第二次世界大戰結束以及廣島和長崎核爆的毀滅性影響之後,冷戰迫在眉睫。所承諾的巨大破壞和力量推動世界超級大國陷入核子研究狂潮,美國準備在必要時向日本扔下三分之一,而其餘國家則建立自己的核武庫作為威懾或防禦。
進入「惡魔核心」。這種放射性鈽球體(當時名為“Rhufus”)重達 6.2 公斤(13.7 磅),直徑 8.9 公分(3.5 吋),在核子研究中被設計為早期迭代的裂變核心。在整個 1945 年和 1946 年,惡魔核心都被進行了實驗,如果不是日本投降,它可能會出現在一顆為日本準備的原子彈中。
正如其不祥的標題所預料的那樣,惡魔核心對參與其中的核物理學家並不友善。它被設計為炸彈核心,在增加放射性並變得超臨界之前只有很小的餘裕(一旦裂變反應開始,它的速率就會增加)。因此,任何可能增加反應性的外部因素,例如核心的壓縮(裂變炸彈的爆炸方式),都必須在惡魔核心周圍仔細監控。
撓龍尾巴
儘管存在危險,研究人員仍將核心用作超臨界性的實驗件,並使用中子反射器將其推向極限。中子反射器用於圍繞核心,當核裂變反應發生時,它們將中子反射回核材料,以增加發生的裂變量。
1945 年,物理學家獨自在他的實驗室裡哈里·達格連在對惡魔核心進行中子反射器實驗時,他錯誤地將一塊反射碳化鎢磚扔到了核心上,將其推入超臨界狀態並釋放出致命的中子輻射爆發。經過三週與急性放射病的鬥爭後,達格利安因傷去世,導致曼哈頓計畫中有關核子研究的立法更加嚴格——儘管還不夠嚴格。
路易斯·斯洛廷並沒有因為他的前任和同事的慘死而感到不安,他繼續了達格利安的工作,以弄清楚核心與超臨界狀態的距離有多近。為此,程序是將中子反射器緩慢降低到核心上方,同時測量內部的活動。正如我們上面所了解到的,反射器和惡魔核心之間的接觸會可怕地結束,因此使用墊片來保持兩者之間的距離。
一位才華洋溢的物理學家和核子敢死隊,路易斯投幣口對協議不知情。相反,斯洛廷設計了自己的方法,需要更少的時間、更少的精力,但風險更大。斯洛廷去除了使核心與反射器保持分離的墊片,使用平頭螺絲起子來保持分離,並且在整個實驗過程中用一隻手操縱它。他很快就因其實驗而聞名,著名物理學家理查德·費曼將這一大膽行為比作激怒龍,因此斯洛廷將這一大膽行為稱為“撓龍尾巴”,儘管著名專家提出了警告,斯洛廷還是多次重複了這個實驗。
不幸的是,這種虛張聲勢最終導致了斯洛廷的毀滅。 1946 年 5 月 21 日,斯洛廷在洛斯阿拉莫斯科學實驗室向幾個人演示他的實驗時,他的螺絲起子輕微滑動,使中子反射體包圍了核心並將其推入超臨界狀態。一道藍光從核心爆發出來,隨之而來的是強烈的熱量,讓斯洛廷和他的一些同事感到震驚。斯洛廷迅速將反射器從核心上彈開並停止了反應,但損壞已經造成。
輻射爆發會在暴露後九天內殺死斯洛廷。事故發生時,阿爾文·格雷夫斯就站在他身邊,他也受到了巨大劑量的輻射,但他在這場磨難中倖存下來,並在死亡前又活了 20 年。由於斯洛廷敏捷的思維和身體姿勢吸收了大部分輻射,剩下的旁觀者躲過了爆炸,得以倖存並講述了這個故事。
事故發生後,該核心最終被稱為惡魔核心,然後被回收到其他可裂變核心。
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