Sobota, 21. 5. 2022, 16.39
2 leti, 7 mesecev
Nesreča z demonsko kroglo: Modro se je zabliskalo in zanju je bilo konec
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
5,33
10
Harry Daghlian (na sredini levo) in Louis Slotin (na sredini desno s sončnimi očali).
Znanstvenika Harry Daghlian in Louis Slotin, ki sta delala na projektu Manhattan, med katerim so Američani izdelali atomsko bombo in jo dvakrat uporabili tik pred koncem druge svetovne vojne, sta v roku enega leta zaradi lastne nerodnosti povzročila zelo podobni nesreči pri delu z enim od najnevarnejših predmetov na svetu. Nihče od njiju ni preživel, še posebej kruto usodo pa je doživel Slotin, ki ga je "demonska krogla" smrtonosno obsevala na današnji dan leta 1946.
Harry Daghlian je bil star komaj 22 let in še študent v ameriški zvezni državi Indiana, ko so ga leta 1943 kot izrednega fizika, ki je bil po znanju leta pred svojimi študijskimi kolegi, pripeljali v laboratorij Los Alamos, da bi pomagal pri projektu Manhattan.
Projekt Manhattan je označeval prizadevanja Združenih držav Amerike, da bi prvi na svetu izdelali delujočo atomsko bombo, kar jim je tudi uspelo. Avgusta 1945 so Američani dve odvrgli na japonski mesti Hirošimo in Nagasaki ter japonski imperij s tem prisilili v kapitulacijo, ki je pomenila tudi konec druge svetovne vojne.
Gobasta oblaka nad Hirošimo, 6. avgust 1945, in Nagasakijem, 9. avgust 1945.
Daghlian je v kompleksu Los Alamos skupaj z drugimi znanstveniki od prihoda iskal način, kako maksimalno izkoristiti eksplozivno moč atomske bombe.
Kot vemo danes, sta bombi, ki sta eksplodirali nad Hirošimo in Nagasakijem, porabili le delček svojega jedrskega goriva, radioaktivnega izotopa plutonij-239 (v nadaljevanju pu-239).
Radioaktivni element plutonij nastaja v jedrskih reaktorjih ob razpadanju atomov urana. 94 na periodnem sistemu predstavlja atomsko število plutonija, 244 pa njegovo atomsko težo. Teh števil ne gre zamenjevati s številko 239 v imenu izotopa plutonij-239. Ta je namreč ena od oblik plutonija.
Demonska krogla
Prav s plutonijem, pravzaprav kar s kroglo pu-239, ki je tehtala 6,2 kilograma, je v Los Alamosu delal Harry Daghlian. Zanimalo ga je, kakšna je optimalna velikost in gostota krogle radioaktivnega plutonija za dosego verižne reakcije, ki pri atomski bombi predstavlja eksplozijo.
Pri eksploziji atomske bombe se zaleti in razcepi na bilijone, celo trilijone nevtronov in atomov.
Plutonij-239 je radioaktivna snov, kar pomeni, da atomi pu-239 iz svojih jeder oddajajo delce. Nekateri od teh delcev so nevtroni, ki so pri jedrski verižni reakciji ključnega pomena. Nevtroni so tako zelo veliki (glede na druge delce), da lahko, če se zaletijo v drug atom, tega razbijejo in ga prisilijo, da tudi sam izloči nekaj svojih nevtronov.
Več ko je nevtronov, ki se zaletavajo v druge atome, več jih ti nato sprostijo in se zaletijo v še več atomov, ki nato oddajo še več nevtronov. Takšen učinek domin oziroma verižna reakcija se v naravi dogaja zelo počasi, pri atomski bombi pa se mora, če želi biti učinkovita, zgoditi zelo hitro.
Atomska bomba je zasnovana tako, da se vsi nevtroni, ki jih oddajo atomi pu-239, zaletijo v druge atome pu-239 in ne pobegnejo drugam, dokler verižna reakcija ne uide z vajeti in postane neobvladljiva.
Harry Daghlian je svojo žogo plutonija poskušal približati kritični masi. To je izraz za najmanjšo količino radioaktivne snovi, potrebne za dosego in vzdrževanje nadzorovane samoohranitvene verižne reakcije. Samoohranitvena pomeni, da zunanjemu opazovalcu ni treba dodajati nevtronov, da bi reakcija nemoteno potekala naprej – dovolj se jih namreč izloča že z verižno reakcijo.
Daghlian je kroglo plutonija med poskusom počasi oblagal z volframovim karbidom – kovinsko spojino, ki je nevtrone odbijala nazaj v atome pu-239.
Poustvaritev jedrskega poskusa Harryja Daghliana. Na fotografiji je model 6-2.kilogramske krogle plutonija-239.
Okrog radioaktivne žoge je Dashlian zgradil že več kot dvajset centimetrov visoko obzidje iz volframovega karbida. Plutonij se je približeval superkritičnosti, stanju, pri katerem je nevtronov več, kot jih jedrsko gorivo potrebuje za vzdrževanje reakcije. Superkritična masa pomeni, da bo moč verižne reakcije narasla oziroma bo potekala hitreje.
Krogla plutonija je bila že skoraj obdana z odbojno kovino, nato pa je Daghlianu kos volframovega karbida padel iz roke in pristal na njej. Ker je bil pu-239 zdaj povsem prekrit, je takoj dosegel superkritično maso. V laboratoriju se je modro zasvetilo.
Daghlian je zgrabil volframov karbid in ga potegnil z krogle plutonija, a mu je nanjo padel še enkrat. Poskusil je prevrniti mizo z materialom, a je bila pretežka, zato je enega po enega odstranil kose volframovega karbida, ki so obdajali radioaktivno žogo. Minila je ena minuta in Geigerjev števec se je umiril, a doza radioaktivnega sevanja, ki jo je prejel Daghlian, je bila prevelika.
Roka Harryja Daghliana nekaj dni po nesreči.
Mladi znanstvenik je že nekaj ur po nesreči v laboratoriju začel čutiti slabost, ki je akutna posledica izpostavljenosti radioaktivnemu sevanju, zato je odšel v bolnišnico. Po nekaj dneh so se mu na rokah pojavile otekline in razjede. 25 dni po incidentu, 15. septembra 1945, je Daghlian umrl.
"Demonska krogla" je zahtevala še eno nepazljivo žrtev
Devet mesecev po Daghlianovi smrti je s šestkilogramsko kroglo plutonija delal še Daghlianov prijatelj, kanadski znanstvenik Louis Slotin.
Fotografija Louisa Slotina z njegove izkaznice za vstop v laboratorij Los Alamos.
Njegov zadnji poskus, ki ga je opravil na današnji dan pred 76 leti, je bil podoben tistemu, ki je bil usoden za Daghliana, le da je namesto volframovega karbida pri obdajanju plutonija s kovino, ki odbija nevtrone, uporabljal kovino berilij.
Slotin je radioaktivno sredico nameraval postopoma zapreti med dve polobli berilija in meriti širino odprtine, pri kateri bi se kritična masa začela prevešati v superkritično. Da se polobli nista dotaknili in zaprli plutonija, kar bi povzročilo takojšnjo superkritičnost, je Slotin mednju vstavil izvijač, čeprav bi moral uporabiti posebne kline.
V trenutku nerodnosti mu je izvijač zdrsnil izmed polobel berilija, ki sta zaprli plutonij. Ta je takoj postal superkritičen, zabliskalo se je podobno kot pri nesreči Harryja Daghliana.
Rekonstrukcija jedrskega poskusa Louisa Slotina.
Slotin ni razmišljal dolgo – ker so bili v laboratoriju tudi drugi ljudje, je ukrepal tako, da je polobli berilija narazen potegnil z golimi rokami, s čimer je prejel nekajkrat večjo dozo radioaktivnega sevanja kot Daghlian pri svojem ponesrečenem poskusu.
Brutalna smrt
Vsi preostali so preživeli, Slotin pa je umrl devet dni pozneje, 30. maja 1946. Njegova smrt je bila v primerjavi z Daghlianovo, ki je kmalu po nesreči padel v komo, brutalna.
Imel je hude težave s prebavili in nasploh bolečine v vseh notranjih organih, saj naj bi imel interne radiacijske opekline. Po koži je imel zelo boleče mehurje, odmirati mu je začelo tkivo na udih (gangrena). Postopno se mu je začelo ugašati celotno telo, začele so se mu halucinacije, nasploh naj ne bi bil več isti človek kot pred nesrečo. Začelo mu je primanjkovati kisika, tik pred smrtjo pa je padel v komo.
Zgodba krogle plutonija-239, ki se je je, ker je vzela dve življenji, oprijelo ime demonsko jedro oziroma demonska krogla, se je končala nekaj mesecev kasneje na otočju Bikini v Tihem oceanu. Ameriški znanstveniki so demonsko jedro iz plutonija razdelili na več kosov in jih uporabili v preizkusih jedrskega orožja.
Preberite tudi:
10