分离血肉与钢铁：核材料的战场首秀
来源： 科普中国 发布时间：2022-03-07
自火光在石头和木材之间显现，到坦克、机枪与火炮在战场上争辉，人类上百万年来运用的战争力量始终逃不出“火”，离不开燃烧与化学反应这个层次。
但随着人类发现元素周期表，并靠着这张藏宝图对材料和元素进行着“按图索骥”般的探索，更深层的物质变换和能量奥秘已经初现端倪。当然，人类必然会把这些新材料和新技术投入到战争中，无论初衷是好是坏。
图为居里夫人于第一次世界大战期间监制的“小居里车”，用于对中弹伤者进行x光成像，帮助诊疗。（图源：nobelprize）
分离血肉与钢铁：核材料的战场首秀
对于能够在夜晚中发出蓝绿光芒的“镭”，世人一开始并不知道它的具体危害。于是几乎在一夜之间，镭被当作“夜光油漆”添加剂，应用到诸如手表、座钟盘等需要夜间亮光的场合里，甚至还被当作“防癌保健品”大肆推销。
而随着对镭元素，乃至放射性射线的深入研究，这些粗浅的应用很快都被扫到一旁——几乎同时，在已经靠着研究并分离镭元素这一殊荣，获得诺贝尔奖的居里夫人面前，欧陆上空战云密布，德法两大巨人之间的战争迫在眉睫。
或许当时的居里夫人自己都没想到，她会成为战争中应用放射性力量的第一人：第一台居里夫人改造的“小居里车”在关键的马恩河战役之前就抵达法军前线，它综合了x光机、发电机、成像暗房，并把它们整合到了一辆汽车上。据不完全统计，居里夫人自行捐赠和游说得到的“小居里车”就不下20台。
不仅如此，居里夫人更自学了汽车驾驶、汽车维护和部分维修技能，只为了亲临前线，向前线军医为了推广这一先进技术，期间受到的危险x射线照射数不胜数。
很明显，居里夫人对此并非没有自觉：在监督法国战地医院放射科建设时，她就为培训不完全，受过多x光照射的医生们担忧，更亲笔写下一本教材，阐述了x光机的安全使用规程。
后来，世人常常把居里夫人的死因归咎于她对镭的危险探索。但事实并非如此：几十年后对居里夫人遗体的再调查显示，夺走她生命的并非是镭，而是过量的x射线，以及战争本身。
亿两白银铸成钥匙：曼哈顿门后是福是祸？
图为使用白银（白色闪光部分）制成的加速器线圈。（图源：michaelconfoy）
当这个世界上有第一个人类真正理解这个方程的含义时，他几乎是立刻联系到了其军事价值。但要想把数字意义上的方程变成实用的武器，人类需要克服的已经不仅仅是技术难关，更需要客服自己的想象力。
古往今来，不少人对于纳粹德国和旧日本帝国的核武器计划津津乐道，认为他们“最多只差一步”，但只要了解过美国核武器项目“曼哈顿计划”的规模、强度和资金量，这些想法就连笑谈都根本算不上。
简单来说，这个获得美国总统罗斯福“无上限资源授权”的项目，一开始获得了5400万美元的预算。几乎可以这么下定论，这笔钱换到其它任何一个二战参战国身上，都是掏不起的巨款。
这还不够。等到曼哈顿计划建设铀浓缩回旋加速器时，所需的巨量纯铜就连科学家自己都不禁咋舌，因为这已经超乎美国的供应能力……而为了攻克这一难题，曼哈顿计划铀浓缩回旋加速器导电线圈的所有金属都系“挪用”的美国国库纯银，重量达到惊人的14700吨，称之为“亿万两白银”名副其实。
而线圈，也只不过是曼哈顿工程耗资巨亿的一瞥：传统的贵金属材料都被如此“超规格”地使用，这才有人类在几年内开启核能时代的神速。
但辉煌过后，或许唯有那个爱骑自行车的老头明白：大事不妙。
老兵闻之变色：对敌对友都不客气的贫化铀
图为正在装弹的美国空军a-10攻击机，它一度被戏称为“睾丸癌制造机”。（图源：getarchive）
你我都知道，习惯的威力如此之大。短短几十年间，人类对于能够毁灭自身的核武器、热核武器早就熟视无睹，甚至和它们共存度过日常每一天。
当然了，肯定有人要说，这和核武器在二战后始终保持着“引而不发”，大国集团之间维持着战略核威慑平衡的策略有关系。这么说倒也不假，但实际上核材料早就大规模地被应用在常规战争：铀反应堆内“燃尽”的核废料由于其密度超高和具备“越钻越尖”的自锐特性，最终被用作装甲的填充物，或是穿甲弹的弹芯，效果比著名的高密度金属钨还要好得多。
但是，贫铀在极大提高少数国家装甲攻防能力的同时，也带来了不可忽视的健康问题：多个大规模应用过贫铀穿甲弹的战场，例如南斯拉夫、伊拉克，这些地区的核辐射类疾病发病率均有明显上升。
类似的情况，也发生在长期同贫铀穿甲弹头近距离接触的军人和技术人员身上，可以说，随着材料科学进一步在深度上大做文章，某些“军事性能优异”的材料势必要有非人道的副作用，如何在这之间寻找取舍，将是未来人类所需要共同面对的问题。
出品：科普中国军事科技前沿
策划：赵清建
制作：旋钮工作室
监制：光明网科普事业部
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