曼巴
核武器的出現(xiàn),是20世紀(jì)40年代前后科學(xué)技術(shù)重大發(fā)展的結(jié)果。核武器是恐怖的終極殺手,它使得戰(zhàn)爭的殘酷性大幅升級(jí)。但是,如果沒有二戰(zhàn)期間開始的核軍備競賽,對(duì)放射性物質(zhì)的研究將永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到今天的水平?,F(xiàn)如今,原來為原子彈制造的放射性物質(zhì)已經(jīng)被用于完全相反的目標(biāo)——拯救人的生命。
放射性物質(zhì)可以治療患者
美國醫(yī)生薩姆·塞德林在1946年發(fā)表的一篇著名文章中描述了他的突破性研究——放射治療術(shù)使用和氫彈具有同樣破壞力的放射性物質(zhì),可以殺死患者體內(nèi)的癌細(xì)胞。這種易揮發(fā)的放射性物質(zhì)在自然界中含量很小,但可以在核反應(yīng)堆和粒子加速器中產(chǎn)生。后來薩姆·塞德林證明了能夠治愈癌癥的放射性碘可以大量生產(chǎn),從此核醫(yī)學(xué)誕生。
放射性物質(zhì)可以針對(duì)醫(yī)生希望檢查的身體特定部位,然后醫(yī)生使用伽馬照相機(jī)記錄輻射并獲得身體特定部位疾病的詳細(xì)圖像。如今,最廣泛運(yùn)用于診斷的物質(zhì)是锝-99。它能發(fā)射出易于測量的伽馬射線,它的波長幾乎與普通X射線相同。而且锝-99對(duì)身體的輻射很少。
像手術(shù)刀般精準(zhǔn)切割
鈷-60是通過原子反應(yīng)堆產(chǎn)生的用于醫(yī)療的放射性物質(zhì)。鈷-60在自然界中沒有發(fā)現(xiàn),只能在用中子轟擊鈷-59的反應(yīng)堆中產(chǎn)生。鈷-60的大量生產(chǎn)為伽瑪?shù)兜募夹g(shù)升級(jí)鋪平了道路。
伽瑪?shù)栋l(fā)出伽瑪射線,射線進(jìn)入人體的內(nèi)部,與體內(nèi)的癌細(xì)胞發(fā)生電離作用,電離產(chǎn)生的離子能侵蝕復(fù)雜的有機(jī)分子,破壞癌細(xì)胞的正?;瘜W(xué)過程,從而殺死細(xì)胞。多年來,這種技術(shù)不斷改進(jìn)。如今,醫(yī)生可以使用旋轉(zhuǎn)伽瑪?shù)?,放射源圍繞著病人旋轉(zhuǎn),從不同的方向放射。這使得伽瑪射線更加精確殺死癌細(xì)胞,減少對(duì)健康組織的輻射。
到了20世紀(jì)80年代,放射性物質(zhì)帶來了另一個(gè)突破。利用現(xiàn)代的掃描方法——CT、MR和PET掃描,基于放射性微量元素發(fā)揮的作用,醫(yī)生可以更清楚地獲得患者身體中受癌癥影響區(qū)域的圖像。
粒子加速器用于治療癌癥
粒子加速器可以產(chǎn)生更高能量的輻射,從而更有效地殺死癌細(xì)胞。目前在放射醫(yī)療上的最新技術(shù)是微束放射治療。這項(xiàng)技術(shù)使用同步粒子加速器。磁場加速使得粒子速度增加,輻射也相應(yīng)增加。加速度使粒子發(fā)出X射線輻射,并且輻射被聚焦,因此送入人體的射線直徑僅為10微米,約為人類頭發(fā)直徑的1/10。相比傳統(tǒng)的化療,微束放射治療能更準(zhǔn)確地治療癌癥,在破壞癌組織的同時(shí),保證周圍的健康組織不被傷害。到目前為止,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的腫瘤還很難治療,微束放射治療有望解決這個(gè)難題。
核火箭和人造太陽將拯救人類
地球上的生命還可能會(huì)受到太空碰撞的威脅。如果一顆小行星與地球相撞,可以瞬間摧毀一座城市,但是用核彈頭發(fā)射火箭將小行星炸成碎片可以避免這場災(zāi)難。計(jì)算機(jī)模擬顯示,一枚百萬噸級(jí)的炸彈足以摧毀一顆直徑500米長的小行星。
全球變暖正愈演愈烈,如果將來我們不得不離開地球的話,原子彈可能有助于人類躲避災(zāi)難或幫助我們創(chuàng)造新的家園。
目前,火星是不適宜居住的,但這個(gè)貧瘠的星球可能會(huì)被原子彈改造成新的地球。美國特斯拉公司總裁埃隆·馬斯克建議在火星的周圍引爆氫彈,氫彈爆炸產(chǎn)生的熱量像小太陽一樣融化火星兩極的冰?;鹦巧蠈a(chǎn)生大量的液態(tài)水,形成的海洋將釋放二氧化碳,二氧化碳會(huì)上升到大氣中并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。這樣,冰冷的火星將被加熱成適宜居住的溫暖星球。而核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的火箭可以把我們送去火星,這種核裂變發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是傳統(tǒng)化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍,可以在火星之旅中節(jié)省18個(gè)月的時(shí)間。
原子彈的開發(fā)原本是為了成為對(duì)抗軍事敵人的武器,但它卻在挽救人類生命的領(lǐng)域發(fā)揮了更高的價(jià)值。今后核技術(shù)還將繼續(xù)發(fā)揮作用。