"Demon Core"

2023 Autor: Darleen Leonard | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-11-27 07:03

Reálný příběh malého koule plutonia, lidí, které zabil, a vědců, kteří ho vyhodili do vzduchu.

BOMBA

Večer úterý 21. srpna 1945 pracoval americký fyzik Harry Daghlian u ultra tajného národního laboratoře Los Alamos v Novém Mexiku. Provedl velmi jemný experiment: Daghlian umístil kusy kovu ve tvaru cihel kolem kusu plutonia, vysoce nestabilního paliva, které se používalo ve většině jaderných bomby. A udělal to více nestabilní se všemi cihlami, které položil kolem sebe.

Daghlian (vyhlášený "DAHL-ee-an") byl součástí vládního projektu Manhattan, který od roku 1942 pracoval na vývoji první atomové bomby na světě. A oni uspěli: Jen pár týdnů před Daghlianovým experimentem byly dvě atomové bomby propuštěny do japonských měst Hirošimy a Nagasaki. Bomby okamžitě zabily nejméně 100 000 lidí a v následujících dnech mnoho dalších desítek tisíc. Méně než týden po těchto bombových záchvarech se Japonsko odevzdalo Spojeným silám a skončilo druhou světovou válku.

Daghlianovi a jeho vědcům to znamenalo, že je spousta práce.

NOVÝ A VYLEPŠENÝ

Spojené státy byly v té době jedinou zemí na světě s jadernými zbraněmi, ale vláda věděla, že tomu tak dlouho nebude. Kdyby Amerika přežila ve světě s nukleárními ozbrojenými nepřáteli, bylo by to odůvodněné, stát by musel pokračovat v produkci těchto zbraní a učinit je ještě účinnějšími. To byl právě důvod, proč Daghlian dělal tu práci v Los Alamos.

Jedním z hlavních problémů pro vědce bylo rozhodování, jak plně využít jaderných paliv z bomby. Je překvapivé, že obě bomby používané při útoku na Japonsko používaly jen malé frakce svého paliva k produkci výbuchů. A účinným používáním palivové pumpy je neutrony.

NEUTRONSKÝ TANEC

Nejběžnější typ paliva používaného v jaderných zbraních je typ plutonia, známý jako plutonium-239 nebo Pu-239.

• Pu-239 je přirozeně radioaktivní, což znamená, že jeho atomy přirozeně emitují částice z jádra. Některé z těchto částic jsou neutrony. (To je známé jako neutronové záření.) Neutrony jsou velmi velké, jelikož jdou atomové částice - tak velké, že jestliže neutron vysílaný z jednoho atomu narazí na jiný atom, může to vlastně "zlomit" a způsobit, že druhý atom vysune některé z jeho vlastních neutronů.
• Tento proces se obvykle děje velmi pomalu, protože většina vyzařujících neutronů právě letí. Celá myšlenka jaderných zbraní má obsahovat ty neutrony uvnitř plutonia, což urychluje proces štěpení - neutrony rozbíjí atomy, způsobují, že se vyskytují stále více a více neutronů, rozbíjí se stále více atomů - dokud není úplně mimo kontrolu.
• Čísla, která jsou součástí této řetězové reakce, jsou téměř příliš velká, aby se pochopili: při výbuchu jaderných bomby jsou atomy jaderného paliva rozděleny neutrony v miliardách a biliónů … ve stovkách miliardtiny sekundy. Protože každé rozdělení každého atomu uvolňuje energii, kombinované rozdělení trilionů atomů v tak neskutečně krátkém čase uvolňuje absolutně fenomenální množství energie - tedy sílu atomových bomby.

A ten malý box, který Harry Daghlian stavil v noci v srpnu 1945, se soustředil na obsah neutronů.

ZÁKLADNÍ HODNOTY

Daghlian pracoval se šedou koulí Pu-239, která byla velice jemná. V podstatě to bylo jádro nebo jámka jaderné bomby - ta část, která vybuchuje. Prováděl experimenty s jádrem, aby zjistil, zda je správná velikost a hustota udržovat řetězovou reakci - a tak by to mohlo být použito ve skutečné bombě.

Daghlian začal obklopovat jádro s cihly karbidu wolframu, což je velmi hustý kov, který odráží neutronové záření. Čím víc se jádro v kovu uzavřelo, tím více neutronů se odrazilo zpět do jádra, než aby prostě odlétalo. To znamenalo, že míra neutronového rozbíjení a rozdělení atomů v jádře se zvýšila, když Daghlian přidal stále více cihel. (Geigerské počítadlo udávalo, zda experiment funguje, když kliknete rychleji a rychleji.) Dvě velmi důležité poznámky:

• Daghlian chtěl, aby se řetězová reakce zvýšila těsně pod kritický stav, což znamená kontrolovanou řetězovou reakci.
• Nechtěla, aby reakce narůstala do superkritického stavu, což znamená, že vystupuje zcela mimo kontrolu.

Daghlian použil cihly a postavil zdi asi deset centimetrů na boku a deset centimetrů vysoko kolem plutonia. Pak vzal cihlu a pomalu ji umístil - jednoduše ji držel v ruce - přes otvor v horní části konstrukce, přímo nad jádrem.Gigerův pult se divoce klepal. Dostatečné neutrony se nyní odrážely zpět do jádra, že směřuje k superkritickému stavu.

Daghlian šel, aby odkopl cihlu … a pustil ji.

UH-OH

DRUHÝ OBĚT

Slotinův experiment byl podobný Daghlianovu, ale namísto použití cihel z karbidu wolframu měl dvě miskovitá hemisféra z berylia - jiný kov, který působí jako neutronový reflektor. (Dvě polokoule by se daly dohromady vytvořit dutou kouli, dutina byla jen správná velikost, aby drželo plutonové jádro.) Jedna z hemisférů seděla v rámu na stole. Slotin umístil plutonové jádro a pak položil druhou hemisféru na vrchol jádra … ale ne celou cestu. Nemohl zakrýt jádro a nechat ho úplně obklopit beryliem odrážejícím neutrony nebo, jak se to stalo Daghlianovi, začne nekontrolovaná řetězová reakce. Ale přesně to se stalo.

ZNOVU NE

Berylliová čepice spadla, jádro se stalo úplně obsazené a okamžitě šlo nadkritické. Ještě horší: Sedm dalších lidí stojících kolem stolu sledovalo Slotinovou práci. Stejně jako u Daghlianovy nehody došlo k okamžitému modrému záblesku a geigerův pult začal divoce blikat. (Lidé v místnosti později řekli, že také pocítili nával tepla.) Slotinovi se za to, že se mu to hodně líbilo, že se okamžitě ocitl v ohrožení tím, že odhalil koule od sebe - s holými rukama - a tím zastavil reakci. Při tom dostal dávku záření několikrát větší než Daghlian. Efekt přišel téměř okamžitě; už byl zvracen, když odešel z laboratoře. O devět dní později, po tom, co může být popsáno jen jako období strašného utrpení, zemřel Slotin. "Demon Core", jak to brzy věděli vědci z Los Alamos, zabil svou druhou oběť.

KONEC?

Nepochopitelnou součástí celého příběhu bylo, že se Daghlianova nehoda stala večer. Pracoval už běžnou denní směnu, ale po večeři se vrátil do laboratoře přibližně v 9:30. Neměl to dělat. A rozhodně neměl provádět kritické experimenty bez dalšího vědce. K dnešnímu dni nikdo neví, proč tam ten večer byl. A Slotin nezodpovědnost při nepoužívání bezpečnostních klínů? Nikdo neví, proč se taky stalo. A smutná skutečnost spočívá v tom, že nebyli jedinými oběťmi Demon Core:

• Armádní soukromý Robert J. Hemmerly, 29 let, sloužil jako stráž v laboratoři, když se stala Daghlianova nehoda. Byl u stolu číst noviny na vzdálenějším konci laboratoře, když viděl modrý blesk. Zemřel o 33 let později, ve věku 62 let, leukémie, o níž se věří, že byl vystaven působení radiace při nehodě.
• Alvin Graves byl člověk nejblíže Slotinovi během své nehody. Slotinův účinek při oddělování hemisférů částečně chránil Gravesa, ale byl hospitalizován po dobu několika týdnů s těžkou otravou zářením. On vyvinul několik trvalých zdravotních problémů, včetně ztráty zraku, a zemřel o 18 let později, ve věku 55, radiačních souvisejících komplikací.
• Ze šesti dalších v místnosti se Slotinem se domníváme, že tři tito lidé měli výrazně zkrácený život Demon Core.



• Test bikinové bomby, který dokončil Demon Core, použil mnohem vyšší procento svého jaderného paliva než jeho předchůdci a byl silnější o několik kilotun (výbušná síla tisíce tun TNT).
• Několik bezpilotních lodí bylo zakotveno v zóně poklesu, aby studovali účinky bomby. Na několika těchto lodích bylo zamčeno 57 morčat, 109 myší, 146 prasat, 176 koz a 3 031 bílých krys. Byly tam tak, aby vědci mohli studovat účinky jaderných bomb na zvířata. Bomba okamžitě zabila 10 procent; většina ze zbytku zemřela po otravě radiací v následujících týdnech.
• Přinejmenším jedno z těch zvířat uniklo hněvu Demon Core a dostalo trochu celebrity: 50-librové prase známé jako "Pig 311" bylo na palubě staré válečné lodi v zóně pádu. (Byla zablokovaná v toaletní lodi důstojníků.) Detonace potopila loď - ale námořníci později našli Pig 311 v oceánu. Byla odvezena do Institutu pro námořní lékařské výzkumy v Bethesdě v Marylandu, kde žila v příštích třech letech - vyrůstala na mamuti 600 liber. V roce 1949 byla prase 311 dána Národní zoo ve Washingtonu, D.C., kde se stala jednou z nejoblíbenějších displejů. Zemřela zde v roce 1950.
• Pokud chcete lepší obrázek o tom, co dělá Louis Slotin ve svém experimentu, podívejte se na film z roku 1989 Tlustý muž a malý chlapec o projektu Manhattan. V něm John Cusack hraje vědce, který provádí poměrně přesnou verzi nehody Slotina.