1945年8月6日美国在日本广岛投下了一颗绰号“小男孩”的原子弹，引发了一场核爆炸，导致大约45000人丧生。现在一项新的研究发现，其中一名伤者的下颌骨——属于一个距离爆炸中心不到一英里的人——正在帮助研究人员确定受害者的骨头吸收了多少辐射。数量惊人：分析显示jawbone的辐射剂量约为9.46戈瑞(Gy)。一个Gy是每千克物质的焦耳的吸收，在这个例子中是骨头。圣保罗大学的哲学、科学和文学学院圣保罗大学的教授Oswaldo Baffa在一份声明中说：大约一半的剂量或5 Gy，如果整个身体接触到它，是致命的。
1945年8月6日，美国在日本广岛投下一颗原子弹。图片：SuperStock/Getty Images
研究人员说，先前的研究已经测量了炸弹其他方面的灾难性影响，包括辐射剂量的受害者暴露于核辐射尘埃(放射性尘埃)以及放射性尘埃对人类DNA和健康的影响。然而，这是第一个将受害者的骨头作为剂量计的研究，这是一种可以让科学家测量吸收电离辐射剂量的工具。此外，研究人员称，科学家们所使用的技术——电子自旋共振(ESR)——是一种精确的方法，可以在未来的核事件中测量辐射剂量。目前，由于美国等国的恐怖袭击风险，人们对这种方法重新产生了兴趣，像这样的技术“可以帮助识别在核攻击事件中谁受到了放射性沉降物的影响，需要得到治疗”。
几十年的研究
这项新发现已经酝酿了几十年。在20世纪70年代，研究高级研究员Sergio Mascarenhas，当时是圣保罗大学圣卡洛斯物理研究所的物理学家，他发现x射线和伽玛射线辐照使人的骨骼有轻微的磁性。这种现象叫做顺磁性，因为骨头中含有一种叫做羟基磷灰石的矿物质。这种矿物吸收二氧化碳(CO2)离子。当骨头被辐照时，二氧化碳失去了电子，变成了二氧化碳。这种自由基可以作为骨中辐射剂量的标记物。起初，Mascarenhas认为他会用这一技术来为考古学家挖掘古代的骨头。他的研究广受赞誉，哈佛大学邀请他任教。1972年在一次巴西之旅中，马斯卡伦在日本停了下来，这样他就可以对广岛原子弹爆炸后的遗骸进行测试。
受害者的下巴骨在距离日本广岛原子弹爆炸中心一英里(1.5公里)处被发现。图片：Kinoshita et al./PLoS ONE/CC by 4.0
Mascarenhas在声明中说：他们给了我一个下颚骨，我决定在广岛大学测量辐射，我需要用实验证明我的发现是真实的。他的分析是基本的，由于缺乏先进的计算机，估计无法将原子炸弹诱导的信号与背景信号分开。即便如此，在1973年他还是在华盛顿举行的美国物理学会年会上公布了结果。Mascarenhas被允许保留下颚骨，并将其带回巴西。
新的分析
由于新技术的进步，研究人员现在能够将背景信号与核攻击的辐射剂量分离开来。背景信号是一条很宽的线，可能由各种不同的东西产生，缺乏具体的特征。dosimetric信号是光谱的，每一个自由基在暴露在磁场中时都会在光谱上的某个点产生共振。据《科学》杂志报道，当美国投下原子弹时，原子弹在广岛上空约1900英尺(580米)爆炸。研究人员检查的下颚距离炸弹的震源大约0.9英里(1.5公里)，或者炸弹爆炸下方的位置。
为了研究这块骨头，研究人员取出了之前研究中使用过的一小块，然后在实验室中对其进行辐照，这一过程被称为“添加剂量法”。我们给材料增加了辐射，测量了剂量信号的上升。通过从这个信号推断，研究人员可以测量其他样本，包括颌骨的不同部位。研究人员说，这项技术使他们能够确定受到的辐射剂量，这与广岛周围不同材料的剂量分布相似，包括墙砖和屋顶瓦片。在这项最新研究中得到的测量结果比初步发现更可靠，也更可靠，但我目前正在评估一种比ESR更敏感1000倍的方法，几个月后我们就会有消息了。这项研究发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上。
博科园-科学科普｜文：Laura Geggel/Live Science
