Ядро Демона

Заряд-демон (англ. Demon core) — название, данное подкритичному объёму плутония массой 6,2 кг, который участвовал в двух несчастных случаях в лаборатории Лос-Аламоса в 1945 и 1946 годах. В обоих случаях радиоактивное облучение в результате незапланированного перехода в критическое состояние приводило к гибели учёных, после чего сборка и получила своё название. Конструкция состояла из двух половин шаров плутония в дельта-форме, покрытых слоем никеля, общей массой 6,2 кг, с плотностью 15,7 г/см^3[1][2].

Первый инцидент

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

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. Несмотря на то, что блок был немедленно убран, Даглян получил смертельную дозу излучения (около 8 Зв) и умер от лучевой болезни через 28 дней^[1][2].

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 33 года после происшествия) от лейкемии в возрасте 62 лет^{[источник не указан 276 дней]}.

В процессе инцидента произошло примерно 10¹⁶ делений, никелевый чехол на плутониевом шаре не разрушился^[2].

Второй инцидент

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

21 мая 1946 года физик Луи Слотин проводил в лаборатории Лос-Аламоса эксперимент по изучению свойств деления ядер с помощью установки отражателя нейтронов в подкритическую сборку, при этом он проводил демонстрацию опыта семи другим учёным. За свою чрезвычайную опасность эксперимент носил название «дёргание дракона за хвост». Экспериментатор помещал ядро между двумя бериллиевыми полусферами (играющими роль отражателя) и вручную опускал верхнюю полусферу на ядро, придерживая её большим пальцем за отверстие в верхней части. При перемещении полусферы вверх и вниз датчики регистрировали изменение активности сборки. Единственным предметом, препятствовавшим смыканию полусфер, являлось жало плоской отвертки, которую ученый держал в правой руке^[1]. Слотин проводил данный эксперимент уже более десяти раз, ранее Энрико Ферми говорил ему и другим сотрудникам, участвовавшим в экспериментах, что если они не прекратят свои опасные опыты, то «погибнут в течение года»^[3].

Во время опускания верхней полусферы отвертка Слотина соскользнула, и полусферы сомкнулись, полностью окружив плутоний. Сборка мгновенно перешла в надкритическое состояние, однако Слотин быстро сбил верхнюю полусферу на пол, остановив цепную реакцию, чем спас жизни остальных людей, находившихся в лаборатории. Слотин получил большую дозу облучения — 9 Зв, и умер в течение 9 дней. Остальные присутствовавшие получили дозы в 1,85; 1,16; 0,93; 0,41; 0,26; 0,18; 0,18 Зв^[2].

Последствия

Плутониевый шар был использован в ядерном испытании «ABLE», проходившем в рамках операции «Перекрёстки» 1 июля 1946 года. Благодаря экспериментам Дагляна и Слотина эффективность оружия, использовавшегося при испытаниях, была увеличена по сравнению с использовавшимся при бомбардировках Японии^[1][4].

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4} Hubbell M. W. The Fundamentals of Nuclear Power Generation: Questions & Answers. — Bloomington: AuthorHouse, 2011. — P. 119. — 537 p. — ISBN 978-1-4634-2658-3
2. ↑ ^{1 2 3 4} William R. Stratton A Review of Crticality Accidents  (англ.). LANL (26 September 1967). Архивировано из первоисточника 10 сентября 2012. Проверено 16 февраля 2012.
3. ↑ Welsome, Eileen The Plutonium Files. — 1999. — P. 184. — ISBN 978-0385314022
4. ↑ Miller Richard L Under the Cloud: The Decades of Nuclear Testing. — The Woodlands, Texas: Two Sixty Press, 1991. — P. 69, 77. — ISBN 0029216206