Ο "πυρήνας των Demon"

2023 Συγγραφέας: Darleen Leonard | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-11-27 07:03

Η πραγματική ιστορία μιας μικρής σφαίρας πλουτωνίου, των ανθρώπων που σκότωσε και των ερευνητών που την ανατίναξαν.

Η ΒΟΜΒΑ

Το βράδυ της Τρίτης, 21 Αυγούστου 1945, ο Αμερικανός φυσικός Χάρι Νταγκλιάν εργαζόταν στο εξαιρετικά μυστικό εθνικό εργαστήριο του Λος Άλαμος στην αμερικανική κυβέρνηση στο Νέο Μεξικό. Εκτελούσε ένα πολύ λεπτό πείραμα: ο Daghlian τοποθετούσε τεμάχια από μέταλλο σε μορφή τούβλου γύρω από ένα κομμάτι πλουτωνίου, το εξαιρετικά ασταθές καύσιμο που χρησιμοποιείται στις περισσότερες πυρηνικές βόμβες. Και το καθιστούσε πιο ασταθές με κάθε τούβλο που το τοποθετούσε γύρω του.

Ο Daghlian (προφέρεται "DAHL-ee-an") ήταν μέρος του κυβερνητικού έργου του Μανχάταν, το οποίο από το 1942 είχε εργαστεί για την ανάπτυξη των πρώτων ατομικών βομβών του κόσμου. Και πέτυχαν: Μόλις λίγες εβδομάδες πριν από το πείραμα του Daghlian, δύο ατομικές βόμβες είχαν πέσει στις ιαπωνικές πόλεις Hiroshima και Nagasaki. Οι βόμβες είχαν σκοτώσει αμέσως τουλάχιστον 100.000 ανθρώπους και πολλές δεκάδες χιλιάδες ακόμα τις ημέρες που ακολούθησαν. Λιγότερο από μία εβδομάδα μετά από αυτές τις βομβιστικές επιθέσεις, η Ιαπωνία παραδόθηκε στις Συμμαχικές Δυνάμεις, καταλήγοντας στον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Για τον Daghlian και τους συναδέλφους του επιστήμονες, αυτό σήμαινε ότι υπήρχε πολύ περισσότερη δουλειά.

ΝΕΟ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΜΕΝΟ

Οι Ηνωμένες Πολιτείες ήταν η μόνη χώρα στον κόσμο με πυρηνικά όπλα την εποχή εκείνη, αλλά η κυβέρνηση γνώριζε ότι δεν θα συνέβαινε για πολύ. Εάν η Αμερική επρόκειτο να επιβιώσει σε έναν κόσμο με εχθρούς με πυρηνικά όπλα, ήταν λογικό, το έθνος θα έπρεπε να συνεχίσει να παράγει αυτά τα όπλα και να τα κάνει ακόμα πιο αποτελεσματικά. Αυτός ακριβώς ήταν ο λόγος που ο Daghlian έκανε το ιδιαίτερο έργο που έκανε εκείνο το βράδυ στο Los Alamos.

Ένα από τα βασικά ζητήματα για τους επιστήμονες ήταν να αποφασίσουν πώς να αξιοποιήσουν πλήρως το πυρηνικό καύσιμο μιας βόμβας. Παραδόξως, και οι δύο βόμβες που χρησιμοποιήθηκαν στις επιθέσεις στην Ιαπωνία χρησιμοποιούσαν μόνο μικροσκοπικά κλάσματα του καυσίμου τους για να παράγουν τις εκρήξεις τους. Και χρησιμοποιώντας τα καύσιμα μιας βόμβας αποτελεσματικά είναι όλα σχετικά με τα νετρόνια.

Ο ΝΕΤΡΟΝ ΧΟΡΟΣ

Ο πιο συνηθισμένος τύπος καυσίμου που χρησιμοποιείται στα πυρηνικά όπλα είναι ένας τύπος πλουτωνίου που είναι γνωστός ως πλουτώνιο-239 ή Pu-239.

• Το Pu-239 είναι φυσικά ραδιενεργό, πράγμα που σημαίνει ότι τα άτομα του εκπέμπουν φυσικά σωματίδια από τους πυρήνες τους. Μερικά από αυτά τα σωματίδια είναι νετρόνια. (Αυτό είναι γνωστό ως ακτινοβολία νετρονίων.) Τα νετρόνια είναι πολύ μεγάλα, καθώς τα ατομικά σωματίδια είναι τόσο μεγάλα που εάν ένα νετρόνιο που εκπέμπεται από ένα άτομο συμβεί να χτυπήσει ένα άλλο άτομο, μπορεί να το «σπάσει» και να προκαλέσει το δεύτερο άτομο μερικά από τα δικά του νετρόνια.
• Αυτή η διαδικασία συμβαίνει κανονικά πολύ αργά, επειδή τα περισσότερα από τα ακτινοβολούμενα νετρόνια απλώς πετούν. Ολόκληρη η ιδέα πίσω από τα πυρηνικά όπλα είναι να περιέχουν αυτά τα νετρόνια μέσα στο πλουτώνιο, επιταχύνοντας έτσι τη διαδικασία διαίρεσης - με τα νετρόνια να σπάουν τα άτομα, να εκπέμπουν ολοένα και περισσότερα νετρόνια, να σπάσουν όλο και περισσότερα άτομα - μέχρι να παραμείνει τελείως εκτός ελέγχου.
• Οι αριθμοί που εμπλέκονται σε αυτή την αλυσιδωτή αντίδραση είναι σχεδόν υπερβολικά μεγάλοι για να κατανοήσουμε: Σε μια έκρηξη πυρηνικής βόμβας, τα άτομα του πυρηνικού καυσίμου χωρίζονται από τα νετρόνια τρισεκατομμύρια και τρισεκατομμύρια φορές … σε εκατοντάδες δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Επειδή κάθε διάσπαση κάθε ατόμου απελευθερώνει ενέργεια, η συνδυασμένη διάσπαση τρισεκατομμυρίων ατόμων σε τόσο απίστευτα μικρό χρονικό διάστημα απελευθερώνει μια εντελώς φαινομενική ποσότητα ενέργειας - εξ ου και η δύναμη των ατομικών βόμβων.

Και αυτό το μικρό κιβώτιο που χτίζει ο Χάρι Νταγκλιάν εκείνο το βράδυ, τον Αύγουστο του 1945, αφορούσε όλα τα νετρόνια.

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΞΙΕΣ

Ο Daghlian δούλευε με μια γκρι σφαίρα Pu-239 μεγέθους softball. Ήταν βασικά ο πυρήνας, ή το λάκκο, μιας πυρηνικής βόμβας - το μέρος που κάνει τις εκρήξεις. Πραγματοποίησε πειράματα με τον πυρήνα για να καθορίσει εάν ήταν το σωστό μέγεθος και πυκνότητα για να διατηρηθεί μια αλυσιδωτή αντίδραση - έτσι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μια πραγματική βόμβα.

Ο Daghlian άρχισε να περιβάλλει τον πυρήνα με τούβλα καρβιδίου βολφραμίου, ένα πολύ πυκνό μέταλλο που αντανακλά την ακτινοβολία νετρονίων. Όσο πιο κλειστός στο μέταλλο έγινε ο πυρήνας, τόσο περισσότερα νετρόνια αντανακλούσαν πίσω στον πυρήνα, παρά απλώς απομακρύνονταν. Αυτό σήμαινε ότι ο ρυθμός εκτόξευσης νετρονίων και διάσπασης ατόμων στον πυρήνα αυξήθηκε καθώς ο Daghlian προσέφερε όλο και περισσότερα τούβλα. (Ένας μετρητής geiger έδειξε αν το πείραμα λειτουργεί, κάνοντας κλικ πιο γρήγορα και πιο γρήγορα). Δύο πολύ σημαντικές σημειώσεις:

• Ο Daghlian ήθελε την αλυσιδωτή αντίδραση να αυξηθεί σε λίγο κάτω από μια κρίσιμη κατάσταση, που σημαίνει μια ελεγχόμενη αλυσιδωτή αντίδραση.
• Δεν ήθελε να αναπτυχθεί η αντίδραση σε μια υπερκρίσιμη κατάσταση, που σημαίνει μια που κλιμακώνεται τελείως εκτός ελέγχου.

Χρησιμοποιώντας τα τούβλα, ο Daghlian έχτισε τοίχους, περίπου δέκα ίντσες σε μια πλευρά και δέκα ίντσες ψηλά, γύρω από το πλουτώνιο. Στη συνέχεια πήρε ένα τούβλο και το τοποθετούσε αργά-το κράτησε απλά στο χέρι του - πάνω από το άνοιγμα στην κορυφή της δομής, πάνω στον πυρήνα.Ο μετρητής geiger χτύπησε άγρια. Αρκετά νετρόνια αντανακλούσαν τώρα στον πυρήνα ότι κατευθυνόταν προς μια υπερκρίσιμη κατάσταση.

Ο Daghlian πήγε να απομακρύνει το τούβλο … και το πέταξε.

ΩΧ

Η ΔΕΥΤΕΡΗ ΘΥΜΑ

Το πείραμα του Slotin ήταν παρόμοιο με το Daghlian, αλλά αντί να χρησιμοποιήσει τούβλα καρβιδίου βολφραμίου, είχε δύο ημισφαιρικά ημισφαίρια φτιαγμένα από βηρύλλιο - άλλο μέταλλο που λειτουργεί ως ανακλαστήρας νετρονίων. (Τα δύο ημισφαίρια μπορούσαν να συναρμολογηθούν για να σχηματίσουν μια κοίλη σφαίρα · το κοίλο ήταν ακριβώς το σωστό μέγεθος για να κρατήσει τον πυρήνα του πλουτωνίου.) Ένα από τα ημισφαίρια καθόταν σε ένα πλαίσιο πάνω σε ένα τραπέζι. Η σχισμή έβαλε τον πυρήνα πλουτωνίου σε αυτό, έπειτα τοποθετούσε το άλλο ημισφαίριο πάνω από την κορυφή του πυρήνα … αλλά όχι όλος ο τρόπος. Δεν μπορούσε να καλύψει τον πυρήνα και να του επιτρέψει να περιβάλλεται πλήρως από το βηρύλλιο που αντανακλά νετρόνια ή, όπως συνέβη στον Daghlian, θα άρχιζε μια ανεξέλεγκτη αλυσιδωτή αντίδραση. Αλλά αυτό ακριβώς συνέβη.

ΟΧΙ ΞΑΝΑ

Το καπάκι του βηρυλλίου έπεσε, ο πυρήνας έγινε εντελώς περιορισμένος και αμέσως πήγε υπερκρίσιμος. Ακόμη χειρότερα: Υπήρχαν επτά άλλοι άνθρωποι που στέκονταν γύρω από το τραπέζι, παρακολουθώντας τη δουλειά του Slotin. Όπως και με το ατύχημα του Daghlian, υπήρχε ένα στιγμιαίο μπλε φλας, και ο μετρητής geiger άρχισε να χτυπά άγρια. (Οι άνθρωποι στην αίθουσα αργότερα δήλωσαν ότι αισθάνθηκαν επίσης ένα κύμα θερμότητας.) Για την μεγάλη πίστωση του Slotin, έβαλε αμέσως τον εαυτό του σε τεράστιο κίνδυνο ρίχνοντας τις σφαίρες πέρα με τα γυμνά χέρια του - σταματώντας έτσι την αντίδραση. Με αυτόν τον τρόπο έλαβε μια δόση ακτινοβολίας αρκετές φορές μεγαλύτερη από ό, τι είχε ο Daghlian. Το αποτέλεσμα ήρθε σχεδόν αμέσως. Ήταν ήδη εμετός καθώς βγήκε από το εργαστήριο. Εννέα ημέρες αργότερα, μετά από ό, τι μπορεί να περιγραφεί μόνο ως περίοδος φρικτής οδύνης, ο Σλότιν πέθανε. Ο "πυρήνας του δαίμονα", όπως ήταν σύντομα γνωστός από τους επιστήμονες στο Los Alamos, είχε σκοτώσει το δεύτερο θύμα του.

ΤΟ ΤΕΛΟΣ?

Ένα αναστατωμένο μέρος αυτής της ολόκληρης ιστορίας ήταν ότι το ατύχημα του Daghlian έλαβε χώρα το βράδυ. Είχε ήδη εργαστεί σε μια τακτική ημερήσια βάρδια, αλλά επέστρεψε στο εργαστήριο περίπου στις 9:30 μ.μ., μετά το δείπνο. Δεν έπρεπε να το κάνει αυτό. Και σίγουρα δεν υποτίθεται ότι έπαιζε κρίσιμα πειράματα χωρίς άλλο παρουσιακό επιστήμονα. Μέχρι σήμερα κανείς δεν ξέρει γιατί ήταν εκεί εκείνο το βράδυ. Και η ανευθυνότητα του Slotin στη μη χρήση των σφικτών ασφαλείας; Κανείς δεν ξέρει γιατί συνέβη και αυτό. Και η θλιβερή πραγματικότητα είναι ότι δεν ήταν τα μόνα θύματα του πυρήνα του δαίμονα:

• Ο ιδιωτικός στρατός Robert J. Hemmerly, 29 ετών, εργαζόταν ως φύλακας στο εργαστήριο όταν έλαβε χώρα το ατύχημα του Daghlian. Ήταν σε ένα γραφείο διαβάζοντας μια εφημερίδα στο άκρο του εργαστηρίου όταν είδε το μπλε φλας. Πέθανε 33 χρόνια αργότερα, σε ηλικία 62 ετών, λευχαιμίας, η οποία πιστεύεται ότι προκλήθηκε από την έκθεση του σε ακτινοβολία κατά τη διάρκεια του ατυχήματος.
• Ο Alvin Graves ήταν το πρόσωπο που ήταν πιο κοντά στο Slotin κατά τη διάρκεια του ατυχήματος του. Η δράση του Slotin για τον διαχωρισμό των ημισφαιρίων μερικώς θωράκιζε τον Graves, αλλά νοσηλεύτηκε για αρκετές εβδομάδες με σοβαρή δηλητηρίαση από την ακτινοβολία. Έχει αναπτύξει διάφορα διαρκή προβλήματα υγείας, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας όρασης, και πέθανε 18 χρόνια αργότερα, σε ηλικία 55 ετών, των επιπλοκών που σχετίζονται με την ακτινοβολία.
• Από τους έξι άλλους στην αίθουσα με το Slotin, τρεις πιστεύεται ότι είχαν τη ζωή τους να μειωθεί σημαντικά από το Core Demon.



• Η δοκιμή βόμβας του Bikini που τελείωσε τον πυρήνα του Demon Core χρησιμοποίησε πολύ μεγαλύτερο ποσοστό πυρηνικού καυσίμου από τους προκατόχους του και ήταν πιο ισχυρός από αρκετούς κιλοτόνους (εκρηκτική δύναμη χίλιων τόνων TNT).
• Αρκετά μη επανδρωμένα πλοία αγκυρώθηκαν στη ζώνη πτώσης για να μελετήσουν τα αποτελέσματα της βόμβας. Κλειδωμένα σε αρκετά από αυτά τα πλοία ήταν 57 ινδικά χοιρίδια, 109 ποντίκια, 146 χοίροι, 176 κατσίκες και 3.030 λευκοί αρουραίοι. Ήταν εκεί, έτσι οι επιστήμονες θα μπορούσαν να μελετήσουν τα αποτελέσματα των πυρηνικών βόμβων στα ζώα. Η βόμβα σκότωσε το 10 τοις εκατό από αυτούς αμέσως. το μεγαλύτερο μέρος του υπολοίπου πέθανε από δηλητηρίαση από τις ακτινοβολίες τις επόμενες εβδομάδες.
• Τουλάχιστον ένα από αυτά τα ζώα διέφυγε από την οργή του πυρήνα του Demon Core και πήρε ένα κομμάτι της διασημότητας: Χοίρειος χοίρος αξίας 50 λίτρων, γνωστός ως "Pig 311", βρισκόταν σε ένα παλιό πολεμικό πλοίο στη ζώνη πτώσης. (Κλειδώθηκε στην τουαλέτα των αξιωματικών του πλοίου.) Η έκρηξη βύθισε το πλοίο - αλλά οι ναυτικοί αργότερα βρήκαν το Pig 311 να κολυμπά στον ωκεανό. Μεταφέρθηκε στο Ναυτικό Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών της Bethesda, Maryland, όπου έζησε για τα επόμενα τρία χρόνια - μεγαλώνοντας σε ένα θηλυκό £ 600. Το 1949, το Pig 311 δόθηκε στον Εθνικό ζωολογικό κήπο στην Ουάσιγκτον, Δ. Κ., Όπου έγινε μία από τις πιο δημοφιλείς οθόνες. Πέθανε εκεί το 1950.
• Εάν θέλετε μια καλύτερη εικόνα του τι κάνει ο Louis Slotin στο πείραμά του, παρακολουθήστε την ταινία του 1989 Fat Man και μικρό αγόρι σχετικά με το έργο του Μανχάταν. Σε αυτό, John Cusack παίζει έναν επιστήμονα που εκτελεί μια αρκετά ακριβή έκδοση του ατυχήματος του Slotin.