在使用放射性物质时,专业物理学家如何保护自己?

使用放射性物质的协议已经相当成熟。 第一个问题是处理由于这种材料的放射性衰变而直接发射的辐射。 这些包括由放射性衰变产生的伽马辐射(高能电磁辐射),α粒子发射(He核)和β发射(电子/正电子发射)。 哪些组合受到关注取决于放射性同位素衰变,是否直接衰变为稳定同位素,或者它是否衰变为放射性衰变的不稳定同位素以及衰变系列中每种同位素衰变的主要模式,这决定了什么是粒子/辐射在放射性衰变期间发射。 下一个考虑是颗粒的范围取决于它们的能量,其对于衰变同位素再次变化。 4MeVα粒子在空气中的范围为~3cm,在组织中的范围为14微米,并且可以通过一张纸或薄金属箔来阻止。 4 MeV Beta颗粒在空气中的范围为~1.7米,在水中为2.0厘米,在铅中的范围为~2.6毫米。 另一方面,伽马射线具有更大的范围。 它们可以再次使用铅屏蔽,但根据能量可能需要相当大的厚度来将强度降低到安全水平。 放射性物质存在两种类型的危险,暴露于发射的辐射并被污染(皮肤的表面污染和/或摄取或吸入放射性物质本身)。 后者是最危险的,因为如果特定的放射性物质优先在那些组织中化学地浓缩(例如,照射可能导致癌症的骨髓),则它可以导致敏感组织的长期暴露。 衰变产生的辐射通常通过用足够厚度的材料(通常使用铅,混凝土和水)屏蔽放射性物质来处理,以便所有发射的粒子被吸收,或者在伽马辐射降低到或等级的情况下。低于自然背景,由于宇宙射线和天然存在的铀和钍在岩石/矿物/建筑材料等中的极低水平的放射性衰变而暴露在自然背景之下。 污染通常通过使用带有过滤空气供应的一次性密封危险品类型套装来处理,以防止污染和/或吸入或吸入。 在外部污染的情况下,通常通过用洗涤剂(具有最小化任何摄取或吸入的前体)洗涤除去污染物。 摄入或吸入是最大的问题。 例如,可以使用化学螯合剂去除摄入/吸入的污染物,但是它们的功效可以取决于污染物的化学性质。…

典型的热核弹头能量输出的百分之几来自融合,以及来自裂变的多少?

正如Vincent Maldia所说,它随着武器的类型而变化。 然而,对于现代战略热核导弹弹头,其产量数百千吨,主导着美国,俄罗斯,英国和法国的军火库,并且似乎是朝鲜开发的类型,它大约是50/50,但是可以在裂变末端走得更高。 如果你想制造一个轻质弹头(高产量 – 重量比,YTWR),这大致是设计的“最佳点”。 解释: 初级产量约为10 kT,对整体武器的产量贡献微不足道,所以这就是次级设计的方式。 次级需要密集的高Z(原子序数)推动器/篡改,以在热辐射加热之前将聚变燃料的压缩驱动至高密度。 然后燃料被某种“火花塞”点燃(第一种武器中使用了一个小裂变核心,但这不是唯一的可能性)。 如果篡改由一些不可裂变的材料(铅,钨等)组成,那么裂变产量将非常小并且几乎完全融合。 但这是一个沉重的弹头,而且很少有任何军队将“低落差”作为武器要求。 低沉降配置已经过测试,但是任何这样的弹头都被储存起来是非常值得怀疑的,而且几乎可以肯定的是,今天没有任何武器装备。 相反,篡改是由某种形式的铀制成的,当被来自熔化燃烧的高能中子通量照射时,这有助于产量。 在最早的大型多兆吨炸弹武器中,由于大多数聚变中子的高能量能够裂变U-238,因此使用廉价且丰富的天然甚至贫化铀。 当他们开始以重量压缩炸弹以适应与轰炸机相比具有更有限的输送能力的弹道导弹时,我们意识到(爱德华·泰勒在Polaris计划中提出这一点,我相信)使用高浓缩铀会产生更大的产量因为U-235的裂变截面较大,因此重量相同。 但是篡改的目的不是为裂变提供能量,而是提供必要的惯性遏制聚变燃料,使燃料燃烧。…