"Demon Core"

2023 Autor: Darleen Leonard | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-11-27 07:05

Priča o stvarnom životu male lopte plutonija, ljudi koje je ubio, i istraživači koji su ga raznijeli.

BOMB

Uvečer u utorak, 21. kolovoza 1945. američki fizičar Harry Daghlian radio je u ultra-tajnom Los Alamos nacionalnom laboratoriju SAD-a u New Mexicu. Izvršavao je vrlo osjetljiv eksperiment: Daghlian je stavljao komadiće metala u ciglu oko komadića plutonija, visoko nestabilnog goriva koje se koristi u većini nuklearnih bombi. I postao je nestabilniji sa svakom opekom koju je postavio oko njega.

Daghlian (izgovara "DAHL-ee-an") bio je dio vladinog projekta Manhattan, koji je od 1942. radio na razvoju prvih atomske bombe na svijetu. I uspjeli su: Samo nekoliko tjedana prije Daghlianovog eksperimenta, dvije su atomske bombe pale na japanske gradove Hirošime i Nagasaki. Bombe su odmah ubijale barem 100.000 ljudi, a mnogi desetke tisuća više u danima koji su uslijedili. Manje od tjedan dana nakon onih bombaških napada Japan se predao Savezničkim snagama, završavajući drugi svjetski rat.

Za Daghliana i njegove kolege znanstvenike, to je značilo da je mnogo više posla.

NOVO I POBOLJŠENO

Sjedinjene Države bile su jedina zemlja na svijetu sa nuklearnim oružjem u to vrijeme, ali vlada je znala da to ne bi bilo dugo. Ako bi Amerika mogla preživjeti u svijetu s neprijateljima naoružanim na nuklearnu energiju, bilo je razloženo, država će morati proizvoditi takvo oružje i učiniti ih još učinkovitijima. Upravo je to razlog zbog kojeg Daghlian radi određeni posao koji je radio te noći u Los Alamosu.

Jedan od glavnih pitanja za znanstvenike bio je utvrditi kako iskoristiti prednost bombi nuklearnog goriva. Iznenađujuće, obje bombe korištene u napadu na Japan koristile su samo male frakcije svojih goriva kako bi proizveli eksploziju. A učinkovito korištenje goriva bombe je sve oko neutrona.

NEUTRONNI PLES

Najčešći tip goriva u nuklearnom oružju je vrsta plutonija poznata kao plutonij-239 ili Pu-239.

• Pu-239 je prirodno radioaktivni, što znači da atomi prirodno emitiraju čestice iz njihovih jezgri. Neke od tih čestica su neutroni. (To je poznato kao neutronsko zračenje.) Neutroni su vrlo velike, jer atomske čestice su toliko velike da ako neutron koji se emitira iz jednog atoma slučajno udari na drugi atom, on zapravo može "razbiti" i uzrokovati da drugi atom izbacuje neki od svojih neutrona.
• Taj proces se obično događa vrlo sporo, jer većina zračenja neutrona samo leti. Cjelokupna ideja nuklearnog oružja jest da sadrže one neutrone unutar plutonija, čime se ubrzava proces cijepanja - s neutronima koji razgrađuju atome, uzrokujući da se sve više i više neutrona emitiraju, uništavajući sve više i više atoma - sve dok nije sasvim izvan kontrole.
• Brojevi koji su uključeni u ovu reakciju lanca gotovo su preveliki da bi se otkrili: U eksploziji nuklearne bombe, atomi nuklearnog goriva podijeljeni su s neutronskim trilijunima i trilijunima puta … u stotinama milijardi bilijuna sekunde. Budući da svako razdvajanje svakog atoma oslobađa energiju, kombinirano razdvajanje trilijuna atoma u tako nevjerojatno kratkom vremenu oslobađa apsolutno fenomenalnu količinu energije, dakle snagu atomske bombe.

I onaj mali kutija koji je Harry Daghlian gradio te noći u kolovozu 1945 bio je sve o sadržavanju neutrona.

TEMELJNE VRIJEDNOSTI

Daghlian je radio s sivom, softballom sferom Pu-239. To je u osnovi bila jezgra, ili jama nuklearne bombe - dio koji se eksplodira. Učinio je eksperimente s jezgrom kako bi utvrdio je li to bila odgovarajuća veličina i gustoća za održavanje lančane reakcije - tako da se može koristiti u stvarnoj bombi.

Daghlian je počeo oko jezgre opeke od volframovog karbida, vrlo gustog metala koji odražava neutronsko zračenje. Što su jezgre više zatvorene u metalu, više neutrona se odražava natrag u jezgru, umjesto da jednostavno leti. To je značilo da se stopa neutronskog bombardiranja i raspadanja atoma u jezgri povećao, kako je Daghlian dodao sve više cigala. (Geigerov brojač označavao je li eksperiment radio klikom brže i brže.) Dvije vrlo važne napomene:

• Daghlian je želio da se lančana reakcija poveća na samo ispod kritične države, što znači kontroliranu lančanu reakciju.
• Nije htio da reakcija postane superkritično stanje, što znači da je eskalacija potpuno izvan kontrole.

Koristeći opeke, Daghlian je sagradio zidove, oko deset inča na stranu i visok deset centimetara, oko plutonija. Zatim je uzeo ciglu i polako ga je postavio - jednostavno ga je držao u ruci - preko otvora na vrhu strukture, točno preko jezgre.Geigerov brojač divlje je pucao. Sada se dovoljno neutrona reflektira natrag u jezgru da se kreće prema superkritičnoj državi.

Daghlian je odšetao ciglu … i spustio ga.

UH OH

DRUGA ŽRTAVA

Slotinov eksperiment bio je sličan Daghlianovom, ali umjesto da koristi cigle volframovog karbida, imao je dvije bočne polutke od berilijuma - još jedan metal koji djeluje kao reflektor neutrona. (Dvije polutke mogu se staviti zajedno kako bi oblikovale šuplje kugle, a šuplja je pravedna veličina za držanje jezgre plutonije.) Jedna od polutki sjedila je u okviru na stolu. Slotin je stavio plutonijsku jezgru u nju, a zatim je drugu polutku stavio na vrh jezgre … ali ne i sve. Nije mogao pokriti jezgru i dopustiti da bude potpuno okružen berilijem koji reflektira neutrona ili, kao što se dogodilo s Daghilijem, započela nekontrolirana lančana reakcija. Ali upravo se to dogodilo.

NE OPET

Berilijska kapa pala, jezgra je postala potpuno sadržana i odmah je postala superkritična. Još gore: Bilo je sedam drugih ljudi koji su stajali oko stola, gledajući kako Slotin radi. Kao i kod Daghlianove nesreće, postojala je trenutačna plava bljesak, a geigerov brojač počeo je divlje udarati. (Ljudi u sobi kasnije su rekli da su također osjetili ogromnu vrućinu.) Slotinovom velikom zaslugom odmah se spustio na ogroman rizik tako što je ispružio kugle - golim rukama - time zaustavljajući reakciju. Pri tome je primio dozu zračenja nekoliko puta veći od Daghliana. Učinak je došao gotovo odmah; već je povraćao dok je izlazio iz laboratorija. Devet dana kasnije, nakon što se može opisati samo kao razdoblje strašne patnje, Slotin je umro. "Demon Core", kao što su ga ubrzo poznavali znanstvenici u Los Alamosu, ubio je svoju drugu žrtvu.

KRAJ?

Blagi dio ove cijele priče bio je da je Daghlianova nesreća dogodila navečer. Već je radio redovnu dnevnu smjenu, ali se vratio u laboratorij oko 9:30 poslije večere. On to nije trebao učiniti. I zasigurno nije trebao provoditi kritične eksperimente bez prisutnog drugog znanstvenika. Do danas nitko ne zna zašto je tamo bio tamo. A Slotinova neodgovornost u neupravljanju sigurnosnih klinova? Nitko ne zna zašto se to i dogodilo. Tužna stvarnost jest da nisu jedine žrtve demonske jezgre:

• Vojna vojska Robert J. Hemmerly, 29, služio je kao stražar u laboratoriju kada se dogodio Daghlianova nesreća. Bio je u stolu koji je čitao novine na drugom kraju laboratorija kada je vidio plavu bljeskalicu. Umro je 33 godine kasnije, u dobi od 62 godine, leukemije, za koju se vjeruje da je izazvana izloženost zračenju tijekom nezgode.
• Alvin Graves bio je osoba koja je bila najbliža Slotinu tijekom njegove nesreće. Slotinova akcija u odvajanju hemisfere djelomično je zaštićena Gravesom, ali je nekoliko tjedana hospitaliziran s ozbiljnim otrovanjem zračenja. Razvio je nekoliko dugotrajnih zdravstvenih problema, uključujući gubitak vida i umro 18 godina kasnije, u dobi od 55 godina, komplikacija povezanih sa zračenjem.
• Od šest ostalih u sobi s Slotinom, vjeruje se da su tri osobe imali znatno skratiti svoje živote Demon Core.



• Bikini bomb test koji je završio s demonske jezgre koristio je mnogo veći postotak nuklearnog goriva od svojih prethodnika i bio je moćniji od nekoliko kilotona (eksplozivna snaga od tisuću tona TNT-a).
• Nekoliko bespilotnih brodova bilo je usidreno u zonu pada za proučavanje efekata bombe. Zaključano na nekoliko tih brodova bilo je 57 zamoraca, 109 miševa, 146 svinja, 176 koza i 3,030 bijelih štakora. Bili su tamo kako bi znanstvenici mogli proučiti učinke nuklearnih bombi na životinjama. Bomba je odmah ubila 10 posto; većina ostatka je umrla od trovanja zračenjem u sljedećim tjednima.
• Barem jedna od tih životinja pobjegla je od srdžbe Demonske jezgre, a dobila je malo slavnih osoba: svinja od 50 funti poznata pod nazivom "Pig 311" nalazila se na starom ratnom brodu u zoni kapa. (Zaključana je u WC-u časnika brodova.) Detonacija je potonula brod, no mornari kasnije našli su Svinju 311 kako plivaju u oceanu. Odvedena je u Naval Medical Research Institute u Bethesdu, Maryland, gdje je živjela sljedećih tri godine - raste na mamut od 600 funti. Godine 1949. Pig 311 dobio je Nacionalni zoološki vrt u Washingtonu, gdje je postao jedan od njihovih najpopularnijih zaslona. Umrla je tamo 1950. godine.
• Ako želite bolju sliku onoga što je Louis Slotin radio u svom eksperimentu, gledajte film iz 1989. godine Fat čovjek i mali dječak o projektu Manhattan. U njemu John Cusack igra znanstvenika koji izvodi prilično točnu verziju Slotinove nesreće.