Войти
Воссоздание эксперимента, связанного с инцидентом 1945 года. Сфера плутония окружена отражающими нейтроны блоками карбида вольфрама. ядро демона имело сферическую форму 6,2 кг (14 фунтов) докритическая масса плутония диаметром 89 миллиметров (3,5 дюйма), произведенного во время Второй мировой войны усилиями Соединенных Штатов по разработке ядерного оружия, Манхэттенским проектом, в качестве делящегося ядра для ранней атомной бомбы, которая участвовала в двух авариях с критичностью, 21 августа 1945 г. и 21 мая 1946 г. Ядро предназначалось для использования в возможном третьем ядерном оружии, которое будет сброшено на Японию, но когда капитуляция Японии сделала это ненужным, оно было использовано для испытаний. Он был разработан с небольшим запасом прочности, чтобы обеспечить успешный взрыв бомбы. Устройство ненадолго перешло в сверхкритический, когда оно было случайно помещено в сверхкритические конфигурации во время двух отдельных экспериментов, призванных гарантировать, что активная зона действительно была близка к критической точке. Инциденты произошли в лаборатории Лос-Аламоса в 1945 и 1946 годах, что привело к острому радиационному отравлению и последующей смерти ученых Гарри Даглиана и Луи Слотина. соответственно. После этих инцидентов сферическое плутониевое ядро было названо «демоническим ядром».
Демон ядро (как и второе ядро, использованное во бомбардировке Нагасаки ) было твердой сферой весом 6,2 кг (14 фунтов) и размером 89 миллиметров (3,5 дюйма) в диаметре. Он состоял из трех частей: двух плутоний-галлиевых полусфер и кольца, предназначенного для предотвращения «выброса» нейтронного потока из соединенной поверхности между полусферами во время взрыва. Сердцевина устройства, использованного в ядерном испытании Тринити на полигоне бомбометания и стрельбы в Аламогордо в июле, не имела такого кольца.
Два физика Гарри Даглян (в центре слева)) и Луи Слотин (в центре справа) во время Тринити-теста очищенный плутоний был отправлен с Хэнфордской площадки в штате Вашингтон в Лос-Аламосская лаборатория ; 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 дюйма, готово и находится в руках контроля качества. Материал для «HS-7, R-3» находился в металлургическом отделении Лос-Аламоса и также должен был быть готов к 5 сентября (неизвестно, позволяла ли эта дата изготовление не упомянутого «HS-8» для завершения четвертое ядро). Металлурги использовали плутоний-галлиевый сплав, который стабилизировал δ-фазу аллотроп плутония, так что он мог быть горячим прессованием для придания желаемой сферической формы. Поскольку было обнаружено, что плутоний легко подвержен коррозии, сфера была покрыта никелем.
10 августа генерал-майор Лесли Р. Гровс младший написал Генерал армии Джордж К. Маршалл, начальник штаба армии Соединенных Штатов, чтобы сообщить ему, что:
Следующая бомба взрыва Type должен был быть готов к поставке в цель в первую хорошую погоду после 24 августа 1945 года. Мы получили 4 дня в производстве и ожидаем отгрузить последние компоненты из Нью-Мексико 12 или 13 августа. При отсутствии непредвиденных трудностей при изготовлении, транспортировке в театр или после прибытия в театр, бомба должна быть готова к доставке в первую подходящую погоду после 17 или 18 августа.
Маршалл добавил аннотацию: «Это не должны быть выпущены в Японию без явного разрешения президента ", поскольку президент Гарри С. Трумэн ждал, чтобы увидеть последствия первых двух атак. 13 августа была запланирована третья бомба. Ожидалось, что он будет готов к 16 августа, а 19 августа его сбросят. Этому помешала капитуляция Японии 15 августа 1945 года, в то время как все еще велась подготовка к его курьерской доставке. Киртланд Филд. Третья активная зона осталась в Лос-Аламосе.
Ядро в собранном виде было спроектировано так, чтобы стоить «−5 центов ». В этом состоянии имеется лишь небольшой запас прочности против посторонних факторов, которые могут увеличить реактивность, в результате чего активная зона станет сверхкритической, а затем вызовет критическую, кратковременное состояние быстрого увеличения энергии. Эти факторы не распространены в окружающей среде; это такие обстоятельства, как сжатие твердого металлического ядра (что в конечном итоге стало бы методом, используемым для взрыва бомбы), добавление большего количества ядерного материала или обеспечение внешнего отражателя, который бы отражал исходящие нейтроны обратно в ядро. Эксперименты, проведенные в Лос-Аламосе и приведшие к двум фатальным авариям, были разработаны, чтобы гарантировать, что активная зона действительно находится близко к критической точке, путем размещения таких отражателей и определения того, сколько нейтронов требуется для достижения сверхкритичности.
В августе 21 ноября 1945 года в плутониевом ядре произошла вспышка нейтронного излучения, которая привела к смерти физика Гарри Дагляна. Даглян ошибся при проведении экспериментов на активной зоне с отражателем нейтронов . Он работал один; охранник, рядовой Роберт Дж. Хеммерли, сидел за столом на расстоянии от 3 до 4 метров. Активную зону помещали в стопку блоков из отражающего нейтроны карбида вольфрама, и добавление каждого блока приближало сборку к критической. Пытаясь сложить еще один кирпич вокруг сборки, Даглян случайно уронил его на ядро, что привело к тому, что ядро перешло в сверхкритичность - самоподдерживающуюся критическую цепную реакцию. Он быстро сдвинул кирпич со сборки, но получил смертельную дозу радиации. Он умер 25 дней спустя от острого радиационного отравления.
| Имя | Происхождение | Возраст при аварии | Профессия | Доза | Последствия | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Арутюн "Гарри" Крикор Даглиан-младший | Нью-Лондон, Коннектикут | 24 | Физик | 200 рад (2.0 Гр ) нейтрон. 110 рад (1,1 Гр) гамма | Умер через 25 дней после аварии острого лучевого синдрома, гематопоэтического очага | |
| Рядовой Роберт Дж. Хеммерли | Уайтхолл, Огайо | 29 | Охранник специального инженерного отряда (SED) | 8 рад (0,080 Гр) нейтрон. 0,1 рад (0,0010 Гр) гамма | Умер в 1978 году (33 года после аварии) от острого миелогенного лейкоза в возрасте 62 лет |
Повторение эксперимента 1946 года. Полусфера видна, а ядро внутри - нет. Бериллиевое полушарие удерживается отверткой. 
21 мая 1946 года физик Луис Слотин и семь других сотрудников Лос-Аламоса находились в лаборатории Лос-Аламоса, проводя еще один эксперимент, чтобы проверить плотность ядра. до критичности размещением отражателей нейтронов. Слотин, покидавший Лос-Аламос, показывал эту технику Элвину С. Грейвсу, который использовал ее в последнем испытании перед ядерными испытаниями Operation Crossroads, запланированными месяц спустя в Атолл Бикини. Требовалось, чтобы оператор поместил две полусферы из бериллия (отражатель нейтронов) вокруг активной зоны, подлежащей испытанию, и вручную опустил верхний отражатель над активной зоной, используя отверстие для большого пальца сверху. По мере того, как отражатели вручную перемещались ближе и дальше друг от друга, сцинтилляционные счетчики измеряли относительную активность от активной зоны. Экспериментатору нужно было поддерживать небольшое расстояние между половинами отражателя, чтобы оставаться ниже критичности. Стандартный протокол заключался в использовании прокладок между половинками, так как их полное закрытие могло привести к мгновенному образованию критической массы и смертельному скачку мощности. Согласно собственному неутвержденному протоколу Слотина, прокладки не использовались, и единственное, что мешало закрытию, было лезвие стандартной отвертки с плоским наконечником , которым управляли в другой руке Слотина. Слотин, проявивший храбрость, стал местным экспертом, проводя испытания почти в дюжине раз, часто в своих фирменных синих джинсах и ковбойских сапогах, перед полной комнатой наблюдателей. Энрико Ферми, как сообщается, сказал Слотину и другим, что они будут «мертвы в течение года», если они продолжат проводить испытание таким образом. Ученые назвали этот заигрывание с возможностью ядерной цепной реакции «щекотанием дракона за хвост», основываясь на замечании физика Ричарда Фейнмана, который сравнил эксперименты с «щекотанием хвоста спящего дракона».
В день аварии отвертка Слотина выскользнула наружу на долю дюйма, когда он опускал верхний отражатель, позволяя отражателю упасть на место вокруг активной зоны. Мгновенно на коже Слотина промелькнула вспышка синего света и волна тепла; активная зона стала сверхкритической, выпустив интенсивный всплеск нейтронного излучения, который, по оценкам, длился около полсекунды. Слотин быстро скрутил запястье, швыряя верхнюю часть корпуса на пол. Нагрев активной зоны и оболочек остановил критичность в считанные секунды после ее возникновения, а реакция Слотина предотвратила повторение и положила конец аварии. Положение тела Слотина над аппаратом также защищало других от нейтронного излучения, но он получил смертельную дозу 1000 рад (10 Гр ) нейтронов и 114 рад (1,14). Гр) гамма-излучения менее чем за секунду и умер через девять дней от острого радиационного отравления. Ближайший к Слотину человек, Грейвс, который следил за плечом Слотина и таким образом был частично защищен им, получил высокую, но несмертельную дозу облучения. Грейвс был госпитализирован на несколько недель с тяжелым радиационным отравлением, в результате чего у него развились хронические неврологические проблемы и проблемы со зрением. Он умер 20 лет спустя, в возрасте 55 лет, от сердечного приступа. Это могло быть вызвано скрытыми осложнениями от радиационного облучения, но могло также иметь генетическую природу, поскольку его отец умер по той же причине.
О втором несчастном случае сообщило Associated Press 26 мая 1946 г.: «Четверо мужчин, получивших ранения в результате случайного облучения в правительственной атомной лаборатории здесь [Лос-Аламос], были выписаны из больницы, и« немедленное состояние »четырех других удовлетворительное, сообщила армия сегодня. Норрис Э. Брэдбери, директор проекта, сказал, что эти люди были ранены в прошлый вторник в результате того, что он назвал экспериментом с расщепляющимся материалом ».
Последующие действия исследования проводились по здоровью мужчин. Ранний отчет был опубликован в 1951 году. Более поздний отчет был составлен для правительства США и представлен в 1979 году. Краткое изложение его результатов:
| Имя | Происхождение | Возраст при аварии | Профессия | Доза | Последствия | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Луи Александр Слотин | Виннипег, Манитоба, Канада | 35 | физик | 1000 рад (10 Гр ) нейтрон. 114 рад (1,14 Гр) гамма | умер через 9 дней после аварии острого лучевого синдрома, желудочно-кишечный очаг | |
| Элвин С. Грейвс | Остин, Техас | 34 | физик | 166 рад (1,66 Гр) нейтрон. 26 рад (0,26 Гр) гамма | умер в 1965 году (через 19 лет после несчастный случай) инфаркта миокарда с обострением «компенсированного микседемы и катаракты », во время катания на лыжах | |
| Сэмюэл Аллан Клайн | Чикаго, Иллинойс | 26 | студент-физик, позже патентный поверенный | умер в 2001 году (через 55 лет после аварии); отказался от участия в исследованиях, и ему не разрешили получить свою медицинскую карту во время инцидента | ||
| Марион Эдвард Чеслицки | Mt. Ливан, Пенсильвания | 23 | физик | 12 рад (0,12 Гр) нейтрон. 4 рад (0,040 Гр) гамма | умер от острого миелоцитарного лейкоза в 1965 г. ( 19 лет после аварии) | |
| Дуайт Смит Янг | Чикаго, Иллинойс | 54 | фотограф | 51 рад (0,51 Гр) нейтрон. 11 рад (0,11 Гр) гамма | умер от апластической анемии и бактериального эндокардита в 1975 году (через 29 лет после аварии) | |
| Ремер Эдгар Шрайбер | Макминнвилл, Орегон | 36 | физик | 9 рад (0,090 Гр) нейтрон. 3 рад (0,030 Гр) гамма | умер от естественных причин в 1998 году (через 52 года после аварии) в возрасте 88 лет | |
| Теодор Перлман | Луизиана | 23 | инженер | 7 рад (0,070 Гр) нейтрон. 2 рад (0,020 Гр) гамма | «жив, здоров и в хорошем настроении» по состоянию на 1978 г.; вероятно, умер в июне 1988 года (через 42 года после аварии) в Ливерморе, Калифорния | |
| Рядовой Патрик Джозеф Клири | Нью-Йорк | 21 | охранник | 33 рад (0,33 Гр) нейтрон. 9 рад (0,090 Гр) гамма | сержант 1-го класса Клири был KIA 3 сентября 1950 года (через 4 года после аварии) во время боя в составе 8-го кавалерийского полка армии США во время Корейской войны. |
Два машиниста, Пол Лонг и еще один, неизвестный, в другой части здания, на расстоянии 20-25 футов, не получили медицинской помощи.
После этих инцидентов ядро, первоначально известный как «Руфус», был упомянут как «ядро демона». Практические эксперименты с критичностью были остановлены, и Шрайбер, один из выживших, сконструировал устройства дистанционного управления и телекамеры для проведения таких экспериментов со всем персоналом на расстоянии четверти мили.
Ядро демона было предназначено для использования в ядерных испытаниях Operation Crossroads, но после аварии с критичностью требовалось время, чтобы его радиоактивность снизилась и была проведена повторная оценка воздействия. содержащихся в нем продуктов деления, некоторые из которых могут быть очень ядовитыми до желаемого уровня деления. Следующие два ядра были отправлены для использования в Эйбле и Бейкере, а ядро демона должно было быть отправлено позже для третьего теста серии, предварительно названного Чарли, но этот тест был отменен из-за неожиданного уровня радиоактивности в результате подводный тест Бейкера и невозможность обеззаразить боевые корабли-цели. Ядро позже было расплавлено, а материал переработан для использования в других ядрах.
Носители, связанные с Ядром Демона на Wikimedia Commons