事后對(duì)臨界反應(yīng)的控制

 來源丨SME科技故事（ID:SMELab）

日本核輻射的傳言隔三差五就讓海對(duì)岸的國人感到人心惶惶。如果不害怕，那恐怕是不甚了解核輻射對(duì)于人的摧殘能可怕到什么程度。19年前，發(fā)生了一起日本史上最嚴(yán)重的核事故。受害者經(jīng)歷了一種堪稱最痛苦的死亡方式。而醫(yī)療沒能挽救他的生命，只是放緩了死亡的過程。

當(dāng)時(shí)的報(bào)紙報(bào)道

日本茨城縣是一個(gè)摒棄繁華的重要工業(yè)基地。這里集中了許多全國高水準(zhǔn)的研究中心和工廠。其中也包括東海村的一家核燃料處理廠JCO。

當(dāng)時(shí)的JCO廠址

1999年9月30日10點(diǎn)35分，這個(gè)靜謐的村莊突然發(fā)出一聲巨響。聲音正是從JCO傳出的。而隨著聲響一同發(fā)散的，還有更可怕的東西——核輻射。這場事故波及213人，他們分別受到不同程度的輻射。其中兩人在長達(dá)幾個(gè)月的治療中，以觸目驚心的方式逐漸死去。

在事發(fā)之時(shí)，3名員工正在操作間中進(jìn)行一次制備濃縮鈾工作。他們需要把粉狀的原料鈾與硝酸配置成粗制硝酸鈾溶液。然后再把硝酸鈾倒入一個(gè)大型沉淀槽中進(jìn)行反應(yīng)。這是為了得到精制的濃縮硝酸鈾溶液，以實(shí)現(xiàn)核燃料中鈾的回收。

當(dāng)時(shí)一位領(lǐng)班在隔壁辦公室內(nèi)，沒有直接參與操作。35歲的大內(nèi)久和40歲的筱原理人則和往常一樣?jì)故斓剡M(jìn)行配制。然而，這一天的工作并沒有迎來完美的收尾。在把溶液傾倒進(jìn)沉淀槽的過程中，槽中突然發(fā)出閃亮的藍(lán)光，監(jiān)測器發(fā)出刺耳的警報(bào)聲。意想不到的臨界事故發(fā)生了。

臨界事故是由于超過臨界反應(yīng)*條件而引發(fā)了鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)。也就是說，在槽中發(fā)生了一次劇烈的鈾核裂變。大量的中子和γ射線快速地發(fā)散出來。而用右手在槽上方扶著盛裝溶液漏斗的大內(nèi)久，成了被襲擊的主要對(duì)象。*注：反應(yīng)物的質(zhì)量、濃度、體積、溫度等都可能是發(fā)生臨界事故的誘發(fā)因素。

對(duì)當(dāng)時(shí)情景的模擬還原，右手扶漏斗的為大內(nèi)久

臨界事故的特點(diǎn)是大量放射，但釋放范圍小。所以大部分的輻射集中攻擊了筱原理人和大內(nèi)久。筱原理人距輻射源1米，就遭受了6~10Gy的輻射。而距離輻射源僅0.65米的大內(nèi)久遭受到了16~23Gy的輻射量。這個(gè)輻射量大約是普通人年上限量的兩萬倍。

事故發(fā)生后，救護(hù)員很快把兩人轉(zhuǎn)移到國立放射科學(xué)研究所。奇怪的是，離輻射源最近、受輻射最多的大內(nèi)久卻和正常人沒兩樣。他只是皮膚變黑了一些，右手出現(xiàn)紅腫現(xiàn)象。但身上并沒有灼傷的痕跡，意識(shí)也非常清醒，不像是受過嚴(yán)重輻射。于是前川醫(yī)生收下了這個(gè)病人，自信地認(rèn)為或許可以救他一命。

然而，情況并沒有預(yù)想的那么樂觀。

這位壯碩的大漢很快受到體內(nèi)高劑量輻射的猛烈摧殘。輻射進(jìn)入體內(nèi)主要攻擊的是細(xì)胞中的染色體。它像突如其來的一顆炸彈轟炸了原本排列有序的23對(duì)染色體。于是染色體有的斷開幾截，有的黏在一起，變成一派雜亂無章的亂象。這可比普通的單對(duì)染色體異常疾病，如唐氏綜合征可怕多了。

混亂的染色體

染色體擔(dān)任著遺傳信息傳遞的重要使命。它出了問題，細(xì)胞增殖也就無法進(jìn)行了。也就是說，老細(xì)胞正常的代謝死亡，而卻沒有新細(xì)胞的補(bǔ)充。最可怕的后果可想而知，當(dāng)各種細(xì)胞數(shù)量減少的一定程度時(shí)人體將死去。

盡管之前并沒有過類似的病例經(jīng)驗(yàn)，但醫(yī)生早已料到后果會(huì)有多嚴(yán)重。出于對(duì)病人的關(guān)懷，又或是為了獲取珍貴的病例材料。醫(yī)生們還是想盡力把大內(nèi)久的生命留存下來。

其中率先面臨的挑戰(zhàn)，是細(xì)胞增殖最旺盛部位的異常。不出一周，他的免疫系統(tǒng)中白細(xì)胞數(shù)量就降低到不足正常人的1/10。白細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中極為重要的免疫細(xì)胞。它發(fā)揮著對(duì)大多數(shù)病菌和病毒的抵御與防護(hù)作用。要是失去了白細(xì)胞的免疫功能，即使微不足道的細(xì)菌也能讓大內(nèi)久死亡。

這個(gè)緊急的情況讓前川等人大驚失色。經(jīng)過緊鑼密鼓的商議，他們嘗試將大內(nèi)久妹妹的白細(xì)胞移植進(jìn)他體內(nèi)。但移植的白細(xì)胞能否在他體中正常發(fā)揮作用，要等10天之后才能判斷。于是他們立即讓大內(nèi)久轉(zhuǎn)入無菌病房。而家人日復(fù)一日折疊象征希望的千紙鶴，也只能掛在他看不見的隔壁。

另外，撕下體表醫(yī)用膠帶的粘貼后，皮膚直接被撕下一塊。皮膚不斷剝落，卻無法再生，留下無法修復(fù)的痕跡和渾身的疼痛。也就只能不斷貼上紗布，盡可能阻擋體液滲出。同時(shí)，他的肺部開始積水，呼吸變得困難。原本還能正常交談的大內(nèi)久只能插上了呼吸機(jī)。他無法再與家人進(jìn)行溝通。

因體液流出嚴(yán)重而不得不貼滿紗布

在病情不斷惡化中，終于迎來了一個(gè)好消息——妹妹的白細(xì)胞移植成功了。然而在一周之后，好不容易重燃的希望瞬間又被熄滅。血液開始病變，新置入的白細(xì)胞也逃脫不了染色體損壞的命運(yùn)。

看來受到的輻射不僅讓自身的細(xì)胞異常，還讓它們也獲得了傳遞放射性物質(zhì)的能力。于是它們讓外來的細(xì)胞也落得同樣的下場。這時(shí)候，前川醫(yī)生等人是徹底沒有了辦法。但是這種從來沒有過的珍貴人體受輻射實(shí)驗(yàn)深深地吸引著他們?nèi)ヌ骄俊Ｋ麄內(nèi)匀黄髨D從最新的研究成果中搜尋適用的手段。希望能讓肆虐的輻射傷害停下來。

但他們卻不知道成功移植已經(jīng)是整個(gè)救治過程中唯一的好消息了。而醫(yī)生能做的，只是用各種各樣的儀器維持著心電圖上那一條起伏的折線。以及使用大量的麻醉藥物來減少他受到的痛苦。

入院27天后，大內(nèi)久的腸道黏膜開始成片地脫落。對(duì)腸道的傷害導(dǎo)致了他出現(xiàn)嚴(yán)重腹瀉的病情。甚至一天就達(dá)到3升的排出量。接下來，腸道開始大量地出血。僅僅半天就需要給他進(jìn)行10多次的輸血。

腸道黏膜脫落

而且皮膚的病情也很快惡化，不斷滲出大量的體液。他每天通過皮膚和腸道就損失10升的水分。每天圍繞著他的，除了冰冷的機(jī)器以外，還有心里充滿同情的護(hù)士們。她們每天需要花費(fèi)幾乎半天的時(shí)間來對(duì)他進(jìn)行皮膚處理。眼前盡是腐爛的肌膚與不斷外滲的體液這番觸目驚心的畫面。

事故后8天（上）與26天（下）的右手對(duì)比圖

大量出血和大量輸血讓他的心臟面臨著很大的負(fù)擔(dān)。他必須保持劇烈的心跳才能保持血液快速補(bǔ)充。以至于頻率達(dá)到每分鐘120次以上，相當(dāng)于一名躺在病床上的運(yùn)動(dòng)員。然而，在第59天的早上，他的心跳突然停止了。

這可把整個(gè)醫(yī)療小組給嚇壞了。他們立即采取了應(yīng)急措施。在經(jīng)過一個(gè)小時(shí)的緊急救援后終于恢復(fù)了正常。但此后，他的大腦、腎臟等器官嚴(yán)重地?fù)p壞了。他這時(shí)已經(jīng)無法感知外界的呼應(yīng)，也無法做出回應(yīng)。

一周后，大內(nèi)久的血液再度出現(xiàn)異常。他體內(nèi)的免疫細(xì)胞擴(kuò)散開，并開始攻擊自身的細(xì)胞。原本匱乏的細(xì)胞在這種打擊下，數(shù)量衰減速度又加快了。而醫(yī)生對(duì)此也已經(jīng)手足無措。他們唯一能做的，也就只是不斷地通過輸血來補(bǔ)充血細(xì)胞。

眼看著病情惡化的趨勢(shì)顯著加快。然而并沒有對(duì)應(yīng)的醫(yī)療措施能夠力挽狂瀾。讓大內(nèi)久活下去的希冀如果僅靠機(jī)器維持來實(shí)現(xiàn)，似乎就沒有意義了。第81天，醫(yī)生與家屬商量決定，如果再次出現(xiàn)心跳停止的情況，就不再進(jìn)行搶救。第83天，在大內(nèi)久的妻子和兒子探病后，大內(nèi)久當(dāng)晚停止了呼吸。

歷經(jīng)83天的戰(zhàn)斗與煎熬，人們還是沒能把大內(nèi)久從核輻射的殘害中拯救出來。他在不斷惡化的病情中忍受著難以想象的折磨。生命最終還是在千禧年到來之前戛然而止。而另一位輻射相對(duì)較小的筱原理人，也在治療221天后死亡。這一場戰(zhàn)斗也讓人們知道了面臨核輻射時(shí)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也顯得如此無力。

但這對(duì)于醫(yī)學(xué)也是一次前所未有的經(jīng)驗(yàn)啟發(fā)。最終大內(nèi)久體內(nèi)在幾乎所有細(xì)胞都支零破碎，只有心肌細(xì)胞依然保持了纖維組織。對(duì)于心肌細(xì)胞為何可以免受放射性損害，也許是未來醫(yī)學(xué)需要研究突破的方向。

這起事件不僅對(duì)核輻射的醫(yī)護(hù)治療發(fā)起了一次挑戰(zhàn)，事故的起因也給核處理廠及相關(guān)工作人員敲響了一次警鐘。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生的直接誘因，其實(shí)和他們本人脫不了干系。

對(duì)事故死者悼念

工廠規(guī)定處理濃縮鈾時(shí)，鈾的質(zhì)量限制為2.4公斤。當(dāng)天兩人將2.4公斤的氧化鈾粉末與其他溶劑混合配制后，加入沉淀槽。但實(shí)際上，他們?cè)谇耙惶煲呀?jīng)倒入了一定量的硝酸鈾溶液。在他們倒入最后一批溶液時(shí)，沉淀槽中已經(jīng)有約16公斤的鈾。這個(gè)數(shù)值是規(guī)定值的7倍。這時(shí)明顯超過了臨界質(zhì)量，于是臨界事故也就發(fā)生了。

事后對(duì)事故的研究匯報(bào)

但，這全是兩位員工的錯(cuò)嗎？JCO工廠方也難辭其咎。大內(nèi)久和筱原理人都是剛調(diào)來這道工序的員工。兩人從來沒有接受過專門的操作培訓(xùn)。而領(lǐng)班也只有2~3周的這項(xiàng)工作經(jīng)驗(yàn)。種種偶然因素的相遇，最終釀造了這場事故的發(fā)生。

2003年，JCO的鈾轉(zhuǎn)化活動(dòng)完全停止。公司被罰款了100萬日元。相應(yīng)的負(fù)責(zé)人也都受到了刑事判刑。而日本因此通過了原子能防災(zāi)的相關(guān)法律，在全國建立了防災(zāi)基地。

人類利用核能的初衷是美好的。威力強(qiáng)大的核能也總能給民用與軍事上帶來便利的好處。但它也是無情的，倘若人類不能做好控制，它也將傷害到人類本身。像大內(nèi)久這樣為此犧牲的人不應(yīng)只淪為沉痛的回憶。而應(yīng)該讓人們重新反思如何在保持發(fā)展的同時(shí)，避免傷害。