人類骨頭揭示廣島原子彈釋放的輻射量，這是很驚人的！

1945年8月6日美國在日本廣島投下了一顆綽號「小男孩」的原子彈，引發了一場核爆炸，導致大約45000人喪生。現在一項新的研究發現，其中一名傷者的下頜骨——屬於一個距離爆炸中心不到一英里的人——正在幫助研究人員確定受害者的骨頭吸收了多少輻射。數量驚人：分析顯示jawbone的輻射劑量約為9.46戈瑞(Gy)。一個Gy是每千克物質的焦耳的吸收，在這個例子中是骨頭。聖保羅大學的哲學、科學和文學學院聖保羅大學的教授Oswaldo Baffa在一份聲明中說：大約一半的劑量或5 Gy，如果整個身體接觸到它，是致命的。

1945年8月6日，美國在日本廣島投下一顆原子彈。圖片：SuperStock/Getty Images

研究人員說，先前的研究已經測量了炸彈其他方面的災難性影響，包括輻射劑量的受害者暴露於核輻射塵埃(放射性塵埃)以及放射性塵埃對人類DNA和健康的影響。然而，這是第一個將受害者的骨頭作為劑量計的研究，這是一種可以讓科學家測量吸收電離輻射劑量的工具。此外，研究人員稱，科學家們所使用的技術——電子自旋共振(ESR)——是一種精確的方法，可以在未來的核事件中測量輻射劑量。目前，由於美國等國的恐怖襲擊風險，人們對這種方法重新產生了興趣，像這樣的技術「可以幫助識別在核攻擊事件中誰受到了放射性沉降物的影響，需要得到治療」。

幾十年的研究

這項新發現已經醞釀了幾十年。在20世紀70年代，研究高級研究員Sergio Mascarenhas，當時是聖保羅大學聖卡洛斯物理研究所的物理學家，他發現x射線和伽瑪射線輻照使人的骨骼有輕微的磁性。這種現象叫做順磁性，因為骨頭中含有一種叫做羥基磷灰石的礦物質。這種礦物吸收二氧化碳(CO2)離子。當骨頭被輻照時，二氧化碳失去了電子，變成了二氧化碳。這種自由基可以作為骨中輻射劑量的標記物。起初，Mascarenhas認為他會用這一技術來為考古學家挖掘古代的骨頭。他的研究廣受讚譽，哈佛大學邀請他任教。1972年在一次巴西之旅中，馬斯卡倫在日本停了下來，這樣他就可以對廣島原子彈爆炸後的遺骸進行測試。

受害者的下巴骨在距離日本廣島原子彈爆炸中心一英里(1.5公里)處被發現。圖片：Kinoshita et al./PLoS ONE/CC by 4.0

Mascarenhas在聲明中說：他們給了我一個下顎骨，我決定在廣島大學測量輻射，我需要用實驗證明我的發現是真實的。他的分析是基本的，由於缺乏先進的計算機，估計無法將原子炸彈誘導的信號與背景信號分開。即便如此，在1973年他還是在華盛頓舉行的美國物理學會年會上公布了結果。Mascarenhas被允許保留下顎骨，並將其帶回巴西。

新的分析

由於新技術的進步，研究人員現在能夠將背景信號與核攻擊的輻射劑量分離開來。背景信號是一條很寬的線，可能由各種不同的東西產生，缺乏具體的特徵。dosimetric信號是光譜的，每一個自由基在暴露在磁場中時都會在光譜上的某個點產生共振。據《科學》雜誌報道，當美國投下原子彈時，原子彈在廣島上空約1900英尺(580米)爆炸。研究人員檢查的下顎距離炸彈的震源大約0.9英里(1.5公里)，或者炸彈爆炸下方的位置。

為了研究這塊骨頭，研究人員取出了之前研究中使用過的一小塊，然後在實驗室中對其進行輻照，這一過程被稱為「添加劑量法」。我們給材料增加了輻射，測量了劑量信號的上升。通過從這個信號推斷，研究人員可以測量其他樣本，包括頜骨的不同部位。研究人員說，這項技術使他們能夠確定受到的輻射劑量，這與廣島周圍不同材料的劑量分布相似，包括牆磚和屋頂瓦片。在這項最新研究中得到的測量結果比初步發現更可靠，也更可靠，但我目前正在評估一種比ESR更敏感1000倍的方法，幾個月後我們就會有消息了。這項研究發表在《公共科學圖書館·綜合》雜誌上。

博科園-科學科普｜文：Laura Geggel/Live Science

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