«Ядро демона»: ядерная бомба, убившая нескольких американских учёных

Третья ядерная бомба, которая предназначалась для Японии

Президент Гарри Трумэн знал, что одной бомбы недостаточно будет, чтобы заставить Японию сдаться, поэтому он заказал две. Но не многие  знают, что в запасе была ещё и третья бомба — на всякий случай.

Эта третья бомба, её плутониевое ядро ​​- сердце бомбы — было готово и хранилось в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Когда стало ясно, что в третьей бомбе нет необходимости, учёные-ядерщики в Лос-Аламосе решили заняться экспериментами. У них в руках был редчайший материал — ядро ​​из чистого плутония, весом 6,2 кг. Блестящая металлическая сфера подверглась бесчисленным экспериментам, пока не произошло два случая, в результате которых учёные едва не взорвали лабораторию. Оба учёных умерли в течение нескольких дней, а ядро ​​получило прозвище «ядро демона».

Ядро демона — точная копия

Не делая этого нарочно, учёный запустил цепную реакцию

Ядерные бомбы отличаются от обычных бомб тем, что у них нет взрывателей или детонаторов. Вместо этого они имеют массу почти критических радиоактивных материалов. Эта масса становится сверхкритической за счёт сближения большего количества радиоактивных материалов, так что летящие нейтроны выбивают больше нейтронов, свободных от других атомов, создавая самоподдерживающуюся цепную реакцию. В то время не было простого способа определить, сколько урана или плутония требуется для достижения критической массы: учёные выяснили это опытным путём.

Во главе группы критических сборок был Отто Роберт Фриш, австрийский физик. Метод Фриша был прост и опасен. Фриш разрезал делящиеся материалы на маленькие бруски длиной 3 сантиметра и складывал их в штабеля, следя за  радиационным измерителем, пока не достигалась критичность. Чтобы замедлить реакцию, он использовал гидрид урана вместо чистого урана. Однажды Фриш чуть не вызвал безудержную реакцию: поскольку он небрежно опирался на стопку урановых слитков, его тело отражало нейтроны обратно в стопку. Краем глаза он поймал мерцание красной лампы, это сигнализировало,  что вокруг были нейтроны, светящиеся непрерывно. Осознав, что происходит, Фриш быстро разбросал прутья рукой. Он получил дозу радиации, но недостаточно большое, чтобы она могла убить его.

Первый смертельный исход случился с 24-летним физиком Гарри Дагляном. Даглян работал поздно вечером 21 августа 1945 года, строя нейтронный отражатель. Он помещал кирпичи из карбида вольфрама вокруг сферы плутония, чтобы увидеть, сколько кирпичей потребуется для отражения достаточного количества нейтронов обратно в ядро, чтобы оно стало критическим. Во время работы над экспериментом счётчик нейтронов, который он использовал для измерения излучения, исходящего от ядра плутония, показал, что установка последнего кирпича привела к сверхкритической сборке.  Даглян остановился и осторожно убрал руку, в которой лежал кирпич, который он собирался положить. Но затем он бросил его прямо на ядро.

Кирпич попал в сборку и ядро ​​стало сверхкритическим. Даглян увидел взрыв синего света и волну жара. Он инстинктивно свалил упавший кирпич на пол рукой, но было уже поздно. В эти несколько мгновений Даглян получил смертельную радиацию. Гарри Даглян покрылся волдырями и обгорел. Он умер 25 дней спустя от острого радиационного отравления. Охранник, который сидел за столом поблизости, когда Даглян уронил кирпич, заболел лейкозом, вызванным радиацией, и умер 33 года спустя.

Вы можете подумать, будто неудача как таковая побудила учёных стать более осторожными при проведении дальнейших экспериментов с критической массой, но это не так. Ровно через 9 месяцев произошла вторая авария. Известный физик Ричард Фейнман сравнил эксперименты с ядерной бомбой с «щекотанием хвоста спящего дракона».

На этот раз старший физик Луи Слотин, сменивший Отто Роберта Фриша, проводил эксперимент по критичности другого типа с ядром плутония. Метод Слотина включал опускание половины оболочки бериллия над ядром до тех пор, пока ядро ​​почти не было полностью покрыто. Бериллиевая оболочка отражала нейтроны, излучаемые ядром, обратно в ядро, пока ядро ​​не достигло критического состояния. Идея заключалась в том, чтобы остановиться прямо перед началом этапа. Слотин использовал лезвие отвёртки с плоской головкой, которое он втиснул между двумя компонентами, чтобы разделить их. Отвёртка была единственной вещью, которая защищала Слотина и его коллег по науке от гибели.

Слотин проводил этот эксперимент так много раз в прошлом, что стал дерзким. В тот день 21 мая 1946 года Слотин прибыл в своих фирменных синих джинсах и ковбойских сапогах и начал «щекотать хвост дракона» перед семью коллегами. Но на этот раз его отвертка поскользнулась. Бериллиевая оболочка полностью упала, покрывая ядро, и в одно мгновение комната была покрыта вспышкой яркого синего света, когда ядро ​​стало сверхкритическим. Все начали кричать сразу. Там было полное столпотворение. Охранник в комнате очень мало понимал, что происходит, но когда он увидел голубую вспышку и другие начали кричать, он выбежал из комнаты и продолжил бежать к холмам, Позже его перезвонили, когда ученые попытались выяснить, где все стояли, и оценить, сколько радиации получил каждый.

Слотин, который был ближе всего к ядру, принял основную часть удара. Он подвергся воздействию более 1000 радиационных лучей — ужасно высокой дозы, которую кто-либо когда-либо принимал. Для сравнения, когда бомба взорвалась в Хиросиме, излучение на расстоянии одного километра от эпицентра составляло 400 рад. По словам физика Рэмера Шрайбера, который присутствовал в комнате во время роковой скольжения отвертки, Слотин сразу после инцидента произнес первые слова: «Ну, это так». Он умер после мучительных девяти дней в больнице.

Историк ядерного оружия Алекс Веллерштейн приводит описание ухудшающегося здоровья Слотина со дня инцидента и до его смерти:

Слотина рвало один раз до осмотра и ещё несколько раз в течение следующих нескольких часов, но на следующее утро его останавливали. Его общее здоровье казалось приемлемым. Но его левая рука, первоначально онемевшая и покалывающая, становилась все более болезненной. Это была рука, которая была ближе всего к ядру, и учёные позже подсчитали, что она получила более пятнадцати тысяч бэр низкоэнергетических рентгеновских лучей. Доза для всего тела Слотина составляла около двадцати ста бэров нейтронов, гамма-квантов и рентгеновских лучей. (Пятьсот бэров обычно смертельно для людей.) Рука в конце концов приобрела воско-синий вид и образовала большие пузыри. Врачи Слотина держали его упакованным во льду, чтобы уменьшить опухоль и боль. Его правая рука, державшая отвертку, перенесла меньшие версии этих симптомов.

На пятый день количество лейкоцитов в крови Слотина резко упало. Его температура и пульс начали колебаться. «С этого дня пациент быстро потерпел неудачу» — отмечается в медицинском заключении. Слотин перенёс тошноту и боли в животе и начал терять вес. У него были внутренние радиационные ожоги — то, что один медицинский эксперт назвал «трёхмерным солнечным ожогом». К седьмому дню он испытывал периоды «умственного замешательства». Его губы посинели, и он был помещён в кислородную палатку. В конце концов он впал в кому. Он умер через девять дней после аварии в возрасте тридцати пяти лет.