋰6這種同位素,它在天然鋰元素中只佔7.5%,鋰離子電池到底能防住多少中子還真不好說。而且,手機堆本身不能被爆炸的衝擊波這些給破壞掉,只要把身體暴露出來,就相當於沒有了遮擋。此外,手機電池還得足夠安全,否則一不小心就有可能被中子輻射給點燃了,鋰電池燃燒的傷害,比中子彈也差不到哪裡去。總之,用手機防中子彈,並不是好主意。

好了就說這麼多吧,大家有什麼想說的請到評論區留言。歡迎大家的討論,我是東城觀星,感謝大家的訂閱與關注。