核物理探索史上的一樁著名悲劇和教訓。
1945年，美國在日本投下兩顆原子彈，迫使日本無條件投降！洛斯阿拉莫斯國家實驗室作為原子彈研究的關鍵部門，不僅獲得了榮譽，還獲得了一顆戰(zhàn)爭期間制造沒有被使用的“金屬球”。
這顆金屬球外貌平平無奇，直徑89毫米，重量也不大，只有6.2公斤重。但它的構成可不簡單，是由钚和鎵合成，這兩種元素都是核反應所需的關鍵材料。面對這樣一顆貌不驚人的無價之寶，科學家們又怎么會置之不理呢？他們一直進行著對它的研究，但就在日本投降后的第6天（8月21日），一場災難般的意外事故，給這顆小球帶來了一個可怕的綽號——“惡魔之核”。
當晚，實驗室的物理學家哈里·達格利恩（Harry Daghlian）正在獨自加班。同事們都已經(jīng)回家了，整個實驗室里空蕩蕩，只有三四米外的辦公桌前坐著一個29歲、身強力壯的保安人員。
達格利恩（Wikipedia）
如同往常一樣，達格利恩正在進行一個臨界核試驗。他將碳化鎢堆疊起來，在那顆昂貴金屬球的周圍構建起一道阻礙，使得中子流回金屬球的核心。這個操作是非常精細的：假如中子流全部被反射回核心，那么就會突破臨界值，導致核反應。達格利恩當然不想要在自己的面前構建一個核反應。他只想要研究臨界值的實驗，因此，他要小心地控制住“反射板”碳化鎢，要注意留出一個小空隙，不要讓中子流全部回流。
達格利恩實驗的還原圖，要在金屬球旁邊搭建碳化鎢塊（Wikipedia）
然而，就是這樣一個他進行了上百次的實驗，這次出現(xiàn)了意外。他無意中將一小塊碳化鎢放在了金屬球的核心之上，填補了原本需要留下的那個空隙，頓時，大量中子瞬間就涌向了核心，易舉地便超過了臨界值，發(fā)出了大量的輻射。盡管達格利恩即刻收手，但還是受到了超過致死量的核輻射，25天后，因為急性輻射病逝世。這位前途光明的物理學家年僅24歲。而一旁坐著什么也沒干，甚至連發(fā)生了什么都不太清楚的那位保安人員羅伯特·亨默里（Robert Hemmerly），也在事故發(fā)生33年后（1978年），死于急性髓性白血病。人們一般認為，他的急性髓性白血病，是當年那場輻射事故帶來的遠期危害，他死的時候也只有62歲。
事故發(fā)生后，達格利恩手上的燒傷和水皰（Wikipedia）
這樣的意外，被統(tǒng)稱為臨界事故，是因為核反應堆中大量粒子碰撞，發(fā)生鏈式反應導致功率失常激增所引起的。雖然臨界事故危害較大，但是它一般達不到原子彈的設計條件，因此不會引發(fā)核爆炸，只會造成附近人員的傷亡。
達格利恩的死并不是故事的結局，他勇敢無畏的同事們也沒有因此而停下對惡魔之核的探索，同時，惡魔之核也在等待著下一個受害者的出現(xiàn)。
在后來的實驗中，為了進行臨界研究，科學家們采用了另一種方法；不再使用碳化鎢小塊來堆疊，而是專門設計了兩個半球形的鈹質(zhì)中子反射器。和上面的實驗一樣，實驗者同樣需要在反射器上留出一些空隙，防止意外的發(fā)生。也就是說，兩個半球形的反射器不能完全閉合，實驗者要用一個墊片將兩塊半球分開。然而，物理學家路易斯·斯羅廷（Louis Slotin）卻有不一樣的做法。他認為墊片的操作麻煩，會影響實驗，因此他不采用墊片，只用手里握著的螺絲刀來分開兩個鈹半球。
斯羅廷（Wikipedia）
斯羅廷是一個頗有名望的物理學家，曾經(jīng)在十幾個場合進行了這項臨界實驗的演示，經(jīng)常穿著他那標志性的藍色牛仔褲和牛仔靴。據(jù)報道，斯羅廷的危險操作引起了不少人的強烈質(zhì)疑，甚至有人告訴他，如果他繼續(xù)這樣干，他將“在一年之內(nèi)死亡”。
斯羅廷實驗的還原圖，用一只螺絲刀撬開半球反射器（Wikipedia）
但這是什么時候？這是二戰(zhàn)剛結束的那個年代，科學家們也可能隨時被派往前線送死的年代，人們對實驗室安全操作條例這樣的東西還不熟悉。不少物理學家比如居里夫人就死于輻射，他們就是這樣玩著命在做實驗。大名鼎鼎的物理學家費曼曾經(jīng)說過，不少科學家們甚至津津樂道這種“虎尾瘙癢”的玩命生活，認為這是對科學熱情的體現(xiàn)。
在達格利恩的悲劇事故發(fā)生的僅僅九個月后，也就是1946年5月21日，那個“在一年之內(nèi)死亡”的預言不幸成真。在當日的演示實驗中，斯羅廷只不過是手滑了一下，將手中的螺絲刀往外滑了不到三厘米，但就這樣的一個小錯誤，便讓兩個鈹半球相貼合在了一起。這一刻，金屬球立馬接受了大量的中子反射，核心超過臨界值，釋放出大量的核輻射，斯羅廷的皮膚上閃過了一道藍色的光芒和一股熱浪，他反應迅猛地扭動手腕將頂殼掀翻在地，這個過程可能只持續(xù)了不到半秒鐘。
斯羅廷事故發(fā)生時，實驗室內(nèi)各人的位置，最近的斯羅廷擋住了大部分輻射（Wikipedia）
但盡管接觸輻射的時間只有半秒鐘，斯羅廷還是接受了超過致死量的輻射，事故發(fā)生的第九天因為急性輻射病而去世，年僅35歲。當時在場觀看實驗的還有三個物理學家、一個學生、一個工程師、一個攝影師和一個警衛(wèi)，由于斯羅廷的身體擋住了大部分的輻射，他們當時勉強逃過一劫。但是，19年后其中一個物理學家愛德華死于急性髓性白血病，29年后攝影師史密斯楊死于再生障礙性貧血，這都很有可能是那場事故導致的；另外的幾位物理學家和工程師則比較幸運，壽命也都比較長；而那位學生在事故后拒絕參加任何研究并轉行成為了一名律師，在2001年因不相關的疾病逝世。一個拿不穩(wěn)螺絲刀的小意外，竟然改變了那么多人的命運。
在兩次如此致命的事故之后，惡魔之核終于被融化銷毀。但它的誕生卻在物理學史乃至人類史上留下了重重的一筆。在原子能的發(fā)展歷程中，自1945年來，類似的臨界事故曾經(jīng)發(fā)生過60次，導致了至少21人的死亡，而惡魔之核是其中威力最大、影響最深遠的。唯一讓人慶幸的是，這兩起事故的實驗者都反應迅速，能夠忍著瞬間的炙熱和劇痛將反射器打翻，否則，假如核反應繼續(xù)放大，惡魔之核的死亡名單可能還要加長許多。
兩位不幸物理學家的合影，達格利恩（左二）和斯羅廷（右二），攝于1945年7月16日美國陸軍的核試驗（Wikipedia）。
聯(lián)系客服
