Русская Википедия:Заряд-демон

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Partially-reflected-plutonium-sphere.jpeg
Моделирование инцидента 1945 года. Плутониевый шар окружён блоками из отражателя — карбида вольфрама

Заряд-демон (Шаблон:Lang-en) — 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 надкритическое состояние приводило к гибели учёных, после чего сборка и получила своё название. Конструкция состояла из двух половин шаров плутония в дельта-фазе, покрытых слоем никеля, общей массой 6,2 кг, с плотностью 15,7 г/см³[1][2].

Изготовление и ранняя история

Файл:Louis Slotin & Harry K. Daghlian Jr.jpg
Физики Гарри Даглян (в центре слева) и Луис Злотин (в центре справа) во время подготовки испытания «Тринити». Оба погибли в результате сверхкритических инцидентов, связанных с «зарядом-демоном».

Заряд-демон (как и другой заряд, использованный при бомбардировке Нагасаки) в собранном виде представлял собой массивную 6,2-килограммовую сферу диаметром 89 миллиметров. Он состоял из трёх частей: двух Шаблон:Iw полусфер и кольца, предназначенного для удержания потока нейтронов от «вылетания» из пространства между полусферами во время имплозии. Сердечник устройства, использованного в ядерном испытании «Тринити» на полигоне Аламогордо в июле, не имел такого кольца[3][4].

Очищенный плутоний был отправлен с Хэнфордского комплекса в штате Вашингтон в Лос-Аламосскую национальную лабораторию; инвентаризационный документ от 30 августа показывает, что Лос-Аламос израсходовал «HS-1, 2, 3, 4; R-1» (компоненты бомб Тринити и Нагасаки) и имел в своём распоряжении «HS-5, 6; R-2», готовые и находящиеся в руках службы контроля качества. Материал для «HS-7, R-3» находился в металлургическом отделе Лос-Аламоса и также должен был быть готов к 5 сентября[5]. Металлурги использовали Шаблон:Iw, который стабилизировал δ-фазовый Шаблон:Iw, что позволило придать ему нужную сферическую форму Шаблон:Iw. Поскольку было обнаружено, что плутоний легко корродирует, сфера была покрыта никелем[6].

10 августа генерал-майор Лесли Р. Гровс-младший написал письмо генералу армии Джорджу К. Маршаллу, начальнику штаба армии США:

«

Текст цитаты

»
— Анонимус

Маршалл добавил примечание: «Она не должна быть сброшена на Японию без специального разрешения президента», поскольку президент Гарри Трумэн ожидал увидеть последствия первых двух атак[5]. На 13 августа была запланирована постройка третьей бомбы. Предполагалось, что она будет готова к 16 августа и сброшена 19 августа[5]. Этому помешала капитуляция Японии 15 августа 1945 года, когда еще велись приготовления к отправке заряда на Шаблон:Iw. Третий заряд остался в Лос-Аламосе[7].

Первый инцидент

Собранный заряд был рассчитан на постоянное нахождение в состоянии «-5 Шаблон:Iw»Шаблон:Ref+[8]. В этом состоянии имеется лишь небольшой запас прочности на случай воздействия посторонних факторов, которые могут увеличить реактивность, в результате чего активная зона станет критической, а затем и надкритической[9]. Эти факторы не являются обычными в естественных условиях; они возникают при таких обстоятельствах, как сжатие сердечника, добавление большего количества ядерного материала или установка внешнего отражателя, который будет отражать выходящие нейтроны обратно в заряд. Проведенные в Лос-Аламосе эксперименты, приведшие к двум инцидентам со смертельным исходом, были призваны гарантировать, что заряд действительно близок к критической точке, путем размещения таких отражателей и определения того, сколько отраженных нейтронов необходимо для достижения надкритического состояния[8].

21 августа 1945 года молодой учёный Гарри Даглян в одиночку проводил эксперимент по изучению отражения нейтронов. Ядро было помещено внутрь блочной конструкции 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 5-8 Зв) и умер от лучевой болезни через 25 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 32 года после происшествия) от лейкоза в возрасте 62 лет[10].

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

Второй инцидент

Файл:Tickling the Dragons Tail.jpg
Воссоздание инцидента 1946 года. Плутоний скрыт под полусферой отражателя, удерживаемой отвёрткой

21 мая 1946 года физик Луи Злотин 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 отвёртки, которую учёный держал в правой руке[1]. Злотин 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»[11].

Во время опускания верхней полусферы отвёртка Злотина соскользнула, и полусферы сомкнулись, полностью окружив плутоний. Сборка мгновенно перешла в надкритическое состояние, однако Злотин быстро сбил верхнюю полусферу на пол, остановив цепную реакцию, чем, возможно, спас жизни остальных людей, находившихся в лаборатории. Злотин получил большую дозу облучения — порядка 1000 рад (главным образом от быстрых нейтронов) и умер через 9 дней от острой лучевой болезни в кишечной форме. Остальные присутствовавшие получили дозы, по оценкам 40-х годов, в 0,4—3,6 Зв[1][2][12]. Двое из них скончались через 18 и 20 лет после происшествия, от лейкоза (в возрасте 42 года) и инфаркта миокарда (в возрасте 54 года) соответственно; один умер через 29 лет в возрасте 83 лет (бактериальный эндокардит); один погиб во время Корейской войны через 6 лет. Трое были живы в 1977—1978 году, через 31—32 года после инцидента[10].

Последствия

Заряд-демон предполагалось использовать в ядерных испытаниях в рамках операции «Перекрёсток», но после аварии потребовалось время для снижения его радиоактивности и повторной оценки на предмет наличия в нем продуктов деления, некоторые из которых могли быть очень ядовитыми для желаемого уровня деления. Следующие два ядра были отправлены для использования в испытаниях «Эйбл» и «Бейкер», а заряд-демон планировалось отправить позже для третьего испытания в этой серии, предварительно названного «Чарли», но это испытание было отменено из-за неожиданно высокого уровня радиоактивности в результате подводного испытания «Бейкер» и невозможности дезактивации боевых кораблей-мишеней. Позднее заряд был переплавлен, а материал переработан для использования в других зарядах[13][14].

Комментарии

Шаблон:Примечания

Примечания

Шаблон:Примечания Шаблон:Манхэттенский проект Шаблон:Ядерные испытания США

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Шаблон:Книга
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Шаблон:Cite web;
    Редакция 2000 года Шаблон:Wayback, стр 74-76;
    Обзор ядерных аварий с возникновением СЦР (LA-13638) — перевод на русский 2003 года — 1. Лос-Аламосская национальная лаборатория, 21 августа 1945 г.; 21 мая 1946 г.
  3. ↑ Шаблон:Cite web
  4. ↑ Шаблон:Cite book Шаблон:Wayback An error: the illustration caption states the Fat Man core was plated in silver; it was plated in nickel, as the silver plating on the gadget core blistered. The disk in the drawings is a gold foil gasket.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Шаблон:Cite web
  6. ↑ Шаблон:Cite journal
  7. ↑ Шаблон:Cite web
  8. ↑ 8,0 8,1 Шаблон:Cite report
  9. ↑ Шаблон:Cite web
  10. ↑ 10,0 10,1 WHAT HAS HAPPENED TO THE SURVIVORS OF THE EARLY LOS ALAMOS NUCLEAR ACCIDENTS Шаблон:Wayback page 22 table 2
  11. ↑ Шаблон:Книга
  12. ↑ Radiation doses in the Pajarito accident of may 21, 1946 Шаблон:Wayback // LANL, LA-687, May 26, 1948
  13. ↑ Шаблон:Cite news
  14. ↑ Шаблон:Cite web
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Заряд-демон&oldid=9916220