Zabawy z bronią jądrową - przeklęty demoniczny rdzeń

Eksperymentowanie z plutonem trudno w ogóle nazwać bezpiecznym zajęciem, w historii amerykańskiej atomistyki jeden z rdzeni okrył się wyjątkowo złą sławą. Zaciążył na życiu dziesięciu osób zanim jeszcze opuścił laboratorium. Nazwano go później Demonicznym Rdzeniem.

Z udziałem Demonicznego Rdzenia miały miejsce dwa poważne wypadki. Oba w miasteczku atomowym Los Alamos. Pierwszy wydarzył się 21 sierpnia 1945 roku. Fizyk Harry Daghlian prowadził samotnie eksperyment z użyciem sub-krytycznego (niewystarczającego do spowodowania eksplozji) rdzenia plutonowego o masie 6,2 kilogramów. Zadanie polegało na obkładaniu kuli sztabami wykonanymi z węglika wolframu, aby zbadać potencjał materiału jako zwierciadła neutronowego (czyli jego zdolności do odbijania neutronów do wnętrza rdzenia). Z każdą dokładaną sztabką całość układu zbliżała się do poziomu krytycznego, potęgując tym samym skalę reakcji łańcuchowej rozpadu atomów.

Partially reflected plutonium sphere

Niestety, w trakcie eksperymentu Daghlian nieopatrznie upuścił jedną ze sztabek wprost na rdzeń, co spowodowało przekroczenie poziomu krytycznego i rozpoczęcie niekontrolowanej reakcji łańcuchowej. Fizyk bardzo szybko usunął z układu nadmiarowe sztabki i ostatecznie do tragedii na masową skalę nie doszło. Daghlian otrzymał jednak śmiertelną dawkę promieniowania, która zabiła do w przeciągu 25 dni od wypadku. Po 33 latach, w 1978 roku i ciężkiej przeprawie z białaczką zmarł także szeregowiec Robert Hemmerly, który również znajdował się w pomieszczeniu.

Łaskotanie śpiącego smoka...

Drugi wypadek wydarzył się 21 maja 1946 roku, kiedy Louis Slotin, oraz siedmiu innych fizyków przeprowadzali eksperyment, który miał na celu określenie dokładnego momentu, w którym poprzez zbliżenie lustra neutronowego (w tym wypadku w postaci dwóch półkul wykonanych z berylu) sub-krytyczny rdzeń osiąga poziom krytyczny i gotowość do eksplozji.

Doświadczenie nazywane było "łaskotaniem śpiącego smoka w ogon", ze względu na to, że prowadzono je wciąż na granicy ryzyka śmiertelnego  napromieniowania. Polegało ono na ręcznym opuszczaniu górnej półkuli berylu na rdzeń aż do osiągnięcia optymalnej odległości na skraju poziomu krytycznego. Zupełne przywarcie górnego lustra oznaczało przekroczenie tego poziomu. Za ostatnią deskę ratunku, gdyby coś poszło nie tak jak należy, naukowcom służył płaski śrubokręt, który trzymali w drugiej dłoni. Miał on nie dopuścić do zetknięcia obu półkul lustra.

Tickling the Dragons Tail

Mimo niesamowitego niebezpieczeństwa Slotin wykonywał doświadczenie wielokrotnie. 21 maja jednak śrubokręt prześlizgnął się po powierzchni rdzenia, umożliwiając zetknięcie się krawędzi berylowej półkuli z rdzeniem i osiągnięcie poziomu superkrytycznego. Mimo iż fizyk zareagował natychmiast - oburącz rozdzielając oba elementy - a połączenie trwało krócej niż sekundę Slotin otrzymał śmiertelną dawkę promieniowania i zmarł już 9 dni po wypadku.

Pozycja, w której fizyk prowadził eksperyment ochroniła towarzyszących mu naukowców od śmiertelnego napromieniowania. Wszyscy obecni w pomieszczeniu umarli jednak ostatecznie na schorzenia spowodowane chorobą popromienną (dwóch na białaczkę, trzech na anemię). Szósty, zaglądający Slotinowi przez ramię Alvin C. Graves spędził w szpitalu kilka tygodni. Jednak do końca życia borykał się z uciążliwymi zdrowotnymi konsekwencjami wypadku, umierając 20 lat po wydarzeniu. Zmarł w wieku 57 lat na niewydolność mięśnia sercowego.

Operacja Crossroads

Ostatecznie, określany już wtedy jako "demoniczny", rdzeń postanowiono zdetonować pięć tygodni po ostatnim wypadku. 1 lipca 1946 roku w okolicach atolu Bikini doprowadzono do eksplozji ładunku Able. Detonacja nastąpiła na wysokości 158 metrów nad poziomem morza i była czwartą w historii USA.

Demon do końca nie przestał zaskakiwać. Moc ładunku szacowano na 23 kilotony. Dwukrotnie doprowadzony do poziomu krytycznego rdzeń znacznie jednak przewyższył wiązane z nim oczekiwania, powodując silniejszą niż przewidywano eksplozję.

Dlaczego o tym piszemy? Ponieważ 66 lat temu (6 sierpnia w Hiroszimie, a następnie 9 sierpnia 1945 roku w Nagasaki) Amerykanie postanowili "pobawić się" bronią jądrową w inny sposób. A w zabawie tej ucierpiało znacznie więcej, niż 10 osób.