"Demon Core"

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 09:38

Skutočný príbeh malého plutónia, ľudí, ktorých zabil, a vedcov, ktorí ho vyhodili do vzduchu.

BOMB

Vo večernom utorok 21. augusta 1945 pracoval americký fyzik Harry Daghlian v ultra tajomstve Národnej laboratóriu Los Alamos v Novém Mexiku. Vykonal veľmi jemný experiment: Daghlian umiestňoval kusy kovu z tehál v tvare kusu plutónia, čo je veľmi nestabilné palivo používané vo väčšine jadrových bômb. A robil to viac nestabilné so všetkými tehálmi, ktoré umiestnil okolo neho.

Daghlian (vyhlásený ako "DAHL-ee-an") bol súčasťou vládneho projektu Manhattan, ktorý od roku 1942 pracoval na vývoji prvých atómových bômb na svete. A oni sa im podarilo: Len pár týždňov pred Daghlianovým experimentom boli vyradené dve atómové bomby v japonských mestách Hirošima a Nagasaki. Bomby okamžite zabili najmenej 100 000 ľudí a niekoľko desiatok tisíc ďalších v nasledujúcich dňoch. Menej ako týždeň po bombových útokoch sa Japonsko vzdalo Spojeneckých síl, ktoré ukončili druhú svetovú vojnu.

Pre Daghliana a jeho vedcov to znamenalo, že bolo oveľa viac práce.

NOVÉ A ZLEPŠENÉ

Spojené štáty boli v tom čase jedinou krajinou na svete s jadrovými zbraňami, ale vláda vedela, že tomu tak dlho nebude. Keby Amerika prežila vo svete s nepriateľmi jadrových zbraní, bolo by odôvodnené, že národ bude musieť pokračovať vo výrobe týchto zbraní a zefektívniť ich. Práve preto Daghlian vykonával prácu v Los Alamos.

Harry Daghlian mal len 24 rokov. Bol privedený do projektu Manhattan v roku 1943, zatiaľ čo bol stále študentom fyziky - mimoriadne úžasným - na Purdue University v Indiane. Pomohol pri vývoji bômb používaných v Japonsku, čo ich ničivé účinky bokom v skutočnosti neboli veľmi dobrá jadrová bomba. Napokon boli len druhou a treťou explodovanou explóziou (jedna testovaná bomba bola v Novom Mexiku vybuchnutá len tri týždne predtým ako v Japonsku).

Jedna z hlavných otázok vedcov určovala, ako plne využiť jadrové palivo bomby. Úžasne, obe bomby používané pri útokoch na Japonsko používali len malé frakcie svojho paliva na výrobu svojich výbuchov. A efektívne používanie paliva bomby je o neutronoch.

NEUTRÓNOVÝ DANCE

Najbežnejší typ paliva používaného v jadrových zbraniach je typ plutónia známeho ako plutónium-239 alebo Pu-239.

Pu-239 je prirodzene rádioaktívny, čo znamená, že jeho atómy prirodzene emitujú častice z ich jadier. Niektoré z týchto častíc sú neutrony. (Toto je známe ako neutrónové žiarenie.) Neutróny sú veľmi veľké, pretože atómové častice - tak veľké, že ak neutrón emitovaný jedným atómom narazí na iný atóm, môže to skutočne "zlomiť" a spôsobiť, že druhý atóm vysunie niektorých vlastných neutrónov.
Tento proces sa stáva normálne veľmi pomaly, pretože väčšina vyzařujúcich neutrónov jednoducho odletí. Celá myšlienka za jadrovými zbraňami je obsiahnuť tie neutrony v plutóniu, čím sa zrýchľuje proces štiepenia - neutrony rozbíjajú atómy, spôsobujú emitovanie stále viac a viac neutronov, rozbíjajúci sa viac a viac atómov - až kým nie je úplne mimo kontroly.
Čísla zapojené do tejto reťazovej reakcie sú takmer príliš veľké na to, aby sme pochopili: Pri explózii jadrových bômb sú atómy jadrového paliva rozdelené neutronmi na bilióny a trilióny krát … v stovkách milióntín sekundy. Pretože každé rozdelenie každého atomu uvoľňuje energiu, kombinované rozdelenie triliónov atómov v tak nepredstaviteľne krátkom čase uvoľní absolútne fenomenálne množstvo energie - teda silu atómových bômb.

A tá malá krabica, ktorú v auguste 1945 stavia Harry Daghlian, sa týkala neutrónov.

ZÁKLADNÉ HODNOTY

Daghlian pracoval so sivou guľou Pu-239 s veľkosťou softball. Bolo to v podstate jadro alebo jamka jadrovej bomby - tej časti, ktorá vybuchuje. Vykonával experimenty s jadrom, aby určil, či je správna veľkosť a hustota udržiavať reťazovú reakciu - aby sa mohla použiť v skutočnej bombe.

Daghlian začal obklopovať jadro s tehálami karbidu volfrámu, veľmi hustým kovom, ktorý odráža neutrónové žiarenie. Čím viac sa jadro uzavrelo v kovu, tým viac neutrónov sa odrazilo späť do jadra, než aby jednoducho odletelo. To znamenalo, že rýchlosť neutrónového rozbíjania a rozpadu atómov v jadre sa zvýšila, keď Daghlian pridal čoraz viac tehál. (Geigerový pult určil, či experiment pracoval, kliknutím rýchlejšie a rýchlejšie.) Dve veľmi dôležité poznámky:

Daghlian chcel, aby reťazová reakcia narástla tesne pod kritický stav, čo znamená kontrolovaná reťazová reakcia.
Nechcel, aby reakcia rástla do superkritického stavu, čo znamená, že sa úplne vymanil z kontroly.

Pri použití tehál Daghlian postavil steny asi desať centimetrov na jednej strane a desať centimetrov vysoký okolo plutónia. Potom vzal tehlu a pomaly ho umiestnil - jednoducho ho držal v ruke - cez otvor v hornej časti konštrukcie, priamo nad jadrom.Geigerov počítadlo divoko kleslo. Dosť neutrónov sa teraz odrážalo späť do jadra, že smeruje k nadkritickému stavu.

Daghlian odišiel, aby zdvihol tehly a odhodil ho.

UH OH

Tehla pristála priamo na vrchole plutónia. Plutónium bolo teraz efektívne obklopené materiálom odrážajúcim neutróny a okamžite sa dostalo nadkritického stavu. Vyskytol sa modrý blesk - účinok náhleho uvoľnenia žiarenia - a geigerov pult kričal. Daghlian popadol spadnutú tehlu v panike … a opäť ju spustil. Pokúsil sa prevrátiť stôl, na ktorom pracoval - ale bolo to príliš ťažké. Nakoniec začal odoberať tehly od plutónia jeden po druhom. Reakcia reťazca sa nakoniec zastavila a počítadlo geigerov sa utišilo nadol. Prišlo zhruba jedna minúta. Pre Harryho Daghliana bola príliš veľa. Bol vystavený obrovskému množstvu žiarenia. Za niekoľko hodín sa začal cítiť nevoľník, prvý príznak radiačnej choroby. Skončil sa do nemocnice. Po niekoľkých dňoch jeho ruky, ktoré dostali hlavnú časť žiarenia, začali blistrovať kvôli žiareniu. Potom sa potom neustále zhoršoval a 15. septembra, dvadsaťpäť dní po nehode, zomrel Harry Daghlian.

DRUHÝ VÍŤAN

Deväť mesiacov po smrti Daghliana, v máji 1946, jadro, ktoré experimentoval, bolo určené na použitie v skutočnej bombe a explodovalo pri teste v Tichom oceáne. 21. mája sa Louis Slotin, priateľ Daghliana a jeho kolega (on bol na dovolenke počas nehody) rozhodol vykonať jeden posledný experiment na to.

Slotinov experiment bol podobný Daghlianovu, ale namiesto použitia tehál z karbidu wolfrámu mal dve misy podobné hemisféry z berýlia - iný kov, ktorý pôsobí ako neutronový reflektor. (Dve pologule by sa dali dohromady vytvoriť dutú guľu, dutina bola správna veľkosť na to, aby držala plutóniové jadro.) Jedna z pologuli sedela v ráme na stole. Slotin umiestnil do nej plutóniové jadro a potom umiestnil druhú hemisféru cez vrchol jadra … ale nie celú cestu. Nedokázal zakryť jadro a nechať ho úplne obklopený berýliom, ktorý odráža neutrony, alebo, ako sa to stalo Daghlianovi, začne nekontrolovaná reťazová reakcia. Ale presne to sa stalo.

NIE ZNOVA

Experiment Slotin vykonával s berýliovými hemisférami, ktoré mu vyžadovali vložiť špičku obyčajného skrutkovača (áno, skrutkovač) pod okraj berýliového uzáveru a zdvihnúť ho a znížiť, pričom si všimol pomocou geigerovho počítadla, koľko vznikla reťazová reakcia. Tiež mal používať bezpečnostné kliny, ktoré by zabezpečili, že keby skrutkovač vykĺzol, čiapka berylia neklesla a nekrytla jadro. Ale Slotin nepoužíval klinky … a skrutkovač skĺzol.

Berýliová čiapka klesla, jadro sa úplne zmizlo a okamžite išlo superkritické. Ešte horšie: Sedem ďalších ľudí stálo okolo stola a sledovalo Slotinovu prácu. Rovnako ako pri nehode Daghliana došlo k okamžitému modrému záblesku a geigerov počítadlo začalo blikať. (Ľudia v miestnosti neskôr povedali, že pocítili tiež nával tepla.) Slotinovi sa veľký úspech okamžite dostal do veľkého rizika tým, že oddeľoval gule od seba - s holými rukami - a tým zastavil reakciu. Pritom dostal dávku ožarovania, ktorá bola niekoľkonásobne väčšia ako Daghlian. Efekt prišiel takmer okamžite; už vracal, keď odišiel z laboratória. O deväť dní neskôr, po tom, čo možno opísať len ako obdobie strašného utrpenia, Slotin zomrel. "Demon Core", ako to bolo skoro známe vedcami v Los Alamos, zabili druhú obeť.

KONIEC?

Nepochopiteľná časť tohto príbehu bola, že Daghlianov nehoda sa konala večer. Pracoval už v bežnej dennej zmene, ale po večeri sa vrátil do laboratória približne o 21:30. Nemal to robiť. A rozhodne nemal robiť kritické experimenty bez ďalšieho prítomného vedca. K dnešnému dňu nikto nevie, prečo tam bol ten večer. A Slotinovej nezodpovednosti pri nepoužívaní bezpečnostných kliny? Nikto nevie, prečo sa tak stalo. A smutná skutočnosť je, že neboli jedinými obeťami Demon Core:

Súkromná armáda Robert J. Hemmerly, 29 rokov, slúžil ako strážny v laboratóriu, keď sa stala Daghlianova nehoda. Bol pri stole čítajúci noviny na ďalekom konci laboratória, keď videl modrý blesk. Zomrel o 33 rokov neskôr, vo veku 62 rokov, leukémiu, o ktorej sa predpokladá, že bola vyvolaná jeho vystavením žiareniu počas nehody.
Alvin Graves bol osobou najbližšou k Slotinovej počas nehody. Slotinova činnosť pri oddeľovaní hemisfér čiastočne chránil Gravesa, ale on bol hospitalizovaný niekoľko týždňov s ťažkou radiačnou otravou napriek tomu. Vyvinul niekoľko trvalých zdravotných problémov vrátane straty zraku a o 18 rokov neskôr vo veku 55 rokov zomrel komplikácie súvisiace so žiarením.
Zo šiestich ďalších v miestnosti so Slotinom sa veria, že ich životy výrazne skrátili Demon Core.

Dňa 1. júla 1946 bolo v štvrtom výbuchu jadrovej bomby v histórii vypálené jadrové pole Pu-239, ktoré zabili dvoch najvýznamnejších vedcov v Amerike, v blízkosti Tichého oceánu. Demon Core nebolo nič viac.

Test bikinských bômb, ktorý dokončil Demon Core, použil oveľa vyššie percento svojho jadrového paliva ako jeho predchodcovia a bol silnejší niekoľkými kilotónmi (výbušná sila tisíc ton TNT).
Niekoľko bezpilotných lodí bolo zakotvených v zóne spadnutia, aby študovali účinky bomby. Na týchto lodiach bolo zablokovaných 57 morčiat, 109 myší, 146 ošípaných, 176 kôz a 3 031 bielych krýs. Boli tam tak, že vedci mohli skúmať účinky jadrových bômb na zvieratá. Bomba okamžite zabila 10 percent z nich; väčšina zvyšku zomrela na otravu ožiarením počas nasledujúcich týždňov.
Aspoň jedno z týchto zvierat uniklo hnevu Demon Core a urobil trochu celebrity: 50-libier prasa známa ako "Pig 311" bola na palube starých vojnových lodí v zóne pádu. (Bolo zablokované v záchode lodnej dôstojníckeho personálu.) Detonácia potopila loď - no námorníci neskôr našli Pig 311 v oceáne. Bola odvelená na Naval Medical Research Institute v Bethesde v štáte Maryland, kde žila v nasledujúcich troch rokoch - rastie na mamutie 600 libier. V roku 1949 sa prasa 311 dostala do Národnej ZOO vo Washingtone, D.C., kde sa stala jednou z najpopulárnejších exponátov. Zomrela tam v roku 1950.
Ak chcete mať lepší obraz o tom, čo v tomto experimente urobil Louis Slotin, pozrite sa na film z roku 1989 Tuk a malý chlapec o projekte v Manhattane. John Cusack hrá v ňom vedca, ktorý vykoná pomerne presnú verziu slotinovej nehody.