Ядро демона
Ядро демона представляло собой сферу из плутония , которая стала причиной двух фатальных радиационных аварий, когда ученые испытывали ее в качестве делящегося ядра ранней атомной бомбы . Он был изготовлен в рамках Манхэттенского проекта — проекта США по разработке ядерного оружия во время Второй мировой войны . Это была докритическая масса весом 6,2 килограмма (14 фунтов) и диаметром 8,9 сантиметра (3,5 дюйма).
Ядро готовилось к отправке на Тихоокеанский театр военных действий в составе третьего ядерного оружия , которое должно было быть сброшено на Японию, но когда Япония капитулировала , ядро было сохранено для испытаний и возможного последующего использования в случае нового конфликта.
Две аварии с критичностью произошли в Лос-Аламосской лаборатории в Нью-Мексико 21 августа 1945 года и 21 мая 1946 года. В обоих случаях эксперимент был направлен на то, чтобы продемонстрировать, насколько близка активная зона к критичности с помощью тампера (слоя плотного материала). вокруг делящегося материала). Тем не менее, ядро случайно попало в критическую конфигурацию. Физики Гарри Даглян в первой аварии и Луи Слотин во второй перенесли острый лучевой синдром (ОЛБ) и вскоре умерли. В то же время заразились и другие присутствующие в лаборатории. Активная зона была расплавлена летом 1946 года, а материал был переработан для использования в других активных зонах.
и история ранняя Производство
Ядро демона (как и ядро, использованное при бомбардировке Нагасаки ) в собранном виде представляло собой твердую сферу массой 6,2 килограмма (14 фунтов) и диаметром 8,9 сантиметра (3,5 дюйма). Он состоял из трёх частей: двух плутониево-галлиевых полусфер и кольца, предназначенного для предотвращения «выбрасывания» потока нейтронов из стыкуемой поверхности между полусферами при имплозии . Сердцевина устройства, использовавшегося в испытаниях «Тринити» на бомбардировочно-артиллерийском полигоне Аламогордо в июле, не имела такого кольца. [1] [2]
Очищенный плутоний был отправлен с Хэнфордской площадки в штате Вашингтон в лабораторию Лос-Аламоса ; инвентарный документ от 30 августа показывает, что Лос-Аламос израсходовал «HS-1, 2, 3, 4; R-1» (компоненты бомб «Тринити» и «Нагасаки») и имел в своем распоряжении «HS-5, 6; R- 2", готово и передано в отдел контроля качества. Материал для «HS-7, R-3» находился в металлургическом цеху Лос-Аламоса и также должен был быть готов к 5 сентября (неизвестно, позволит ли эта дата неупомянутого «HS-8 » завершить изготовление четвертое ядро). [3] Металлурги использовали сплав плутония и галлия, который стабилизировал аллотропную дельта- ( δ фазу ) плутония, поэтому его можно было подвергать горячему прессованию с получением желаемой сферической формы. Поскольку было обнаружено, что плутоний легко корродирует, сферу затем покрыли никелем. [4]
10 августа генерал-майор Лесли Р. Гроувс -младший написал генералу армии Джорджу К. Маршаллу , начальнику штаба армии Соединенных Штатов , чтобы сообщить ему следующее:
Следующая бомба имплозивного типа должна была быть готова к доставке к цели при первой же хорошей погоде после 24 августа 1945 года. Мы выиграли 4 дня на изготовление и рассчитываем отправить окончательные компоненты из Нью-Мексико 12 августа или 1945 года. 13-е. При условии отсутствия непредвиденных затруднений при изготовлении, транспортировке на театр военных действий или после прибытия на театр военных действий, бомба должна быть готова к доставке при первой же подходящей погоде после 17 или 18 августа. [3]
Маршалл добавил аннотацию: «Оно не должно быть опубликовано в Японии без специального разрешения президента», поскольку президент Гарри С. Трумэн ждал, чтобы увидеть последствия первых двух атак. [3] 13 августа третья бомба была запланирована . Ожидалось, что он будет готов к 16 августа и будет сброшен 19 августа. [3] Этому предшествовала капитуляция Японии 15 августа 1945 года, когда еще велась подготовка к отправке на Киртланд-Филд . Третье ядро осталось в Лос-Аламосе. [5]
Первый инцидент [ править ]
Ядро в собранном виде было рассчитано на цену «-5 центов ». [6] В этом состоянии существует лишь небольшой запас прочности против внешних факторов, которые могут увеличить реактивность, в результате чего активная зона станет сверхкритической, а затем вызовет критическое состояние , кратковременное состояние быстрого увеличения энергии. [7] Эти факторы не распространены в окружающей среде; это такие обстоятельства, как сжатие твердого металлического ядра (которое в конечном итоге станет методом взрыва бомбы), добавление большего количества ядерного материала или установка внешнего отражателя, который будет отражать исходящие нейтроны обратно в ядро. Эксперименты, проведенные в Лос-Аламосе, приведшие к двум катастрофам со смертельным исходом, были разработаны для того, чтобы гарантировать, что активная зона действительно находится близко к критической точке, путем установки таких отражателей и наблюдения за тем, сколько отражения нейтронов требуется для достижения сверхкритичности. [6]
21 августа 1945 года плутониевое ядро произвело вспышку нейтронного излучения , которая привела к физика Гарри Дагляна смерти . Даглян допустил ошибку при проведении экспериментов с отражателем нейтронов на активной зоне. Он работал один; Охранник, рядовой Роберт Дж. Хеммерли, сидел за столом на расстоянии 10–12 футов (3–4 м) от него. [8] Активная зона была помещена в стопку кирпичей из карбида вольфрама, отражающих нейтроны , и добавление каждого кирпича приближало сборку к критичности. Пытаясь уложить еще один кирпич вокруг сборки, Даглян случайно уронил его на активную зону, в результате чего активная зона перешла в сверхкритичность — самоподдерживающуюся критическую цепную реакцию. Он быстро сдвинул кирпич со сборки, но получил смертельную дозу радиации. Он умер через 25 дней от острого радиационного отравления . [9]
| Имя | Возраст на момент аварии | Профессия | Доза [8] : 20 | Последствия |
|---|---|---|---|---|
| Арутюн «Гарри» Крикор Даглян-младший. | 24 | Физик | 200 рад (2,0 Гр ) нейтрон 110 рад (1,1 Гр) гамма | Умер через 25 дней после аварии от острого лучевого синдрома , кроветворного очага. [8] : 22 |
| Рядовой Роберт Дж. Хеммерли | 29 | Охрана Специального инженерно-саперного отряда (СЭД) | нейтрон 8 рад (0,080 Гр) 0,1 рад (0,0010 Гр) гамма | Умер в 1978 году (33 года после несчастного случая) от острого миелогенного лейкоза в возрасте 62 лет. [8] : 9–11, 22 |
Второй инцидент [ править ]
21 мая 1946 г. [10] Физик Луи Слотин и семь других сотрудников находились в лаборатории Лос-Аламоса и проводили еще один эксперимент, чтобы проверить близость активной зоны к критичности путем установки отражателей нейтронов. Слотин, покидавший Лос-Аламос, показывал технику Элвину К. Грейвсу , который будет использовать ее в заключительном испытании перед ядерными испытаниями операции «Перекресток», запланированными месяцем позже на атолле Бикини . Оператору требовалось поместить две полусферы из бериллия (отражатель нейтронов) вокруг испытуемой активной зоны и вручную опустить верхний отражатель на активную зону, используя отверстие для большого пальца в полярной точке. По мере того как отражатели вручную перемещались все ближе и дальше друг от друга, детекторы нейтронов указывали скорость размножения нейтронов в активной зоне. Экспериментатору необходимо было поддерживать небольшое расстояние между половинками отражателя, чтобы позволить достаточному количеству нейтронов выйти из активной зоны и оставаться ниже критического уровня. Стандартным протоколом было использование прокладок между половинками, поскольку полное закрытие их могло привести к мгновенному образованию критической массы и смертельному скачку мощности.
По несанкционированному протоколу Слотина прокладки не использовались. Верхняя половина рефлектора в какой-то момент опиралась прямо на нижнюю половину, а зазор в 180 градусов от этой точки поддерживался лезвием плоской отвертки в руке Слотина. Размер зазора между отражателями менялся подкручиванием отвертки. Слотин, склонный к браваде, [11] стал местным экспертом, проведя тест почти дюжину раз, часто в своих фирменных синих джинсах и ковбойских сапогах, перед полной комнатой наблюдателей. Сообщается, что Энрико Ферми сказал Слотину и другим, что они будут «мертвы в течение года», если они продолжат проводить тест таким образом. [12] Ученые назвали это заигрывание с возможностью ядерной цепной реакции «щекоткой хвоста дракона», основываясь на замечании физика Ричарда Фейнмана , который сравнил эксперименты с «щекоткой хвоста спящего дракона». [13] [14]
В день аварии отвертка Слотина выскользнула наружу на долю дюйма, когда он опускал верхний отражатель, позволив отражателю упасть на место вокруг активной зоны. Мгновенно произошла вспышка света; ядро стало сверхкритическим, выпустив интенсивный всплеск нейтронного излучения , экспозиция которого была рассчитана на основе примерной половины секунды между моментом закрытия сферы и моментом, когда Слотин снял верхний отражатель. [6] Слотин быстро вывернул запястье, швырнув верхний снаряд на пол. [15] Положение тела Слотина над аппаратом также защищало остальных от большей части нейтронного излучения, но он получил смертельную дозу нейтронного излучения в 1000 рад (10 Гр ) и гамма-излучения в 114 рад (1,14 Гр) менее чем за секунду и умер девятью. дней спустя от острого радиационного отравления.
Ближайший к Слотину человек, Грейвс, который наблюдал за Слотином через плечо и, таким образом, был частично прикрыт им, получил высокую, но несмертельную дозу радиации . Грейвс был госпитализирован на несколько недель с тяжелым радиационным отравлением. [8] Он умер 19 лет спустя, в возрасте 55 лет, от сердечной недостаточности . Хотя это могло быть вызвано воздействием радиации Грейвса, это заболевание могло быть наследственным, поскольку его отец также умер от сердечной недостаточности. [16] [17] [18]
сообщило О втором несчастном случае агентство Associated Press 26 мая 1946 года: «Четверо мужчин, пострадавших в результате случайного воздействия радиации в правительственной атомной лаборатории здесь [Лос-Аламос], были выписаны из больницы, а «непосредственное состояние» еще четырех человек удовлетворительное. , сообщила сегодня армия, доктор Норрис Э. Брэдбери , директор проекта, сообщил, что люди были ранены в прошлый вторник во время того, что он назвал экспериментом с расщепляющимся материалом». [19]
Медицинские исследования
Позже были проведены исследования относительно здоровья мужчин. Первый отчет был опубликован в 1951 году. Более поздний отчет был составлен для правительства США и представлен в 1979 году. [8] Краткое изложение его выводов:
| Имя | Источник | Возраст на момент аварии | Профессия | Доза [8] | Последствия | Ссылка. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Луи Александр Слот | Виннипег, Манитоба, Канада | 35 | Физик | нейтрон 1000 рад (10 Гр ) 114 рад (1,14 Гр) гамма | Умер через 9 дней после аварии от острого лучевого синдрома желудочно-кишечного очага. | [10] |
| Элвин С. Грейвс | Остин, Техас | 36 | Физик | нейтрон 166 рад (1,66 Гр) 26 рад (0,26 Гр) гамма | Умер в 1965 году (через 19 лет после аварии) от инфаркта миокарда с обострением «компенсированной микседемы и катаракты », катаясь на лыжах. | [8] |
| Сэмюэл Аллан Клайн | Чикаго, Иллинойс | 26 | Студент-физик, позже патентный поверенный | Умер в 2001 году (через 55 лет после аварии) в возрасте 81 года; отказался участвовать в исследованиях, и ему не разрешили получить собственные медицинские записи об инциденте. | [8] | |
| Мэрион Эдвард Чеслицки | Гора Ливан, Пенсильвания | 23 | Физик | нейтрон 12 рад (0,12 Гр) 4 рад (0,040 Гр) гамма | Умер от острого миелоцитарного лейкоза в 1965 году (через 19 лет после аварии). | [8] |
| Дуайт Смит Янг | Чикаго, Иллинойс | 54 | Фотограф | нейтрон 51 рад (0,51 Гр) 11 рад (0,11 Гр) гамма | Умер от апластической анемии и бактериального эндокардита в 1975 году (через 29 лет после аварии) в возрасте 83 лет. | [8] |
| Рамер Эдгар Шрайбер | Макминнвилл, Орегон | 36 | Физик | нейтрон 9 рад (0,090 Гр) 3 рад (0,030 Гр) гамма | Умер естественной смертью в 1998 году (через 52 года после аварии) в возрасте 88 лет. | [8] [15] |
| Теодор Перлман | Новый Орлеан, Луизиана [20] | 23 | Инженер | нейтрон 7 рад (0,070 Гр) 2 рад (0,020 Гр) гамма | «Жив, в добром здравии и хорошем расположении духа» по состоянию на 1978 г.; скорее всего, умер в июне 1988 года (через 42 года после аварии) в Ливерморе, Калифорния. | [8] [21] |
| Рядовой Патрик Джозеф Клири | Нью-Йорк, Нью-Йорк | 21 | Охранник | нейтрон 33 рад (0,33 Гр) 9 рад (0,090 Гр) гамма | Сержант 1-го класса Клири погиб в бою 3 сентября 1950 года (через 4 года после аварии) во время службы в 8-м кавалерийском полку армии США во время Корейской войны . | [8] [22] |
Двум машинистам, Полу Лонгу и еще одному неопознанному, находившимся в другой части здания, на расстоянии 20–25 футов (6–7,5 м), не была оказана медицинская помощь. [23]
После этих инцидентов ядро, первоначально известное как «Руфус», стали называть «ядром демона». [3] [24] Практические эксперименты по определению критичности были прекращены, а Шрайбер, один из выживших, спроектировал машины с дистанционным управлением и телекамеры для проведения таких экспериментов со всем персоналом на расстоянии четверти мили. [15]
ядра Планируемое судьба использование и
Ядро демона предназначалось для использования в ядерных испытаниях операции «Перекресток» , но после аварии, связанной с критичностью, потребовалось время, чтобы его радиоактивность снизилась и была проведена повторная оценка воздействия продуктов деления, которые оно содержало, некоторые из которых были очень нейтронно-ядовитый до желаемого уровня деления. Следующие два ядра были отправлены для использования в Эйбле и Бейкере , а ядро демона планировалось отправить позже для третьего испытания серии, предварительно названного Чарли , но это испытание было отменено из-за неожиданного уровня радиоактивности, возникшего в результате подводное испытание Бейкера и невозможность дезактивации боевых кораблей-мишеней. Активная зона была переплавлена летом 1946 года, а материал переработан для использования в других активных зонах. [24]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Веллерштейн, Алекс. «Ты не знаешь Толстяка » . Блог с ограниченными данными. Архивировано из оригинала 7 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 г.
- ^ Костер-Маллен, Джон (2010). Основные различия из книги «Атомные бомбы: совершенно секретная внутренняя история маленького мальчика и толстяка » . Архивировано из оригинала 27 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 г. Ошибка: в подписи к иллюстрации указано, что ядро Толстяка было покрыто серебром; он был покрыт никелем, поскольку серебряное покрытие на ядре гаджета вздулось. Диск на рисунках представляет собой прокладку из золотой фольги.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Веллерштейн, Алекс. «Месть третьего ядра» . Блог с ограниченными данными. Архивировано из оригинала 7 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 г.
- ^ Бейкер, Ричард Д.; Хеккер, Зигфрид С.; Харбур, Делберт Р. (1983). «Плутоний: кошмар военного времени, но мечта металлурга» (PDF) . Лос-Аламосская наука (зима/весна). Национальная лаборатория Лос-Аламоса: 142–151. Архивировано (PDF) из оригинала 17 октября 2011 г. Проверено 22 ноября 2010 г.
- ^ Шрайбер, Ремер ; Роудс, Ричард (1993). «Интервью Рамера Шрайбера» . Архивировано из оригинала 29 апреля 2015 года . Проверено 28 мая 2015 г. Рамер Шрайбер дает интервью Ричарду Роудсу
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Маклафлин, Томас П.; Монахан, Шин П.; Прувост, Норман Л.; Фролов Владимир Владимирович; Рязанов Борис Георгиевич; Свиридов, Виктор И. (май 2000 г.). Обзор инцидентов, связанных с критичностью, редакция 2000 г. (LA-13638) (PDF) (Отчет). стр. 70–78. Архивировано (PDF) из оригинала 22 июля 2014 г. Проверено 18 мая 2014 г.
- ^ Стейтер, Роберт Г. (13 декабря 2012 г.). «Быстрая критичность: концепция с ложными учетными данными» . Факты о ядерном взрыве. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 27 сентября 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Хемпельман, Луи Генри; Лашбо, Кларенс К.; Вельц, Джордж Л. (19 октября 1979 г.). Что случилось с выжившими в первых ядерных авариях в Лос-Аламосе? (PDF) . Конференция по готовности к радиационным авариям. Ок-Ридж: Научная лаборатория Лос-Аламоса . ЛА-УР-79-2802. Архивировано (PDF) из оригинала 12 сентября 2014 г. Проверено 5 января 2013 г. Номера пациентов в этом документе указаны как: 1 – Даглян, 2 – Хеммерли, 3 – Слотин, 4 – Грейвс, 5 – Клайн, 6 – Янг, 7 – Клири, 8 – Целески, 9 – Шрайбер, 10 – Перлман
- ^ Миллер, Ричард Л. (1991). Под облаками: десятилетия ядерных испытаний . Вудлендс, Техас: Two Sixty Press. стр. 68, 77 . ISBN 0-02-921620-6 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Обзор аварий с критичностью» (PDF) . Лос-Аламосская научная лаборатория . 26 сентября 1967 года. Архивировано (PDF) из оригинала 18 января 2017 года . Проверено 12 августа 2015 г.
- ^ «Ядро демона: как один человек голыми руками вмешался во время ядерной аварии» . IFLНаука . 17 мая 2021 г.
- ^ Добро пожаловать, Эйлин (1999). Плутониевые файлы . Нью-Йорк: Дайал Пресс. п. 184 . ISBN 978-0-385-31402-2 . Проверено 18 ноября 2012 г.
- ^ Вебер, Брюс (10 апреля 2001 г.). «Театральное обозрение: трагическое высокомерие ученого достигает критической массы на сцене» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 3 ноября 2012 года . Проверено 12 ноября 2007 г.
- ^ Шеперд-Барр, Кирстен; Люстиг, Гарри (ноябрь – декабрь 2002 г.). «Наука как театр: скольжение отвертки» . Американский учёный . 90 (6). Сигма Си : 550–555. Бибкод : 2002AmSci..90..550S . дои : 10.1511/2002.6.550 . S2CID 208868168 . Архивировано из оригинала 20 мая 2017 года.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Кэллоуэй, Ларри (июль 1995 г.). «Ядерная наивность» (PDF) . Журнал Альбукерке . Архивировано из оригинала (PDF) 16 августа 2015 года . Проверено 12 августа 2015 г.
- ^ Клиффорд Т. Хониккер (19 ноября 1989 г.). «Американские жертвы радиации: скрытые файлы» . Нью-Йорк Таймс . п. 11. Архивировано из оригинала 31 августа 2016 года.
- ^ Олсоп, Стюарт; Роберт Э. Лапп (6 марта 1954 г.). «Странная смерть Луи Слотина» (PDF) . Субботняя вечерняя почта . Том. 226, нет. 36. стр. 25 и далее. Архивировано из оригинала (PDF) 17 октября 2014 года . Проверено 3 апреля 2014 г.
- ^ Клиффорд Т. Хониккер (19 ноября 1989 г.). «Американские жертвы радиации: скрытые файлы» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 года . Проверено 23 апреля 2011 г.
- ^ Associated Press, «Несколько раненых в лаборатории атомной бомбы», The San Bernardino Daily Sun , Сан-Бернардино, Калифорния, понедельник, 27 мая 1946 года, том 52, стр. 1.
- ^ «Теодор Перлман в переписи 1940 года | Ancestry®» . Ancestry.com .
- ^ Штат Калифорния. Индекс смертности в Калифорнии, 1940–1997 гг. Сакраменто, Калифорния, США: Департамент здравоохранения штата Калифорния, Центр статистики здравоохранения.
- ^ Американская комиссия по боевым памятникам. Доска почета ветеранов Корейской войны. Ancestry.com. Списки жертв Первой, Второй и Корейской войн [база данных онлайн]
- ^ «Луи Слотен» . Фонд атомного наследия. Архивировано из оригинала 7 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Веллерштейн, Алекс (21 мая 2016 г.). «Ядро демона и странная смерть Луи Слотина» . Житель Нью-Йорка . Архивировано из оригинала 24 мая 2016 года . Проверено 22 мая 2016 г.
Внешние ссылки [ править ]
СМИ, связанные с ядром Demon, на Викискладе?
