含铀材料化学爆炸事故后果预测与分析

核武器事故早期的应急行 动和放射性气溶胶的
防护 、 去污有 着重要 意义 。
１ 含铀材料化学爆 炸描 述
自然界 中 的铀 元 素 是 由铀 ２ ８ 铀 ２５和 ３、 ３
大于其汽化热 阈值 ， 就可 以实现 由固态金属 向 气溶 胶 的转 化 Ｊ从 而导 致污 染 扩散 。 ，
２ 铀气 溶胶 形成 、 害途径 与健康效应 危
关键词 ： ； 铀 化学爆 炸 ； 事故 中图分类号 ： Ｔ ３ Ｌ７ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号： ０ ５ －９ ４ ２ １ ） １ ０ ０ ５ ２ ８０ ３ （ ０ １ ０ － ９ － ０ ０
随着核技术在部队和地方 的大力应用与发
展， 核安全 问题 已 经 越 来 越 备 受 人 们 的关 注 。
段 中 山 罗 永锋 袁 伟 尚爱 国 ， ， ，
（ ． 二炮兵工程学 院 ， １第 西安 ７ ０ ２ ；． １０５ ２ 第二炮兵装备研究 院二 所 ， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ５
摘要 ： 含铀材料 化学爆 炸事 故会产 生放射 性气 溶胶危 害人 体健康 。探讨 了铀 气溶胶 的形 成及 危
３ 气 候 和 地 面 条 件 对 辐 射 分 布 的影 响
Ｈ ｔ ｏ 是 针对 核 事 故 时 放 射 性 材 料 扩 散 ｏｓ ｔ ｐ 而开 发 的模式 系 统 ， 主要 为 人员应 急 响应 、 制定 应急 计划 以及 放 射性 物质 污染事 件 的后果 提供 快速 评 估 和便 携 式 服 务 ， 可用 于 核设 施 安 全 也
第３卷 １
２１ ０ １年
第１ 期
１ 月
核 电子学 与探 测技术
Ｎｕ ｌ ａ ｅ ｔｏ ｉｓ＆ Ｄｅｅ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｅ ｒ Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃ ｔ ｃｉｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ １ ３１ ．１ Ｉ Ｊｎ． ２０Ｉ ａ
含 铀 材 料 化 学爆 炸事 故 后 果 预 测 与 分 析
因重力作 用 而沉降 ； ． ～１ ｍ 之 间 的气 溶胶 ０１ ０
的损 伤 ， 发 白血病 和 其他 癌症 ， 过食 物进 入 引 通 人 体 的铀 ， 主要 滞 留 于 肾 、 和 骨髓 中 ， 肝 引起 病
变 。
沉 降缓慢 ， 悬浮 于空 气 中较久 ， 因此对 人员 的吸
入 内照射 危 害也 就 最 大 。 大 于 １ ｚ 的气 溶 ０Ｉ ． ｍ
而 在武 器 和核 电 的运 用 开发 中 ， 射性 元 素铀 放
分别为 ９ ．７ ％、．２ ％和 ０ ０ ５ 。其 中铀 ９２５ ０ ７０ ．０ ％
２ ５是裂 变 性 核 素 ， 用 来 制 造 原 子 弹 和作 为 ３ 能
核反 应堆燃 料 。但 天 然 铀 中铀 ２ ５含 量 太 低 ， ３ 不 能直 接用 于生 产 原 子 弹 和核 反 应堆 ， 必须 经
２ １ 铀气 溶胶 的形 成与 分类 ． 化 学爆 炸过 程 中含铀 材料 吸收大量 能量变 成 气 态蒸 汽 ， 在空 气 中冷 凝后 形 成 固体小 颗粒 悬 浮 ， 而形 成放 射 性 气 溶 胶 。气 溶 胶 按 照活 从 度 中值空 气 动力学 直径 （ ＭＡ 大小 可 以分为 Ａ Ｄ）
胶 由于重力 作 用 ， 很 快 沉 降到 地 面 。其 中 将 小 色散 、 中等 色散 粒 子 统 称 为 可 吸人 放 射性 气
程 ， 析 了 铀 气 溶 胶 的 形 成 及 危 害 ， 采 用 分 并 Ｈ ｔ ｏ模 式建 立 了气 溶 胶 扩 散模 型 ， 不 同条 ｏｓ ｔ ｐ 对 件下 气溶 胶 扩散 进 行 了计 算 和分 析 ， 于指 导 对
炸药爆炸后将对含铀材料施加强大载荷 ， 使其
获得 很大 的能 量 。只要 铀在 爆 炸 中获得 的 内能
铀 ２４ ３ ３ 这 种放射性 同位素组成 ， 它们 的含量
收 稿 日期 ： １ ２ ０—１ ０ ０—１ ３
作者简介 ： 中山（ ９ ７一） 男 ， 二炮 兵工程 学院 段 １８ ， 第
硕士研究生 ， 技术及应用专业 。 核
９ ０
小色散 （ ０ １／ 、 等色 散 （ 径 ０ １ ｍ ｄ＜ ． ． ｚ ｍ） 中 粒 ． ＜ｄ＜１ ｍ） ０ 和大 色 散 （ ｄ＞１ ［ 三 类 。小 ０ｘ ｍ） 于 ０ １ ｍ 的气 溶 胶 在 空 气 中做 布 朗运 动 ， ． 不
这 种经 富集后 铀 ２５含 量 高 于 天 然水 平 的铀 ， ３ 叫富集 铀或 浓缩 铀 。 化学 爆 炸是 由于 物质 的化 学 变化 引起 的爆
的事故 比例很高。含铀材料化学爆炸主要使放 射 性气 溶胶 释放并 在 大 气 中扩 散 ， 导致 人 员 吸 人或 食 人 后 造 成 内照 射 危 害 Ｊ 。本 文 描 述 了
含 铀 材 料 化 学爆 炸 中放 射 性 气 溶 胶 产 生 的过
炸。炸药是在外界因素作用下引起高速化学反 应并能生成大量气体产物和放出大量热量的物 质， 所形 成 的温度 约 ３０ ０—５００ ， ０ ０ ℃ 压力 高达
十 万个 大气压 ， 迅速 膨胀 并对 周 围介质 做功 。 能
扮演着 重要 的角 色。 从 １５ ９ ０年美 国 官 方 承认
的 Ｂ一 ６ ３ 轰炸机投掷核武器事故开始 ， 经过报 道的核武器 事故和事件大 约有几 百起¨ 。在 Ｊ
核武 器事 故 中 ， 学 爆 炸使 得 放 射 性 材料 扩 散 化
过浓缩或富集 ， 使铀 ２ ５的浓度提高到 ３ 以 ３ ％ 上（ 反应堆燃料 ） ９ ％ 以上 （ 或 ０ 核武器装料 ） 。
害， 针对不同风速 、 天气 因素 和地貌状 况 ， 应用 Ｈ ｔ ｏ 核事故后 果评 价模 型定 量计 算 了有关 辐射特 征 ｏｓ ｔ ｐ
量， 结合相关文献记录 ， 对其进行 比较 和分析 。计算结果显示 ， 同的风速 、 不 天气 因素和地 貌状 况都 会对
应着相应不同的辐射特 征量 ， 具有一定的规律性 ， 并 对Байду номын сангаас射危 害防护及处置有着 明显的影响 。