核爆之後，水分子本身是否會帶有輻射性？

1樓：尼奧亞特蘭蒂斯

下面的回答考慮的場景，首先是純水，然後是這些水被核爆過程中的輻射照射過。

導致水發生核反應的原因，主要是核爆後的高能中子流對水的照射。常見的水是一種很好的慢化劑，可以將高能中子很快慢化成熱中子。熱中子和高能中子都會引發不同的核反應，其中一些，會導致水中的不同核素變成其他的核素。

這種新產生的核素可能是不穩定的，如果衰變，就導致了水中的放射性。

水是由氫氧兩種元素構成的。天然的氫元素，絕大多數都是氕，少部分是氘（大概萬分之一的級別）。二者的區別在於原子核的構成，即雖然都帶有乙個質子，但氘比氕多了乙個中子；天然的氧元素，99.

76%是8質子8中子的氧-16，0.2%是8質子10中子的氧-18，餘下為氧-17。

上圖來自 http://atom.kaeri.

re.kr/nuchart/ ，可以查到已知各種核素的諸多資訊。橫軸N是原子核中的中子個數，縱軸Z是原子核中的質子個數。

黑色標記的核素，是穩定的，自身不發生衰變，也就不具有放射性。其他顏色的則會發生各種衰變，具有放射性。

查閱氧（O）一行的O16, O17, O18，發現每個核素橫向移動的話，只有O18會變成一種有放射性的同位素O19。O19的半衰期是26.5秒，全部為β-衰變，即原子核中的乙個中子，放出乙個電子，自身變成質子。

該核反應導致的結果是Z+1而N-1，即往左上方向移動一格。O19的左上角是F19（氟-19），它是黑色標記，是穩定的，衰變到此就會停止。所以結論是，熱中子會引發水中的氧產生放射性，這種放射性來自β-衰變。

這種衰變的半衰期是26.5秒，即不到半分鐘輻射強度就會減半，在5分鐘後就會降低到原來的千分之一。

然後我們考慮高速中子對氧元素的作用。答主想到的是(n,p)反應，即射入原子核的中子打出乙個質子。因為進來乙個中子，出去乙個質子，所以是N+1而Z-1，就是往右下方向移動一格。

O16、O17、O18右下分別對應氮（N）的三種不穩定同位素N16、N17、N18，這三種都具有放射性。依次考察發現，N16-18都會發生β-衰變，在放出電子後向左上移動一格（見上一段）。這樣就又變回了原來的核素。

該類輻射的半衰期更短，只有幾秒。

最後考慮中子對氫元素的作用。這裡主要是(n,g)反應：氕獲得乙個熱中子，會變成氘。

氘獲得乙個熱中子，會變成氚。後者具有放射性，而且半衰期很長（12年）。氘雖然在自然中只有萬分之一的豐度，但考慮到原子的繁多，這一比例並不低。

故在核電站的冷卻水中，來自氚的放射性，是很顯著的。（但如 @東瓜的作用量所提到的，氘的熱中子俘獲截面還是比較低的。——但至於具體在一場核爆中會有多少氘變成氚，我認為很難說，未必可以忽略）。

整理上述分析，答主認為，核爆之後，水會具有放射性。在短期比如幾分鐘到幾小時內，放射性會有明顯的衰減（來自氧元素），但剩餘的放射性，將會持續很長很長時間。

2樓：

應該不會。

查一下維基百科可以知道所有氧同位素，要麼就穩定，要麼半衰期很短（都小於3分鐘），不用考慮。

氫同位素中，H3半衰期12年，但是氫同位素的輻射捕獲截面很小啊（從iaea的資料庫就可以查Evaluated Nuclear Data File），生成的H3也忽略不計了。