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激光同位素分離是天使還是魔鬼

星之球科技 來源:新華網(wǎng)2012-05-28 我要評論(0 )   

經(jīng)過數(shù)月的爭議后,《自然》雜志終于在線刊登了美國病毒學(xué)教授河岡義裕的論文。該論文指出,盡管自然條件下的H5N1型禽流感病毒并不具備在哺乳動物中進行傳播的能力,但...

       經(jīng)過數(shù)月的爭議后,《自然》雜志終于在線刊登了美國病毒學(xué)教授河岡義裕的論文。該論文指出,盡管自然條件下的H5N1型禽流感病毒并不具備在哺乳動物中進行傳播的能力,但如果在實驗室里對其進行基因改造,所獲變異病毒或具備在人類中進行傳播的能力。

  研究H5N1禽流感病毒在科學(xué)界引起了廣泛的喧嘩與騷動,但這只是唯一一個可能引發(fā)這種爭議的研究嗎?其實,這種利弊之間的權(quán)衡廣泛存在于很多研究之中:有些研究可能會對全球安全造成影響;而另外一些研究則會陷入倫理道德的漩渦中。激光同位素分離技術(shù)就是其中之一。

  激光同位素分離是天使還是魔鬼?

  一項能快速且有效地將核電站和核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)使用的放射性同位素分離開來的技術(shù)是很多物理學(xué)家們孜孜以求的“圣杯”。但是,同位素分離技術(shù)也是制造核武器的關(guān)鍵技術(shù),因而也面臨著被不法分子濫用于非法制造武器的風(fēng)險。

  天然鈾礦石內(nèi)大部分是鈾-238,但是其無法維持產(chǎn)生爆炸所需要的失控連鎖反應(yīng)。另外,容易裂變的鈾-235在鈾礦石內(nèi)的含量僅為0.7%。當(dāng)鈾-235的比例達到3%至5%時,才能為核反應(yīng)堆制造燃料。而要制造出一枚炸彈,鈾-235的含量必須要超過90%才行。因為不同同位素的化學(xué)性質(zhì)基本上一樣,將兩種同位素分離開來一直是大規(guī)模研制核武器的主要壁壘之一。目前最先進的技術(shù)是讓數(shù)千個離心機串聯(lián)在一起,但這一方法會占用很多空間,耗費很多電力和時間,也需要精密加工的零件。

  激光器或許更有效。不同鈾核質(zhì)量的細(xì)微差別會改變其電子殼層的能級。經(jīng)過精確調(diào)諧的激光器能激發(fā)出同想要的同位素有關(guān)的能級,而且,與其他技術(shù)結(jié)合在一起,可將鈾-235從其他元素中挑選出來。這項研究能快速且秘密地進行。早在2004年,韓國科學(xué)家們就已使用激光器,在幾周內(nèi)將少量鈾-235豐富到接近武器的純度。這項研究一直沒有被發(fā)現(xiàn),直到研究進行了幾年后才被國際核查機構(gòu)知悉。

  現(xiàn)在,隨著便宜且能被很好調(diào)諧的激光器的問世,對全球的物理學(xué)家們來說,激光同位素分離變得更加容易。比如,美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的馬克•雷曾正研究使用激光器分離出在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常重要的同位素,比如鈣-48、鎳-64等,鈣-48主要用于骨病癥的診斷中;鎳-64則是一種極富潛力的癌癥治療試劑。雷曾表示,全球都急需醫(yī)學(xué)同位素,“人們的生活將依靠發(fā)現(xiàn)新的同位素來源。”

  雷曾的技術(shù)非常簡單易懂:精確調(diào)諧的激光器將所需要的同位素內(nèi)的電子推到更高能的狀態(tài),以暫時改變原子的磁矩。從這個意義上來說,所有需要被挑選出來的同位素都擁有大而穩(wěn)定的磁矩。

雷曾表示,他也非常清楚,整天與激光器和各種同位素打交道可能會給他的身體健康帶來不少隱患。但他認(rèn)為,這種可能性微乎其微,因為他們的技術(shù)非常安全。

  不過,也有人認(rèn)為,從事和激光器打交道的工作還是小心為妙。美國華盛頓特區(qū)喬治敦大學(xué)公共科學(xué)興趣項目的聯(lián)合負(fù)責(zé)人弗朗西斯·斯雷克就指出:“我認(rèn)為與激光器打交道的風(fēng)險很高。”斯雷克曾經(jīng)公開反對用激光同位素分離方法制造核燃料的商業(yè)化,他希望科學(xué)家們對此進行更公開而嚴(yán)苛的討論,因為很多從事原子和分子光學(xué)研究的物理學(xué)家們與雷曾的觀點一致。他說:“我認(rèn)為應(yīng)該暫時停止此類研究,而且需要對其進行深刻的反思。”

  物理學(xué)可以造福人類社會,這一想法讓雷曾激動不已,他也在繼續(xù)他的研究。他說:“不能因為存在風(fēng)險就停止研究,如果你不做,總會有其他人做。”他的第一個與鋰等光原子有關(guān)的研究結(jié)論將于幾個月后出爐。

 

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