当你把头伸进粒子加速器,并被数万亿质子束击中时,会发生什么?嗯,如果你是 Anatoli Bugorski,你就能继续完成你的博士学位。
Bugorski 是已知唯一一个暴露于粒子加速器束的人,这是他在俄罗斯高能物理研究所工作时发生的一起事故的结果。1978年7月13日,他凑近仍在运行的U-70同步加速器的路径,一束高能质子穿过了他的后脑勺,从鼻部附近穿出。他没有感到疼痛,但经历了一道“比一千个太阳还亮”的闪光。
束流的辐射剂量惊人——进入时为2000戈瑞(定义为每千克物质辐射能量为一焦耳),由于与穿过的粒子发生碰撞,离开时达到3000戈瑞。大约5戈瑞的剂量就可能对人类致命。Bugorski 被送往医院并接受观察;人们认为他肯定会死,但这起事件提供了一个研究辐射效应的独特机会。
粒子束射线枪
Bugorski 伸头进入的加速器以及类似的加速器,会加速粒子束,并以接近光速的速度将它们撞击在一起。然后,科学家们会观察当微小粒子分裂时会发生什么。粒子束很细,宽度不超过铅笔,由微小到难以想象的粒子组成。但质子仍然是实体,当你让数万亿质子强行穿过像人体细胞一样脆弱而复杂的物质时,碰撞往往会将生物结构撕裂。
结果是Bugorski 还好,相对而言。他脸部的左侧肿胀得滑稽,被击中的皮肤出现起泡和脱落,但这些症状只是暂时的。他左耳失聪,取而代之的是一种耳鸣,并且他脸部的左侧逐渐完全麻痹。长期来看,Bugorski 一度患有小发作和大发作癫痫,并且发现他更容易精神疲劳。尽管如此,他还是获得了博士学位,甚至回到了他发生事故的同一个研究所工作。
是运气吗?
辐射通过破坏维持 DNA 和其他细胞成分的化学键来伤害我们的身体。当辐射量足够大时,细胞就无法复制并开始死亡,导致器官衰竭。常见的症状包括恶心、呕吐、头晕和头痛;此外,辐射通常会导致红细胞和白细胞数量急剧下降。皮肤通常会在暴露部位发红,有时还会起泡。
虽然 Bugorski 的皮肤表现符合我们对辐射中毒的预期,但是什么阻止了他遭受更大伤害仍然未知。粒子束的窄聚焦可能有所帮助。大多数辐射暴露会影响全身,这意味着整个器官系统都会受到影响。在 Bugorski 的案例中,只有他的大脑受到了辐射暴露,因此损伤集中在一个区域。他可能只是运气好,粒子束避开了他大脑的重要区域,或者质子束对身体的影响与其他类型的辐射不同。因为这类事故(幸运的是)如此罕见,我们没有太多案例研究可供参考,超高能质子束对身体的影响相对未知。
如今,质子束实际上已被用于治疗目的。粒子加速器可以向癌症患者传递定向剂量的辐射,这个过程被称为质子束疗法。质子更重,可以更精确地引导,靶向肿瘤以摧毁构成肿瘤的细胞。这些剂量大约是 Bugorski 所承受剂量的300倍,即使是质子束疗法,副作用也可能很严重。
如果这是一个漫画书,Bugorski 在事故发生后肯定会获得可怕的力量。但现实中,他可能只是庆幸自己还活着。








