Louis lárda és kritikus tömeg - a kötél a föld és a többi tudomány meglepetései között
Louis Slotin és a kritikus tömeg
A tehetséges tudósok gyakran kalandos és vakmerő természetűek, és ez néha szomorú következményekkel jár (komolyabb, mint egy különc és bántalmazó képe). És néha a gondatlanság valóságos katasztrófához vezet - ebben saját példájával meggyőző fiatal, kanadai fizikus, Luis Slotin, aki az 1940-es években Los Alamos-ban dolgozott egy atombombán. Olyan folyamatot szenvedett el, amelyet ő maga, kollégáival együtt megpróbált megérteni.
Ahhoz, hogy hozzon létre egy normális, működő nukleáris bombát kell találni olyan fontos paramétereket, mint a „kritikus tömeget” dúsított urán vagy plutónium - olyan anyag, amelyben a láncreakció (. Lásd a következő fejezetet: „A legrégebbi atomreaktor a világon”) váltja bizonyos feltételek mellett. Természetesen a kritikus tömeg elméletileg számítható ki, de a kísérletek során még mindig szükség van a számítások ellenőrzésére. Slotin sok kísérletet töltött a pontos szám megtalálásához. Vett két darab plutónium akkora, mint egy krikett labda félidőt vágni, és hozott egy lassú őket.
A láncreakcióban a radioaktív kémiai elemek, mint például az urán és a plutónium, atomok atomjait bocsátják ki neutronoknak. Általában, ha kevés radioaktív anyag van, a legtöbb neutron elpárolog, de egyesek ütköznek más atomokkal, és még több neutron szabadul fel. Az oroszlánrészek ezekből a neutronokból eltűnnek, de egyesek új kiadást keltenek. Miközben a plutónium tömege nem haladja meg a meghatározott értéket, a növekvő neutronhullámok felszabadulása csak a hőkibocsátást és a kis radioaktivitást eredményezi, majd a neutronkibocsátás üteme csökken. Azonban, ha az urán és a plutónium tömege elég nagy, akkor az atomokból származó új neutronok sebességének növekedése megnövekszik, és a reakció önmagát fenntartja. Az atomokkal ütköző neutronok száma növekedni fog és növekedni fog, amíg a radioaktív anyag teljes tömege felszívja a nukleáris robbanást.
A nukleáris fizikusok a radioaktív elemek kritikus tömegének meghatározására irányuló folyamatot nevezték meg "az alvó sárkány farokjának csiklandozásával", és Slotin tapasztalt szakember volt ebben a csiklandozásban. Több mint ötven kísérletet végzett, amelyek során lassan két anyagdarabot mozgattak a kritikus tömegek alatt, majd figyelték a neutron emisszió növekedését, figyelve a neutronszámláló kattanását. Közelebb hozta a darabokat, a kattintások egyre gyakrabban hangzottak el, és meg kellett választania a megfelelő pillanatot, és meg kellett állítania a közeledést a láncreakció megkezdése előtt. Aztán meg kellett mérni a darabok közötti távolságot, ami lehetővé tenné a fizikusok számára, hogy kiszámítsák a plutónium teljes tömegét, ami elkerülhetetlenül láncreakciót okoz.
1946. május 21-én Slotin utoljára élt ezzel a tapasztalattal, plutóniumot vett, amíg más tudósok nem kapták meg a robbanásokat. Számos kollégája is részt vett a laboratóriumban. A nyílás manipulálta a plutónium két féltekét lefedő fedelet, a neutronokat tükröznie kellett, és a sebességet növelnie kellett a láncreakció zónájába. Egy kézzel egy csavarhúzóval ellátott Slotin tartotta a félgömböket a távolban, másrészt pedig a fedéllel küszködött. (Ezt megelőzően, kivette a két tömítések, nem teszi lehetővé, hogy csatlakozni darab plutóniumot.) Hirtelen a csavarhúzó megcsúszott és leesett Slotin fedelet. Két plutónium összeesett, elérte a kritikus tömeget, és halálos mennyiségű sugárzást bocsátottak ki. A tudósok, akik jelen voltak a szobában, látta, hogy a kék fény és Slotin állt a reakció helyére legközelebb, úgy éreztem, savanyú íz a szájban, és egy erős égő érzés a kezében. A plutóniumba rohanva Slotin sikeresen elkülönítette a radioaktív anyagokat, és ugyanabban az időben rájött, hogy el van ítélve. Olyan sugárzási dózist kapott, mintha az atombomba robbanásától fél kilométerre állna. Slotin is megértette, hogy munkatársai jelentős adagokat kaptak. A reakciók pillanatában gyorsan megrajzolták az emberek elrendezését, azt mondta kollégáinak, hogy merüljenek két dzsipre, és mindannyian elmentek a kórházba.
Kilenc nappal azután, hogy az orvosok gyümölcsöző próbálkozása megmentette a Slotint, és több kollégájából, akiket nem sújtott a sugárzás, elveszítette vérét. A sikertelen tapasztalattal rendelkezők maradéka sugárterhelést okozott valamilyen módon, de mind életben maradtak.
Nyilvánvaló, hogy Slotinnak történt egy halhatatlanul bátor tudós véletlen halála.