Der "Dämonenkern"

Der "Dämonenkern"

Die wirkliche Geschichte eines kleinen Plutoniumballs, der getöteten Menschen und der Forscher, die ihn in die Luft gejagt haben.

DIE BOMBE

Am Dienstagabend, dem 21. August 1945, arbeitete der amerikanische Physiker Harry Daghlian am ultrageheimen Los Alamos National Laboratory der US-Regierung in New Mexico. Er führte ein sehr heikles Experiment durch: Daghlian platzierte ziegelförmige Metallstücke um ein Stück Plutonium, den höchst instabilen Brennstoff, der in den meisten Atombomben verwendet wird. Und er machte es mit jedem Stein, den er um ihn herum legte, instabiler.

Daghlian (ausgesprochen "DAHL-ee-an") war Teil des Manhattan-Projekts der Regierung, das seit 1942 an der Entwicklung der ersten Atombomben der Welt gearbeitet hatte. Und es gelang ihnen: Nur wenige Wochen vor Daghlians Experiment wurden zwei Atombomben auf die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki abgeworfen. Die Bomben hatten sofort mindestens 100.000 Menschen getötet und in den folgenden Tagen viele Zehntausende mehr. Weniger als eine Woche nach diesen Bombenangriffen übergab sich Japan den Alliierten und beendete den Zweiten Weltkrieg.

Für Daghlian und seine wissenschaftlichen Kollegen bedeutete dies viel mehr Arbeit.

NEU UND VERBESSERT

Die Vereinigten Staaten waren zu dieser Zeit das einzige Land der Welt mit Atomwaffen, aber die Regierung wusste, dass dies nicht lange der Fall sein würde. Wenn Amerika in einer Welt mit atomar bewaffneten Feinden überleben würde, war es vernünftig, dass die Nation diese Waffen weiterhin produzieren und noch effektiver machen muss. Das war genau der Grund, warum Daghlian die besondere Arbeit machte, die er in dieser Nacht in Los Alamos verrichtete.

Harry Daghlian war gerade 24 Jahre alt. Er wurde 1943 in das Manhattan-Projekt aufgenommen, als er noch Physikstudent war - ein außergewöhnlich brillanter - an der Purdue University in Indiana. Er hatte zur Entwicklung der in Japan eingesetzten Bomben beigetragen, die, abgesehen von ihren verheerenden Auswirkungen, keine sehr guten Atombomben waren. Es waren immerhin nur die zweite und dritte Explosion (eine Testbombe war in New Mexico nur drei Wochen vor den beiden in Japan gezündet worden).

Eines der Hauptprobleme für die Wissenschaftler war die Bestimmung, wie der Kernbrennstoff einer Bombe voll genutzt werden kann. Erstaunlicherweise verbrauchten beide Bomben, die bei den Angriffen auf Japan eingesetzt wurden, nur winzige Teile ihres Treibstoffs, um ihre Explosionen zu erzeugen. Beim effizienten Einsatz einer Bombe geht es nur um die Neutronen.

DER NEUTRON-TANZ

Die am häufigsten verwendete Art von Brennstoff für Atomwaffen ist eine Plutoniumart, die als Plutonium-239 oder Pu-239 bekannt ist.

  • Pu-239 ist von Natur aus radioaktiv, was bedeutet, dass seine Atome Partikel aus ihren Kernen emittieren. Einige dieser Teilchen sind Neutronen. (Dies wird als Neutronenstrahlung bezeichnet.) Neutronen sind sehr groß, da die Atomteilchen so groß sind, dass ein Neutron, das von einem Atom emittiert wird, ein anderes Atom trifft, dieses tatsächlich „zerbricht“ und das zweite Atom zum Auswerfen bringen kann einige seiner eigenen Neutronen.
  • Dieser Vorgang verläuft normalerweise sehr langsam, da die meisten strahlenden Neutronen einfach wegfliegen. Die Kernidee hinter Atomwaffen besteht darin, diese Neutronen im Plutonium zu halten, wodurch der Spaltprozess beschleunigt wird - mit Neutronen, die Atome zertrümmern, so dass immer mehr Neutronen emittiert werden und mehr und mehr Atome zerbrechen - bis sie völlig außer Kontrolle geraten.
  • Die Zahlen, die an dieser Kettenreaktion beteiligt sind, sind fast zu groß, um zu ergründen: Bei einer Atombombenexplosion werden Atome des Kernbrennstoffs von Neutronen Billionen und Billionen Mal gespalten ... in Hundertstel-Milliardstel Sekunden. Da jede Spaltung jedes Atoms Energie freisetzt, setzt die kombinierte Spaltung von Billionen Atomen in so unglaublich kurzer Zeit eine absolut phänomenale Energie frei - daher die Kraft der Atombomben.

In dieser kleinen Kiste, die Harry Daghlian in dieser Nacht im August 1945 baute, ging es darum, die Neutronen zu enthalten.

GRUNDWERTE

Daghlian arbeitete mit einer grauen, softballgroßen Kugel von Pu-239. Es war im Grunde der Kern oder die Grube einer Atombombe - der Teil, der explodiert. Er führte Experimente mit dem Kern durch, um festzustellen, ob es die richtige Größe und Dichte für eine Kettenreaktion war - also könnte es in einer echten Bombe eingesetzt werden.

Daghlian begann, den Kern mit Ziegeln aus Wolframkarbid zu umgeben, einem sehr dichten Metall, das Neutronenstrahlung reflektiert. Je mehr Metall in den Kern eingeschlossen wurde, desto mehr Neutronen wurden in den Kern zurück reflektiert, anstatt einfach davon zu fliegen. Das bedeutete, dass die Rate der Neutroneneinschläge und Atomaufspaltung im Kern anstieg, da Daghlian immer mehr Steine ​​hinzufügte. (Ein Geigerzähler zeigte an, ob das Experiment funktionierte, indem es schneller und schneller klickte.) Zwei sehr wichtige Hinweise:

  • Daghlian wollte, dass die Kettenreaktion knapp unter einem kritischen Zustand ansteigt, was eine kontrollierte Kettenreaktion bedeutet.
  • Er wollte nicht, dass die Reaktion zu einem überkritischen Zustand wird, was bedeutet, dass dieser Zustand völlig außer Kontrolle gerät.

Aus den Ziegeln errichtete Daghlian rund um das Plutonium Wände mit einer Seitenlänge von etwa zehn Zoll und einer Höhe von zehn Zoll. Dann nahm er einen Ziegelstein und positionierte ihn langsam - er hielt ihn einfach in der Hand - über der Öffnung am oberen Ende des Gebäudes, direkt über dem Kern.Der Geigerzähler klickte wild. Es wurden nun genug Neutronen in den Kern reflektiert, die auf einen überkritischen Zustand abzielten.

Daghlian riss den Stein weg und ließ ihn fallen.

UH-OH

Der Ziegel landete direkt auf der Plutoniumkugel. Das Plutonium war nun effektiv von Neutronen reflektierendem Material umgeben und wurde sofort überkritisch. Es gab einen blauen Blitz - eine Folge der plötzlichen Freisetzung von Strahlung - und der Geigerzähler schrie. Daghlian packte panisch den heruntergefallenen Ziegelstein… und ließ ihn wieder fallen. Er versuchte, den Tisch, an dem er arbeitete, umzudrehen - aber er war zu schwer. Endlich hat er gerade angefangen, die Steine ​​eines nach dem anderen vom Plutonium wegzunehmen. Die Kettenreaktion endete schließlich und der Geigerzähler beruhigte sich. Etwa eine Minute war vergangen. Es war eine Minute zu viel für Harry Daghlian. Er war massiver Strahlung ausgesetzt gewesen. Innerhalb weniger Stunden begann er sich schlecht zu fühlen, das erste Anzeichen einer Strahlenkrankheit. Er checkte sich in ein Krankenhaus ein. Nach einigen Tagen begannen seine Hände, die die Hauptlast der Strahlung erhalten hatten, aufgrund von Verbrennungen der Strahlung Blasen zu bilden. Danach verschlechterte er sich ständig, und am 15. September, fünfundzwanzig Tage nach dem Unfall, starb Harry Daghlian.

DAS ZWEITE VICTIM

Neun Monate nach Daghlians Tod, im Mai 1946, wurde der Kern, an dem er experimentiert hatte, für eine Bombe verwendet, die in einem Test über dem Pazifik explodiert werden sollte. Am 21. Mai beschloss Louis Slotin, Daghlians Freund und Kollege (er war während des Unfalls im Urlaub gewesen), ein letztes Experiment daran durchzuführen.

Slotins Experiment ähnelte dem von Daghlian, aber anstatt Wolframkarbidsteine ​​zu verwenden, hatte er zwei schalenartige Halbkugeln aus Beryllium - ein anderes Metall, das als Neutronenreflektor wirkt. (Die beiden Halbkugeln könnten zu einer hohlen Kugel zusammengefügt werden; die Vertiefung hatte genau die richtige Größe, um den Plutoniumkern zu halten.) Eine der Halbkugeln saß in einem Rahmen auf einem Tisch. Slotin platzierte den Plutoniumkern darin und platzierte dann die andere Hemisphäre über der Oberseite des Kerns ... aber nicht ganz. Er konnte den Kern nicht bedecken und ihn vollständig von dem Neutronen reflektierenden Beryllium umgeben lassen oder wie bei Daghlian eine unkontrollierte Kettenreaktion auslösen. Aber genau das ist passiert.

NICHT NOCH EINMAL

Das Experiment, das Slotin mit den Beryllium-Hemisphären durchführte, erforderte, dass er die Spitze eines gewöhnlichen Schraubendrehers (ja, eines Schraubendrehers) unter den Rand der Berylliumkappe einführte und diese anhebte und senkte, wobei er mit einem Geigerzähler darauf hinwies, wie viel davon eine Kettenreaktion wurde geschaffen. Er sollte auch Sicherheitskeile verwenden, die sicherstellen würden, dass die Berylliumkappe nicht abfällt und den Kern bedeckt, wenn der Schraubendreher durchrutscht. Aber Slotin benutzte die Keile nicht ... und der Schraubendreher rutschte ab.

Die Berylliumkappe fiel, der Kern wurde vollständig eingeschlossen und wurde sofort überkritisch. Schlimmer noch: Es standen sieben andere Leute am Tisch und schauten Slotin bei der Arbeit zu. Wie bei Daghlians Unfall kam es sofort zu einem blauen Blitz und der Geigerzähler begann wild zu ticken. (Die Leute im Raum sagten später, dass sie auch Hitze spüren würden.) Zu Slotins großer Ehre war er sofort einem enormen Risiko ausgesetzt, indem er die Kugeln mit bloßen Händen auseinander stemmte und so die Reaktion stoppte. Dabei erhielt er eine mehrmals höhere Strahlendosis als Daghlian. Der Effekt kam fast sofort; Er musste sich schon übergeben, als er das Labor verließ. Neun Tage später, nach einer Zeit, die nur als schreckliches Leiden bezeichnet werden kann, starb Slotin. Der "Demon Core", wie ihn Wissenschaftler in Los Alamos bald kannten, hatte sein zweites Opfer getötet.

DAS ENDE?

Ein verblüffender Teil der gesamten Geschichte war, dass Daghlians Unfall am Abend stattgefunden hat. Er hatte bereits eine normale Tagschicht gearbeitet, war aber gegen 21:30 Uhr nach dem Abendessen wieder im Labor. Er sollte das nicht tun. Und er sollte definitiv keine kritischen Experimente ohne einen anwesenden Wissenschaftler durchführen. Bis heute weiß niemand, warum er in dieser Nacht dort war. Und Slotins Verantwortungslosigkeit, die Sicherheitskeile nicht zu benutzen? Niemand weiß, warum das auch passiert ist. Und die traurige Realität ist, dass sie nicht die einzigen Opfer des Dämonenkerns waren:

  • Army Private Robert J. Hemmerly, 29, diente als Wachmann im Labor, als Daghlians Unfall stattfand. Er saß an einem Schreibtisch und las am anderen Ende des Labors eine Zeitung, als er den blauen Blitz sah. Er starb 33 Jahre später, im Alter von 62 Jahren, an Leukämie, die vermutlich durch seine Strahlenexposition während des Unfalls verursacht wurde.
  • Alvin Graves war während seines Unfalls die Person, die Slotin am nächsten stand. Slotins Vorgehen bei der Trennung der Hemisphären schirmte Graves teilweise ab, er wurde jedoch mehrere Wochen mit schwerer Strahlenvergiftung ins Krankenhaus eingeliefert. Er entwickelte mehrere dauerhafte Gesundheitsprobleme, darunter einen Verlust der Sehkraft, und starb 18 Jahre später im Alter von 55 Jahren an strahlungsbedingten Komplikationen.
  • Von den sechs anderen, die sich mit Slotin im Raum befanden, wird davon ausgegangen, dass drei durch den Dämonkern ihr Leben erheblich verkürzt hatten.
  • Am 1. Juli 1946 wurde in der vierten Atombombenexplosion in der Nähe der Bikini-Inseln im Pazifischen Ozean der softballgroße Kern von Pu-239 detoniert, der zwei der wichtigsten amerikanischen Wissenschaftler getötet hatte. Der Dämonenkern gab es nicht mehr.
  • Der Bikini-Bomben-Test, der den Demon Core beendete, verbrauchte einen viel höheren Prozentsatz seines Kernbrennstoffs als seine Vorgänger und war um mehrere Kilotonnen (die Sprengkraft von tausend Tonnen TNT) stärker.
  • Mehrere unbemannte Schiffe wurden in der Abwurfzone verankert, um die Auswirkungen der Bombe zu untersuchen. In einigen dieser Schiffe waren 57 Meerschweinchen, 109 Mäuse, 146 Schweine, 176 Ziegen und 3030 weiße Ratten eingeschlossen. Sie waren dort, damit Wissenschaftler die Auswirkungen von Atombomben auf Tiere untersuchen konnten. Die Bombe tötete 10 Prozent sofort; In den folgenden Wochen starben die meisten Reste an Strahlenvergiftung.
  • Mindestens eines dieser Tiere entkam dem Zorn des Dämonenkerns und wurde dadurch ein wenig berühmt: Ein 50-Pfund-Schwein namens "Pig 311" befand sich an Bord eines alten Kriegsschiffes in der Abwurfzone. (Sie war in der Toilette der Schiffsoffiziere eingeschlossen.) Die Detonation versenkte das Schiff - aber später fanden die Matrosen das Schwein 311 im Meer schwimmen. Sie wurde an das Naval Medical Research Institute in Bethesda, Maryland, gebracht, wo sie die nächsten drei Jahre lebte - bis zu 600 Kilogramm schwer. 1949 wurde Pig 311 an den National Zoo in Washington, DC, übergeben, wo sie zu einer der beliebtesten Ausstellungen wurde. Sie starb dort 1950.
  • Wenn Sie ein besseres Bild davon erhalten möchten, was Louis Slotin in seinem Experiment gemacht hat, schauen Sie sich den Film von 1989 an Dicker Mann und kleiner Junge über das Manhattan-Projekt. Darin spielt John Cusack einen Wissenschaftler, der eine ziemlich genaue Version von Slotins Unfall ausführt.

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