超临界状态的惊险瞬间:科学家如何无意中唤醒核反应的龙?

在1945年,原本为战争而制造的「恶魔核心」(Demon Core)成为了引发两次致命辐射事故的焦点,这两次事故都是在洛斯阿拉莫斯实验室进行测试时发生的。该核反应堆是一个直径8.9公分的钸球,重量达到6.2公斤,其本来是作为一颗早期原子弹的裂变核心。随着日本在二战中投降,这颗核心未能被送往太平洋战场,最终留在实验室进行进一步的测试。

制造与早期历史

恶魔核心的构造包括两个半球和一个防喷环,这是由钸和镓的合金制成。这些材料被设计为避免在引爆时发生「喷射」现象,应用于克服中子外泄的问题。在1945年8月10日,美军主要指挥官将这颗核心的交付发送到军事上,然而,由于日本的即时投降,这迫使科学家们转而对其进行无数次的实验。

第一次事故

1945年8月21日,物理学家哈里·达格利安(Harry Daghlian)在进行一次中子反射实验时,不慎将一块钴氮合金砖掉落在恶魔核心上,使得这颗核心瞬间进入超临界状态。虽然达格利安迅速移开了这块砖块,但他已经受到了致命的辐射剂量。结果,在25天后,他因急性辐射综合症而不幸去世。

第二次事故

1946年5月21日,另一位物理学家路易斯·史洛丁(Louis Slotin)则是在另一个实验中再次出现了类似的事故。在展示如何将中子反射器放置在恶魔核心周围的过程中,他的螺丝刀意外滑动,导致反射器直接放下,进一步引发核心进入超临界状态,且瞬间释放出大量中子辐射。尽管史洛丁及时推开了反射器,但他仍然在事故后九天内因急性辐射症状去世。

医疗研究和后续影响

二次事故的后续医疗研究揭示了苏洛丁和其他受害者面临的长期健康风险。 1946年发布的报告指出受害者们所受的辐射剂量可能引起未来的健康问题,包括心脏病。此后,科学家们修订了相关的安全措施,禁止人员近距离进行类似实验,转而使用远程控制的机械设备来进行必要的测试。

计划使用和核心的最终命运

恶魔核心本来是为了参加计划中的跨路行动核试验而准备,但随着两次致命事故的发生,其使用受到停止。而在1946年夏季,这颗核心被熔化并回收再利用于其他核核心中。原本被当作第二核武器的恶魔核心最终成为历史上最为著名的反馈案例之一。

这些令人心惊的科学实验,不仅让我们看到技术的极限,也促使我们反思和评估科学与道德之间的界线。面对如此高风险的科技,我们应该如何确保未来不会再重蹈覆辙吗?

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