再访广岛

【德】麦考·帕默  著

郎伦友  译

第六章  第二节

6.2 低能中子诱导的同位素的检测

   这类同位素包括钴60、铕152和铕154、氯36以及钙41 。所有这些同位素的前体核素都能有效地俘获热中子，同时也能俘获高能中子，只是效率略有不同；这些比较细微的差别将在下文考虑。现在重要的是，根据T65D这些同位素每一个都应该显示出接近200米的松弛长度，但根据DS02，最多155米。

   对于这类同位素，首先进行研究的是钴60 。一些检测在1960年代就已经进行了，并作为支持T65D方案的证据加以引用。【80】（脚注3）关于其他同位素的研究，只是在洛伊和门德尔松的修订剂量测定方案【90】初次公布之后才开始的，这个方案在DS02的报告发表之前变为了DS86。（尽管这里讨论的数据有些来自DS02的报告。【87】）这些研究有一些在表6.1中进行了归纳。

表6.1 广岛的中子辐射：根据DS02报告【87】之前的研究确定的松弛长度。松弛长度（λ）的值根据所列的参考文献中报告的表格（如果适用）或图表数据确定，使用图6.1的程序说明。拟合中使用了可用的误差估计值。

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中子能量    样品类型           样品数量       λ（米）      参考文献

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慢       建筑钢材中的钴60        4         183             【80】

        建筑钢材中的钴60      9         220        【87第461页】

         岩石和瓦中的铕152    5         203            【92】

         岩石和瓦中的铕152    14       184            【93】

         岩石和瓦中的铕152    79       173            【94】

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快                  缘子的硫中的磷32                  18                      2196                     【87第645-8页】

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    表6.1列出了钴60和铕152的研究结果，我们能够计算出平均松弛长度为192米。显然这与 T65D的198米的值拟合比我们预期的DS02剂量测定方案的155米的值拟合好得多。

   虽然表6.1没有包括全部可以找到的钴60和铕152的数据，但类似的结论可以从其他几项研究中得出，这些研究用这些同位素和其他同位素进行了额外检测。 在一篇关于从广岛采集的岩石和混凝土样品中由中子俘获生成的氯36的实验论文中，（脚注4）斯特劳默等人【96】也给出了以前发表的报告的其他十种同位素的概述，其中有一些包括在这里的表6.1中。当把所有研究数据放到一起的时候，检测到的放射性与用DS86 计算所预测的放射性比例的趋势是随着距爆炸中心的距离增大而系统性地上升。（见图6.4）斯特劳默等人绘制的斜线横贯它们的图表，松弛长度为227米。（脚注5）

图6.4   测量的中子放射性与作为离爆炸中心距离（斜线距离）函数而计算的中子放射性 的比率。源自斯特劳默等人【96】的图1。

Measured/calculated：测量/计算；Slant range(M)：斜线距离（米）；152Eu：铕152；154Eu：铕154；60Co：钴60；36Cl：氯36。

这个预期的中子放射性计算是由那些作者根据当时的DS86剂量测定方案完成的。作者们根据十个不同的研究确定它们的数据点。他们使用的各种同位素如图所示。

   所以总的来讲，检测结果清楚地表明一个松弛长度与T65D剂量长度方案假设的松弛长度相似。应该注意的是，这些检测结果与三种不同的化学元素（钴、铕和氯）有关。同时，观察到的趋势不能归因于样品受到外来放射性的污染，也不是来自它们的放射性渗漏，正如在氯的案例中所声称的那样（见6.5.1一节），因为这样的效应只干扰某些元素，而不干扰其他元素。

   根据这些发现，放弃T65D以支持DS86/DS02是一步方向上的错误。当然，高得多的松弛长度与在硫的放射性研究中所获得的任何一种剂量测定方案都不是完全协调的。（见表6.1）这些检测结果可能有什么问题呢？

【脚注】

3：第五章也有同一篇论文报告的检测数据。

4：由于氯36是长半衰期和相应的低放射性，因此它是用质谱法测定的。对钙41也采用同样的方法，例如鲁姆等人【95】对钙的检测。

5：这个预测为DS86中的热光子估计了一个139米的松弛长度，这个长度与官方DS86报告中的一个图表一致，那个图表表明中子诱发的铕152的放射性对计算距离的依赖性。【91.第199页】注意图6.4中的对数Y轴，那条笔直的趋势线实际上是一个指数函数。它的指数是（1/139m—1/λ）×d，这里的d是与爆炸中心的距离，λ是“真实”的松弛长度。