Human Bone enthüllt, wie viel Strahlung Hiroshima Bomb veröffentlicht - und es ist erstaunlich

Diese Geschichte wurde am 1. Mai um 10:48 Uhr EDT aktualisiert.

Am 6. August 1945 wurde in Hiroshima, Japan, eine Atombombe mit dem Spitznamen "Little Boy" abgeworfen, die zu einer nuklearen Explosion führte, bei der sofort 45.000 Menschen ums Leben kamen. Jetzt hilft der Kieferknochen eines dieser Opfer - der einer Person gehört, die weniger als eine Meile vom Hypokenter der Bombe entfernt war - Forschern dabei, zu bestimmen, wie viel Strahlung von den Knochen der Opfer absorbiert wurde, findet eine neue Studie.

Die Menge ist atemberaubend: Analysen zeigen, dass die Strahlendosis des Kieferknochens etwa 9,46 Gray (Gy) betrug. Eine Gy ist die Absorption von 1 Joule Strahlungsenergie pro Kilogramm Materie, in diesem Fall Knochen. [5 Alltägliche Dinge, die radioaktiv sind]

"Etwa die Hälfte dieser Dosis, oder 5 Gy, ist tödlich, wenn der ganze Körper dem ausgesetzt ist", sagte Co-Forscher Oswaldo Baffa, Professor an der Fakultät für Philosophie und Wissenschaft der Universität von São Paulo in Ribeirão Preto Erklärung.

Frühere Studien haben andere Aspekte der katastrophalen Auswirkungen der Bombe gemessen, darunter die Strahlenbelastung, der die Opfer durch nuklearen Fallout (radioaktiver Staub) ausgesetzt waren und wie sich der Fallout auf die menschliche DNA und Gesundheit auswirkt, so die Forscher.

Dies ist jedoch die erste Studie, die den Knochen eines Opfers als Dosimeter verwendet - ein Werkzeug, mit dem Wissenschaftler eine absorbierte Dosis ionisierender Strahlung messen können, so die Forscher. Darüber hinaus sei die von den Wissenschaftlern verwendete Technik - die so genannte Elektronenspinresonanz (ESR) - eine präzise Methode, mit der sich die Strahlendosis bei zukünftigen kerntechnischen Ereignissen messen lasse, so die Forscher.

"Derzeit gibt es aufgrund der Gefahr von Terroranschlägen in Ländern wie den Vereinigten Staaten erneut Interesse an dieser Methode", sagte Baffa. Techniken wie diese "können helfen, zu identifizieren, wer radioaktiven Fallout ausgesetzt war und Behandlung benötigt" im Falle eines nuklearen Angriffs, fügte er hinzu.

Jahrzehnte lange Forschung

Das neue Ergebnis ist Jahrzehnte in der Entstehung. In den siebziger Jahren entdeckte der leitende Forscher Sérgio Mascarenhas, der damals Physiker am São Carlos Physics Institute der Universität von São Paulo war, dass Röntgenstrahlen und Gammastrahlen die menschlichen Knochen leicht magnetisch machen, heißt es in der Erklärung.

Dieses Phänomen - Paramagnetismus genannt - geschieht, weil der Knochen ein Mineral namens Hydroxylapatit enthält. Wenn Knochen bestrahlt wird, produziert er CO2 - das zeigt sich im Hydroxylapatit. Die resultierenden freien Radikale können dann als Marker für die Strahlungsdosis in Knochen verwendet werden.

Zuerst dachte Mascaren, er würde diese Technik benutzen, um alte Knochen für Archäologen zu datieren. Seine Forschung wurde so weit gelobt, dass die Harvard University ihn zum Unterrichten einlud. Auf einer Reise aus Brasilien im Jahr 1972 hielt Mascaren in Japan Station, um die Methode der Überreste von Menschen aus der Hiroshima-Explosion zu testen.

"Sie gaben mir einen Kieferknochen und ich beschloss, die Strahlung genau dort an der Universität von Hiroshima zu messen", sagte Mascarenhas in der Erklärung. "Ich musste experimentell beweisen, dass meine Entdeckung echt war."

Seine Analyse war rudimentär; Der Mangel an fortgeschrittenen Computern bedeutete, dass die Schätzung das Atombomben-induzierte Signal nicht vom Hintergrundsignal trennen konnte. Dennoch präsentierte er die Ergebnisse 1973 auf dem jährlichen Treffen der American Physical Society in Washington, D.C.

Mascarenhas durfte den Kieferknochen behalten und brachte ihn mit nach Brasilien.

Neue Analyse

Dank neuer technologischer Fortschritte können Forscher nun das Hintergrundsignal von der Strahlungsdosis des nuklearen Angriffs trennen. [Doomsday: 9 echte Wege, die die Erde beenden könnte]

"Das Hintergrundsignal ist eine breite Linie, die durch verschiedene Dinge erzeugt werden kann und keine spezifische Signatur hat", sagte Baffa. "Das dosimetrische Signal ist spektral. Jedes freie Radikal tritt an einem bestimmten Punkt des Spektrums in Resonanz, wenn es einem Magnetfeld ausgesetzt wird."

Als die USA die Atombombe abwarf, explodierte die Waffe ungefähr 580 Meter über Hiroshima, berichtete Live Science zuvor. Die Person, deren Kiefer die Forscher untersuchten, befand sich etwa 1,5 Kilometer vom Hypokenter der Bombe entfernt oder unterhalb der Bombenexplosion.

Um den Knochen zu untersuchen, entfernten die Forscher ein kleines Stück, das in der vorherigen Studie verwendet wurde, und bestrahlten dieses Stück dann im Labor, ein Prozess, der als additive Dosismethode bekannt ist.

"Wir haben dem Material Strahlung hinzugefügt und den Anstieg des dosimetrischen Signals gemessen", sagte Baffa. Durch Extrapolation von diesem Signal konnten die Forscher andere Proben, einschließlich verschiedener Teile des Kieferknochens, messen.

Diese Technik erlaubte es ihnen, die Strahlungsdosis zu bestimmen, die der Knochen erhielt, was der Dosisverteilung in verschiedenen Materialien um Hiroshima ähnlich war, einschließlich Mauerziegeln und Dachziegeln, sagten die Forscher.

"Die Messung, die wir in dieser neuesten Studie erhalten haben, ist zuverlässiger und aktueller als die vorläufigen Ergebnisse, aber ich werte derzeit eine Methode aus, die etwa tausend Mal empfindlicher ist als" ESR, sagte Mascarenhas. "Wir werden in ein paar Monaten Nachrichten haben."

Anmerkung der Redaktion: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um den Prozess zu korrigieren, der CO2 in bestrahlten Knochen produziert. CO2 wird nicht erzeugt, wenn CO2 Elektronen verliert.

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