Отвертка как предохранитель от ядерного взрыва

7 картинок via masterok

Все мы на уроках физики видели картинку, на которой было нарисовано, как один кусок урана подносят к другому, в результате чего накапливается критическая масса и начинается цепная реакция. Американские ядерщики делали еще проще — они просто засовывали между двумя полусферами урана отвертку! Конечно, такое легкомысленное отношение к ядерным материалам не могло не привести к трагическим последствиям.

После окончания Второй мировой войны США продолжили ядерные исследования в военных лабораториях Лос-Аламоса. Одним из ведущих сотрудников Лос-Аламоса был доктор Луи Слотин. Он занимался экспериментами с критической массой — подносил одну полусферу урана к другой и засекал начало возникновения цепной реакции.

Луи не доверял автоматике — поэтому он просто клал одну полусферу урана на другую и просовывал между ними отвертку. Из-за этого полусферы не могли соприкоснуться друг с другом полностью, что не давало развиться цепной реакции.

Воссоздание инцидента 1946 года. Плутоний скрыт под полусферой отражателя, удерживаемой отвёрткой

А вот что было дальше …

Вернее сначала посмотрим с чего все начиналось …

В 42 году собранные почти со всего мира в штаты учёные подошли вплотную к разгадке тайн строения материи. Осталась самая малость- подтвердить теорию практикой. Осуществить мечту алхимиков по преобразованию одних элементов в другие.

На снимках самый первый из «рукотворных» ядерных реакторов. Состояла «поленница» из графитовых блоков, которые были аккуратно уложены, причем в каждом втором слое блоки были полыми, а внутри размещалось ядерное топливо — прессованные оксиды урана и металлические слитки.

Поскольку такой реактор использовался для проверки возможности осуществления управляемой реакции, то были и своеобразные «органы управления» — несколько типов стержней из кадмия и бористой стали. Всего было три типа стержней. Первый тип — управлялся с пульта, это были регулирующие стержни. Второй тип — аварийные стержни. Вернее, это был единственный стержень, который подвешивался над реактором на веревке. Если возникала аварийная ситуация, веревку планировалось перерубить, и упавший в реактор стержень глушил реакцию. Ну, и еще был стержень, который вынимался вручную для того, чтобы создать условия для проведения управляемой ядерной реакции (т.е. привести в критическое состояние сам реактор).

Все это несравнимо с современными реакторами — не была предусмотрена ни система охлаждения (т.е. она была, реактор планировалось поливать обычной водой в случае сильного нагрева), ни система защиты человека от радиоактивного излучения.Проработал реактор несколько десятков минут (28, если быть точным), и в течение этого времени ученые получили реальное доказательство возможности проведения ядерной реакции (управляемой) — эксперимент оказался полностью удачным.


За это время убедились- коэффициентом размножения нейтронов можно управлять! И слава Богу. В противном случае на месте Чикаго, а для эксперимента не нашлось места интереснее чем под трибунами университетского стадиона, было б подобие Хиросимы. Видимо профессорам, все эти блоки были сложены вручную, не хотелось далеко уезжать от альма матер.

Графит и 60 тонн урана

Малость крупнее и продуманнее, но тоже видно что сложен руками. И вообще в те годы экспериментаторы ещё не заразились вредной привычкой работать манипуляторами.

1946 год. Курчатовский реактор.

Еще один ядерщик из Лос-Аламоса, доктор Ричард Файнман позже написал: «Эти тесты были похожи на то, как будто вы щекочете хвост спящего дракона«. И он совсем не преувеличивал — один сотрудник лаборатории уже поплатился здоровьем за свою халатность.

21 августа 1945 года молодой ученый Гарри Даглян в одиночку проводил эксперимент по изучению отражения нейтронов. Ядро было помещено внутрь конструкции из блоков из карбида вольфрама, отражателя нейтронов. Добавление каждого нового блока весом 4,4 кг (общая масса блоков должна была составить 236 кг) приближало сборку к критическому состоянию. При попытке установки очередного блока Даглян уронил его прямо на плутоний, что перевело сборку в надкритическое состояние. Как только брусок упал на плутоний, Гарри словно попал в центр ядерного реактора. Взрыва не последовало, но ученый получил невероятную дозу радиации .

Несмотря на то, что блок был немедленно убран, Даглян получил смертельную дозу излучения (около 5-8 Зв) и умер от лучевой болезни через 25 дней. Во время инцидента также пострадал второй человек, охранник Роберт Дж. Хеммерли, не участвовавший в эксперименте, он получил дозу приблизительно 0,2 Зв. Хеммерли умер в 1978 году (через 32 года после происшествия) от лейкемии в возрасте 62 года.

В процессе инцидента произошло примерно 1016 делений, никелевый чехол на плутониевом шаре не разрушился

Как оказалось, он был не последним.

Моделирование инцидента 1945 года. Плутониевый шар окружён блоками из отражателя — карбида вольфрама

21 мая 1946 года Луи Слотин, как обычно, принялся за свои эксперименты. Привычным движением он засунул отвертку между полусферами плутония (теми самыми, которые убили Гарри Даглиана). В секретной лаборатории Омега присутствовали еще семеро сотрудников, включая стажера, который должен был прийти на место Слотина. Когда Луи демонстрировал тест на критическую массу, отвертка выскользнула у него из рук и полусферы плутония сомкнулись.

Тут же всех восьмерых ученых обдало волной жара, а над плутонием появилось синее сияние. Комната оказалась пронизана гамма-излучением и потоками нейтронов — счетчики Гейгера щелкали, как умалишенные.

К чести Луи, он не растерялся и быстро спихнул полусферу на пол — голой рукой! Ядерный взрыв не состоялся, но в этом для Луи было мало утешительного. Он уже чувствовал жжение в руке и кислый привкус во рту — у него начиналась лучевая болезнь.

Последнее:
Луи срочно отправили в госпиталь, но он знал, что его дни сочтены. Слотин отправил телеграмму своим родителям в Виннипег — его папа и мама приехали в Лос-Аламос за несколько дней до того, как он умер.

Через два года от лучевой болезни умерли еще двое ученых, которые присутствовали на злосчастном эксперименте.

Луи Слотин повел себя, как настоящий герой и спас как минимум нескольких человек. Но если бы американские ядерщики думали головой, то не опускали бы верхнюю полусферу на нижнюю, а поднимали бы нижнюю полусферу к подвешенной верхней. Тогда в случае неосторожного движения нижняя полусфера просто падала бы на пол. Именно такую конструкцию и стали использовать в позднейших экспериментах.

Плутониевый шар был использован в ядерном испытании «ABLE», проходившем в рамках операции «Перекрёстки» 1 июля 1946 года. Благодаря экспериментам Дагляна и Злотина эффективность оружия, использовавшегося при испытаниях, была увеличена по сравнению с использовавшимся при бомбардировках Японии