
一般来说,气体或蒸汽在体内的区域性沉积特性不能直接从其理化性质上预测,必须从活体实验中获取。而我一下子甚至还查不到关于氡气的这方面的具体数据。不过又想了想,题主给的浓度如此之高,应该还是可以粗暴地从数量级上预测一下的。
如果直接把氡当成不进入人体内循环、就在肺里走一圈的气体放射源的话,因为氡的衰变几乎全部(99.92%)是能量5.5MeV的α衰变,这个能量的α射线在生物组织中的平均射程只有49μm——在体外甚至无法穿透皮肤的表皮层,可以认为氡只影响肺脏(毕竟肺泡表面积比人体表皮肤的面积大得多)。它在空气中的平均射程倒是“长达”4cm,可以认为整个肺泡里的氡衰变都能影响肺。而且由于α粒子在生物组织中极短的射程,可以认为它全部的能量都被迅速完全释放到了附近组织里。
氡222每次核转变产生1个α粒子,能量5.5MeV。正常的算法是查一堆表算出它对肺的比有效能量,然后再慢慢算有效剂量。但是题目给定的50%~70%体积比的氡实在是太多了,我们可以换个很粗暴的算法。
直接假设这个人呼吸都是完全线性的,即均匀吸入3500mL空气,再均匀全部呼出,呼和吸的速率相同,那么就可以等效认为这个人的肺里始终有1750mL体积比50%-70%(就先按50%算)氡气的气体。
在t=0时,这坨气体里大约有2.3×10^22个氡原子,结合氡3.82天的半衰期可以算出,此时(也就是剂量最大的时候)氡的衰变速率高达5×10^16Bq。把这个数字和每次衰变的5.5MeV能量一乘,我们就得到了——肺脏内大约42000焦耳每秒的辐射功率。不知为何这个数字很巧地看起来像水的比热容加了几个零,因此也可以说,此人肺内的氡衰变足以在10秒内把一升冰水给烧开。
所以,不用考虑辐射病了,这人多喘几口气就能字面意义上燃烧自己的生命……
