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為了排除故障,他把頭伸進粒子加速器檢視,不料被高能質子束爆頭

2024-02-12 11:22:06

當我們想要知道一個物體的內部結構時,有一個簡單易行的辦法就是:打碎它。實際上,這種辦法也被物理學家用於研究微觀粒子,他們會利用粒子加速器將微觀粒子加速到極高的速度,並在適當的時機讓它們相互碰撞,然後再對碰撞後產生的各種現象進行觀測,研究其更深層次的結構和性質。

粒子加速器能夠將微觀粒子加速到非常接近光速的速度,其攜帶的能量是相當高的,當這些高速運動的粒子束相互碰撞的時候,其產生的區域性高溫,甚至可以超過太陽核心溫度的上萬倍。

據此我們也不難想象,假如研究人員不小心被這種高能粒子擊中,其後果會有多嚴重。不幸的是,在人類使用粒子加速器的歷史中,真的出現過一次這樣的事故,在上個世紀70年代,前蘇聯的一位物理學家為了排除粒子加速器的故障,把頭伸進粒子加速器檢視,不料被高能質子束爆頭。

這位物理學家就是阿納託利·布戈爾斯基 (Anatoliy Bugorsky),在1978年的時候,他在位於普羅特維諾鎮的高能物理研究所工作,主要從事基於該研究所的大型粒子加速器“U-70”的實驗與研究。

“U-70”是當時蘇聯最大的粒子加速器,能夠將質子加速到光速的99.99%,1978年7月13日,“U-70”的一個控制裝置出現了故障,導致加速器的執行不穩定,布戈爾斯基作為負責人,決定親自去檢查,在臨走之前,他通知了控制中心需要在5分鐘之內關閉粒子加速器。

可能是因為比較著急,他用了4分鐘左右就抵達到了發生故障的區域,而此時粒子加速器仍然在執行之中,通常來講,在粒子加速器工作的時候,會有安全警示燈醒目地亮起,但此時這些警示燈也出現了故障,它們並沒有亮起。

所以布戈爾斯基就以為機器已經停止工作了,畢竟他此前已經通知過控制中心,由於需要排除故障的控制裝置位於加速器通道之內(這個裝置是一個金屬圓盤,可以根據需要移動或旋轉,用於改變質子束的方向或形狀),因此他打開了防護設施,並把頭伸進粒子加速器檢視,不料就在這個時候,一束高能質子擊中了他的頭部。

根據布戈爾斯基後來的描述,在那一瞬間,他突然看到了一道“比1000個太陽還要明亮的閃光”,但卻沒有感覺到任何疼痛,不過他清楚地意識到,自己被高能質子束爆頭了。

在此次事故發生後,布戈爾斯基很快就被送往醫院,檢查結果表明,這束高能質子的橫截面大約有5平方毫米,從布戈爾斯基的顱骨左後部進入,然後經過了大腦的枕葉和顳葉所在區域,最終從他的左鼻孔附近透出,據估計,布戈爾斯基的頭部受到了20萬到30萬倫琴的輻射劑量,而在通常情況下,超過600倫琴的輻射劑量就足以奪走一個人的生命。

在接下來的幾天裡,布戈爾斯基的身體狀況持續惡化,他左臉的腫脹越來越明顯,並開始大量脫皮,左耳失去聽覺,只能聽到一種嗡嗡聲,接著他左臉的肌肉也失去了控制,更嚴重的是,他還出現了越來越頻繁的癲癇,所以當時人們都悲觀地認為,布戈爾斯基很可能撐不下去了。

令人驚喜和意外的是,在後續的治療過程中,布戈爾斯基居然堅強地活了下來,而隨著時間的流逝,他的癲癇發生次數開始逐漸減少,身體狀況也不斷地好轉,在大約18個月之後,他就恢復了工作,繼續從事粒子物理學的研究,後來還獲得了博士學位。

儘管如此,此次事故仍然給他造成了巨大的傷害,他的左耳永久性的失聰,左臉也因為神經被破壞而徹底癱瘓,並且很容易感到疲憊。值得一提的是,由於他左臉沒有任何表情,因此隨著年齡的增長,他右臉就會出現更多的皺紋,而左臉的皺紋則要少得多,這就使得他的左臉看起來比右臉更年輕。

那麼問題來了,為什麼他可以在被高能質子束爆頭後幸運地活下來呢?對此,科學家給出的推測是,可能是質子束的路徑恰好避開了布戈爾斯基的大腦中的重要部分,同時也沒有產生太多的次級輻射,除此之外,在他把頭伸進粒子加速器的時候,其中已經充滿了空氣,而空氣會讓質子束的能量出現一定程度的降低。

總而言之,布戈爾斯基是不幸的,但他同時也是幸運的,他的遭遇也讓人們清楚地意識到,在使用粒子加速器的時候,需要更加嚴格的安全措施和規範,實際上,在此之後,這樣的事故就再也沒有發生過了。

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