被“玩壞”的原子能：核動力心臟起搏器，醫療史上的一次大膽嘗試
心臟起搏器是什麼
1945年8月，美國在日本廣島和長崎分別投下一枚原子彈，猛烈地核爆致使兩座城市瞬間化為人間地獄，數十萬日本平民當場死亡，在僥倖存活的人當中，又有十幾萬人在核輻射的痛苦折磨中悽慘地離去。一時間，“核彈”成為令世人恐懼的大規模殺傷性武器，人們談核變色，這種氛圍在冷戰後期甚至達到了人人自危的程度。
然而，核能雖然非常恐怖，但如果利用合理，它便能夠成為可持續利用的高效能源。比如說，科學家透過核反應制造的熱能，研發了核動力航母、核潛艇、核電站、甚至核動力飛機、導彈、燈塔等等。從那時起，原子能就開始被“壞壞”了，它不再只是用來爆炸殺傷的戰爭武器，而是一種續航能力超強的高效新能源，相比於常規能源，核能的優勢是續航時間極長，一次裝填通常可以使用五年、十年、三十年甚至更久。
核爆試驗
有了各種行之有效的核動力經驗之後，就有科學家發現，這個核動力搞老搞去還是在軍事領域內部轉，能否將核動力運用於其他領域呀？
1967年，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室接到了一項新使命：將原子能賦予到人工心臟上，研發核動力心臟起搏器。在此之前，美國早在60年代初就已經開始著手研究如何利用原子能為太空探測器提持久供動力了。1964年“子午儀”導航衛星事件，致使洩露的鈽-238在全球上空飄蕩。
有了航天器上的微型核能驅動的先例，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員很快意識到，“核動力心臟起搏器”是具有可行性的。因為，人工心臟的驅動原理和航天器非常相似，都屬於微小型動力裝置，並且都需要持久不斷地執行，而核動力的續航能力超強，可以為心臟起搏器永久保持運轉（相當於人的壽命而言），是非常理想的動力來源。
心臟起搏器大致示意圖
為了配合專案研究，美國國家心肺研究所也一同參與了計劃。他們提出，核動力人工心臟起搏器最需要注意的問題是，如何減少元素的中子輻射效應，以及在減少輻射的同時儘可能地延長起搏器的供能時間。否則的話，病人還沒用到幾個月，就提前被輻射效應給殺死了。
針對這個問題，洛斯阿拉莫斯實驗室的研究人員博蒙特透過對比人工心臟的體積和結構，製造了一個功率為50瓦的人工心臟起搏器，這個起搏器的能量來源由以往的電池換成了核能，並在三種不同的同位素中選擇了鈽-238作為原料。鈽-238是一種非常強大的α發射體，這種α粒子很容易被遮蔽，可以很輕易地將輻射效應降到最低。而且鈽-238的半衰期為88年，能夠為人工心臟提供足夠長時間的動力。
鈽-238自熱發光氧化物芯塊
確定了同位素之後，另外一個新問題擺在研究人員面前：心臟起搏器的體積畢竟非常小，如果利用核能轉化為電能來提供動力的話，這個電源的體積將會非常大，用在航天器上或許還勉強可行，但是在對於人工心臟來說的話點不切實際。
經過反覆商討，洛斯阿拉莫斯的研究人員認為“斯特林迴圈發動機”是比較理想的動力裝置，這種發動機是採用熱氣機迴圈來執行，只要製作一個小到足以植入人體的鈽-238熱源，就可以源源不斷地為發動機提供動力。
緊接著，洛斯阿拉莫斯實驗室為這個專案生產了63克高純度鈽-238金屬作為第一批原料，並採用三層金屬進行封裝，第一層是鉭，第二層是鉭-10鎢，最外層是鉑-20銠，這些金屬可以有效地遮蔽核輻射，還能保護熱源免受氧氣的影響。這批63克的鈽-238一共製作了大約250個核動力心臟起搏器。
核心區
然而，雖然核動力心臟起搏器本身的測試安全性可以打標，但在現實中，可能會遇到很多問題，畢竟鈽具有很強的放射性，如果出現意外，不僅安裝核動力起搏器的人會有生命危險，後續的放射性輻射對社會造成極大的危害。當時，人們擔心的問題有兩點：
第一，該起搏器強度有限，無法承受槍械以及其他重型穿透，如果鈽核心被打碎，這些洩露的輻射可能會致使受害者死亡，而且還會對周圍造成二次傷害。這樣一來，核動力心臟起搏器就成為了隱形炸彈。
第二，鈽-238的熔點很低，在患者死亡後，如果不將起搏器拆卸，那麼在火化的過程中，這些鈽-238將會成為放射性源頭，火葬場將被輻射籠罩。
整體設計圖
對於上述兩個問題，洛斯阿拉莫斯實驗室做出了對應的方案。
首先，因為普通人無法被保護，他們被槍擊或者炮擊的可能性隨時都存在，實驗室只能敦促他們注意安全。同時，假如患者不幸被槍擊中起搏器的位置，那麼不管這個人工心臟是否屬於核動力，他被槍擊受到的傷害都是一樣的，只不過非核動力起搏器不會讓他遭受輻射而已。所以實驗室使用鈦合金製作心臟起搏器的外殼，這樣一來，一般的輕型武器不會損害到起搏器的鈽核心。
另外，關於患者死亡後火化的問題。研究小組使用了3％鎵來提高鈽-238的熔點。並在植入時向患者家屬說明情況，火葬前一定要將起搏器取出，然後送往洛斯阿拉莫斯研究所進行回收。
但是，對於這些說法，精明的保險公司卻拒絕買賬，他們認為這個核動力存在的風險過於龐大。比如說，如果患者遭遇大口徑槍擊怎麼辦？如果患者疏忽，火葬前沒有提前拆卸怎麼辦？這些問題不出還好，一旦出現一次，那就是大規模核輻射事件，誰也擔當不起這個責任。當成千上萬個核動力心臟出現在大街上的時候，它的安全性又有幾分保障呢？
為了防止更大的問題發生，1977年，美國國會結束了這項研究，核動力心臟起搏器也正式告一段落。
在這一批製造的約250個核動力心臟起搏器當中，大約有100個美國人選擇了它，因為它比電池驅動的起搏器更便宜，售價僅5000美元，而且還不需要後續更換。電池起搏器5-8年就需要更換一次。
拆卸掉鈽核心的心臟起搏器
核動力心臟起搏器質量怎麼樣？
根據資料顯示，這使用核動力心臟起搏器的一百個人當中，至少有22個人在安裝後25年依然可以正常使用，這個記錄在世界上沒有任何一款電池心臟起搏器可以超越，充分可以說明其質量良好。
而在2007年的一篇相關報道當中我們也可以看到，一名54歲的女性在1973年接受了核動力心臟起搏器的植入，當時花費了大約5000美元。連續執行34年之後，這個起搏器依然正常工作，並且動力強勁。根據當時的資料顯示，電池驅動起搏器需要55000美元，而且還需要頻繁更換。相比之下，核動力心臟起搏器為她節約了一大筆錢。
從1967年到現在，半個多世紀過去了，核動力起心臟搏器並沒有出現過安全性問題，但它的存在卻一直被世人爭議，因為它們的驅動是由人類目前已知最危險物質製造的。核動力醫學的未來究竟會怎樣？
