低本底輻射鋼的來源只有二戰以前沉沒的軍艦嗎？

12-25

印象中現在要造也是可以的？

怎樣得到低放射性的鋼材？打撈二戰以前沉沒的軍艦是一個方法。

除了二戰之前的舊軍艦，現在有製造低放射性鋼材的方法嗎？
答案是肯定的，只要知道了竅門，成本也沒有想像的那麼高。

根據中科院高能物理研究所曹俊研究員的介紹，大亞灣中微子實驗使用了國內鋼廠生產的低放射性鋼材。大亞灣中微子實驗探測中微子，中微子本身的信號極其微小，為了探測到這一丁點的信號，探測器必須十分靈敏，科學家們還需要仔細研究來自背景本底的放射性信號。例如為了屏蔽宇宙射線的本底，實驗大廳要建在地下；為了排除探測器材料里放射性同位素的本底，需要使用低放射性本底的不鏽鋼。

當初為了採購到合格的不鏽鋼，大亞灣項目的科學家對市面上的鋼材進行了放射性檢測，結果統統放射性超標，達不到實驗的要求。科學家們不得不研究製造低放射性本底鋼材的方法，最後發現，

決竅其實極為簡單：鍊鋼時不要添加回收鋼。

大亞灣中微子實驗的曹俊研究員表示：
絕大部分不鏽鋼都有一定的鈷60放射性，一般對人體沒有影響，例如德國規定低於0.1貝克/公斤（1貝克為每秒衰變一次）可無條件免檢，10貝克/公斤以下可豁免。市面上絕大部分不鏽鋼介於0.1到10貝克/公斤。也有報道發現嚴重污染、達到幾百甚至幾萬的。作為一個參照，每個人本身的鉀40放射性大約為5千貝克。鈷60放射源在生產生活中大量使用，比如用來做無損探傷、滅菌、醫療等。由於不鏽鋼中的鎳、鉻很貴，廢鋼往往回爐重煉，不鏽鋼中的鈷60放射性可能來源於誤將丟失的放射源與鋼煉在一起。偶然的污染因反覆回爐而擴散。大亞灣中微子實驗要求使用低本底不鏽鋼，多次測量市購不鏽鋼平均為1貝克/公斤，不滿足要求。鈷60的半衰期為5.27年，五十年減少1千倍，所以應該不會有其它來源，像宇宙線活化、核試驗污染等造成的影響基本可忽略。調查完鈷60本底的來歷後，與太鋼協商專門生產了幾百噸，結果未檢測到，低於0.002貝克。技術問題總是弄明白了就很簡單，但實際操作的風險還是很頭疼的：有多大的把握這樣生產出來就一定合格？假如達不到要求，這價值1千萬元的鋼砸在我手上怎麼辦？

在《禁止核試驗條約》之前，各國的核試驗確實導致全球大氣的放射性升高，1963年達到了峰值的0.15 mSv。隨後各國逐漸禁止大氣核試驗，根據聯合國在2008年的調查UNSCEAR 2008 report - Vol. I: Sources，如今人為造成的大氣放射性已經指數式地降低到0.005 mSv，大氣中的放射性主要來自於氡氣、碳14等。

根據大亞灣中微子項目的研究，鋼材的放射性本底主要來自於鈷60，如今的大氣對鋼材中鈷60的貢獻是可以忽略的。新鋼材中的鈷60放射性主要來自於廢舊鋼材的回爐供應，回爐重煉的時候，可能由於誤將丟失的鈷60放射源與鋼煉在一起，導致放射性污染。

只要鍊鋼的時候不添加廢舊的回收鋼，即可得到符合大亞灣中微子實驗要求的低放射本底不鏽鋼。這是基礎科學研究可以改進特定工業工藝的一個例證。

【完】

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大家可能擔心的問題：生活中用到的鋼材一般都含有回收鋼，有放射性，是不是對人體很危險？不必擔心，這些放射性其實很低，對人體的影響可以忽略。但是對科研、軍事和醫療等領域來說，這些放射性的影響卻很大。例如大亞灣中微子實驗，由於探測器極其靈敏，因此需要研製低放射性的材料，以排除背景本底。

普通鋼材裡面鈷60的主要來源是什麼？估計是廢舊鋼鐵回收混進了鈷60人工放射源，這是一種猜測，我沒有找到切實的證據，冶金行業的人應該更了解原因。

手機知乎終於出現了連輸入法hook都能掛丟的bug，搞的我這個闢謠也只能用電腦寫了。

之前季退思有如下幾個觀點，下面讓我們挨個來看看這幾個觀點是多麼東拉西扯到連你自己都看不懂的。

1.地條鋼不加廢鋼。這個觀點並不適用於該問題——低本底輻射鋼雖然沒有「不鏽鋼」三個大字來給酒桌道聽途說的人補充正確的知識量，但此類鋼材普遍具有非常長的服役期且作為儀器底座和外殼不能發生鏽蝕，故大部分都是不鏽鋼。

2.二次鍊鋼不加不鏽鋼。這一觀點對普鋼是完全正確的，現在全世界鋼材因為盲目回爐都已經出現了合金化污染，需要進行多元素混合配料來拉低這一趨勢，所以鋼廠不收。但這一規律完全不適用於合金元素價格極其高昂的不鏽鋼冶煉領域。不鏽鋼領域經過檢測後混合加入廢鋼配料是行業慣性，大小廠都加，且地條不鏽鋼產區戴南縣的文章沒有十篇也有八篇，他們的主力爐型是中頻爐，不具備將礦熱電爐中的各種鎳鐵鉻鐵進行脫碳的能力。（X頻感應爐的特徵是幾乎無融化和排固體夾雜物以外的氧化還原功能）不鏽鋼在國內的回收利用率相當高。

3.電爐短流程轉爐化。這一問題實際上再次暴露了季退思同學在鍊鋼問題上的不明覺厲，因為電爐的脫碳能力是較為有限的，廠商偷懶搞轉爐化的趨勢仍然僅限非不鏽鋼。

4.我不知道季總在發表您的高論前為啥不多看看新聞原文。我想在論述前不看論據就辯論的你我是不是應該幫你在全國冶金年會上找個位置發表一下高論。

剛才海伯利安的答案扯出來一個非常有趣的問題。
鍊鋼當中的輻射是怎麼來的。
首先是流行的同位素磅秤和同位素物位計。這些東西接近於現代鍊鋼的基礎，使用的也是鈷60源。
這些鈷源偶爾（我聽說的僅一例）會掉入鋼爐被熔煉。
但是只靠那麼一點鈷60顯然達不到那麼廣泛的污染效果，所以我們得進入流言階段。
有個有趣的傳聞是，我們中國著名假冒偽劣地條不鏽鋼之鄉戴南曾經在過去的幾年裡前往烏克蘭獲取「廢舊軍火」類的廢鋼材。
但是一般而言，這些特種鋼製造的飛機坦克直升機都是非常昂貴的不鏽鋼原料，以戴南304為主的產業結構根本不可能以正常成本獲得這些鋼材。
那麼我們都知道一個地方，這個地方房價為零，沒有警察，還有大量的廢不鏽鋼可以偷。
而且，這地方，就在烏克蘭。
房價哪裡低，普里皮亞季
仙境何處尋，切爾諾貝利。
對切堆的搶險後，上千裝甲車輛因為次生輻射被拋棄在切爾諾貝利周圍，根據鈷60半衰約5年的規律，現在的輻射僅有原來的幾十分之一，且這些廢舊玩意幾乎完全無人管理。也就是說，對於這些喪心病狂的小中頻廠來說這是一種非常理想的材料。便宜量足。而這些不鏽鋼產能全開的時候一度佔中國不鏽鋼總產量的1/3以上！
那麼為什麼只能看到鈷60？
因為鍊鋼過程本身就有很強的凈化能力，通常對於有益元素以外的鹼金屬（鉀，銫，銣），鹼土金屬（鈣，鍶），非金屬都不能成功進入金屬相而是被移除。
鈷作為鍊鋼過程中的有益元素，現在的鍊鋼工藝均會盡量降低鈷的燒損率，故鋼中才會攜帶鈷元素及其核素。

嗯，只是我的一點猜測 @海伯利安

公海艦隊發來賀電。

還可以找二戰以前的鐵軌，這個更容易些。我們老師之前說低本底的鋼材實驗就是找的鐵軌。

有些回答真是笑死人。低本地輻射鋼、二戰以前沉沒的軍艦，這兩個關鍵詞都給你們了，跳出來扯C-14、核試驗對鋼材輻射沒啥影響、還有什麼不需要撈軍艦的，你們在強答之前不會先查點資料么？

1、

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.732.9147rep=rep1type=pdf

美國二戰時候的戰列艦USS Indiana，光榮退役以後，貢獻65噸船板給VA hospital用作Low-background counting work，另外貢獻了210噸船板給University of Utah Medical Center用作實驗室的輻射屏蔽層。

2、

Distant Victory: The Battle of Jutland and the Allied Triumph in the First World War Daniel Allen Butler p229：

斯卡帕灣公海艦隊的沉船就是低本底輻射鋼的來源之一。

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鋼材的本底輻射主要來自空氣，而不是鐵礦石。

把生鐵變成鋼的工序中有一道是把雜質氧化，被氧化的雜質變成氣體飛走或者變成渣漂在鐵水上，再去除之。不管是過去用空氣氧化，還是現在改用純氧，氧氣的來源都是來自大氣。而因為二戰後的大規模核試驗，空氣中漂浮的放射性核素濃度比二戰前高了很多倍，這樣連帶煉出的鋼會帶有較高的本底輻射。這裡較高只是針對某些特殊用途來說的，比如蓋格計數器。

既然知道本底輻射的來源，那麼低本底輻射鋼的獲取途徑也就明了：

1、撈45年之前的沉船。其實只要是45年之前煉的鋼都可以，只是沉船量大集中，一艘船能撈兩三萬噸好鋼出來，你要是回收坦克的話要回收幾千輛坦克，能累死。

2、改用其它來源的氧氣。比如電解超純水獲得氧氣。缺點是成本太高。

3、再等幾年。空氣中主要的放射性核素是Co-60，半衰期5.272年，再等50年就衰變得只有現在的1/1000了。既然如此，那現在先撈撈沉船滿足需求，足夠撐到不需要考慮本底輻射的時代了，前提是未來若干年不會有國家重啟大氣核試驗，也沒有核戰。實際上低本底輻射鋼的應用面很窄，只在科研、醫療等少數地方有需求，絕大多數時候鋼材的本地輻射水平完全可以忽略。

所以答案是，可以，但沒必要。

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Co-60這個要稍微解釋一下。前面「大氣中主要的放射性核素是Co-60」表述有誤，正確的說法是「大氣中對鋼材本底輻射影響的主要來源是Co-60」.

大氣中的主要放射性核素是氡，但為什麼這個東西對鋼材沒什麼影響？因為這玩意兒半衰期太短了，只有4天不到。大氣中的氡含量比較穩定是因為有自然界的釷、鈾之類的自然衰變不斷補充，但是鋼材中的氡脫離大氣循環，放個半年就衰減得幾乎沒有了。那麼其它諸如C-14呢？它們的半衰期太長了，比如C-14的半衰期是5700多年，長半衰期意味著低輻射。而Co-60半衰期（5.27年）說短不短，說長不長，這導致它能在較長的一段時間內（小几十年）保持較高的輻射強度。

鋼鐵中的碳大多來自於焦炭，追本溯源來自於煤炭。煤炭中的碳14含量也由成礦時間來決定，與空氣中碳14含量關係不大。
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嗯，本底輻射底的沒必要找軍艦。。。放射性應該跟該材料鐵礦的成礦時間有關的，一個礦床的話侏羅紀挖出來煉鐵的古董留到現在和今天挖出來煉鐵熔煉的鐵錠（不是mc里的鐵錠）本底輻射應該相同的，所以沒必要打撈軍艦隻為那兩噸廢鐵。
。。。。。。。。。。。。。。《分割線二》。。。。。。。。。。。。。。。話說本底輻射不應該是越放越小嗎，熔化一個古董，比如赤壁沉沙折戟也比軍艦輻射小啊
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你要是有錢的話可以同位素分離啊

提督們你們的老婆上天了

我不知道怎麼造出低本底的輻射鋼，但我不認為搞核冶金與核化學的那幫人都是吃白飯的,非要從二戰前的舊軍艦上找這些東西。