Rekonstrukcja incydentu z 1946 roku. Pluton jest ukryty pod półkulą odbłyśnika trzymanego przez śrubokręt.
Wszyscy na lekcjach fizyki widzieliśmy obraz, na którym narysowano, jak jeden kawałek uranu jest przenoszony do drugiego, w wyniku czego gromadzi się masa krytyczna i rozpoczyna się reakcja łańcuchowa. Amerykańscy naukowcy nuklearni jeszcze to ułatwili - po prostu wepchnęli śrubokręt między dwie półkule uranu! Oczywiście takie frywolne podejście do materiałów jądrowych mogło nie tylko prowadzić do tragicznych konsekwencji.
Po zakończeniu II wojny światowej Stany Zjednoczone kontynuowały badania jądrowe w wojskowych laboratoriach Los Alamos. Jednym z czołowych współpracowników Los Alamos był dr Louis Slotin. Był zaangażowany w eksperymenty z masą krytyczną - przeniósł jedną półkulę uranu na drugą i wykrył początek reakcji łańcuchowej.
Louis nie ufał automatyzacji - więc po prostu położył jedną półkulę uranu na drugiej i wsunął między nie śrubokręt. Z tego powodu półkule nie mogły całkowicie zetknąć się ze sobą, co nie pozwoliło na rozwój reakcji łańcuchowej.
Ale co stało się później …
Raczej najpierw zobaczmy, jak to się wszystko zaczęło …
W 42 roku naukowcy zgromadzeni niemal z całego świata w stanach byli bliscy odkrycia tajemnic budowy materii. Pozostało tylko potwierdzić teorię praktyką. Spełnij marzenie alchemików, aby przekształcić niektóre elementy w inne.
Film promocyjny:
Zdjęcia przedstawiają pierwszy z reaktorów jądrowych wykonanych przez człowieka. „Stos drewna” składał się z bloków grafitu, które były starannie ułożone, a bloki w co drugiej warstwie były puste, a wewnątrz znajdowało się paliwo jądrowe - tlenki uranu prasowane i wlewki metalu.
Grafit i 60 ton uranu.
Ponieważ taki reaktor był używany do testowania możliwości kontrolowanej reakcji, istniało pewnego rodzaju „kontrole” - kilka rodzajów prętów wykonanych ze stali kadmowej i borowej. W sumie były trzy rodzaje wędek. Pierwszy typ był sterowany z pilota; były to drążki sterujące. Drugi rodzaj to pręty ratunkowe. Był to raczej jedyny pręt zawieszony nad reaktorem na linie. W razie sytuacji awaryjnej planowano przeciąć linę, a pręt, który wpadł do reaktora, zablokował reakcję. No i był też pręt, który został usunięty ręcznie, aby stworzyć warunki do kontrolowanej reakcji jądrowej (to znaczy, aby doprowadzić sam reaktor do stanu krytycznego).
To wszystko jest nieporównywalne z nowoczesnymi reaktorami - nie przewidziano ani układu chłodzenia (czyli planowano podlewać reaktor zwykłą wodą w przypadku silnego nagrzewania), ani systemu ochrony człowieka przed promieniowaniem radioaktywnym. Reaktor pracował kilkadziesiąt minut (28, jeśli dokładne) iw tym czasie naukowcy otrzymali prawdziwy dowód na możliwość wystąpienia reakcji jądrowej (kontrolowanej) - eksperyment zakończył się całkowitym sukcesem.
W tym czasie byliśmy przekonani, że współczynnik mnożenia neutronów można kontrolować! I dzięki Bogu. Inaczej na miejscu Chicago, a nie było miejsca bardziej interesującego dla eksperymentu niż pod trybunami stadionu uniwersyteckiego, byłaby taka Hiroszima. Podobno profesorom wszystkie te klocki składano ręcznie, nie chcieli oddalać się daleko od alma mater.
1946 rok. Reaktor Kurczatowski.
Nieco większy i bardziej przemyślany, ale widać też, że jest spasowany rękami. Ogólnie rzecz biorąc, w tamtych latach eksperymentatorzy nie nabawili się jeszcze złego nawyku pracy jako manipulatorzy.
Symulacja incydentu z 1945 roku. Kula plutonu jest otoczona blokami odblaskowymi - węglik wolframu.
Inny naukowiec nuklearny z Los Alamos, dr Richard Fineman, napisał później: „Te testy były jak łaskotanie ogona śpiącego smoka”. I wcale nie przesadzał - jeden z pracowników laboratorium zapłacił już swoim zdrowiem za swoje zaniedbanie.
21 sierpnia 1945 roku młody naukowiec Harry Daglyan samodzielnie przeprowadził eksperyment w celu zbadania odbicia neutronów. Rdzeń został umieszczony wewnątrz struktury bloków z węglika wolframu, odbłyśnika neutronów. Dołożenie każdego nowego bloku o wadze 4,4 kg (łączna masa bloków miała wynosić 236 kg) zbliżało montaż do stanu krytycznego. Próbując zainstalować następny blok, Daglyan upuścił go bezpośrednio na pluton, co spowodowało przeniesienie zespołu do stanu nadkrytycznego. Gdy tylko sztabka spadła na pluton, Harry wydawał się być w środku reaktora jądrowego. Nie było eksplozji, ale naukowiec otrzymał niesamowitą dawkę promieniowania.
Pomimo tego, że blok został natychmiast usunięty, Daglyan otrzymał śmiertelną dawkę promieniowania (około 5-8 Sv) i zmarł z powodu choroby popromiennej 25 dni później. Druga osoba, ochroniarz Robert J. Hemmerli, który nie brał udziału w eksperymencie, również został ranny podczas incydentu i otrzymał dawkę około 0,2 Sv. Hemmerli zmarł w 1978 roku (32 lata po incydencie) na białaczkę w wieku 62 lat.
Podczas incydentu doszło do około 1016 rozszczepień, niklowa powłoka na kuli plutonowej nie zapadła się
Jak się okazało, nie był ostatnim.
21 maja 1946 roku Louis Slotin jak zwykle rozpoczął swoje eksperymenty. Regularnym ruchem wepchnął śrubokręt między półkule plutonu (te same, które zabiły Harry'ego Dagliana). Siedmiu innych pracowników było obecnych w tajnym laboratorium Omegi, w tym stażysta, który miał przyjść do mieszkania Slotina. Kiedy Louis wykonywał test masy krytycznej, śrubokręt wypadł mu z rąk i półkule plutonu zamknęły się.
Natychmiast wszystkich ośmiu naukowców uderzyła fala ciepła i nad plutonem pojawił się niebieski blask. Pokój okazał się przesiąknięty promieniami gamma i strumieniami neutronów - liczniki Geigera klikały jak szalone.
Trzeba przyznać, że Louis nie był zaskoczony i szybko zepchnął półkulę na podłogę - gołą ręką! Do wybuchu nuklearnego nie doszło, ale Louis nie czuł w tym pociechy. Już czuł pieczenie w dłoni i kwaśny posmak w ustach - zaczynał mieć chorobę popromienną.
Louis został przewieziony do szpitala, ale wiedział, że jego dni są policzone. Slotin wysłał telegram do swoich rodziców w Winnipeg - jego tata i mama przybyli do Los Alamos na kilka dni przed śmiercią.
Dwa lata później dwóch kolejnych naukowców, którzy byli obecni przy niefortunnym eksperymencie, zmarło na chorobę popromienną.
Louis Slotin zachował się jak prawdziwy bohater i uratował co najmniej kilka osób. Ale gdyby amerykańscy naukowcy nuklearni myśleli głowami, nie obniżyliby górnej półkuli do dolnej, ale podnieśliby dolną półkulę do zawieszonej górnej. Wtedy, w przypadku nieostrożnego ruchu, dolna półkula po prostu spadłaby na podłogę. To był ten projekt, który został użyty w późniejszych eksperymentach.
Kula plutonowa została użyta w próbie jądrowej ABLE podczas operacji Crossroads 1 lipca 1946 roku. Dzięki eksperymentom Daglyana i Zlotina skuteczność broni użytej w testach została zwiększona w porównaniu do tej używanej w bombardowaniu Japonii.