被辐射了45亿年,嫦娥五号带回的月壤,放射性到底有多强?

12月3日23时10分,嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟,成功将携带月岩样品的上升器送入了环月轨道。西安卫星测控中心下的佳木斯深空站、喀什深空站、三亚测控站成功实施三向测量,对上升器精确定位,为接下来的对接做准备。

万事俱备,只等着携带样品的“小飞”雷霆返回了!

从月球带回来的月壤有辐射吗?

吃瓜群众最担心的无疑就是这个问题,这月球暴露在太阳辐射下四十多亿年,这月壤吸收了太多的辐射,带回地球的月壤还不携带超强辐射,我们还能愉快的研究吗?

阿波罗11的月岩样品和保护箱

辐射是怎么产生的?

一般常见的就是放射性物质衰变,放射性物质比如铀就会通过一系列的衰变最后变成铅,一般的可能会通过α、β、γ三种方式衰变成另外一种物质。

铀-235的衰变链

从铀-235的衰变链可以看出,它主要的衰变方式为α和β-,这两种比较容易防护,比如α粒子一张纸都能防住,β-衰变也比较容易屏蔽,而且铀-235衰变时间长达7亿多年,因此你就是把铀饼抱在手里影响也不是特别大(当年原子弹的铀球就是上车床车的哦)。

释放伽马射线的钴-60衰变

但钴-60衰变就比较要命了,它的衰变过程会产生γ射线,这个穿透力极强,厚厚的水泥才能挡住,而且它会破坏生物DNA,因此这种物质污染后的区域基本就变成无人区了。

本底辐射

千万别以为只有这些铀、钚、钍这些元素才会有辐射,其实自然界本底辐射挺高,我们日常接触的大部分物质中就有可能存在放射性同位素,比如碳-14,我们人体中就有,而辐射影响最大的是氡,大理石或者地下水中都含有微量氡,所以在家庭装修用材料中并不建议用大面积的大理石材。

本底辐射

当然宇宙射线也是我们能接触的辐射之一,做飞机到高空就比地面辐射要强得多,所以我们几乎无法逃离辐射,但只要在安全阈值以下,那么就是安全的!

月壤有辐射吗?

一种物质从无辐射变成有辐射的途径有哪些?首先当然是被放射性物质污染,比如核爆之后放射性物质沉降,那么这种物种掺杂了放射性物质,也会释放出辐射,当然这不是本身物质的变化,只是掺杂后难以分离!

云室中观察铀的衰变,可怕不?

因此福岛核事故后,地面沉降的土壤要掘地三尺挖起运走!但日本并没有做进一步处理,而是将其集中堆放,而且还想把放射性污水倒入太平洋,这种反人类的事情也只有日本才干得出来!

还有一种方式捕获中子,形成放射性同位素,比如聚变堆中第一壁的中子嬗变就是这个问题,这个问题很好理解,前阵子网上曝出“一枚钴弹毁灭全人类”,原理就是钴-59吸收一颗中子后会变成钴-60,而上文已经说明钴-60衰变成镍-60过程中会释放出可怕的伽马射线。

钴-60的产生和衰变过程

所以月壤是具备存在辐射可能的,那么我们想象中的过程会发生吗?恒星在聚变过程中产生中子是可能的,但在太阳这个核聚变反应中似乎无法产生中子:

氕氕聚变成氘,一个中子一个质子,没有多余中子,氕氘聚变成氦三,也没有多余中子,氦三再聚变成氦四,多余两个氕,也没有多余的中子,而太阳现在还在积累氦的阶段!

太阳上的另一种产生能量方式:碳氮氧循环

这个过程也不会产生中子,所以从太阳辐射到月球上的粒子中,只有带电的质子和电子,没有不带电的中子,当然太阳的辐射动力机制应该是磁场,日冕物质抛射总是在黑子过程中出现,这就是太阳上超大规模的磁场活动,而中子不带电,理论上无法获得磁场加速而脱离太阳。

质子和电子无法让月壤获得辐射,但它会给月壤带来大量的氦-3,因为质子链反应中就会产生氦-3,这种氦的同位素是核聚变的好燃料,不过现在就是捞回来也没啥用,因为地球上的核聚变技术还在天上飞呢!

另一个问题就是会让月壤带上静电,你看阿波罗宇航员都是灰头土脸的,这些月壤很容易沾上宇航服,而且它们还有棱有角,吸入呼吸道很容易引起宇航员不适,所谓的月球病就是这个原因引起的,但带电的质子和电子都不会让月壤携带辐射。

那么宇宙辐射中有中子吗?

既然太阳辐射不了,宇宙辐射中的中子也是可以的嘛,很可惜,也不行,因为在宇宙中的自由中子是有半衰期的,它大约会在15分钟内衰变,释放一个电子和一个反中微子后变成质子(β衰变),所以无论哪种方式的结果,都是月壤上没有外来物质让其变成辐射的条件。

当然月壤也有本底辐射,比如它本身含有的一些放射性元素,而且嫦娥五号采样的还是2米深的火山熔岩,这是非常有可能的,至于多高,那就不知道了,要看采集到的成分了!

NASA科学家就戴个手套

不过NASA当年采回来的岩石,科学家直接有手拿的,所以只要运气不是特别好,几乎就不太可能采掘到天然放射性物质的月岩。