貧鈾彈的科學原理

貧鈾可用作彈藥，穿透敵方坦克的厚鋼裝甲；可用作裝甲，保護部隊免受攻擊。在海灣戰爭以及後來的盟軍轟炸南斯拉夫和科索沃期間，貧鈾（DU）被譽為解決軍方大部分問題的新型銀彈。

然而，在盟軍行動結束後，數名義大利士兵被診斷出患有白血病。政治家和媒體很快將這種疾病與貧鈾的使用聯絡起來。他們進一步將其與海灣戰爭綜合症相提並論——很快，貧鈾就成了巴爾幹衝突的橙劑。

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儘管最近受到了關注，但貧鈾並非什麼新鮮事物。軍方自 20 世紀 70 年代以來就一直在對其進行實驗。軍方對這種重金屬的興趣是雙重的：首先，鈾的密度幾乎是鉛的兩倍，因此作為彈藥具有很強的穿透力。與密度稍高的鎢一樣，鈾可以穿透大多數重型裝甲。但鎢彈頭在撞擊時會變圓，而鈾彈殼則會在邊緣燒蝕。這種“自銳”效應有助於它們鑽入裝甲。

貧鈾的豐富性也對軍方具有吸引力。貧鈾是從天然礦石中分離鈾 235（鈾最具放射性且最有用的形式）的過程中產生的副產品（有關更多資訊，請參見側邊欄）。1998 年，美國能源部儲存了約 50 萬噸貧鈾。

貧鈾穿甲燃燒彈 (API) 彈藥主要有兩種形式。一種是從俗稱“坦克殺手”的 A-10 雷電攻擊機上發射的；另一種是從 M1 艾布拉姆斯坦克上發射的，M1 艾布拉姆斯坦克也用貧鈾裝甲加固。海灣戰爭期間使用了這兩種型別的 API 彈藥——總計 300 噸。但在盟軍在南斯拉夫的行動中只使用了 A-10 型。

根據北約秘書長羅伯遜勳爵的宣告，在科索沃為期 11 周的盟軍行動期間，使用了約 31,000 發貧鈾彈藥。每發 A-10 貧鈾彈藥包含一個 300 克的貧鈾穿透彈芯，這使得衝突期間投放的貧鈾總量略低於 10 噸。

放射性和毒性

現在的問題是，散落在巴爾幹半島廣大地區的這種金屬是否對士兵和平民構成健康威脅。“關於貧鈾，顯然有兩個問題，”哥倫比亞大學公共衛生學院的大衛·布倫納解釋說，“放射性問題和毒理學問題。” 事實上，貧鈾不僅因其放射性而具有潛在危險，而且還是一種強烈的毒素。“如果存在影響，在我看來，放射性影響將是兩者中較小的一個，”研究輻射生物效應的專家布倫納補充道。

事實上，與其他材料相比，鈾和貧鈾的放射性並不十分強烈（參見側邊欄）。後者實際上用於遮蔽核電站燃料棒的輻射。但這並不是說它們不會對健康產生一些有害影響。當鈾及其子產品衰變時，它們會釋放出 α、β 和 γ 射線——所有這些射線在人體內的行為都不同。γ 射線可以深入人體，但會逐漸釋放能量。因此，它對任何一個部位或器官的影響都很小。另一方面，α 射線和 β 射線更危險，因為它們的射程短，並且會在小範圍內釋放所有能量。

“所謂的 RBE，即相對生物有效性，α 粒子的 RBE 比 X 射線或 γ 射線高約 20 倍，”同樣來自哥倫比亞大學並研究輻射和癌症的湯姆·海伊說。布倫納同意 α 射線是最令人擔憂的，但他補充說，它的短射程在某些方面也使其危害性降低：“α 粒子必須到達敏感細胞才能具有任何相關性。它們在組織或水等物質中可以傳播的距離為幾十微米。” 換句話說，如果一個人從身體外部暴露於 α 射線——例如，站在一堆鈾旁邊——α 射線將無法穿透皮膚，如果它能到達皮膚的話。

因此，重要的不是所涉及的輻射量，而是有多少進入人體。描述輻射對組織影響的相關單位是西弗特 (Sv)，定義為在 1 公斤組織中釋放的能量。描述同一事物的另一個單位是雷姆（100 雷姆相當於 1 西弗特）。

在正常情況下，一個人每年會接觸到 1 到 3 毫西弗特（1 西弗特 = 1,000 毫西弗特）。如果您站在距離 1 公斤貧鈾約三英尺的地方一年——相當於約三發 A-10 炮彈——您每年將接觸到約 1 毫西弗特。但暴露的組織很可能是皮膚或脂肪——這兩者都不是布倫納上面提到的敏感細胞。事實上，要造成真正的損害，輻射必須到達骨髓等組織。

理論上，如果士兵在戰鬥中受傷，體內嵌入了鈾碎片，就可能發生這種情況。在沙漠風暴行動期間，約有 30 名士兵在他們的坦克被含有貧鈾的“友軍火力”擊中時受傷。事故發生後，幾名士兵的體內留下了貧鈾彈片。“那麼，也許貧鈾就在骨髓旁邊，例如，因此 α 粒子將有足夠的射程來損害血細胞，”布倫納說。士兵的健康狀況正在密切監測中，但到目前為止，沒有任何不良影響的證據。

攝入還是吸入？

當然，貧鈾還可以透過其他方式進入人體。當貧鈾彈擊中目標時，它們會部分燃燒，產生鈾塵顆粒或氣溶膠。與伊拉克南部不同，科索沃和南斯拉夫是農業區，一些觀察家擔心鈾塵顆粒可能會透過農作物進入食物鏈。

根據為聯合國和其他組織測試土壤樣本的獨立實驗室 AC-Laboratorium Spiez 的說法，在貧鈾爆炸後發現的貧鈾顆粒中，只有約 17% 容易溶解，因此可能進入食物。在這些顆粒中，只有 2% 到 5% 實際上透過消化系統進入血液，使其成為可以忽略不計的輻射源。“這將是最小的可能暴露源，”布倫納說。“因為，再說一遍，α 粒子會在某些物質內，在液體或其他物質內，並且沒有足夠的射程射出。”

除了攝入氣溶膠外，還可以吸入氣溶膠——這可能是一條更有害的途徑。“當您吸入這些顆粒時——例如，在氡氣的情況下，氡氣是鈾的衰變產物——這些顆粒會釋放出 α 射線，這可能會導致肺癌，”海伊說。氡氣與肺癌風險增加之間的相關性最初是在鈾礦工中發現的，他們吸入了大量氡氣。其中多達 75% 的人患上了肺癌。氡氣也會自然地從土壤中升起，尤其是在花崗岩濃度高的地區，例如紐約/新澤西地區。

“這取決於我們在這裡談論的 [暴露] 量是多少，”布倫納說。“我認為您可能從待在家裡獲得的暴露量會比幾乎任何可以想象的貧鈾暴露量都要大。” 同樣，他不認為暫時暴露於放射性氣溶膠會造成損害。“例如，如果您只是吸入氡氣，α 粒子就會存在於您肺部的空氣中，並且沒有射程到達任何重要的敏感細胞。”

重要的是暴露於氣溶膠的地點。“在室外環境中，例如在戰爭或其他情況下，濃度會非常低，”布倫納說。最壞的情況可能是被貧鈾彈擊中的坦克的乘員。根據 AC-Laboratorium Spiez 的一項研究，這些士兵可能會吸入多達 50 毫克的鈾氣溶膠。儘管如此，只有約 25% 的直徑小於 10 微米的顆粒會沉積在肺部。如上所述，只有一小部分顆粒容易溶解。其餘的將被納入肺部的粘液中，並在不到一小時內透過咳嗽或打噴嚏排出。

有毒的遺留物？

可以肯定的是，吸入或攝入鈾氣溶膠會給身體帶來一些額外的輻射，但真正的健康威脅可能與放射性無關。“鈾是一種影響腎臟的毒素，”毒理學家布魯斯·凱爾曼說。“一旦鈾進入生物體液，它主要會進入肝臟和腎臟。它會破壞腎臟中的小管，這些小管可以讓您過濾出尿液。”

凱爾曼說，很難說需要多少貧鈾才會使人生病，因為這取決於它的物理形態以及它是被吸入、攝入還是射入體內。“美國環保署 [環境保護署] 確定，最合適的口服劑量是使用兔子研究，該研究表明觀察到不良反應的最低水平為 2.8 毫克/千克/天”——即每天每公斤體重毫克。“為了讓您瞭解這一點，凱爾曼觀察到，“就汙染環境而言，我認為它並不比任何其他型別的軍用彈藥更髒，在其他型別的軍用彈藥中，鉛散佈在整個環境中，爆炸物中也有有毒成分殘留。”

因此，到目前為止，這種威脅似乎可以忽略不計，但仍有必要保持一定的謹慎。“輻射暴露與癌症發生之間通常存在已知的滯後期，如果癌症會發生的話，”布倫納說。“大約需要 20 年左右。因此，您不會期望現在從科索沃看到與輻射相關的癌症。這將與我們所知的所有關於輻射如何導致癌症的知識相悖。” 該規則有兩個例外：甲狀腺疾病和白血病。“輻射引起的白血病通常在最初五年內發生。”

事實上，關於科索沃的大部分爭議都集中在白血病上。在幾名曾在科索沃服役的北約士兵被診斷出患有白血病後，世界衛生組織調查了科索沃的白血病病例數量在過去幾年中是否有所增加。他們的結論是，白血病病例數量並沒有增加。但去年 11 月，聯合國環境規劃署跟進，派遣了一個專家組前往科索沃，在 11 個地點採集土壤和水樣。“在八個地點，該小組在貧鈾彈藥留下的洞穴處或周圍立即發現了略微高量的 β 射線，或者彈藥的碎片和殘餘物，”前芬蘭環境部長兼聯合國環境規劃署巴爾幹特遣隊隊長佩卡·哈維斯托在 1 月 11 日的一份宣告中說。

後來的分析得出結論，戰爭期間使用的一些貧鈾含有鈽和鈾 236 的痕跡——這兩種物質都不是天然存在的，而是在核裂變過程中產生的。這一發現使貧鈾的來源成為一個熱門的政治問題，並引起了額外的健康擔憂，因為這兩種物質的放射性都比普通貧鈾強得多。但事實證明，U236 的痕跡非常小，以至於它們沒有改變貧鈾的放射性；同樣，鈽的含量也從可以忽略不計的每公斤 0.8 貝克勒爾到 12.87 貝克勒爾不等。

儘管貧鈾可能不會構成直接威脅，但由於它既具有放射性又有毒性，因此有必要採取一些行動。聯合國環境規劃署執行主任克勞斯·特普費爾總結了巴爾幹特遣隊在 1999 年提出的建議：“應優先考慮尋找貧鈾碎片和嚴重汙染的表面。應採取措施安全儲存任何回收的受汙染材料。”