Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Воссоздание эксперимента, связанного с инцидентом 1945 года. Сфера плутония окружена блоками карбида вольфрама, отражающими нейтроны .

Основной демон был сферический 6,2-килограммовый (14 фунтов) докритическая масса из плутония 89 мм (3,5 дюйма) в диаметре, изготовлены во время Второй мировой войны в усилиях в области развития ядерного оружия Соединенных Штатов, Манхэттенский проект , в качестве делящегося ядра в течение ранняя атомная бомба . Он был вовлечен в две аварии с критичностью 21 августа 1945 года и 21 мая 1946 года. Ядро предназначалось для использования в возможном третьем ядерном боезаряде, которое будет сброшено на Японию, но когда капитуляция Японии сделала это ненужным, оно использовалось для тестирование. Он был разработан с небольшим запасом прочности, чтобы обеспечить успешный взрыв бомбы. Устройство ненадолго ушлосверхкритический, когда он был случайно помещен 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 Дагляна и Луи Слотина соответственно. После этих инцидентов сферическое плутониевое ядро стали называть «демоническим ядром».

Производство и ранняя история [ править ]

Ядро демона (как и второе ядро, использованное при бомбардировке Нагасаки ) было твердой сферой весом 6,2 кг (14 фунтов) и диаметром 89 мм (3,5 дюйма). Он состоял из трех частей: двух плутоний-галлиевых полусфер и кольца, предназначенного для предотвращения «выброса» нейтронного потока из стыкаемой поверхности между полусферами во время имплозии. Ядро устройства, которое использовалось в ядерных испытаниях Trinity на полигоне бомбометания и стрельбы в Аламогордо в июле, не имело такого кольца. [1] [2]

Два физика Гарри Даглян (в центре слева) и Луи Слотин (в центре справа) во время теста Тринити.

Рафинированное плутоний был отправлен из Хэнфордского сайта в Вашингтоне , штате в лаборатории Лос - Аламос ; 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 (неясно, позволяла ли эта дата изготовление не упомянутого «HS-8 » для завершения четвертое ядро). [3] Металлурги использовали плутоний-галлиевый сплав , который стабилизировал δ-фазу.аллотроп плутония, чтобы его можно было горячим прессовать в желаемую сферическую форму. Поскольку было обнаружено, что плутоний легко подвержен коррозии, сфера была покрыта никелем . [4]

10 августа генерал-майор Лесли Р. Гровс-младший написал генералу армии Джорджу Маршаллу , начальнику штаба армии Соединенных Штатов , чтобы сообщить ему, что:

Следующая бомба имплозивного типа должна была быть готова к доставке на цель в первую хорошую погоду после 24 августа 1945 года. Мы получили 4 дня производства и ожидаем отгрузить последние компоненты из Нью-Мексико 12 августа или 13-е. 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. [3]

Маршалл добавил аннотацию: «Он не должен распространяться по Японии без явного разрешения президента», поскольку президент Гарри С. Трумэн ждал, чтобы увидеть последствия первых двух атак. [3] 13 августа была запланирована установка третьей бомбы. Ожидалось, что он будет готов к 16 августа и будет сброшен 19 августа [3]. Этому способствовала капитуляция Японии 15 августа 1945 года , в то время как все еще велась подготовка к его доставке на Киртланд-Филд . Третье ядро ​​осталось в Лос-Аламосе. [5]

Первый инцидент [ править ]

Ядро в сборе было спроектировано так, чтобы стоить "-5 центов ". [6] В этом состоянии существует лишь небольшой запас прочности против посторонних факторов, которые могут увеличить реактивность, в результате чего активная зона станет сверхкритической , а затем вызовет критическое кратковременное состояние быстрого увеличения энергии. [7] Эти факторы не распространены в окружающей среде; это такие обстоятельства, как сжатие твердого металлического ядра (что в конечном итоге станет методом, используемым для взрыва бомбы), добавление большего количества ядерного материала или обеспечение внешнего отражателя, который будет отражать 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. [6]

21 августа 1945 года в плутониевом ядре произошла вспышка нейтронного излучения, которая привела к смерти физика Гарри Дагляна . Даглян ошибся при проведении экспериментов с отражателем нейтронов на активной зоне. Он работал один; охранник, рядовой Роберт Дж. Хеммерли, сидел за столом на расстоянии от 3 до 4 метров. [8] Активная зона была помещена в стопку из карбида вольфрама, отражающего нейтроны.кирпичей и добавление каждого кирпича приближали сборку к критичности. Пытаясь уложить 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 через 25 дней от острого радиационного отравления . [9]

ИмяИсточникВозраст на момент аварииПрофессияДоза [8]ПоследствияСправка
Арутюн "Гарри" Крикор Даглян-младший.Нью-Лондон, Коннектикут24Физик200  рад (2,0  Гр ) нейтрон
110 рад (1,1 Гр)  гамма		Умер через 25 дней после аварии от острого лучевого синдрома , гемопоэтического очага.[10]
Рядовой Роберт Дж. ХеммерлиУайтхолл, Огайо29Охрана специального инженерного отряда (СЭД)8 рад (0,080 Гр) нейтрон
0,1 рад (0,0010 Гр) гамма		Умер в 1978 году (через 33 года после аварии) от острого миелолейкоза в возрасте 62 лет.[10]

Второй инцидент [ править ]

Воссоздание эксперимента 1946 года. Полусфера видна, а ядро ​​внутри - нет. Полусфера из бериллия удерживается отверткой.

21 мая 1946 года [11] физик Луис Слотин и семь других сотрудников Лос-Аламоса находились в лаборатории Лос-Аламоса, проводя еще один эксперимент по проверке близости активной зоны к критичности путем размещения нейтронных отражателей. Слотин, покидавший Лос-Аламос, показывал эту технику Элвину С. Грейвсу , который использовал ее в последнем испытании перед ядерными испытаниями Operation Crossroads, запланированными месяц спустя на атолле Бикини . Оператор потребовал разместить две полусферы из бериллия.(отражатель нейтронов) вокруг активной зоны, подлежащей испытанию, и вручную опустите верхний отражатель на активную зону, используя отверстие для большого пальца сверху. Когда отражатели вручную перемещались все 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, поскольку их полное закрытие могло привести к мгновенному образованию критической массы и смертельному скачку мощности. Согласно собственному неутвержденному протоколу Slotin, прокладки не использовались, и единственное, что препятствовало закрытию, - это лезвие стандартной отвертки с плоским наконечником.манипулировал в другой руке Слотина. Слотин, проявивший храбрость, стал местным экспертом, проводя испытания почти в десятке раз, часто в своих фирменных синих джинсах и ковбойских сапогах, перед целой комнатой наблюдателей. Энрико Ферми, как сообщается, сказал Слотину и другим, что они будут «мертвы в течение года», если они продолжат проводить испытания таким образом. [12] Ученые назвали это заигрывание с возможностью ядерной цепной реакции «щекотанием хвоста дракона», основываясь на замечании физика Ричарда Фейнмана , который сравнил эксперименты с «щекотанием хвоста спящего дракона». [13] [14]

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. [6] Слотин быстро скрутил запястье, швыряя верхнюю часть корпуса на пол. Нагрев активной зоны и оболочек остановил критичность в течение нескольких секунд после ее возникновения [15]в то время как реакция Слотина предотвратила повторение и положила конец аварии. Положение тела Слотина над устройством также защищало остальных от нейтронного излучения, но он получил смертельную дозу нейтронов в 1000  рад (10  Гр ) и гамма-излучения 114 рад (1,14 Гр) менее чем за секунду и умер через девять дней. позже 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 радиации . Грейвс был госпитализирован на несколько недель с тяжелым радиационным отравлением, в результате которого у него развились хронические неврологические проблемы и проблемы со зрением. [8] Он умер 20 лет спустя, в возрасте 55 лет, отсердечный приступ . Это могло быть вызвано скрытыми осложнениями от радиационного облучения, но могло также иметь генетическую природу, поскольку его отец умер по той же причине. [16] [17] [18]

О втором несчастном случае сообщило Associated Press 26 мая 1946 года: «Четыре человека, пострадавшие в результате случайного облучения в правительственной атомной лаборатории здесь [Лос-Аламос], были выписаны из больницы, и« немедленное состояние »четырех других удовлетворительное, армия сообщила сегодня. Доктор Норрис Э. Брэдбери , директор проекта, сказал, что люди были ранены в прошлый вторник в результате того, что он назвал экспериментом с расщепляющимся материалом ». [19]

Медицинские исследования [ править ]

Последующее исследование было проведено в отношении здоровья мужчин. Ранний отчет был опубликован в 1951 году. Более поздний отчет был составлен для правительства США и представлен в 1979 году. [8] Краткое изложение его результатов:

ИмяИсточникВозраст на момент аварииПрофессияДоза [8]Последствия
Луи Александр СлотинВиннипег, Манитоба, Канада35 годфизик1000  рад (10  Гр ) нейтрон
114 рад (1,14 Гр) гамма		умер через 9 дней после аварии от острого лучевого синдрома желудочно-кишечного очага[11]
Элвин С. ГрейвсОстин, Техас34физик166 рад (1,66 Гр) нейтрон
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 КлайнЧикаго, Иллинойс26 годстудент-физик, позже патентный поверенныйумер в 2001 году (через 55 лет после аварии); отказался от участия в исследованиях, и ему не разрешили получить свою медицинскую карту во время инцидента[8]
Марион Эдвард ЧеслицкиMt. Ливан, Пенсильвания23физик12 рад (0,12 Гр) нейтрон
4 рад (0,040 Гр) гамма		умер от острого миелоцитарного лейкоза в 1965 г. (через 19 лет после аварии)[8]
Дуайт Смит ЯнгЧикаго, Иллинойс54фотограф51 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)[8]
Рэмер Эдгар ШрайберМакминнвилл, Орегон36физик9 рад (0,090 Гр) нейтрон
3 рад (0,030 Гр) гамма		умерла естественной смертью в 1998 году (через 52 года после аварии) в возрасте 88 лет.[8] [15]
Теодор ПерлманЛуизиана23инженер7 рад (0,070 Гр) нейтрон
2 рад (0,020 Гр) гамма		«жив, здоров и бодр» по состоянию на 1978 г .; вероятно, умер в июне 1988 года (42 года после аварии) в Ливерморе, Калифорния [20][8]
Рядовой Патрик Джозеф КлириНью-Йорк21 годохранник33 рад (0,33 Гр) нейтрон
9 рад (0,090 Гр) гамма		Сержант 1-го класса Клири был убит 3 сентября 1950 года (через 4 года после аварии), когда сражался в составе 8-го кавалерийского полка армии США в Корейской войне . [21] [22][8]

Двое машинистов, Пол Лонг и еще один, неизвестный, в другой части здания, на расстоянии 20-25 футов, не получили медицинской помощи. [23]

После этих инцидентов ядро, первоначально известное как «Руфус», стало называться «ядром демона». [3] [24] Практические эксперименты по критичности были остановлены, и Шрайбер, один из выживших, сконструировал устройства дистанционного управления и телекамеры для проведения таких экспериментов со всем персоналом на расстоянии четверти мили. [15]

Операция "Перекресток" [ править ]

Ядро демона было предназначено для использования в ядерных испытаниях Operation Crossroads , но после аварии с критичностью требовалось время, чтобы его радиоактивность снизилась и его нужно было повторно оценить на предмет воздействия содержащихся в нем продуктов деления, некоторые из которых может быть очень ядовитым до желаемого уровня деления. Следующие два ядра были отправлены для использования в Able и Baker , 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, вызванного подводный пекарьиспытания и невозможность обеззаразить боевые корабли-цели. Позже активная зона была расплавлена, а материал переработан для использования в других активных зонах. [24] [25]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Веллерстайн, Алекс. «Ты не знаешь Толстяка » . Блог с ограниченными данными. Архивировано 7 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 года .
  2. ^ Костер-Маллен, Джон (2010). Основные отличия от "Атомные бомбы: Совершенно секретная внутренняя история Маленького мальчика и Толстяка " . Архивировано 27 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 года .Ошибка: в подписи к иллюстрации указано, что сердечник Толстяка был покрыт серебром; он был покрыт никелем, так как на сердечнике гаджета образовались пузыри из серебра. Диск на чертежах представляет собой прокладку из золотой фольги.
  3. ^ a b c d e Веллерстайн, Алекс. «Месть третьего ядра» . Блог с ограниченными данными. Архивировано 7 апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 года .
  4. ^ Бейкер, Ричард Д .; Hecker, Siegfried S .; Харбур, Делберт Р. (1983). «Плутоний: военный кошмар, но мечта металлурга» (PDF) . Лос-Аламосская наука . Лос-Аламосская национальная лаборатория (зима / весна): 142–151. Архивировано 17 октября 2011 года (PDF) . Проверено 22 ноября 2010 года .
  5. ^ Шрайбер, Ремер ; Родс, Ричард (1993). «Интервью Ремера Шрайбера» . Архивировано 29 апреля 2015 года . Проверено 28 мая 2015 года . Рэмер Шрайбер дает интервью Ричарду Роудсу
  6. ^ a b c Маклафлин, Томас П .; Monahan, Shean P .; Pruvost, Norman L .; Фролов, Владимир В .; Рязанов, Борис Г .; Свиридов Виктор Иванович (май 2000 г.). «Обзор критических инцидентов, редакция 2000 г. (LA-13638)» (PDF) : 70–78. Архивировано 22 июля 2014 года (PDF) . Проверено 18 мая 2014 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  7. ^ Stater, Роберт Г. (13 декабря 2012). «Своевременная критичность: концепция с ложными полномочиями» . Факты о ядерной бомбе. Архивировано из оригинала на 4 марта 2016 года . Проверено 27 сентября 2015 года .
  8. ^ Б с д е е г ч я J K L Hempelman, Луи Генри; Lushbaugh, Clarence C .; Воелц, Джордж Л. (19 октября 1979 г.). Что случилось с выжившими после первых ядерных аварий в Лос-Аламосе? (PDF) . Конференция по готовности к радиационным авариям. Ок-Ридж: Научная лаборатория Лос-Аламоса . LA-UR-79-2802. Архивировано 12 сентября 2014 года (PDF) . Проверено 5 января 2013 года . Номера пациентов в этом документе обозначены как: 1 - Daghlian, 2 - Hemmerly, 3 - Slotin, 4 - Graves, 5 - Kline, 6 - Young, 7 - Cleary, 8 - Cieleski, 9 - Schreiber, 10 - Perlman.
  9. ^ Миллер, Ричард Л. (1991). Под облаком: десятилетия ядерных испытаний . Вудлендс, Техас: Two Sixty Press. С.  68, 77 . ISBN 0-02-921620-6.
  10. ^ а б Дион, Арнольд. «Острая лучевая болезнь» . Штатив . Проверено 12 августа 2015 года .
  11. ^ а б «Обзор аварий критичности» (PDF) . Лос-Аламосская научная лаборатория . 26 сентября 1967 г. Архивировано 10 сентября 2012 г. (PDF) из оригинала . Проверено 12 августа 2015 года .
  12. ^ Welsome, Эйлин (1999). Файлы плутония . Нью-Йорк: Наберите Press. п. 184 . ISBN 978-0-385-31402-2. Проверено 18 ноября 2012 года .
  13. ↑ Вебер, Брюс (10 апреля 2001 г.). «Театральное обозрение; трагическое высокомерие ученого достигает критической массы на сцене» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 ноября 2007 года .
  14. ^ Шеперд-Барр, Кирстен; Люстиг, Гарри (ноябрь – декабрь 2002 г.). «Наука как театр: ошибка отвертки». Американский ученый . Сигма Си . 90 (6): 550–555. Bibcode : 2002AmSci..90..550S . DOI : 10.1511 / 2002.6.550 .
  15. ^ a b c Кэллоуэй, Ларри (июль 1995 г.). «Ядерная наивность» (PDF) . Журнал Альбукерке . Архивировано 16 августа 2015 года (PDF) . Проверено 12 августа 2015 года .
  16. ^ Клиффорда Т. Honicker (19 ноября 1989). «Жертвы радиации в Америке: скрытые файлы» . Нью-Йорк Таймс . п. 11. Архивировано 31 августа 2016 года.
  17. ^ Олсоп, Стюарт; Роберт Э. Лапп (6 марта 1954 г.). «Странная смерть Луи Слотена» (PDF) . Субботняя вечерняя почта . 226 (36). стр.25 и далее. Архивировано из оригинального (PDF) 17 октября 2014 года . Проверено 3 апреля 2014 года .
  18. ^ Клиффорда Т. Honicker (19 ноября 1989). «Жертвы радиации в Америке: скрытые файлы» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 17 февраля 2012 года . Проверено 23 апреля 2011 года .
  19. ↑ Associated Press, «Несколько человек в лаборатории атомной бомбы получили ранения», The San Bernardino Daily Sun , Сан-Бернардино, Калифорния, понедельник, 27 мая 1946 г., том 52, стр. 1.
  20. ^ Штат Калифорния. Калифорнийский индекс смертности, 1940–1997 годы. Сакраменто, Калифорния, США: Департамент здравоохранения штата Калифорния, Центр статистики здравоохранения.
  21. ^ Американская комиссия по боевым памятникам. Доска почета ветеранов Корейской войны. Ancestry.com. Списки жертв Первой, Второй и Корейской войн [база данных в Интернете]
  22. ↑ К. Уайт (18 апреля 2019 г.). «Найди могилу: Патрик Джозеф Клири» . Найдите могилу .
  23. ^ "Луи Слотин" . Архивировано из оригинального 7 -го апреля 2014 года . Проверено 4 апреля 2014 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  24. ^ a b Веллерстайн, Алекс (21 мая 2016 г.). «Ядро демона и странная смерть Луи Слотина» . Житель Нью-Йорка . Архивировано 24 мая 2016 года . Проверено 22 мая 2016 года .
  25. ^ Wellerstein, Alex (23 мая 2016). «Голубая вспышка» . Ограниченные данные. Архивировано 24 мая 2016 года . Дата обращения 23 мая 2016 .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с ядром Демона на Викискладе?