核能总是出现在新闻中，但是你对核裂变和核废料的处理了解多少呢?为了找到答案，裸体科学家安娜·莱西和戴夫·安塞尔参观了萨福克郡的Sizewell B电站，来自剑桥大学的演播室嘉宾伊恩·法南讨论了核废料的处理，以及为什么目前的方法可能不会像我们想象的那样长时间地抑制辐射。但临床放射学家Anant Krishnan解释说，放射在医学中起着至关重要的作用，包括让我们看到骨折和杀死肿瘤。在《厨房科学》节目中，安娜和戴夫继续探讨辐射拯救生命的方法，探索烟雾探测器的工作原理。
在这一集里
抗癌阿司匹林
不起眼的阿司匹林是一种神奇的药物。它不仅可以治疗疼痛，而且一些研究表明，它可能有助于预防某些类型的癌症，包括肠癌。现在，英国癌症研究中心已经开始了一项临床试验，以测试这种药物是否能预防食道癌——食道/食物管道的癌症。这种癌症在英国是有风险的，我们是欧洲发病率最高的国家之一。研究人员在英国各地招募了5000名患有巴雷特食道的男性和女性。这是一种胃酸反流回食道导致细胞改变身份，变得更像“胃”的疾病。患有巴雷特氏食道会增加你患食道癌的风险——事实上，患有这种疾病会使你患食道癌的可能性增加50倍，尽管只有大约百分之一的人患有这种疾病会患上癌症。这项名为ASPECT的临床试验将测试阿司匹林和一种名为埃索美拉唑的抗溃疡酸阻断药物的组合是否能预防巴雷特食管患者的癌症发展。他们认为它可能通过抑制酸的产生和长期的低水平炎症来起作用，而这些炎症被认为是导致癌症的原因。ASPECT团队正在寻找想要参加试验的人。 The best way to find out more is to ask your GP, call the Cancer Research UK nurse team on 0207 061 8355, or look at the charity's patient information website, which is
www.cancerhelp.org.uk
可以谈论的语言
科学家发现了一种拥有世界上最强大舌头的动物。它不是鲸鱼，大象，甚至不是牛，它是一种巨大的棕榈蝾螈，Bolitoglossa dofleini，生活在中美洲的森林地面上，它的舌头每公斤能产生18千瓦的冲击力。这是一种叫做Bufo alvarius的科罗拉多河蟾蜍的舌头头衔的现有持有者的两倍。南佛罗里达大学的斯蒂芬·德班用高速录像记录下了这种动物舌头的活动，但这些录像显示，它们舌头伸出的速度远远快于肌肉收缩的速度。为了弄清楚发生了什么，研究小组将电极连接到舌头上，并记录下肌肉细胞的放电模式。令人惊讶的是，他们发现舌头肌肉收缩的时间比肌肉细胞活动的时间长得多(超过100倍)。这表明舌头一定在储存能量。德班认为，缠绕在肌肉周围的胶原蛋白就像一条拉伸的橡皮筋。德班认为，当这些胶原蛋白纤维被释放出来后，就像弓弦射出的箭一样，会自动恢复。
气候变化地平线上乌云密布
如果你不能承受热量，你就会搬到阴凉处，对吧?但如果这意味着整个地球呢?这是爱荷华州立大学的研究人员柯蒂斯·斯特鲁克在全球范围内提出的策略，他建议，冷却过热的地球的一种方法是从月球上开采尘埃，并用它在太空中建造人工云层。斯特鲁克在《英国行星际学会杂志》上撰文指出，月球上的尘埃颗粒大小正好可以散射阳光。将粒子放置在月球轨道上的两个位置，将产生一对稳定的云，它们将每月从太阳前面经过一次，每月减少20小时的日照，有助于冷却地球。但并不是每个人都认为这是个好主意;一些批评人士担心，这些粒子可能会像镜子一样，在它们不在太阳正前方的时候，将更多的光反射到地球上。
核电站是如何工作的
与安娜·莱西、戴夫·安塞尔、科林·塔克和马特·伦恩合作
Kat -现在我们已经听说了你自己家里的辐射，但是产生放射性的东西:核反应呢?本周早些时候，我们将裸体科学家Anna Lacey和金宝搏app最新下载Dave Ansell送到萨福克郡的Sizewell B核电站，这是英国19个核反应堆之一，目前提供了英国约3%的电力需求。他们穿着坚固的防护装备，去了解电站内部的情况以及它是如何工作的。
安娜:我已经设法通过了安检，现在我已经穿上了蓝色工装裤，戴上了漂亮的安全帽。但在我参观核电站之前，第一个问题应该是:什么是核能?在Sizewell核电站的情况下，这都是一个裂变反应。要做到这一点，你必须把像铀这样的原子的原子核分成两半，把它分成两半会释放出大量的能量。但为了更深入地了解它是如何工作的，我请来了戴夫。戴夫，我们怎么把一个原子一分为二呢?
戴夫:顾名思义，核能就是原子核。原子核是由两种粒子组成的:一种是带正电的质子，它们会强烈地相互排斥;另一种是不带任何电荷的中子，它们就呆在那里。中子和质子在强核力的作用下在很短的距离内相互吸引。这就像胶水一样把相邻的细胞粘在一起。这意味着一个非常大的原子核，比如铀，它是你能找到的自然中最重的原子核，有92个质子相互排斥。这几乎克服了胶水的吸引力。你所要做的就是给它更多的能量，通过在中间扔一个慢中子，给它足够的能量，把它分成两个，打破胶水连接。一旦它被打破，就会有两半的原子核，它们会强烈地相互排斥。它们飞开，释放出巨大的能量。幸运的是，它还会释放出两到三个中子，这些中子会飞出去，撞击另一个铀原子，铀原子会分裂，释放出其他的铀原子。 This gives you a chain reaction and you can release an immense amount of energy.
安娜:好的，谢谢你，戴夫。现在我们已经知道了原子分裂背后的一些科学原理，让我们和每天都在研究这类东西的人谈谈。我和科林·塔克在一起他是物理学家和核安全工程师，我想他是对的，是科林，在赛兹韦尔。科林，我们在这里看到的到底是什么?
科林:你站在反应堆建筑的外面，那是一个巨大的白色圆顶，人们在萨福克郡的海岸上走来走去时看到的。它有72米高，这让人们认为我们可能在这里有一个大反应堆;我们还没有。反应堆只有四米宽，就埋在那栋楼的地下室里。
安娜:那么我们所说的Sizewell B会产生什么样的能量呢?
科林:在那个只有4米宽的反应堆里，我们产生了35亿瓦的热量。所以在这么小的体积里大约有100万个电热水壶。我们用这些热量来加热水，大约每秒20吨水。我们把它加热到300摄氏度以上。我们这么做是为了什么?然后我们可以用这些水在更低的压力下加热更多的水，产生蒸汽，大约每秒2吨蒸汽。它从白色的大楼穿过这里进入涡轮大厅在那里它以每分钟3000次的速度旋转我们的涡轮机。涡轮机的后端是发电机，这就是我们在这里的目的。核电站的存在是为了发电，这就是我们日复一日的工作。
安娜:听起来太棒了。我们能去看看吗?
科林:我们当然可以去看看涡轮大厅。
安娜:我们现在在涡轮大厅，你可能也听到了，这里非常嘈杂。我们有一个巨大的开放式建筑，边缘有很多金属地板，我就站在其中一个地板上。中间是一系列的涡轮机，这就是科林说的。蒸汽进入这里，带动涡轮机发电。但是我们不能在这里说话，所以我们现在要出去把耳塞拿出来……好了，科林，我们现在在涡轮大厅外面因为太吵了，不能在里面跟你说话。这和燃煤电厂有什么不同呢?有区别吗?
科林:这和燃煤电厂没什么区别。蒸汽条件有一点不同，涡轮机的一些部件也有一点不同，但是如果你走进像德拉克斯这样的燃煤发电站，你会看到一排涡轮机，就像这样。
安娜:所以唯一的区别是你在开始的时候投入了什么。是煤还是铀?
科林:当然。我们只是用铀作为热源。这就是它存在的全部意义。
安娜:所以你一直都在泵入铀燃料吗?可以这么说，你是不是总是要不断地给涡轮机加气?
Colin:不，我们每18个月用新燃料替换大约三分之一的燃料。所以我们在Sizewell B连续运行了16个半月全天24小时全功率运行。最后我们关闭了它，做了很多维护，测试和检查，我们更换了大约三分之一的燃料。
安娜:那么我想下一个问题是我们将如何处理所有的废物，这是一个很多人非常非常关心的问题。我们请来了另一个人，马特·伦恩。马特，你能告诉我，你在赛兹维尔做什么吗?
马特:我的工作是就电离辐射使用的安全性向管理层提出建议，同时也就环境保护提出建议。
安娜:听起来你就是我们需要的人，来确保我们的安全。我想我们现在要出发了，看看废物会发生什么，它们都去了哪里。
马特-我们现在在乏燃料建筑里，就在反应堆建筑旁边，你在这里看到的是一个很深的水池，大约有一个五人足球场那么大。大约有14米深，在那个池子里我们有用过的燃料。
安娜:你刚才提到了乏燃料。什么是乏燃料?
马特:乏燃料基本上是一个燃料组件，我们已经燃烧了一定比例的燃料。然而，我们不能燃烧剩下的，因为裂变产物毒物的积累。在裂变过程中，铀分裂成大约两半，它们被称为裂变产物。然而，这些裂变产物实际上比铀本身更容易吸收中子，因此，核反应就会消失。实际上，96%的实际可用燃料实际上是未燃烧的。
安娜:好吧，我们剩下的燃料都在一个大水池里。你们为什么要把放射性废料储存在水下?
马特:燃料内部的裂变产物会释放出强烈的辐射，而水是一个很好的屏障，它很便宜，也有冷却效果。
安娜:那么水是如何保护你免受辐射的呢?
基本上伽马射线只是被水分子反射，最终在水中消散能量。
安娜:那之后你打算怎么处理它?
马特:不像以前的电站，我们的乏燃料被设计成储存在水下，我们可以把它储存在这里，直到电站的使用寿命结束，这就是目前的策略。长期处理它的选择要么像我们在塞拉菲尔德做的那样再处理，要么把燃料埋在地下深处的桶里。不幸的是，英国目前还没有一个乏燃料的最终储存库。因此，我们将继续将其储存在水下或最终储存在地面上的特殊桶中。
安娜:我们的核电站之旅已经结束了。非常感谢Matt和Colin带我们参观并带我们通过安检。但是科林，最后，我们现在站在国家电网大楼旁边，这是所有来自发电站的电力供应给我们家庭的地方。你认为核能在将来会对我们的电力需求做出很大的贡献吗?
科林:当然。目前，我们生产的电力约占英国总用电量的20%。就我们大规模生产的产品而言，我们是一个非常非常低的碳排放国。当这些发电站老化时，我们该怎么办?我们要用别的东西来代替它们。如此大规模地用可再生能源取代它们将会破坏景观。我们需要一些可再生能源和核能。这是一个非常令人兴奋的行业，因为现在每个人都在认真地重新审视新的构建，我相信在几年的时间里，我们会看到更多这样的构建。
储存核废料
伊恩·法尔南
Chris -我们刚才说的是Sizewell。这不是一个非常大的反应堆:4米乘4米。听起来很小，但他们说有大量的放射性废物。多少钱?伊恩:我不太确定Sizewell有多少。事实上，赛兹韦尔产生的所有核废料目前都在那里，所以英国目前并没有处理这些废料。
克里斯:我们现在有多少存货?我们之前听说这个国家有19个正常运行的发电站，其中一些已经关闭。
Ian -我们大部分的废物，体积为47万立方米。从这个角度来看，只有百分之几的放射性物质在那里，我认为98%或99%的放射性物质在一个小得多的体积里，那就是我们所说的高水平废物。这是非常非常危险的东西。
克里斯-有多危险，为什么?
伊恩-它会发射β和γ射线。它非常有害，你不能接近它。冷却需要很多年，所以在Sizewell的Anna将会看到乏燃料池。当燃料棒从核反应堆中取出时，它们会被放置在水下，长时间冷却。其他的反应堆把燃料棒放在那里大概10到15年，然后把它们拉出来，放进干桶里。但是你需要一段时间才能把它们储存在水里。
克里斯-但是储存它们:我们要储存多久才能再次被认为是安全的?
伊恩:在英国，我们已经把很多核燃料棒进行了再处理。在这个过程中，你把废物分成两种主要类型。你有所谓的裂变产物，是重元素的一半，或者是分裂的两半，然后你得到剩下的铀，也就是贫铀，和钚，是在核反应堆中产生的。所以你有这两个部分。裂变产物本身在300年内是危险的，所以主要元素的半衰期大约是30年，所以10个半衰期是300年。还有其他一些有问题的元素;Technicium是一种我们会听到的有医学用途的物质但它确实存在并且存在了很长时间。
但是我们谈论的一些废物我们说需要10个半衰期才能安全，也就是30万年。
不，30万年应该是钚239之类的东西。
克里斯-我们正在生产这些东西。
是的，有两种类型的废物，一种是我们称之为裂变产物的废物，在英国，我们从裂变产物中分离出钚和铀，所以在300年后，裂变产物是没问题的。钚和铀的时间尺度要长得多。
克里斯:所以目前我们有相当数量的物质，它们的放射性可以持续三分之一万年。
伊恩:没错。
克里斯-我们怎么存储?
伊恩:7月份，一个叫做CoRWM的政府委员会报告说，我们应该建立一个所谓的地质储存库。他们说的是我们应该挖一个200到1000米深的洞。它会有点像一个矿井，所以竖井会向下，然后你会在周围的岩石上挖出一些洞，然后你会放置材料罐。
克里斯-所以这意味着你把一些东西放进桶里然后埋了吗?
伊恩-不。裂变产物本身用一些氧化物处理，加热，形成玻璃。然后把它们倒进罐子里，非常坚固的罐子，然后储存在塞拉菲尔德的再处理现场。
克里斯-那东西能稳定三分之一万年吗?
伊恩:这些东西不需要在三分之一万年里保持稳定，因为它只包含裂变产物。
克里斯-但我说的是那些需要储存三分之一万年的东西，伊恩。
伊恩:所以这些材料被储存在塞拉菲尔德，我们还没有决定怎么处理它们。我们已经决定了怎么处理5%其中的5%和100吨钚被搁置起来，作为未来的核材料。这真的取决于，克里斯，取决于我们是否建造新的核电站，以及这些核电站是否会被许可燃烧我们所说的混合氧化物燃料:铀和钚。贫铀，然后裂变材料是钚。
Chris -但是我想让Ian知道的是我们如何找到一种安全的方法来储存这些半衰期如此之长的东西，这些东西需要在地下很长时间才能平静下来?
伊恩:嗯，我们想要做的是开发一些以矿物为基础的陶瓷，和制造玻璃的方法类似，我们把氧化物混合在一起，制造出类似矿物的东西。地球上有一些矿物已经被证明在某些情况下含有铀和钍数十亿年了，所以这些就是我们想要使用的材料的模型。所以我们希望在储存之前把这些寿命很长的同位素分离成一种矿物，希望这种矿物足够耐用，不会衰变，也不会被内部发生的放射性衰变破坏。
克里斯:是真的吗?不是吗?
伊恩:我们还没有发现一个能持续30万年的。
克里斯-持续多久?
伊恩:嗯，我们最近看到的这个特殊案例持续了大约1400年。
克里斯-所以这只是你需要的一小部分。所以现在你说的是，我们有高水平的废物，我们实际上没有什么可以做的，这将是一个安全的长期前景。
伊恩:这是一个信心的问题。我们知道这种材料会因为自身的内部辐射而降解。这种无定形物质是否会被水溶解还不是很清楚。
克里斯:为什么它会被损坏?为什么它会随着时间的推移而分崩离析?
伊恩:实际情况是，像钚这样的重核会释放出α粒子，然后重核会反冲，有点像刚发射炮弹的榴弹炮。它会撞到所有其他的原子，把它们撞得到处都是，基本上你不再有一个很好的描述，很耐用的材料，在那一点上，因为原子都处于非常高的能量位置。他们都离开了原来的位置，因此更容易受到水的攻击。
所以现在的挑战是找到稳定的工作。我们从沃特福德的基思那里得到了一个建议，他说核废料可以用玻璃包裹起来，然后发射到太空。有没有其他方法可以合理地处理核废料而不把它放在地球上的某个地方?
克里斯-是的，切姆斯福德的大卫说我们为什么不把它扔到月球上呢?
伊恩:我认为放射性废物管理委员会去年7月发布的报告确实考虑过很快把东西送入太空;将它们射向太阳是另一种选择。向NASA提出了可行性要求，我认为他们只能保证，35次发射中有1次不会爆炸，所以这样做太危险了。
Chris -就污染程度而言，这与切尔诺贝利核电站的情况很相似。
伊恩:你会把它送到平流层，然后它会传播到世界各地。
凯特-听起来太可怕了。因此，迫切需要更多的研究。
伊恩:我认为正在进行的研究是真正研究我们放入这些东西的材料。我们实际上把这些东西制成另一种材料这种材料相对于水来说是非常非常耐用的。主要的问题是，如果你把这些东西深埋在地下，问题是这些材料是否会接触到水。如果它接触到水，这是放射性同位素泄漏的唯一途径。所以这可以由放置地点的地质情况来控制，也可以由材料本身来控制。显然，你需要这两者的结合，但你首先能把材料做得越好，你在处理过程中就越确定。
克里斯:美国的情况怎么样，因为他们在深埋方面投入了很多钱。
伊恩:没错。他们在内华达州拉斯维加斯以西90英里处有一个储存库。除了内华达州外，美国所有州都同意将核废料送往那里。目前，我认为有一项法律挑战阻碍了该项目的推进。他们将有许多来自其核武器计划和商业核能发电计划的核废料，这些废料将被运送到尤卡山，并储存在我前面描述的那种贮存库中。
Kat -我去年为物理研究所写了一篇博客，研究了核能和类似的问题。似乎确实有很多关于建造核电站的正确方式以及它的环保程度的讨论，但似乎没有人解决如何处理废物的问题。
伊恩:如果你问在该领域工作的大多数科学家，我们有一种直觉，那就是它可能没问题，但这还不够好。
辐射在医学中的应用
剑桥阿登布鲁克斯医院的Anant Krishnan医生
克里斯:现在我们来谈谈放射学。Anant Krishnan在剑桥阿登布鲁克斯医院报道。现在你是一名放射科医生，这意味着你将辐射用于医疗目的。这对医生的生活一定有很大的影响。
蚂蚁:当然。它有助于疾病的诊断和治疗，并彻底改变了人们的生活方式。现在情况只会越来越好。
克里斯- x光有点危险，不是吗?
Anant -你可能会这么想，但这是关于负责任地使用它。如果我能正确地看待它，如果你做了胸部x光检查，一生中患致命癌症的风险比被闪电杀死的风险还小。
克里斯:但是你能给我一些数字吗，我通过做胸部x光检查得到了多少额外的辐射，因为人们说这相当于在太阳下晒了三天之类的。
蚂蚁-它受到了大约十天的背景辐射。
克里斯-但那只是简单的胸部x光片。如果你要做更复杂的手术，比如腹部x光或CT扫描呢?
CT扫描确实会产生更多的辐射，但你必须权衡利弊。如果我用之前的类比的话，做腹部CT的人一生中患致命癌症的风险与死于工作事故的风险相同。
克里斯- x射线到底是怎么工作的?当我们找到一个人，给他们的内部器官成像时，这到底是如何工作的?
首先，我们通过加速金属靶上的电子来产生x射线，这种相互作用释放出x射线，然后我们可以把它对准我们想要成像的身体部位。
克里斯:因为x射线是光的一种形式，不是吗?只是波长较短。
Anant -它是电磁频谱的一部分，所以它是频谱的不同部分。我们要做的是把它对准身体，它可以做两件事之一:它可以穿过软组织或骨骼，也可以与软组织或骨骼相互作用。这是通过x射线我们可以在x光片上检测到的，所以我们对体内发生的事情有了一个阴影。
克里斯:所以身体的某些部位比其他部位更容易吸收x射线，这就是给你图像的原因?
蚂蚁-更重的原子倾向于吸收更多的x射线，所以骨头显然。
克里斯:钙。
蚂蚁:是的。
克里斯:那么当你想做更复杂的事情的时候呢?因为很明显，x射线只是直接穿过一个人。如果你想用CT建立一个三维图像呢?这是怎么做到的呢?
阿南特:嗯，这是用同样的东西，除了你从不同的角度发射x射线。然后被电脑接收，这样你就得到了一个3D重建。但是每个人都在谈论x光和CT，而放射学也使用非电离辐射，所以超声波和MRI。所以这些都是更安全的辐射形式。
凯特:有些人建议你应该每年做一次全身CT扫描，美国的一些人就是这么做的。这是个好主意吗?
阿南特-我不这么认为，因为再一次，你是在给某人辐射剂量，这不是没有风险的，今天已经很清楚了。所以我们必须看看做测试的好处是否超过了得到某种东西作为副作用的风险。
一个女人会有一只眼睛是色盲吗?
答案是你的女儿和所有女人一样，都是马赛克。我并不是说所有的女人都是小块的陶器，但是因为我们女人有两条x染色体，在每个细胞中都有一条被关闭。在健康人身上，这是一个完全随机的过程。色盲是由一条x染色体上有缺陷的基因引起的，如果你是男性，那么你就没有相应的平衡(即:另一条“无缺陷”的x染色体)。如果你是女性，你的x染色体中有一条有问题，你可能会在一些细胞中打开它，在另一些细胞中关闭它。事实上，这是一种混合物，意味着健康的细胞会弥补这一点，所以你不会只有一只眼睛是色盲。有些细胞会有色盲问题，但会有足够的健康细胞来弥补。
你睡觉时为什么抽搐?
这被称为睡眠抽搐，我们认为发生这种情况的原因是当你入睡时，你的身体完全瘫痪了。我们认为，这样做的原因是，你不想把你的梦表演出来，否则会变得很糟糕!你一定做过这样的梦，有人在追你，你有一种穿过糖浆的可怕感觉。那是因为你在睡梦中真的瘫痪了。然而，瘫痪的过程偶尔会引起这些有趣的抽搐。人们在猫身上做过实验，他们暂时关闭了大脑中导致你在睡眠中瘫痪的部分。结果是，你让猫到处蹦蹦跳跳，把这些梦表演出来。
为什么挡风玻璃会结霜?
我们收到了一些关于这个问题的答案。感谢大家的意见!
丹在新泽西-我认为这是因为随着时间的推移，当你开车的时候，你的前挡风玻璃会被灰尘、水和石头打坑。这可以作为冰的成核点，促进冰的形成。比尔在加拿大——我想这可能是由于赛车前部的湿气和后部更大的空气循环造成的，这使得前部的温度和湿气差异更大。这可能会使它更容易冻结。德国的Thomas Coop——前挡风玻璃上更容易结冰，因为它比侧窗冷却得更快，温度也更低。霜冻通常是在晴朗平静的夜晚形成的，在这种情况下，树木、地面和许多其他物体的冷却主要是通过一种被称为辐射冷却的过程。也就是说，它们以红外辐射的形式发射能量。汽车的前窗和侧窗也是如此，但侧窗冷却得更慢，因为它们几乎是垂直的。这使它们能够吸收树木和房屋释放的一些辐射，从而使它们冷却得更慢。相比之下，前挡风玻璃指向晴朗寒冷的天空，因此从其他物体接收到的辐射很少，冷却得更快。 Since they cool more quickly, they are colder and frost is more likely to form on them.
在核磁共振成像中你能看到的最小的东西是什么?
磁共振成像的分辨率以毫米为单位。显然，如果你想用CT进一步检查，你可以，但需要更大的辐射剂量。
放射治疗如何治疗癌症?
放疗有三种方法:一种是x射线束放疗，将x射线射向目标。另一种方法是近距离放射治疗，将放射源放入肿瘤中，第三种方法是注射放射性物质，如放射性碘，用于治疗甲状腺癌。它摧毁癌症的原因是由于放射性与细胞相互作用并导致DNA损伤的方式。具体来说，我们使用的是电离辐射，因为与细胞的相互作用会释放电子，留下被电离的细胞。通常，当x射线或伽马射线与人体相互作用时，它们实际上是与水相互作用，而水可以形成自由基。自由基可以通过破坏DNA对细胞造成损害。
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