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他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

 天下小粮仓 2021-03-31

文丨熊宝包

图丨来源网络,如有侵权请联系删除

自从人类点出科技这一项技能之后,就在研究(作死)的道路上越走越远,科技研究往往伴随着巨大风险,稍有不慎就有可能到威胁到自己的生命安全。

比如上个世纪60年代,苏联为了探索物质的本质,在普罗特维诺市建造了一座粒子加速器——U70同步加速器(以下称U70加速器)。这是一台相当尖端的科研设备,规模也相当庞大,光直径就有1500米。

他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

U70同步加速器

这台机器的工作原理,是通过电磁场将粒子加速后使其互相碰撞,然后再进行科学研究。在粒子加速器的作用下,粒子的速度能接近光速。世界上最快的粒子加速器——费米国家实验室的加速器,能使质子加速到0.99997倍光速

这些高速运动的粒子,其实就是一种辐射。U70加速器的辐射量,远超致命辐射标准。所以,如果人暴露在加速器的辐射下,很有可能丧命。

他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

粒子加速器规模示意图

U70加速器建成之后,工作状态良好,所以附近的科研人员也不用担心辐射的问题。然而,1978年7月13日,加速器的环形管道故障。由于这一台机器的启动周期和冷却周期都很长:启动需要预热半个月,停止需要冷却半个月。

所以即便出现了故障,U70加速器也不会立即停机。因为一旦停机,一前一后需要一个月的时间加速器才能再度工作,其中消耗的人力物力也相当巨大。

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粒子加速器工作原理

当故障发生以后,苏联方面制定了一系列的应急措施。最终公布了环形管道发生故障的处置方案:将故障管道内的高能质子束导向混凝土墙,等高能质子束被完全排出后,维修人员再进入管道内维修设备。

而当时负责U70加速器维修工作的人是苏联物理学家——普戈斯基

他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

他把头伸进粒子加速器,被高能质子束“轰击”大脑

后来苏联官方的报告显示,普戈斯基前往维修故障管道之前,给控制室发的信息是“5分钟后进入环形管道。”然而,他实际到达的时间却早了一点。

而且,可怕的事情在这时发生了,也许是环形管道故障导致的连锁反应,U70加速器的安全系统出现漏洞。环形管道的高能质子束还没有被完全排除,普戈斯基却能打开安全阀门,直把头伸进管道里。

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粒子加速器管道

他刚把头伸进到U70加速器的管道内,一束大约10的12次方数量级的高能质子脉冲以接近光速的速度直接从普戈斯基的左后脑射入,然后从左脸穿出。更可怕的是,这束质子脉冲携带的辐射量高达20万拉德。

而正常人如果一次性吸收500拉德的辐射量,就足以致命。那普戈斯基最后怎样了?

被高能质子束“爆头”的普戈斯基第一时间没有出现任何异常,他甚至还有心思去观察穿过自己大脑的粒子束。发现异常的其他人,赶紧将普戈斯基拉出环形管道,然后送他去莫斯科第六医院进行治疗。

他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

普戈斯基

到了医院之后,被高能质子束轰击头脑的后遗症开始显现。质子打击点的一小片区域,头发开始脱落、左脸失去知觉无法控制、左耳听力损失

经过诊断,医生发现他的左颞区、左耳骨部位与鼻子左侧软组织三个部位,已经被高能质子束完全穿透,并且带来损伤,但好消息这不会直接要普戈斯基的命。

真正致命的,是被辐射之后细胞癌变的可能性同时,过量的辐射很可能会破坏DNA双链与碱基,导致普戈斯基体内的细胞无法再生,只能不断地衰老,最终导致他死亡。所以,当时医生都认为他活不成了。

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幸运女神眷顾了普戈斯基,经过几周的治疗恢复之后,他的身体逐渐恢复。左耳丧失的听力回来了,头发也停止脱落……除了左脸依然无法控制表情外,他所有的后遗症都慢慢消失,大脑也没有受到影响。后来,普戈斯基甚至还能考上博士。

不过由于左脸瘫痪,普戈斯基左右两边的脸看着很不协调。如今已经上了年纪的他,右脸有许多皱纹,而左脸依然光滑得像年轻人一样。

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被“轰击”后的普戈斯基

为什么普戈斯基能活下来?

受到致命辐射量400倍的粒子冲击,普戈斯基最后活了下来,让苏联的科学家好医学家万分惊讶,当即对他进行了一系列研究和分析,最终得出原因。而普戈斯基能幸运存活的原因,主要有三个

首先,辐射量虽大,但并没有长时间停留在体内。从辐射量上来说,10的12次方数量级的高能质子束无疑是致命的,但它“轰击”普戈斯基大脑的速度很快。

进入身体以后,绝大部分质子都被高速打出体外,少有停留在身体里的。这种穿透性的辐射,并没有对普戈斯基造成更多的辐射伤害。

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其次,高能质子束的能量被削弱。环形管道原本是真空环境,这样可以有效地减少质子在撞击过程中的能量损失。当普戈斯基打开管道的安全阀门时,涌进去的空气导致管道内的环境发生变化。高能质子束穿过空气的时候,有相当一部分能量被消耗掉。

最后,普戈斯基脑内要害都没受伤。也许是真的是幸运女神在眷顾他,质子高速穿过大脑,竟然完美地避开了脑组织重要的神经和区域。所以普戈斯基只是丧失了左脸的控制能力,而不是整个大脑功能受损。

他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

后记

普戈斯基的运气真的不知道怎么形容,明明是高危工作,偏偏安全系统出问题了;结果被辐射之后,质子又避开了脑组织的要害,让他幸存下来。

在感叹普戈斯基运气的同时,也感叹科研工作者的不容易,同样是上个世纪60年代,我国为了研制原子弹、氢弹,保证国家不受外敌侵扰,多少科学家在核辐射下工作,最终牺牲。希望每一位科研工作者,都可以平平安安。

他把头伸进粒子加速器,被接近光速的质子束“轰击”,最后怎样了

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