物理学家解析科幻剧中的科学原理和核辐射的可怕现实

2077年10月23日，世界在一系列放射性爆​​炸中终结——至少在“辐射”的世界中是这样，这是一个后世界末日的视频游戏系列，现已被改编成亚马逊PrimeVideo上的热门电视节目。

随之而来的后果创造了一个后世界末日的美国，那里充满了变异的怪物、被称为食尸的受辐射人类和陷入其中的拼字游戏幸存者。这是经典原子时代科幻小说的素材，《辐射》的复古未来主义版本的美国就是从这种通俗故事中汲取灵感的。

但东北大学马修斯杰出物理学教授普兰·纳斯表示，这个科幻故事中的科学成分比你想象的要多。

在《辐射》的开头，洛杉矶遭到一系列核弹袭击。尽管故事发生在一个明显虚构的《爱乐之城》中——远处的机器人和闪闪发光的未来派摩天大楼都是明显的泄露信息——但核爆炸本身却惊人地真实。

内斯说，当核装置被投下时，会经历三个阶段。

“当核爆炸发生时，由于连锁反应，在很短的时间内，会释放出大量的能量和辐射，”内斯说。“首先，会发生巨大的闪光，这是产生伽马射线的核反应。如果你接触到它，例如广岛的人们基本上会被蒸发，留下阴影。”

根据人员距离爆炸的距离，即使是受到部分保护的人，身体也会迅速升温至50摄氏度(122华氏度)，造成严重烧伤。《辐射》中食尸被烫伤的皮肤并非完全闻所未闻(尽管它们长达数百年的寿命有点延长了)。

第二阶段是冲击波和热流——内斯称之为“火球”。《辐射》第一个场景中的冲击波从爆炸中迅速蔓延开来，但内斯表示，这种情况可能会发生得更快，也不会那么像。它的飞行速度约为音速，约为每小时760英里。

冲击波还具有巨大的压力，“如此巨大……以至于可以摧毁混凝土建筑物。”随后出现的“火球”将用强烈的热浪烧毁爆炸区域的所有建筑物。

“爆炸区域被定义为冲击波和火球最强烈的区域，”内斯说。“对于广岛来说，这个距离在1到2英里之间。基本上，爆炸区域内的一切都被摧毁了。”

图片来源：PrimeVideo

核爆炸的第三阶段是放射性尘埃，它比爆炸和冲击波持续时间更长，影响范围更广。核爆炸会产生蘑菇云，其高度可达10英里，直达大气层。在风的作用下，云团将放射性物质传播到爆炸区域之外很远的地方。

“在核爆炸中，会产生多达100种不同的放射性元素，”内斯说。“这些放射性元素的寿命可能只有几秒钟，也可能长达数百万年。……它会造成污染、对身体造成损害，并在较长时间内造成伤害，导致癌症和白血病等。”

《辐射》世界的一个关键部分是避难所，这是一个有小镇大小的巨大地下掩体，当世界末日时，最幸运的人可以撤退到里面。这些避难所比大多数现实世界的放射性尘埃避难所高出几步，但内斯说，如果你想免受核武器释放的辐射，特别是可以穿透几英尺混凝土的伽马射线的伤害，那么这种保护是必要的。

内斯说：“如果你距离较远，并且呆在混凝土内部和后面，那么你既可以避免核爆炸的最初闪光，也可以承受随之而来的冲击波和热浪，因此生存能力会变得更大。”

但是那些在后世界末日荒原上徘徊的放射性变种人又如何呢?

《辐射》中巨大、可怕的突变火蜥蜴和巨型蟑螂似乎只是科幻小说中的虚构。但内斯说，这是有现实基础的。

“[辐射]会发生各种异常，”内斯说。“它们也可能是遗传性的。辐射可以在动物和人类中产生类似于自发突变的突变。例如，在切尔诺贝利，他们发现了突变的动物。”

在切尔诺贝利禁区，野狗的基因发生了根本性的改变。科学家推测，切尔诺贝利附近的狼可能已经对辐射具有更强的抵抗力，这可能使它们“具有抗癌能力”，或者至少较少受到癌症的影响。青蛙已经适应了体内含有更多的黑色素(一种抵御辐射的形式)，从而使它们变黑。

《辐射》讲述了核战争的可怕现实，并编织了一个黑色喜剧科幻故事，但内斯表示，重要的是要记住这些现实世界力量的破坏力有多大。

据估计，美国投下的原子弹造成广岛多达146,000人和长崎80,000人死亡。当今的核武器威力强大得多，以至于人们对这些武器可能造成的影响知之甚少。内斯说，其后果甚至可能加剧全球变暖。

“热核战争将是一个全球性问题，”内斯说。

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