«Ядро Демона»

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Реальная история маленького шара плутония, людей, которых он убил, и исследователей, которые взорвали его.

БОМБА

Вечером вторника, 21 августа 1945 года, американский физик Гарри Даглян работал в ультрасекретной Лос-Аламосской национальной академии США в Нью-Мексико. Он выполнял очень деликатный эксперимент: Даглян размещал кирпичные куски металла вокруг куска плутония, крайне нестабильного топлива, используемого в большинстве ядерных бомб. И он делал его более неустойчивым с каждым кирпичом, который он размещал вокруг него.

Даглян (произносится как «DAHL-ee-an») был частью правительственного Манхэттенского проекта, который с 1942 года работал над разработкой первых в мире атомных бомб. И им это удалось: всего за несколько недель до эксперимента Даглия в японских городах Хиросима и Нагасаки были сброшены две атомные бомбы. Бомбы немедленно убили по меньшей мере 100 000 человек, а в последующие дни было много десятков тысяч. Менее чем через неделю после этих взрывов Япония сдалась союзным силам, закончив Вторую мировую войну.

Для Дагляна и его коллег-ученых это означало, что нужно еще много работы.

НОВЫЙ И УЛУЧШЕННЫЙ

Соединенные Штаты были единственной страной в мире с ядерным оружием в то время, но правительство знало, что это будет недолго. Если бы Америка собиралась выжить в мире с врагами, обладающими ядерным оружием, было бы обосновано, что нация должна будет продолжать производить такое оружие и сделать их еще более эффективными. Именно по этой причине Даглян делал то, что он делал той ночью в Лос-Аламосе.

Одним из главных вопросов для ученых было определение того, как в полной мере использовать ядерное топливо бомбы. Удивительно, что обе бомбы, используемые в нападениях на Японию, использовали только крошечные фракции их топлива для их взрывов. И использование топлива бомбы эффективно связано с нейтронами.

НЕЙТРОННЫЙ ТАНЦ

Наиболее распространенным типом топлива, используемого в ядерном оружии, является тип плутония, известный как плутоний-239, или Pu-239.

• Pu-239, естественно, радиоактивен, что означает, что его атомы естественным образом выделяют частицы из своих ядер. Некоторые из этих частиц являются нейтронами. (Это известно как нейтронное излучение). Нейтроны очень велики, так как атомные частицы настолько велики, что если нейтрон, испускаемый одним атомом, ударяет по другому атому, он может фактически «разбить» его и вызвать выброс второго атома некоторые из его собственных нейтронов.
• Этот процесс происходит обычно очень медленно, потому что большинство излучающих нейтронов просто улетают. Вся идея ядерного оружия состоит в том, чтобы содержать эти нейтроны внутри плутония, тем самым ускоряя процесс расщепления - с расщеплением нейтронов атомами, вызывая все больше и больше нейтронов, выбивая все больше и больше атомов, пока он полностью не контролируется.
• Цифры, связанные с этой цепной реакцией, почти слишком велики: при взрыве ядерной бомбы атомы ядерного топлива расщепляются нейтронами триллионами и триллионами раз … сотнями миллиардов миллиарда в секунду. Поскольку каждый раскол каждого атома высвобождает энергию, комбинированное расщепление триллионов атомов в столь невероятно короткий промежуток времени высвобождает абсолютно феноменальное количество энергии - отсюда и мощность атомных бомб.

И эта маленькая коробка, которую построил Гарри Даглян в ту ночь в августе 1945 года, была связана с содержанием нейтронов.

ГЛАВНЫЕ ЦЕННОСТИ

Даглян работал с серой, софтбольной сферой Пу-239. В основном это ядро или яма ядерной бомбы - это часть, которая взрывает. Он проводил эксперименты с ядром, чтобы определить, соответствует ли правильный размер и плотность цепной реакции, поэтому он может использоваться в реальной бомбе.

Даглян начал окружать ядро кирпичами из карбида вольфрама, очень плотного металла, который отражает нейтронное излучение. Чем более замкнутым в металле стало сердцевина, тем больше нейтронов отражалось обратно в ядро, а не просто отлетало. Это означало, что скорость излома нейтронов и расщепление атомов в ядре увеличилось, так как Даглян добавил все больше кирпичей. (Счетчик Гейгера указал, работал ли эксперимент, щелкая быстрее и быстрее.) Две очень важные заметки:

• Даглян хотел, чтобы цепная реакция увеличилась до уровня ниже критического состояния, что означает контролируемую цепную реакцию.
• Он не хотел, чтобы реакция развивалась до сверхкритического состояния, а это означало, что он полностью вышел из-под контроля.

Используя кирпичи, Даглян построил стены, около десяти дюймов на боку и десять дюймов в высоту, вокруг плутония. Затем он взял кирпич и медленно позиционировал его - он просто держал его в руке над отверстием наверху структуры прямо над ядром.Счетчик Гейгера дико нажал. Достаточно нейтронов теперь отражали в ядре, что он направлялся в сверхкритическое состояние.

Даглян пошел отрывать кирпич и бросил его.

UH-OH,

ВТОРАЯ ЖЕРТВА

Эксперимент Slotin был похож на Daghlian's, но вместо того, чтобы использовать кирпичи из карбида вольфрама, у него было два чашеобразных полушария из бериллия - другой металл, который действует как отражатель нейтронов. (Два полушария можно было собрать вместе, чтобы сформировать полый шар, а пустота была правильной, чтобы удерживать ядро плутония.) Одно из полушарий сидела в раме на столе. Слотин помещал в него ядро плутония, затем помещал другое полушарие поверх верха ядра … но не полностью. Он не мог покрыть ядро и позволить ему полностью окружить нейтрон-отражающий бериллий или, как случилось с Даглианом, начнется неконтролируемая цепная реакция. Но это именно то, что произошло.

НЕ СНОВА

Бериллиевая крышка упала, ядро стало полностью сдерживаться, и оно сразу же стало сверхкритическим. Хуже того: вокруг стола стояли семь человек, наблюдая за работой Слотина. Как и в случае с несчастным случаем Даглиана, мгновенная синяя вспышка, и счетчик Гейгера начал тикать дико. (Люди в комнате позже сказали, что они также почувствовали всплеск жары.) К великому заслугу Слотина он сразу же поставил себя на огромный риск, разделяя сферы - голыми руками, тем самым прекратив реакцию. При этом он получил дозу облучения в несколько раз большую, чем Даглян. Эффект исходил почти сразу; он уже рвал, как вышел из лаборатории. Девять дней спустя, после того, что можно назвать периодом ужасных страданий, Слотин умер. «Ядро демона», как это вскоре было известно ученым из Лос-Аламоса, убило вторую жертву.

КОНЕЦ?

Непонятная часть всей этой истории заключалась в том, что авария Даглия произошла вечером. Он уже работал на дневной смене, но после обеда вернулся в лабораторию около 9:30 вечера. Он не должен был этого делать. И он определенно не должен был выполнять критические эксперименты без присутствия другого ученого. До сих пор никто не знает, почему он был там той ночью. И безответственность Slotin в том, что вы не используете безопасные клинья? Никто не знает, почему это произошло. И печальная реальность такова, что они были не единственными жертвами Демона Ядро:

• Армия Частный Роберт Дж. Хеммерли, 29 лет, служил стражем в лаборатории, когда произошла авария Даглия. Он сидел за столом, читая газету в дальнем конце лаборатории, когда увидел синюю вспышку. Он умер 33 года спустя, в возрасте 62 лет, от лейкемии, которая, как полагают, была вызвана его воздействием радиации во время аварии.
• Элвин Грейвс был человеком, самым близким к Слотину во время его несчастного случая. Действие Slotin в разделении полушарий частично защищало Грейвса, но он был госпитализирован в течение нескольких недель с серьезным радиационным отравлением. Он разработал несколько длительных проблем со здоровьем, включая потерю зрения, и умер через 18 лет, в возрасте 55 лет, от связанных с радиацией осложнений.
• Из шести других в комнате с Slotin три, как полагают, значительно сократили свою жизнь с помощью Demon Core.



• Испытание бомбы бикини, которое закончило Demon Core, использовало гораздо более высокий процент своего ядерного топлива, чем его предшественники, и было более мощным на несколько килотонн (взрывная сила в тысячу тонн тротила).
• Несколько беспилотных кораблей были поставлены на якорь в зоне падения, чтобы изучить эффекты бомбы. На некоторых из этих судов было 57 морских свинок, 109 мышей, 146 свиней, 176 коз и 3030 белых крыс. Они были там, поэтому ученые могли изучать воздействие ядерных бомб на животных. Бомба немедленно убила 10 процентов из них; большинство оставшихся умерло от радиационного отравления в последующие недели.
• По крайней мере один из этих животных избежал гнева Демонического ядра и получил известность: 50-килограммовая свинья, известная как «Свиньи 311», находилась на борту старого военного корабля в зоне падения. (Она была заперта в офицерском туалете корабля.) Детонация затонула корабль, но позже моряки нашли плавание в океане. Ее отвезли в военно-морской институт медицинских исследований в Бетесде, штат Мэриленд, где она прожила в течение следующих трех лет - до 600 килограммов мамонта. В 1949 году Pig 311 был предоставлен Национальному зоопарку в Вашингтоне, округ Колумбия, где она стала одним из их самых популярных дисплеев. Она умерла там в 1950 году.
• Если вы хотите получить лучшее представление о том, что делал Луис Слотин в своем эксперименте, посмотрите фильм 1989 года Толстяк и маленький мальчик о проекте Манхэттена. В нем Джон Кьюсак играет ученого, который выполняет довольно точную версию несчастного случая Slotin.