以为粒子加速器已停止,他探头进去检查,不料被高能质子束爆头

当我们想知道一个物体的内部结构的时候,有一种简单易行的方法,那就是想办法将其打碎。实际上,物理学家在研究微观粒子的时候,也常常会采用这种办法,而想要把微观粒子打碎,就必须使用粒子加速器。

在粒子加速器中,质子的速度可以被加速到接近光速,当两束方向相反的高能质子束发生对撞的时候,会在很短的时间被撞得四分五裂,同时产生极高的温度,随随便便就可以达到太阳核心温度的上万倍。

可以想象的是,假如研究人员不小心被这种高能质子束击中,那后果肯定是很严重的。事实上,在过去的日子里,这种不幸的事情真的发生过,在1978年的时候,前苏联的一位物理学家以为粒子加速器已停止,他探头进去检查,不料被高能质子束爆头。

这位物理学家名为安纳托利·布戈斯基(Anatoliy Bugorsky),当时他在普罗特维诺镇的高能物理研究所(IHEP)工作,负责操作和维护前苏联最大的粒子加速器——U-70。

1978年7月13日,U-70出现了一点故障,布戈斯基认为是一个位于质子束路径上的部件出了问题,按照惯例,他告诉控制中心在5分钟之内关闭相关路径上的高能质子束,随后前往发生故障的区域。可能是因为走得比较快,布戈斯基提前了1分多钟到达现场,而在这个时候,粒子加速器并没有停止。

正常情况下,当粒子加速器正在工作的时候,其外部的工作指示灯会非常醒目地亮起,但不幸的是,这里的工作指示灯因为故障而熄灭了,所以布戈斯基就以为粒子加速器已停止,为了排除故障,他把头伸进粒子加速器,不料被高能质子束爆头。

根据布戈斯基的描述,在那一瞬间他根本没有感觉到疼痛,而是仿佛看到了比1千个太阳还要亮的闪光。作为一名经验丰富的物理学家,布戈斯基马上意识到自己被高能质子束爆头了,在提交了一份报告之后,他很快就被送到莫斯科第六医院。

当送到医院时,布戈斯基的左脸已经出现了严重的肿胀,被高能质子束直接穿过的两处皮肤也脱落了,检测结果结果显示,一束横截面积约为5平方毫米的高能质子束,击中了布戈斯基的颅骨左后部,然后从他的左鼻孔附近穿出,估计他受到的辐射剂量高达20万rad(拉德,辐射吸收剂量的单位)。

一般来讲,600rad的辐射剂量就可以让一个人失去生命,因此几乎所有人都悲观地认为,在受到如此高剂量的辐射之后,布戈斯基将很快死去。

在医院里的布戈斯基很快就开始出现癫痫,并且越来越厉害,然后他的左耳失去了听觉,接着左脸的肌肉也失去了控制。然而出人意料的是,随着时间的推移,布戈斯基的癫痫发作次数不断降低,身体状况也逐渐恢复正常。

事实上,布戈斯基坚强地活了下来,并且一直活到现在。

不过高能质子束确实给布戈斯基的部分脑组织造成了不可逆的伤害,造成了他左耳永久性失聪、左脸完全瘫痪,并且不能劳累(一旦疲劳过度,就有癫痫发作的风险)。幸运的是,除了这些情况以外,布戈斯基一切正常,这使得他在出院之后仍然可以正常的工作和生活。

不得不说,这是一个奇迹,但这个奇迹是怎么产生的呢?

由于质子的直径极小,大约只有1.6 x 10^-15米,理论上讲,只有在质子击中原子核的时候,其携带的能量才会全部释放,因此科学家推测,可能布戈斯基运气特别好,高能质子流在穿过他的头部时,只释放了极少的能量,并且还完美地避开了他大脑中的重要区域。

除此之外,因为布戈斯基被高能质子束爆头时并非处于真空环境,所以质子流在空气中肯定会出现一定的损耗,这也可能是一个原因。

布戈斯基是迄今为止唯一一个被高能质子束击中头部的人类,总而言之,他是不幸的,而在事故发生之后,他又是幸运的。布戈斯基的遭遇是一个重要的警示,这让人们更加重视使用粒子加速器时所存在的风险,在此之后,人们在使用粒子加速器时再也没有出现过类似的事故。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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event_note 10月 27, 2022

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