Наука всегда была двигателем прогресса. Именно благодаря ей человечество научилось летать, лечить смертельные болезни и заглядывать в глубины космоса. Но там, где открываются новые горизонты, неизбежно возникают и новые риски. Чем мощнее становится инструмент в руках исследователя, тем выше цена ошибки.
История ядерной физики особенно ярко показывает эту двойственность. Открытия, дарующие энергию и новые возможности, могут в одно мгновение обернуться смертельной угрозой. Работа с радиоактивными материалами требует абсолютной дисциплины и строгого соблюдения правил, ведь даже малейшее нарушение способно привести к катастрофе.
Именно в таком контексте родилась легенда о ядре дьявола, плутониевой заготовке, ставшей символом не только научного прогресса, но и трагической опасности, которая подстерегает тех, кто осмеливается приближаться к границам человеческого знания.
Ядро дьявола: история и уроки
История «ядра дьявола» начинается в годы Второй мировой войны, в рамках Манхэттенского проекта, секретной программы США по созданию атомного оружия. После успеха с урановой бомбой «Малыш» и плутониевой «Толстяк» учёные продолжали производить новые заготовки из плутония-239. Более подробно об этом я постарался рассказать в своей предыдущей статье:
Одна из заготовок, массой около 6,2 килограмма, была изготовлена летом 1945 года в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Её планировали использовать для третьего ядерного удара по Японии, если та не согласится капитулировать. Плутоний отливался в сферическую форму, оптимальную для поддержания цепной реакции, а затем покрывался защитными слоями, чтобы его можно было хранить и транспортировать.
Но применение ядерных бомб и быстрая капитуляция Японии сделала применение заготовки ненужным. Она осталась в лаборатории и превратилась в объект для исследований, где физики изучали её поведение вблизи критического состояния. Именно тогда заготовка получила своё мрачное прозвище «ядро дьявола», став символом риска и опасности, сопровождавших ранние эксперименты с атомной энергией.
Первый инцидент
Первый трагический случай произошёл вечером 21 августа 1945 года. Физик Гарри Даглиан, молодой исследователь в Лос-Аламосской лаборатории, решил провести эксперимент в одиночку что уже само по себе было нарушением правил безопасности. Он работал с плутониевой заготовкой, окружая её «кирпичами» из карбида вольфрама. Эти блоки служили отражателями нейтронов, которые возвращались к ядру и приближали его к состоянию критической массы.
Эксперимент требовал крайней осторожности, каждое добавление кирпича повышало риск перехода ядра в самоподдерживающуюся цепную реакцию. Работая вручную, без дистанционных манипуляторов, Даглиан по одному укладывал блоки вокруг сферы. В какой-то момент его рука соскользнула, и один из кирпичей упал прямо на верхнюю часть конструкции.
В этот миг произошёл кратковременный всплеск нейтронного излучения, ядро на долю секунды стало сверхкритическим. В комнате возник яркая голубая вспышка и ощутимый тепловой импульс. Даглиан инстинктивно сбросил лишний блок, но было уже поздно, он получил смертельную дозу радиации порядка 510 рентген или около 5,1 Грэй/51 Зиверт эквивалентной дозы.
Учёного немедленно доставили в больницу. Первые симптомы проявились уже в течение нескольких часов. Фиксировалась сильная тошнота, ожоги кожи и падение давления. Врачи пытались облегчить его состояние, но повреждения организма были необратимыми. Через 25 дней, 15 сентября 1945 года, Гарри Даглиан умер от острого радиационного синдрома, став первой жертвой «ядра дьявола».
Этот инцидент шокировал коллег и стал предупреждением о том, насколько опасны эксперименты с материалами, способными достичь критической массы. Однако урок был усвоен не сразу, менее чем через год ядро забрало ещё одну жизнь.
Второй инцидент
Второй трагический случай произошёл 21 мая 1946 года и вошёл в историю как один из самых драматичных эпизодов ядерной физики. Физик Луис Слотин, опытный исследователь, проводил демонстрацию для группы коллег в Лос-Аламосской лаборатории. Его задачей было показать процесс приближения ядра к критическому состоянию, используя бериллиевые полусферы, так называемые «нейтронные отражатели».
Принцип эксперимента заключался в том, что две полусферы из бериллия постепенно сближались вокруг плутониевой заготовки. Чем ближе они находились друг к другу, тем больше нейтронов возвращалось в ядро, повышая уровень реакции. Чтобы не допустить полного замыкания сфер, между ними оставляли небольшой зазор. По правилам, для этого требовалось применять механические дистанционные устройства и работать за защитными экранами.
Однако Слотин пренебрёг протоколом безопасности. Вместо сложной аппаратуры он использовал обычную отвёртку, удерживая ею верхнюю полусферу на весу. Это позволяло точнее контролировать процесс и ускоряло демонстрацию, но превращало эксперимент в крайне опасный.
В какой-то момент отвёртка соскользнула. Верхняя полусфера сомкнулась с нижней и ядро мгновенно стало сверхкритическим. В комнате произошла яркая синяя вспышка, характерный признак мощного выброса нейтронного и гамма-излучения. Слотин среагировал мгновенно, он руками разжал полусферы, прервав реакцию и тем самым спасая коллег от смертельных доз радиации.
Но сам он оказался прямо в центре выброса. Слотин получил дозу облучения, многократно превышавшую смертельный порог. По оценкам, около 1000 рентген (10 Грэй/100 Зиверт эквивалентной дозы). В течение нескольких минут он ощутил жжение, тошноту и резкую слабость. В следующие дни состояние стремительно ухудшалось, появлялись ожоги кожи, внутренние кровотечения, разрушение клеток костного мозга.
Несмотря на усилия врачей, через девять дней, 30 мая 1946 года, Луис Слотин скончался. Его поступок, однако, позволил спасти жизнь всем остальным участникам эксперимента, находившимся в лаборатории в тот момент.
После этой трагедии «ядро дьявола» окончательно перестали использовать в экспериментах, а в Лос-Аламосе ввели новые жёсткие правила безопасности. История Слотина стала символом героизма и одновременно предупреждением о том, как опасна может быть наука, когда человек слишком самонадеянно обращается с силами, которые едва понимает.
Последствия
После второго инцидента с Луисом Слотином последствия для науки и всей ядерной программы США оказались серьёзными и далеко идущими. Трагедия заставила учёных и руководство Лос-Аламоса признать, что методы работы, применявшиеся до этого, были чрезмерно рискованными и неприемлемыми для столь опасных материалов.
Прежде всего было принято решение больше никогда не проводить «ручных» экспериментов с плутониевыми заготовками. Все дальнейшие исследования с делящимися материалами стали проводиться с использованием дистанционных манипуляторов, механических систем и толстых защитных экранов. Работа с потенциально критическими объектами перенеслась в специально оборудованные помещения с минимальным доступом персонала.
«Ядро дьявола» само по себе также имело судьбу. В июле 1946 года его переплавили и переработали для других целей, чтобы оно больше не представляло угрозы. Таким образом, символическая «жизнь» этой опасной заготовки завершилась.
На более широком уровне трагедии с Даглианом и Слотином стали поворотным моментом в формировании культуры ядерной безопасности. В научной среде начали распространяться жёсткие протоколы по радиационной защите, регулярному контролю доз облучения и строгому соблюдению дисциплины. Теперь каждая операция документировалась, а сотрудники проходили подготовку и обучение по правилам безопасности.
Психологический след тоже был значительным. Сотрудники Лос-Аламоса воспринимали «ядро дьявола» как зловещий символ, оно словно «мстило» за легкомысленное обращение с силами, выходящими за пределы привычного человеческого опыта. История этих несчастных случаев стала предупреждением для будущих поколений физиков: любая ошибка при работе с атомной энергией может стоить жизни.
В итоге именно эти трагедии привели к формированию тех правил и стандартов, которые и сегодня лежат в основе ядерной безопасности во всём мире.