如果质子穿过人体会怎样??能够接受质子的物质?我们已经知道,物体在高速运动时具有强大的能量,即使是很小的物体也会造成严重的破坏,比如一只飞鸟就能撞毁庞大的飞机,而一粒小小的子弹能射穿坚硬的头骨。那么,如果将物体的质量缩得更小,缩到一个质子那么小,它以光速向我们袭来,又会对我们造成什么影响呢?因此,这个质子还是有可能被人体“抓住”的。这个质子撞上人体后,必然会和体内的一个或多个分子相撞。
我们已经知道,物体在高速运动时具有强大的能量,即使是很小的物体也会造成严重的伤害。例如,一只鸟可以撞毁一架巨大的飞机,一颗小子弹可以射穿一个坚硬的头骨。那么,如果一个物体的质量缩小到质子大小,以光速向我们扑来,会对我们产生什么影响呢?
我们能抓住质子吗?
说到能不能追上质子,你可能首先会想到,要想追上一个物体,你需要追上它或者至少和它保持一个差不多的速度。然而,这个质子以光速飞行。怎么才能抓到?
这样想是不对的。要知道,质子是微小且无处不在的粒子。空气、海水甚至宇宙中到处都有质子。我们每时每刻都在和质子打交道,而这些质子不会转向。当它们与人体相遇时,一部分穿过我们的身体,另一部分则被它们阻挡。也就是说,如果一个质子朝我们飞来,我们肯定能抓住它。不同的是,不同的身体部位“抓住”它,会产生不同的结果。
在宇宙中,有很多高能粒子,科学家做了很多实验来判断它们对人体的危害。他们得出的结论是,能量为10兆电子伏(兆电子伏,粒子能量单位)的粒子可以穿透皮肤和软组织,但不能穿透骨骼,150兆电子伏以上的粒子可以穿透人的颅骨。那么,质子以光速运动的能量是多少?根据能量公式,我们计算出一个质子以光速运动的动能约为469MeV。这样质子很容易穿透人体,只是速度略慢。
然而,人体不是一个中空的结构,其中有各种各样的细胞和组织。就像混凝土墙可以抗辐射一样,当质子撞击人体细胞时,其能量会有不同程度的衰减,甚至最后停止。所以这个质子还是有可能被人体“抓住”的。
当你撞击质子时会发生什么?
我们之所以害怕核武器,除了它巨大的爆炸能量外,随之而来的辐射伤害也是人们害怕它的原因。所谓辐射,其实就是高能粒子打在人体细胞上造成的损伤。那么,这个质子穿过身体或者最终留在人体内会有什么影响呢?
这个质子打到人体后,必然会与体内的一个或多个分子发生碰撞。撞击后,类似于核裂变反应,这个质子会打破分子的化学键,甚至可能撞出质子或中子。这样,这些被击中的分子就失去了原有的功能。幸运的是,我们体内有成千上万的有机分子可以实现同样的功能,一些分子功能的丧失对人体的影响很小。
但是如果核酸分子被击中,会有一些影响,因为这意味着基因突变,基因的改变不仅仅影响单个细胞,可能会产生连锁反应,影响一系列的生理过程,甚至会遗传给后代。但是,基因突变并没有那么可怕,因为正常情况下,人类细胞的基因会因为复制或切割的失误而不断发生突变。但是细胞中有一套修复机制,可以忽略这些突变,防止它们影响身体的正常功能。如果无法修复,细胞就会启动凋亡过程,让错误的细胞自杀,从而保证整体的稳定。
如果这个质子不穿过身体,而是留在人体内,那么它的影响很可能大于穿过身体。根据物理定律,当高速物体撞击静止物体时,如果两个物体质量相近,高速物体的能量会减半,但不会完全停止。也就是说,这种质子会在体内造成“连锁车祸”,对不同的分子造成不同程度的伤害,减少它们的寿命,对身体各个部位造成损伤。
被质子击中头部而仍然存活。
但是,说了这么多,如果一个高速质子真的穿过身体,会有什么影响?历史上真的有一个倒霉的人被质子刺穿。
这个不幸的人名叫阿纳托利巴格斯基。他是苏联的助理研究员,负责维护粒子加速器U-70。U-70是苏联最大的粒子加速器。它将一次发射大约3000个质子流。每个质子流约有1000亿个质子,其能量高达76000兆电子伏。我们已经知道几百兆电子伏的质子会对人体产生一定的影响,甚至杀死很多细胞。所以可以确认这些质子流对人体是非常危险的。
布斯在操作粒子加速器时保持了很强的安全意识,但意外总是让人猝不及防。1978年7月的一天,布斯基正在检修粒子加速器。他把头伸进油门去检查一个有故障的零件,结果他的头卡在里面了。没想到,就在这个时候,一个安全装置突然失灵,一束质子流从机器中射出。质子流迅速加速到接近光速,不偏不倚地射向他的头部!
布斯的反应当然是质子流穿过他的脑袋。布斯基认为他必须死,所以他静静地完成了“最后”工作,记录了他对加速器的测试结果,然后等待死亡的到来。第二天,布斯基的左脸肿得面目全非,他被立即送往医院,但医生对此无能为力,也不知道有什么措施可以帮助他。高能质子灼伤了布斯基左脸颊的骨头,并损伤了他的一些脑组织,他的左脸几乎完全瘫痪。几天后,布斯基的脸开始脱皮,看起来像是腐烂的前兆。但就在所有人准备料理他的后事时,他的脸开始慢慢愈合。几周后,他就可以出院了。
虽然医生认为他随时可能死亡,但布斯基仍然活着,直到现在,他已经70多岁了,但他正在遭受各种后遗症的折磨:他最终失去了左耳的听力,出现了癫痫症状,左脸完全瘫痪。令人钦佩的是,在头部被刺穿后,布斯基的智力并未受到影响。在后遗症的折磨下,他靠自己的努力继续学习,终于拿到了博士学位。
看来,虽然高速质子会给我们带来各种痛苦,但人体有很强的自愈能力,我们很有可能在质子“车祸”后活下来。当然,最好祈祷我们的余生不要发生这样的“车祸”。