Заряд-демон

Моделирование инцидента 1945 года. Плутониевый шар окружён блоками из отражателя — карбида вольфрама

21 августа 1945 года молодой учёный Гарри Даглян в одиночку проводил эксперимент по изучению отражения нейтронов. Ядро было помещено внутрь блочной конструкции из карбида вольфрама, отражателя нейтронов. Добавление каждого нового блока весом 4,4 кг (общая масса блоков должна была составить 236 кг) приближало сборку к критическому состоянию. При попытке установки очередного блока Даглян уронил его прямо на плутоний, что перевело сборку в надкритическое состояние. Несмотря на то, что блок был немедленно убран, Даглян получил смертельную дозу излучения (около 5-8 Зв) и умер от лучевой болезни через 25 дней[1][2].

Во время инцидента также пострадал второй человек, охранник Роберт Дж. Хеммерли, не участвовавший в эксперименте, он получил дозу приблизительно 0,2 Зв. Хеммерли умер в 1978 году (через 32 года после происшествия) от лейкоза в возрасте 62 лет[3].

В процессе инцидента произошло примерно 10¹⁶ делений, никелевый чехол на плутониевом шаре не разрушился[2].

Воссоздание инцидента 1946 года. Плутоний скрыт под полусферой отражателя, удерживаемой отвёрткой

21 мая 1946 года физик Луи Злотин проводил в лаборатории Лос-Аламоса эксперимент по изучению свойств деления ядер с помощью установки отражателя нейтронов в подкритическую сборку, при этом он проводил демонстрацию опыта семи другим учёным. За свою чрезвычайную опасность эксперимент носил название «дёргание дракона за хвост». Экспериментатор помещал ядро между двумя бериллиевыми полусферами (играющими роль отражателя) и вручную опускал верхнюю полусферу на ядро, придерживая её большим пальцем за отверстие в верхней части. При перемещении полусферы вверх и вниз датчики регистрировали изменение активности сборки. Единственным предметом, препятствовавшим смыканию полусфер, являлось жало плоской отвёртки, которую учёный держал в правой руке[1]. Злотин проводил данный эксперимент уже более десяти раз, ранее Энрико Ферми говорил ему и другим сотрудникам, участвовавшим в экспериментах, что если они не прекратят свои опасные опыты, то «погибнут в течение года»[4].

Во время опускания верхней полусферы отвёртка Злотина соскользнула, и полусферы сомкнулись, полностью окружив плутоний. Сборка мгновенно перешла в надкритическое состояние, однако Злотин быстро сбил верхнюю полусферу на пол, остановив цепную реакцию, чем, возможно, спас жизни остальных людей, находившихся в лаборатории. Злотин получил большую дозу облучения — порядка 1000 рад (главным образом от быстрых нейтронов) и умер через 9 дней от острой лучевой болезни в кишечной форме. Остальные присутствовавшие получили дозы, по оценкам 40-х годов, в 0,4—3,6 Зв[1][2][5]. Двое из них скончались через 18 и 20 лет после происшествия, от лейкоза (в возрасте 42 года) и инфаркта миокарда (в возрасте 54 года) соответственно; один умер через 29 лет в возрасте 83 лет (бактериальный эндокардит); один погиб во время Корейской войны через 6 лет. Трое были живы в 1977—1978 году, через 31—32 года после инцидента[3].

Заряд-демон предполагалось использовать в ядерных испытаниях в рамках операции «Перекрёсток», но после аварии потребовалось время для снижения его радиоактивности и повторной оценки на предмет наличия в нем продуктов деления, некоторые из которых могли быть очень ядовитыми для желаемого уровня деления. Следующие два ядра были отправлены для использования в испытаниях «Эйбл» и «Бейкер», а заряд-демон планировалось отправить позже для третьего испытания в этой серии, предварительно названного «Чарли», но это испытание было отменено из-за неожиданно высокого уровня радиоактивности в результате подводного испытания «Бейкер» и невозможности дезактивации боевых кораблей-мишеней. Позднее заряд был переплавлен, а материал переработан для использования в других зарядах[6][7].