他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了
文丨熊宝包
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自从人类点出科技这一项技能之后,就在研究(作死)的道路上越走越远,科技研究往往伴随着巨大风险,稍有不慎就有可能到威胁到自己的生命安全。
比如上个世纪60年代,苏联为了探索物质的本质,在普罗特维诺市建造了一座粒子加速器——U70同步加速器(以下称U70加速器)。这是一台相当尖端的科研设备,规模也相当庞大,光直径就有1500米。
U70同步加速器
这台机器的工作原理,是通过电磁场将粒子加速后使其互相碰撞,然后再进行科学研究。在粒子加速器的作用下,粒子的速度能接近光速。世界上最快的粒子加速器——费米国家实验室的加速器,能使质子加速到0.99997倍光速。
这些高速运动的粒子,其实就是一种辐射。U70加速器的辐射量,远超致命辐射标准。所以,如果人暴露在加速器的辐射下,很有可能丧命。
粒子加速器规模示意图
U70加速器建成之后,工作状态良好,所以附近的科研人员也不用担心辐射的问题。然而,1978年7月13日,加速器的环形管道故障。由于这一台机器的启动周期和冷却周期都很长:启动需要预热半个月,停止需要冷却半个月。
所以即便出现了故障,U70加速器也不会立即停机。因为一旦停机,一前一后需要一个月的时间加速器才能再度工作,其中消耗的人力物力也相当巨大。
粒子加速器工作原理
当故障发生以后,苏联方面制定了一系列的应急措施。最终公布了环形管道发生故障的处置方案:将故障管道内的高能质子束导向混凝土墙,等高能质子束被完全排出后,维修人员再进入管道内维修设备。
而当时负责U70加速器维修工作的人是苏联物理学家——普戈斯基。
他把头伸进粒子加速器,被高能质子束“轰击”大脑
后来苏联官方的报告显示,普戈斯基前往维修故障管道之前,给控制室发的信息是“5分钟后进入环形管道。”然而,他实际到达的时间却早了一点。
而且,可怕的事情在这时发生了,也许是环形管道故障导致的连锁反应,U70加速器的安全系统出现漏洞。环形管道的高能质子束还没有被完全排除,普戈斯基却能打开安全阀门,直把头伸进管道里。
粒子加速器管道
他刚把头伸进到U70加速器的管道内,一束大约10的12次方数量级的高能质子脉冲,以接近光速的速度直接从普戈斯基的左后脑射入,然后从左脸穿出。更可怕的是,这束质子脉冲携带的辐射量高达20万拉德。
而正常人如果一次性吸收500拉德的辐射量,就足以致命。那普戈斯基最后怎样了?
被高能质子束“爆头”的普戈斯基第一时间没有出现任何异常,他甚至还有心思去观察穿过自己大脑的粒子束。发现异常的其他人,赶紧将普戈斯基拉出环形管道,然后送他去莫斯科第六医院进行治疗。
普戈斯基
到了医院之后,被高能质子束轰击头脑的后遗症开始显现。质子打击点的一小片区域,头发开始脱落、左脸失去知觉无法控制、左耳听力损失。
经过诊断,医生发现他的左颞区、左耳骨部位与鼻子左侧软组织三个部位,已经被高能质子束完全穿透,并且带来损伤,但好消息这不会直接要普戈斯基的命。
真正致命的,是被辐射之后细胞癌变的可能性;同时,过量的辐射很可能会破坏DNA双链与碱基,导致普戈斯基体内的细胞无法再生,只能不断地衰老,最终导致他死亡。所以,当时医生都认为他活不成了。
幸运女神眷顾了普戈斯基,经过几周的治疗恢复之后,他的身体逐渐恢复。左耳丧失的听力回来了,头发也停止脱落……除了左脸依然无法控制表情外,他所有的后遗症都慢慢消失,大脑也没有受到影响。后来,普戈斯基甚至还能考上博士。
不过由于左脸瘫痪,普戈斯基左右两边的脸看着很不协调。如今已经上了年纪的他,右脸有许多皱纹,而左脸依然光滑得像年轻人一样。
被“轰击”后的普戈斯基
为什么普戈斯基能活下来?
受到致命辐射量400倍的粒子冲击,普戈斯基最后活了下来,让苏联的科学家好医学家万分惊讶,当即对他进行了一系列研究和分析,最终得出原因。而普戈斯基能幸运存活的原因,主要有三个:
首先,辐射量虽大,但并没有长时间停留在体内。从辐射量上来说,10的12次方数量级的高能质子束无疑是致命的,但它“轰击”普戈斯基大脑的速度很快。
进入身体以后,绝大部分质子都被高速打出体外,少有停留在身体里的。这种穿透性的辐射,并没有对普戈斯基造成更多的辐射伤害。
其次,高能质子束的能量被削弱。环形管道原本是真空环境,这样可以有效地减少质子在撞击过程中的能量损失。当普戈斯基打开管道的安全阀门时,涌进去的空气导致管道内的环境发生变化。高能质子束穿过空气的时候,有相当一部分能量被消耗掉。
最后,普戈斯基脑内要害都没受伤。也许是真的是幸运女神在眷顾他,质子高速穿过大脑,竟然完美地避开了脑组织重要的神经和区域。所以普戈斯基只是丧失了左脸的控制能力,而不是整个大脑功能受损。
后记
普戈斯基的运气真的不知道怎么形容,明明是高危工作,偏偏安全系统出问题了;结果被辐射之后,质子又避开了脑组织的要害,让他幸存下来。
在感叹普戈斯基运气的同时,也感叹科研工作者的不容易,同样是上个世纪60年代,我国为了研制原子弹、氢弹,保证国家不受外敌侵扰,多少科学家在核辐射下工作,最终牺牲。希望每一位科研工作者,都可以平平安安。