贫铀弹的作用机理及其危害与防护.docx
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贫铀弹的作用机理及其危害与防护
核科学概论论文
贫铀弹的作用机理及其危害与防护
系别核工程与新能源技术系
专业年级10级核工程与核技术4班
学生姓名周建峰
学号************
指导教师张丽娇
二○一○二年六月
论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交毕业论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：
周建峰2010年6月20日
封面。
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论文原创性声明。
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摘要。
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贫铀是什么。
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贫铀弹-武器简介。
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贫铀武器危害.。
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贫铀武器装备及战争使用.。
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贫铀弹-相关争议。
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贫铀弹-战争综合征。
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对贫铀武器伤害的医学防护。
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结论。
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附图。
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贫铀弹的作用机理及其危害与防护
摘要
通过对贫铀弹的作用机理、研制、生产和使用情况及其危害的介绍,分析了其防护的重点和与之对应的防护方法,对贫铀弹的研究提出建议
关键词：
贫铀、贫铀弹、弹芯、高温、辐射、基因突变、后遗症放射卫生辐射污染环境污染
论文内容
贫铀弹，是指以贫铀为主要原料制成的炸弹、炮弹或枪弹。
当它击中坦克等装甲车辆后，巨大的撞击力，可以产生900℃以上的高温，使铀燃烧，降低装甲局部强度，破甲而过，杀伤车内人员和内部设备。
即使弹芯未能穿透装甲，燃烧的弹芯也会生成大量云雾状的氧化铀尘埃
贫铀是什么
铀是广泛存在于自然界的一种稀有元素，它由3种同位素组成，即铀-238、铀-235和铀-234，它们分别占天然铀的99．275％、0．720％和0．005％，其中只有铀-235是可裂变核素，它在中子轰击下可发生链式核裂变反应，用作原子弹的核装料和核电站反应堆的"燃料"，但事先必须对铀-235进行浓缩。
作为原子弹的装料，铀-235的浓度必须大于90％以上；作为核电站的"燃料"，铀-235一般也要达到3％以上。
因此，需要对天然铀进行同位素分离，使铀-235的浓度提高，这就是浓缩铀或称富集铀。
经铀-235浓缩之后剩余的天然铀就是贫化铀或称贫铀，它除少量用于氢弹的外层和快反应堆的增殖层外，其他就成为核废料。
因此，贫铀实际是从天然铀中提取供核武器装料或核反应堆核燃料用铀-235后的废料，是100％的铀，其中99％以上是铀-238，铀-235含量一般为0．2～0．3％，放射性约为天然铀的50％左右。
因其主要成分是具有低水平放射性的铀-238，故称贫化铀，简称贫铀。
贫铀的密度为19．3g／cm3，是钢的2．5倍，是铅的1．7倍，与常规穿甲材料钨相当。
但纯贫铀的硬度和强度都不高，必须添加别的成分，例如加入0．75％的钛，制成贫铀合金，再经过热处理，强度可比纯铀高3倍，硬度可达到钢的2．5倍。
贫铀作为一种放射性重金属，主要核素铀-238，释放α粒子，半衰期45亿年。
并且，易燃易爆，室温下，空气、氧和水存在时能够自燃；200～400度，在CO2和N2中能够自燃；撞击或磨擦可发生爆炸，形成气溶胶。
贫铀在民用方面有广泛的用途：
可制作辐射屏蔽材料、船舶或飞行器衡重物（如一架波音747上有1500公斤贫铀）、石油钻井、高性能陀螺转子、惯性飞轮等。
在军事上，贫铀主要用于制作弹道导弹平衡物、各种穿甲弹、车辆装甲等。
贫铀弹-武器简介
“贫铀弹”是指以贫铀为主要原料制成的炸弹、炮弹或子弹，其穿透性极强。
贫铀是从金属铀中提炼出铀235以后的副产品，其主要成分是具有低水平放射性的铀238，故称“贫化铀”，简称“贫铀”。
它的密度为每立方厘米18.7克，是钢密度的2.5倍。
但纯贫铀的硬度和强度都不高，必须添加别的成份，制成贫铀合金，合金的强度将成倍增大。
用这种合金做弹芯制造的弹药在击中目标时，其爆炸力和产生的高温远远超过一般的弹药，可以穿透很厚的装甲，是对付现有复合装甲和反作用装甲的最好武器。
1991年海湾战争时，美军的A-10型攻击机就使用这种“贫铀弹”，使伊拉克的坦克部队在短时间内遭到毁灭性的打击。
美军目前生产的“贫铀弹”有4种口径，8个型号，最大穿甲厚度可达800至900毫米。
北约在1999年对南联盟78天轰炸期间，共使用了3．1万枚贫铀弹。
这些填有贫铀材料的炸弹共有4种。
一种专门针对建筑物，长度达6米，每一枚含铀材料100公斤；一种是反坦克贫铀弹，每一枚含铀3.2公斤；一种专用于摧毁机场跑道的含铀集束炸弹，每一枚总重量600公斤；还有一种是半公斤重、长短像尺子一样的贫铀弹
贫铀武器危害
长杆形铀合金尾翼稳定脱壳穿甲弹比同一类型钨合金穿甲弹的穿甲性能要高出10％～15％。
铀穿甲弹是根据铀合金的机械性能专门设计的弹型，而不是简单地将钨合金换成铀合金。
钨穿甲弹在对轧制均质钢装甲的穿甲效率如果想达到贫铀弹的水准，则需要比贫铀弹高出约200米／秒的打击速度。
一般设计优良、大长径比的长杆形穿甲弹飞离炮口后，每1000米约降低速度50～60米／秒，所以铀穿甲弹出膛后在距炮口3000～4000米处的穿甲效率与钨弹在炮口处的穿甲效率相当。
从破甲弹来讲，装有贫铀合金药型罩将具有更为优越的破甲性能。
破甲性能与药型罩所用材料的密度和延展性有关。
高密度和高延展性的材料可以有较长的"连续射流"，即将射流具有高破甲效率的部分伸长，以得到更深的破甲深度。
贫铀合金是继铜、钨、钼和钽以后的另一个高密度和更高延展性的材料。
常用的铜药型罩破甲弹的破甲性能，约为7倍圆锥形药罩的最大直径，而铀合金半球形药型罩的破甲深度竟达到了药型罩最大直径的9～10倍。
坦克炮发射的破甲弹，因药型罩直径受火炮口径的限制导致破甲深度有限。
例如100毫米坦克炮发射常规铜药型罩破甲弹时，其对轧制均质钢装甲的破甲深度最大约为700毫米；如将药型罩材料换为贫铀合金，则破甲深度将达到900～1000毫米左右。
另外，贫铀合金具有穿甲后的燃烧特性，能有力地增加穿甲和破甲的后效，也可以作为航空炮弹或炮弹的燃烧剂，成为不加其他燃烧剂的穿甲燃烧弹。
贫铀弹对人员的杀伤，主要有体内污染和通过弹片嵌入伤口的污染。
贫铀弹爆炸后，18～70％形成气溶胶，其中50％以上是可吸入粒子，大部分在肺液中难溶。
气溶胶造成包括空气、水、食物等的环境污染，人员吸入或食入贫铀气溶胶后，就会造成内脏组织的损伤；贫铀弹片嵌入伤口，或者普通伤口接触贫铀污染造成伤口污染，经吸入进入体内造成体内污染，并延迟伤口愈合时间。
固体贫铀在体外几乎是安全的，但摄入体内后造成严重的内损伤，特别是爆炸后产生的放射性气溶胶和对环境的污染，不仅增加了摄入体内的危险性，还可能对贫铀暴露地区人员的活动和生活产生长远的影响，这是贫铀武器的主要危害。
贫铀弹只是相对原子弹而言"贫"，对人类和环境来说它仍是危害的"核武器"。
虽然它不像原子弹那样可以在数秒钟内将城市夷为平地，生物也不会在短时间内感受到其危害，但其破坏性却不可低估。
贫铀弹在爆炸时产生的高温可以使弹体发生汽化，变成细微颗粒随空气流动而四处飘散，散布在空中，或落入地面及河流，给人们清除这些放射性物质带来极大困难。
贫铀的半衰期长，可以长期污染环境和人类的食物链，并导致污染地区肿瘤、心血管及神经系统疾病等患者增加。
贫铀弹，对人体和环境究竟有多大危害，至今还缺乏系统研究。
但铀是一种毒性很强的放射性物质，它既有辐射毒性，又有化学毒性。
虽然天然铀广泛分布于地壳之中，但由于它含量很微小，一般不会对人造成危害。
然而，由于贫铀弹中铀高度浓集，这就会造成被炸的局部地区铀浓度骤然升高。
贫铀弹在爆炸过程中的高温高压作用下，会使铀形成高度分散的放射性微粒和气溶胶，在大气中飘逸，通过呼吸进入人体；它们也可以逐渐沉降至地表，进入水和土壤，通过作物和水产品等食物链进入人体，其危害就更大。
因为，贫铀的半衰期（放射性减少一半所需的时间）很长，达45亿年。
贫铀的射线对人体的危害虽不大，但其主要放射α粒子的能量高达400多万电子伏特，在体内射程很短，直接作用于细胞，可对DNA造成很大的损伤，引发白血病和其他癌症。
通过呼吸进入人体的铀，可沉积于肺部，诱发肺癌；通过食物进入人体的铀，主要滞留于肾、肝和骨髓中，引起病变。
据报道，自海湾战争以来，伊拉克南部地区癌症发病率增加了6倍，受害最严重的是儿童和青少年，儿童癌症死亡率由战争前的2．3‰增加到16．6‰，主要原因与贫铀造成的该地区环境污染有关。
有一支负责清除海湾地区战后贫铀的队伍，在事后均检查出肾和呼吸道疾病，尿铀水平高出正常值2000％。
由此可见，贫铀武器在战争中的应用不仅可造成参战人员体内放射性铀沾染，并通过环境污染作用于附近居民，进而造成人员健康危害。
铀是放射性的重金属，铀的损伤作用包括重金属的化学毒性作用和放射性核素的辐射损伤作用两个方面。
一般来说，可溶性的铀，其化学毒性的危害是主要的，而难溶性铀在体内的危害主要与铀的放射性有关。
难溶性铀化合物经呼吸道吸入体内后，主要在肺中沉积，可达数年之久，生物半衰期约为1～2年，造成肺部的辐射损伤。
在肺的损伤效应中最严重的是铀可能诱发肺癌，有人给狗吸入难溶性的二氧化铀气溶胶，观察到在13只狗中有4只发生了肺癌。
此外铀还具有生殖毒性、发育毒性、免疫毒性以及致突、致畸和致癌作用。
贫铀武器装备及战争使用
美国是最早装备贫铀弹的国家。
美国从50年代开始研制贫铀弹，60年代进入大规模试验论证阶段，70年代定型并开始装备部队。
美国目前拥有120毫米坦克炮（M1A1、M1和M60；120毫米贫铀穿甲弹，含4公斤贫铀）发射的贫铀弹，25毫米机载（A-10、AV-8）或舰载贫铀弹，7．62毫米狙击步枪专用贫铀子弹，30毫米阿帕奇武装直升机专用贫铀弹和20毫米AH-1W眼镜蛇武装直升机专用贫铀弹。
目前，世界上有20多个国家或地区拥有贫铀弹。
贫铀弹在1990年的"沙漠风暴"中首次实战使用。
战争中，美军和英军共发射了上百万枚贫铀弹，共有约320吨贫铀遗留在战场。
在1991年海湾战争中，美军就大量使用了贫铀弹，具体数量至今秘而不宣，据估计可能超过80万枚，总计约320吨。
当时曾大出风头的“坦克杀手”A-10“雷电”攻击机，就靠使用贫铀弹摧毁了上千辆T-72坦克。
1994-1995年间在波黑使用10800枚贫铀弹
1998年8月，美国防部曾专门发表了研究报告《海湾战争中的贫铀弹》，去年12月19日又发表《海湾战争中的贫铀弹
（二）》，极力否认贫铀弹是海湾战争综合症的主要杀手。
不过，事实胜过雄辩，贫铀弹绝对脱不了干系。
其后，美国在巴尔干故伎重演
1999年在南联盟投下31000枚，严重破坏了整个巴尔干地区的生态环境。
1999年的科索沃战争中，贫铀弹再次被使用。
战争中，以美国为首的北约共发射了约31000枚贫铀弹，有近30吨贫铀被遗留在狭小的科索沃战场。
贫铀弹-相关争议
贫铀只有轻微的辐射性，远没有铀本身的辐射性强，但是它却具有很强的化学毒性。
国际上对“贫铀弹”的研制和使用始终存有争议。
有专家指出，“贫铀弹”所谓的“贫”只是相对于原子弹而言，对人类和环境来说它仍是不折不扣的核武器。
虽然它不像原子弹那样可以在数秒内将城市夷为平地，但其破坏性却不可低估。
“贫铀弹”在爆炸时产生的高温可以使弹体发生尘化，变成细微颗粒随空气流动而四处飘散，散布在空中或落在地面及河流，给人们清除这些放射性物质带来极大困难。
贫铀的半衰期比铀更长，可以长期破坏环境和人类的食物链，并导致受污染地区肿瘤、心血管及神经系统疾病患者增加。
但也有科学家认为，贫铀弹的危害远没有媒体报道得那么严重。
由于科学界在这个问题上分歧较大，所以，关于贫铀弹危害性的研究进程缓慢。
人们普遍认为体外贫铀不会对人体造成太大伤害，但是一旦被吸入体内，情况就严重多了。
那意味着贫铀区附近的人们有可能被污染，贫铀有可能会渗入到地下水。
[2]
贫铀弹-战争综合征
参加过波斯湾战争（1990～1991）的美国老兵身上的综合性疾病症候。
其特征是多变而非特定性的症状，如疲乏、肌肉和关节疼痛、头痛、记忆丧失以及外伤后的紧张反应等。
病因不明，这种病看起来不会致命，但会伴随着相当程度的痛苦和残疾。
根据法新社综合欧洲各国公布的官方统计数字，目前欧洲各国在它们曾经驻扎过巴尔干地区的维和部队中已经发现了５０多例可能与贫铀弹辐射有关的癌症病例。
其中意大利的维和士兵和民事人员中已有８人死亡，１０人患癌症或白血病；比利时已有５名维和士兵死于癌症；葡萄牙有５名维和士兵患癌症，其中２人已死亡；西班牙和荷兰也发现了造成维和士兵死亡的癌症病例；法国也已有４名维和士兵因白血病住院治疗。
此外，英国、德国、匈牙利、希腊、丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国都不同程度地在维和士兵中发现诸如头疼脱发、精神恍惚、失眠烦躁等被称为"巴尔干综合症"的病例。
这些国家普遍要对其维和士兵进行体检。
自从在波斯尼亚、克罗地亚和包括科索沃在内的南联盟服役期结束回国后，一些欧洲国家的士兵和文官被诊断患上了古怪而罕见的疾病。
以下是目前已报道过的欧洲各主要国家士兵死亡和患病情况：
意大利：
已经有8人死亡，包括7名士兵和1名红十字会工作人员。
据报界报道说，被怀疑患病人数差不多有30人。
比利时：
5名曾在前南斯拉夫服过役的士兵已死于癌症，而另外4名士兵被诊断患了癌症。
西班牙：
西班牙官员承认，曾在巴尔干服役的士兵中有3人患了癌症，其中1人死亡。
但一个非官方组织声称，有4名退伍士兵死亡，4人患病，另外有12名被怀疑患病。
荷兰：
4名曾在波斯尼亚或科索沃服役的荷兰士兵死于白血病。
瑞士：
1名1996年在波斯尼亚服役的士兵在1998年死于“白血病或其它类型癌症”。
葡萄牙：
被怀疑患病的士兵有5人，其中2人死亡。
法国：
国防部说，4名士兵在从巴尔干回国后因患白血病住院。
英国：
一名英国工程师说，从波斯尼亚回国后，他的头发脱落，牙齿开始腐坏，并患上了外伤后应激反应失常症和骨关节炎。
希腊：
军方正在研究一名曾在波斯尼亚服役的军士患白血病的病例。
捷克共和国：
捷克媒体说，1名曾在巴尔干服役的空军飞行员去年死于白血病。
匈牙利：
匈牙利否认了关于2名士兵的死亡与贫铀弹有关的新闻报道。
它说，其中1人死于肺栓塞，另1人死于直肠癌。
罗马尼亚：
一名曾在波斯尼亚服役的罗马尼亚士兵称，他由于受到过贫铀弹的伤害而患上了白血病。
丹麦：
有2名士兵患了白血病。
挪威：
媒体报道了军队中的一些白血病病例，但没有确定它们与贫铀弹有特殊联系。
南斯拉夫：
曾有大约1000名南斯拉夫士兵遭受到贫铀弹的危害，但军队的医疗检查表明，还没有发现任何与贫铀弹有关的症状。
对贫铀武器伤害的医学防护
对铀的医学防护，目前认为最有效的措施是体内铀的促排。
国内外已研究用于促排铀的药物主要有碳酸氢钠、喹胺酸、氨羧基类络合剂（如促排灵）和氨烷基次膦酸类络合剂，其中最被看好的是氨烷基次膦酸类络合剂。
法国居里研究所对20多种衍生的该类络合物促排铀的效果进行了系统的比较研究，效果最好的一种是二亚丙基三胺五亚甲基膦酸，促排4天后，大鼠肾和整体铀水平分别仅为对照的9％和41％。
其他一些支持疗法，如营养、促进肾功能恢复、纠正体内电解质和酸碱平衡等，对铀暴露造成的急性肾损伤也有很好的效果。
结论
尽管贫铀的核辐射只有富铀的４０％，但用贫铀金属制造的弹药在命中目标时仍能雾化生成带弱辐射的有毒气体，对人的身体和环境危害极大。
自人类战争跨入工业革命的门槛，各类大规模杀伤性武器，尤其是核生化武器大量出现并被使用后，战争中的各种怪病也开始不断出现。
如越南战争中，由于美军大量使用各种化学武器，如落叶剂等，不仅严重损害了当地的生态环境，造成大量无辜百姓的死亡，也使自己的不少士兵深受其害，许多人染上了各种各样的怪病，只是当时没有称作“越南战争综合症”罢了。
由此可见，随着各类现代杀伤武器的出现，尤其是不负责任的滥用，包括西方目前正在研究的所谓各类“非致命性”武器（如致盲、致昏等），它们都可能造成既害人又害己的种种怪病。
附 图：
1.参考文献：
黄家溥;王良厚贫铀弹贫射危害与防范对策研究[会议论文]2000
2.[6]贫铀弹疑云笼罩欧洲2001年1月新华网
3．朱茂祥;杨国山;王德文贫铀武器危害何在2001
4.潘本兴;叶锦韶核弹和贫铀弹的环境污染[期刊论文]-暨南大学学报（自然科学版）2003（01
5.于水;叶常青贫铀武器对科索沃环境的影响评价[期刊论文]-中华放射医学与防护杂志2002（03）
6.丁志斌;罗凌江贫铀武器对人体健康和环境危害的研究进展[期刊论文]-职业卫生与应急救援2002（03）
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