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科学家重现核火球，发现影响放射性落尘最终化学形态隐藏路径
2026-6-8 寰宇科学
核爆炸发生后1秒内，极高能量会瞬间汽化周遭物质形成高温火球，汽化泥土、残骸与放射性同位素混合，随风飘散至高空凝结成微小粒子再落回地面后，便称为放射性落尘（Nuclearfallout），含大量放射性元素。
了解落尘如何形成对核安全评估、事后重建核事件经过、预测放射性物质扩散沉降范围至关重要，为进一步理解过程，美国劳伦斯利佛摩国家实验室（LLNL）团队在严格条件下控制铀、铈、铯元素蒸发、反应、冷却行为，发现过去常用的沉降模型可能忽略落尘形成一道重要化学交互作用。
不同元素凝结行为差异巨大
关键发现在于铯与铀、铈的行为明显不同。
团队使用电浆流反应器模拟核火球，并测试2种冷却路径，一个是温度随时间平稳下降，另一个为维持较久高温再快速冷却，发现铀、铈都比较早凝结成固体，但两者在不同冷却路径下呈现不同化学形态；铯的凝结时间点比铀、铈晚，若在高温环境停留较长时间，铯会更充分混入与其他材料形成的粒子。
这些结果表明放射性落尘的最终化学形态与颗粒组成不单纯取决于各元素凝结时间点，还取决于元素冷却过程彼此互相反应、混合的化学路径。
以往核辐射落尘模型倾向将不同元素视为各自独立冷却凝结，新研究表明冷却速率与高温停留时间会改变元素的化学反应路径与落尘粒子成分，落尘形成不只看“谁先凝结”，还牵涉不同元素在冷却过程如何互动，借此改善相对简化的传统模型，将有助提升核爆事后鉴识与危害评估。
新论文发表在《AnalyticalChemistry》期刊。
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