Diabelski rdzeń. Wystarczyła chwila nieuwagi, by zaczął zabijać

Kwaśny posmak w ustach i piekący ból w lewej ręce – to były objawy nieuchronnej śmierci. Louis Slotin umierał, choć jeszcze chwilę wcześniej był zdrowym 36-latkiem. Zanim laborant z Los Alamos trafił do szpitala, zdążył pożegnać się z kolegami, którym uratował życie. Sam przyjął dawkę promieniowania, która zabiła go dziewięć dni później.

89 mm średnicy i masa zaledwie 6,2 kg – nieznacznie poniżej granicy, skutkującej rozpoczęciem reakcji łańcuchowej. Ładunek izotopu plutonu Pu-239, przeznaczony pierwotnie dla trzeciej amerykańskiej bomby atomowej nie doczekał się wojennego zastosowania. Kula, minimalnie większa od piłki tenisowej, posłużyła do dalszych badań nad bronią atomową, prowadzonych w Los Alamos.

Jednym z problemów, które pomagała rozwiązać, było wyznaczenie masy krytycznej plutonu. Wyznaczenie, a nie obliczenie – teorię z zapisanych liczbami kartek od praktyki w postaci dymiących ruin miasta oddzielały eksperymenty, podczas których najmądrzejsi ludzie na planecie ryzykowali życiem aby ustalić, ile plutonu wystarczy do zbudowania zabójczej broni.

Wymagało to sprawdzenia masy krytycznej, która nie była stała. Reakcję łańcuchową można było wywołać i podtrzymać albo manipulując właściwościami rdzenia, albo ilością neutronów, odbijanych przez różne osłony i kierowanych do jego wnętrza.

Rdzeń – wówczas jeszcze nie diabelski – po raz pierwszy zabił w sierpniu 1945 roku. 24-letni Harry Daghlian (Haroutune Krikor Daghlian) przeprowadzał eksperyment, w czasie którego dosłownie "bawił" się klockami - z kostek węglika wolframu układał osłonę rdzenia.

Węglik wolframu to materiał o ciekawych właściwościach – wyjątkowo gęsty, co współcześnie wykorzystuje się m.in. w przemyśle zbrojeniowym, tworząc z niego rdzenie pocisków. Ale w 1945 roku węglik wolframu w rękach Daghliana był po prostu jednym z narzędzi badawczych.

Nie wiadomo dokładnie, dlaczego Daghlian popełnił błąd. Może dało znać o sobie zmęczenie, może spora, 4,5-kilogramowa masa niewielkiego elementu, a może niemożliwy do przewidzenia przypadek.

W rezultacie fizyk zrobił coś, co w niektórych opisach tego wydarzenia przedstawiane jest obrazowo jako "upuszczenie klocka na rdzeń" – dokładając kolejne części do swojej konstrukcji upuścił wolframowy element.

Choć natychmiast naprawił swój błąd i strącił go z rdzenia, za moment nieuwagi zapłacił najwyższą cenę – chwila, w której rdzeń przekroczył masę krytyczną, co zainicjowało reakcję łańcuchową wystarczyła, by naukowiec przyjął śmiertelną dawkę promieniowania.

Zmarł po długiej, 25-dniowej agonii. 33 lata po nim na białaczkę zmarła jeszcze jedna osoba, obecna w czasie incydentu w pomieszczeniu – ochroniarz Robert J. Hemmerly.

Niecały rok po tym tragicznym wypadku – w maju 1946 roku – podobne doświadczenia prowadził Louis Alexander Slotin. Tym razem zamiast wolframowych cegiełek używał dwóch półsfer z berylu.

Jeśli wierzyć świadkom, Slotin świadomie łamał przy tym procedury bezpieczeństwa, przewidujące używanie separatorów, uniemożliwiających zetknięcie się półsfer i całkowite zamknięcie osłony wokół rdzenia.

Uwagę na ryzyko zwracał m.in. słynny Enrico Fermi, jednak Slotin – jak określano jego zachowanie – rozmyślnie "ciągnął smoka za ogon". Manipulował osłonami, które separował od siebie przechylając płaski śrubokręt.

Ten w pewnym momencie wyślizgnął się, co sprawiło, że górna półsfera opadła na dolną. Całkowite zamknięcie osłony sprawiło, że całość emitowanych neutronów została skierowana do środka rdzenia.

Wyzwolona w ten sposób reakcja łańcuchowa doprowadziła do emisji dużej dawki promieniowania, pochłoniętego w znacznej części – na szczęście dla obserwujących działania Slotina, siedmiu innych osób – przez pierwszą przeszkodę na jego drodze. Na nieszczęście dla eksperymentatora było nią, pochylone nad rdzeniem, jego własne ciało.

Slotin wiedząc, co się dzieje, błyskawicznie odrzucił górną osłonę, dzięki czemu przerwał zapoczątkowaną reakcję i uratował (a w zasadzie przedłużył) życie zgromadzonych za nim naukowców.

Był świadomy następstw – zdążył pożegnać się ze swoimi kolegami. Zmarł w szpitalu dziewięć dni później. Okoliczności śmierci trzech kolejnych osób, obecnych wówczas w pomieszczeniu wskazują, że i one – lata później – zmarły przedwcześnie z powodu incydentu.

Wypadki z udziałem "diabelskiego rdzenia" (który został przetopiony, a odzyskany pluton wykorzystano w innych doświadczeniach) przyczyniły się do powstania restrykcyjnych procedur bezpieczeństwa, towarzyszących dalszym badaniom nad materiałami promieniotwórczymi.

Amerykanie zdecydowali się na całkowitą separację badaczy od materiału, będącego obiektem badań, budując zdalnie sterowane, robotyczne manipulatory. Zaprojektował je jeden z uczestników incydentu z udziałem Louisa Slotina - Raemer Schreiber. Dzięki jego pomysłom naukowcy mogli prowadzić swoje badania bez ryzyka, jakie towarzyszyło pionierskim pracom nad bronią atomową.

Sam Schreiber – choć w kolejnych latach prowadził badania m.in. nad bronią termojądrową czy atomowymi rakietami (projekt NERVA) doczekał późnej starości. Zmarł w 1998 roku w wieku 88 lat.