不同材料对γ射线屏蔽一半时所需要的厚度 ， 从左到右分别是木头、水、铝、铁和铅
3探索宇宙射线
【“史上最危险的玩具”应该怎么玩？】玩具的设计者还告诉我们可以用这套玩具亲自测量一下宇宙射线 。 具体做法是首先对盖革-米勒计数器做一些简单的屏蔽（屏蔽能量较低的辐射） ， 然后用其记录海平面地区的辐射强度 ， 最后再去高海拔地区或者升入高空的飞机中记录辐射强度 ， 通过比较不同海拔的辐射强度 ， 你会发现海拔越高辐射强度越大 。 这一现象说明外太空中存在能量极高的宇宙射线 。
该实验脱胎于1912年美国物理学家维克托·赫斯发现宇宙射线的实验 。 这个实验也让其获得了1936年的诺贝尔物理学奖 。 在宇宙射线发现之前 ， 人们普遍认为大气中测量的电离辐射来源于地球本身 ， 因此假设随着离地面的距离越远 ， 电离辐射水平越低 。 但是维克托·赫斯乘坐热气球从地面升高到了五千米高空 ， 测量了大气中的电离辐射水平与海拔的关系 ， 发现随着海拔的升高 ， 大气的电离辐射水平显著升高 ， 进而推断出存在来自外太空的放射源 ， 也就是宇宙射线 。 宇宙射线的发现为粒子物理学和天文学的研究打开了一扇新的大门 。 即使到现代 ， 人类所能产生的高能粒子的能量还远远要弱于宇宙射线中的粒子 ， 比如前最强大的大型强子对撞机（LHC）可以将质子加速到6.5TeV 。 由中国科学院高能物理所牵头的“高海拔宇宙线观测站”项目发现的迄今为止能量最高的光子 ， 其能量达到了1.4PeV ， 是LHC所能达到能量的二百多倍 。 目前人类观察到的能量最高的宇宙射线粒子被称为“Oh-My-God粒子” ， 其能量估计为300EeV ， 是LHC所能达到能量的四千六百万倍 。
正在用盖革-米勒计数器和手表记录数据的小朋友
4观察α粒子和β粒子的径迹
我们首先需要自己组装一个威尔逊云室 ， 然后通过自己安装的威尔逊云室亲眼观察α粒子和β粒子在云室中产生的径迹 。 该实验同样脱胎于一个获得诺贝尔物理奖的成果 ， 即英国物理学家威尔逊发明的一种粒子径迹探测器 。 威尔逊云室内充满着过饱和的乙醇蒸汽 ， 一旦高能带电粒子通过云室 ， 则会通过碰撞气体分子使其电离 ， 电离的气体粒子周围就会产生雾状小液滴 ， 从而使我们观察到粒子的径迹 。
威尔逊云室在早期粒子物理实验中发挥了重要的作用 ， 包括正电子和μ子等粒子都是通过威尔逊云室发现的 。 不过现在的粒子物理实验已不再使用云室作为粒子的径迹探测器了 ， 取而代之的是形形色色的半导体探测器 。
威尔逊云室中α粒子的径迹
当然 ， 除了上述科学玩法之外 ， 官方还鼓励孩子们去自己设计实验来充分利用这套玩具 。 从官方给出的玩法可以看出这套玩具在其科学性的设计上相当的用心 。 不过这套玩具是不是做到了玩具的本职工作—好玩 ， 可能就是仁者见仁智者见智了 ， 至少当年的小朋友并不是特别的买账 ， 使得该玩具在发布一年后就由于商业上的原因停产了 。
那 ， 儿童可以随便玩吗？
不能 。
显然 ， 现在的人们在看待这套玩具时最大的疑虑就是它的安全性 ， 特别是玩具中所包含的让人眼花缭乱的放射源 ， 给人们带来了极大的不安全感 。 那么 ， 这款玩具的生产究竟是在什么样的背景下生产出来的呢？它真的如一些文章中所说的那样 ， 一旦包含铀矿石的玻璃瓶破裂 ， 就会造成大规模核污染吗？
实际上 ， “铀238原子能实验室”并不是最早的“核能”玩具 ， 在1947年的时候 ， 波特化学公司（PorterChemicalCompany）已经为儿童量身打造了包含放射源的科学玩具 。 在铀238原子能实验室停产后 ， 也有一些厂商尝试生产过类似含放射源的玩具 。 但是 ， 铀238原子能实验室则是所有类似玩具中最出名的一款 ， 这大概与其曾被评为史上最危险的十个玩具之一有关 。
这套玩具发布的时候 ， 距离居里夫人第一次发现镭已经过去了五十多年 ， 人们对放射性的危害有了一定的认知（至少不会和刚开始那样拿镭泡水喝） 。 所以在其说明书中 ， 也强调了不要将α源或者β源吞入体内 ， 否则会造成内照射 ， 进而导致严重的损伤 。 玩具公司还委托了橡树岭国家实验室（OakRidgeNationalLaboratory）对其进行了安全性的测试 。 所以这套玩具的放射性不高 。 其中包含的铀矿石虽然有一定的放射性 ， 但是一般的铀矿石含铀量不到0.1% ， 再加上铀-238本身发射的主要是α粒子 。 α粒子的穿透力远小于γ射线 ， 一张纸就可以轻松的把α粒子挡住 ， 因此不会造成所谓的大规模核污染 。
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