Аварийная ситуация на АЭС в Небраске?

Первые грабли
Как все знают - во время второй мировой войны омериканские учоные занимались изготовлением ядреной бомбы. Там, в числе прочего есть довольно тонкий момент: определение критической массы при различных условиях. Понятно - что-то можно посчитать, но окончательный ответ тут может дать только опыт.

А какой собственно опыт тут можно поставить - привести массу к состоянию, близкому к критическому и померить что и как. Вопрос, как это сделать технически, особенно не стоял: а просто взять и попробовать.

Раньше всего ученые обзавелись потребным для опытов количеством обогащенного урана, потому с урана и начали. И вот в 1944 году Отто Фриш:

suic-Otto_Frisch_ID_badge.png @ pics.kouzdra.ru [кеш]

руководивший этими изысканиями, проделывал следующий эксперимент:

Брал бруски гидрида обогащенного урана и складывал их в стопочку, поглядывая на приборы. Как утверждают умные книжки, водород, содержащийся в смеси должен был замедлять развитие цепной реакции (видимо как-то эффективно генерируя отложенные нейтроны, но честно признаюсь - физику этого момента я не понимаю) [подозреваю, что умные книжки пишут лажу - просто у урана реактивность много меньше, чем у плутония - потому у Фриша и не получилось, "как потом"]. Эта разумная предосторожность его и спасла.

По-видимому, в тот момент, когда он собирался добавить в стопку еще кусочек атомной бомбы, его тело сработало как слабый нейтронный отражатель, краем глаза Фриш заметил свечение и успел среагировать и раскидать стопку руками.

За пару секунд он схватил суточную норму облучения - что вполне безопасно, но с учетом рода занятий - все равно стремно - потому как мог бы и не успеть - разгон там по экспоненте идет. Но в общем - все хорошо, что хорошо кончается.

Урок, однако не пошел впрок.

Вторые грабли

Летом 1945 года лос-аламосский народ уже интересовали более тонкие материи, нежели просто критическая масса - в частности они изучали свойства нейтронных отражателей, которые могут ее снизить - понятно, что если часть вылетевших за пределы устройства нейтронов возвращать взад, то можно будет обойтись меньшим количеством делящегося материала.

Ну и в общем не долетевший стараниями Гровса до Японии плутониевый шарик тут оказался вполне в тему. Гарри Даглиэн (Harry K. Daghlian, который на самом деле Арутюн Даглян - он армянин):

Daglian.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

cтавил опыты все в том же неповторимом стиле: а именно - обкладывал плутониевый шарик брусочками карбида вольфрама - вот так примерно:

suic-Partially-reflected-plutonium-sphere.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

Когда он 21 августа 1945 года собирался подложить очередной брусочек, нейтронный датчик известил его что, сборка близка к критическому состоянию и он от неожиданности уронил брусок на плутониевый шар. Понятное дело, началась цепная реакция. Даглиэн попытался сбросить брусок, сразу у него это не получилось, в общем раскидал конструкцию. При этом схватил около 500 рентген и спустя 25 дней помер от лучевой болезни.

В статье о нем в Вики есть фотография (Я не нашёл, пришлось искать отдельно. Причина удаления — копирастия ( http://en.wikipedia.org/wiki/File:Radiation_Burn_Hand_of_Daghlian.png )) того, во что превратилась через 9 дней его рука, которой он совершал эти подвиги. Если интересны физиологические подробности, связанные с лучевой болезнью - посмотрите (сразу предупреждаю - зрелище малоаппетитное).

Рука Дагляна&nbsp[показать]

http://xd9.xanga.com/681e14e001335275594169/m219631801.png

Из этого инцидента, как и положено в любой уважающей себя крупной организации, были сделаны выводы: была создана комиссия и после надлежащих дебатов она издала инструкцию:

1) в одиночку самоубийствами не заниматься;
2) иметь как минимум два нейтронных датчика со звуковым сигналом;
3) ни в коем случае не начинать опыт, не оформив как положено все бумаги.

Также обсуждался вопрос, а не механизировать ли как-то процесс эксперимента. Благотворные последствия столь разумных мероприятий не заставили себя ждать.

Третьи грабли (AKA 9 дней одного года)

В 1946 году подобного же рода опыты ставились уже с бериллиевыми отражателями, только уже не в виде брусочков, а в виде полусфер. Помня о судьбе Дагляна, желающих продвигать науку вперед было не очень много, но как водится, и тут нашелся герой: Звали его Луис Слотин:

Slotin_Los_Alamos.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

Говорят, что Ферми, посмотрев на его эксперименты, сразу сказал ему, что он будет очень удивлен, если Слотин доживет до конца года. И оказался прав. Должен сказать, что меня пророческие способности Ферми тут не удивляют. Короче говоря, ровно 9 месяцев спустя - 21 мая 1946 года - Слотин ставил очередной опыт при изрядном стечении народа (видимо инструкции по ТБ на тему пункта (1) оказали благотворное действие).

suic-Tickling_the_Dragons_Tail.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

Это реконструкция исторического момента - нижний шар - стационарный отражатель, верхняя полусфера подвижна, а внутри во время опыта находился плутониевый шарик - все тот же самый, как это ни смешно. По идее, высота полусферы регулировалась специально обученными прокладками, но тут Слотин зачем-то придержал верхнюю полусферу рукой, и поддерживая полусферу отверткой, убрал прокладку.

Отвертка соскочила, полусфера свалилась на плутониевый шарик и началась цепная реакция. Присутствующие при опыте рассказывали, что они заметили голубоватое свечение и почувствовали тепло. Сам Слотин отметил кислый вкус во рту и жжение в руке, которой он держал сферу. Он немедленно сбросил полусферу с установки и реакция прекратилась. Однако он уже успел схватить более 2000 рентген, от чего закономерно и умер 9 дней спустя.

Как уже говорилось - стараниями по улучшению техники безопасности, сей опыт происходил при изрядном стечении народа. Вот примерная схема расположения публики, нарисованная при расследовании инцидента:

suic-Slotin_criticality_drawing.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

Как ни странно, кроме Слотина серьезно пострадал только стоявший рядом Олвин Грэйвс, который вроде бы, вопреки рисунку, на самом деле был слегка заэкранирован экспериментатором, что сильно снизило полученную им дозу. Он много болел и имел проблемы со здоровьем до самой смерти, но дожил до 1966 года и успел покомандовать многими американскими ядерными испытаниями, в частности - серией армейских учений с использованием ядерного оружия, за что впоследствии был склоняем прессой:

suic-Exercise_Desert_Rock_I_(Buster-Jangle_Dog)_002.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

Плутониевый же шарик, участвовавший в обоих инцидентах получил название Daemon Core и 1 июля 1946 года был, наконец, употреблен по прямому назначению:

suic-AbleLarge.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

Что до процесса механизации этих стремных опытов - он таки дал результат и в какой-то момент было рождено устройство под названием Lady Godiva (если кто не в курсе этой легенды, ставшей одним из источников вдохновения викторианских порнографов - то вот), которое позволяло заниматься этими опытами несколько более безопасным образом:

suic-Godiva-before-scrammed.jpg @ pics.kouzdra.ru [кеш]

С ним тоже пару раз (в 1954 и в 1957) случались ядерные неприятности и после второго раза устройство пришло в негодность, но как-то обходилось без жертв, хотя как я отметил уже - не вполне без разрушений.