經過數月的爭(zheng) 議後,《自然》雜誌終於(yu) 在線刊登了美國病毒學教授河岡(gang) 義(yi) 裕的論文。該論文指出,盡管自然條件下的H5N1型禽流感病毒並不具備在哺乳動物中進行傳(chuan) 播的能力,但如果在實驗室裏對其進行基因改造,所獲變異病毒或具備在人類中進行傳(chuan) 播的能力。
研究H5N1禽流感病毒在科學界引起了廣泛的喧嘩與(yu) 騷動,但這隻是唯一一個(ge) 可能引發這種爭(zheng) 議的研究嗎?其實,這種利弊之間的權衡廣泛存在於(yu) 很多研究之中:有些研究可能會(hui) 對全球安全造成影響;而另外一些研究則會(hui) 陷入倫(lun) 理道德的漩渦中。激光同位素分離技術就是其中之一。
激光同位素分離是天使還是魔鬼?
一項能快速且有效地將核電站和核醫學領域內(nei) 使用的放射性同位素分離開來的技術是很多物理學家們(men) 孜孜以求的“聖杯”。但是,同位素分離技術也是製造核武器的關(guan) 鍵技術,因而也麵臨(lin) 著被不法分子濫用於(yu) 非法製造武器的風險。
天然鈾礦石內(nei) 大部分是鈾-238,但是其無法維持產(chan) 生爆炸所需要的失控連鎖反應。另外,容易裂變的鈾-235在鈾礦石內(nei) 的含量僅(jin) 為(wei) 0.7%。當鈾-235的比例達到3%至5%時,才能為(wei) 核反應堆製造燃料。而要製造出一枚炸彈,鈾-235的含量必須要超過90%才行。因為(wei) 不同同位素的化學性質基本上一樣,將兩(liang) 種同位素分離開來一直是大規模研製核武器的主要壁壘之一。目前最先進的技術是讓數千個(ge) 離心機串聯在一起,但這一方法會(hui) 占用很多空間,耗費很多電力和時間,也需要精密加工的零件。
激光器或許更有效。不同鈾核質量的細微差別會(hui) 改變其電子殼層的能級。經過精確調諧的激光器能激發出同想要的同位素有關(guan) 的能級,而且,與(yu) 其他技術結合在一起,可將鈾-235從(cong) 其他元素中挑選出來。這項研究能快速且秘密地進行。早在2004年,韓國科學家們(men) 就已使用激光器,在幾周內(nei) 將少量鈾-235豐(feng) 富到接近武器的純度。這項研究一直沒有被發現,直到研究進行了幾年後才被國際核查機構知悉。
現在,隨著便宜且能被很好調諧的激光器的問世,對全球的物理學家們(men) 來說,激光同位素分離變得更加容易。比如,美國德克薩斯大學奧斯汀分校的馬克•雷曾正研究使用激光器分離出在醫學領域非常重要的同位素,比如鈣-48、鎳-64等,鈣-48主要用於(yu) 骨病症的診斷中;鎳-64則是一種極富潛力的癌症治療試劑。雷曾表示,全球都急需醫學同位素,“人們(men) 的生活將依靠發現新的同位素來源。”
雷曾的技術非常簡單易懂:精確調諧的激光器將所需要的同位素內(nei) 的電子推到更高能的狀態,以暫時改變原子的磁矩。從(cong) 這個(ge) 意義(yi) 上來說,所有需要被挑選出來的同位素都擁有大而穩定的磁矩。
雷曾表示,他也非常清楚,整天與(yu) 激光器和各種同位素打交道可能會(hui) 給他的身體(ti) 健康帶來不少隱患。但他認為(wei) ,這種可能性微乎其微,因為(wei) 他們(men) 的技術非常安全。
不過,也有人認為(wei) ,從(cong) 事和激光器打交道的工作還是小心為(wei) 妙。美國華盛頓特區喬(qiao) 治敦大學公共科學興(xing) 趣項目的聯合負責人弗朗西斯·斯雷克就指出:“我認為(wei) 與(yu) 激光器打交道的風險很高。”斯雷克曾經公開反對用激光同位素分離方法製造核燃料的商業(ye) 化,他希望科學家們(men) 對此進行更公開而嚴(yan) 苛的討論,因為(wei) 很多從(cong) 事原子和分子光學研究的物理學家們(men) 與(yu) 雷曾的觀點一致。他說:“我認為(wei) 應該暫時停止此類研究,而且需要對其進行深刻的反思。”
物理學可以造福人類社會(hui) ,這一想法讓雷曾激動不已,他也在繼續他的研究。他說:“不能因為(wei) 存在風險就停止研究,如果你不做,總會(hui) 有其他人做。”他的第一個(ge) 與(yu) 鋰等光原子有關(guan) 的研究結論將於(yu) 幾個(ge) 月後出爐。
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