原子彈往事：核臨界事故(4)

尹瑞濤

（接2019年12期）

斯洛廷歸葬故鄉(xiāng)溫尼伯

路易斯·斯洛廷去世后，他的父母伊斯雷爾和索尼婭·斯洛廷從美國新墨西哥州的圣達菲飛回加拿大老家，飛機上載著斯洛廷的靈柩，上面刻著“英雄的遺體之家”的字樣。

由于斯洛廷家族是猶太人，美軍安排飛機在星期五（猶太人安息日的開始）日落前抵達加拿大溫尼伯。葬禮于1946年6月2日（星期日）下午舉行，近3000人參加了葬禮。拉比·S·弗蘭克將路易斯描述為“這個城市有史以來最杰出的學者之一”，他還引用了“曼哈頓計劃”的主要負責人格羅夫斯少將的評價，“他勇敢而迅速的行動拯救了7名同事的生命”。

紀念

斯洛廷死后，人們紛紛表示悼念。1946年6月14日，《洛斯·阿拉莫斯時報》發(fā)表了副主編托馬斯·P·阿什洛克的詩歌《斯洛廷——致敬》，表彰他在危難關頭舍己救人的崇高品質

當時，官方發(fā)布的通報說，迅速移走上半球的斯洛廷，是中斷臨界反應兼保護房內其它7名觀察者的英雄：“斯洛廷博士置自己生死于不顧，他的迅速反應阻止了實驗發(fā)展到更嚴重的地步。要是沒阻止的話，可以肯定實驗會導致跟他一起工作的七人全數(shù)死亡，以及附近人員的重傷?！?/p>

1948年，在芝加哥大學，洛斯·阿拉莫斯和芝加哥大學的斯洛廷同事共同發(fā)起成立了“路易斯·A·斯洛廷紀念基金”。曼哈頓計劃的科學負責人J·羅伯特·奧本海默、諾貝爾獎得主路易斯·W·阿爾瓦雷斯和漢斯·A·貝特等杰出的科學家在這所大學發(fā)表了15場演講。這些紀念講座一直持續(xù)到1962年，當時資金告罄。

然而，對于斯洛廷和這次危險的核事故，也一直有不同的聲音發(fā)出。1946年9月，作為對基金捐款請求的回應，曾為“曼哈頓計劃”工作過的高級物理學家、伯克利大學物理學教授羅伯特·B·布羅德，給芝加哥大學的同事塞繆爾·K·艾莉森教授寫了一封發(fā)人深思的信：“隨信附上一小筆捐款，作為你為路易斯·斯洛廷設立的紀念基金。對于那些從事工程領域而非純物理學領域的物理學家來說，他是如何被輻射傷害的確切細節(jié)并不容易獲得。然而，我從其他來過這里的人的評論中得知，這次事故是完全可以避免的，斯洛廷并沒有使用正式步驟操作，因此害死了自己，也傷害了實驗室里的其他人。我從我聽到的關于斯洛廷事件的評論中得知，他自己犯了疏忽罪，而且由于斯洛廷堅持不需要自動防護裝置，因此在很大程度上沒有自動防護裝置。我相信，設立一個獎項，每年頒發(fā)給在處理危險放射性物質的安全方面做出突出貢獻的人，或是對成功的無事故項目的認可，將會帶來更多的好處。通過宣傳一些使用危險材料過程中的杰出的想法或成功的研究項目，一定會有助于減少類似斯洛廷死亡的事故類型。”

《胖子與小男孩》電影中事故發(fā)生的場景

曼哈頓計劃是美國在二戰(zhàn)時期研制原子彈的計劃，美，英，加拿大等國的科學家參與其中。圖為重要人員名單

毫無疑問，路易斯·斯洛廷死時是個英雄。路易斯·斯洛廷的故事曾被以各種形式講述過。如1955年德斯達·馬斯塔斯的小說《事故》;1989年的好萊塢電影《胖子與小男孩》;作家保羅·穆爾林撰寫了一出名為《路易斯·斯洛廷·索塔納》的戲劇。另外，一顆發(fā)現(xiàn)于1995年的小行星在2002年時被正式定名為“12423斯洛廷星”。

“惡魔核心”的終結

“惡魔核心”原本叫作“魯弗斯”，在達格利安和斯洛廷事故之后，人們才將其稱為“惡魔核心”。但在那一切發(fā)生后，這枚被人們拋棄的核武器，也猖狂到了盡頭。

斯洛廷事故之后，這枚钚核的放射性還在持續(xù)增高，軍方將它用于戰(zhàn)后的首次核爆試驗——在比基尼環(huán)礁進行的“十字路口行動”，時間就定在事故發(fā)生后的一個月?！笆致房谛袆印笔敲绹?946年于比基尼環(huán)礁進行的核試驗，同時是美國史上第4與第5次使用核彈。

1946年7月1日，由“惡魔核心”制成的吉爾達核彈引爆，爆炸當量為23000噸TNT，結束了它的一生。

“惡魔核心”的誕生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發(fā)生過60次，導致了至少21人的死亡，而“惡魔核心”是其中威力最大、影Ⅱ向最深遠的。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，“惡魔核心”的死亡名單可能還要加長許多。

在這之后

事故發(fā)生當時，在場觀看實驗的還有四位物理學家、一位學生、一位工程師、一位攝影師和一位警衛(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。1946年5月25日，實驗室中其余七人中的四人出院，剩下的三個人是阿爾文·葛雷弗斯，斯坦利·克萊恩和德懷特·史密斯·楊。

后續(xù)研究表明，歐米伽實驗室事故的7名幸存者中有3人在數(shù)年后死于可能由輻射引起的并發(fā)癥?？死５隆せ裟峥苏J為，“美國政府對那場悲劇的反應建立了一種保密模式，至今這種模式仍在繼續(xù)”。1993年，洛斯·阿拉莫斯實驗室的官方檔案學家、歷史學家羅杰·米德在電話采訪透露：“在那個時期，所有的東西都是保密的，但是當人們要求東西時，我們會讓他們解密。多年來，事故影響了人們的生活，沒有人真正有興趣講述這個故事。物理學家們試圖把他們的生活重新拼湊起來。人們認為這件事被掩蓋了，但事實并非如此?！?/p>

葛雷弗斯是事故發(fā)生時距斯洛廷最近的人，時年34歲的他也受到了360雷姆的嚴重輻射，但經過幾周治療，他活了下來。56歲時，葛雷弗斯死于心肌梗死。他一生都深受輻射帶來的神經和眼部疾病的折磨。

事故當時在場的攝影師德懷特·史密斯·楊也同樣被輻射殃及，但之后痊愈出院。27年后，他死于再生障礙性貧血。

學生克萊恩在事故后轉行成為了一名律師，在2001年因不相關的疾病逝世。他生前拒絕參與任何事故調查研究，因此沒有任何數(shù)據(jù)。

提前出院的人中，馬麗恩·西斯利基（Marion Edward Cieslicki）在事故發(fā)生后19年死于白血病，去世時只有42歲。

那個跑了的警衛(wèi)帕特里克·科里雷（Private Patrick J.Cleary），在1952年死于朝鮮戰(zhàn)爭。

另外的幾位物理學家和工程師則比較幸運，壽命都比較長。

“惡魔核心”制成的核彈爆炸的場景

阿爾文·葛雷弗斯（1909～1965年）

德懷特·楊（1892-1972年）

一種遙控臨界試驗裝置

96.2千克钚球的總裂變次數(shù)與時間的關系

今天的洛斯·阿拉莫斯國家實驗室

圖中的藍光是一束被加速的粒子流（可能是氫核或者是氘核）電離周圍空氣產生的

核臨界事故發(fā)生時產生的藍光

沒有結論確定他們的死究竟和那次事故有多少關聯(lián)，但也沒有研究否認。

僅僅相隔幾個月，相繼發(fā)生兩起死亡事故，洛斯·阿拉莫斯國家實驗室終于決定采取些行動，制止“惡魔的暴行”。新制定的操作規(guī)程意味著“親手”操作臨界實驗的終結。為了避免同類事故的發(fā)生，在此之后，美國下令所有的钚核心試驗必須使用機器人手臂，實驗人員也必須和钚核心保持一定距離。洛斯·阿拉莫斯實驗室立即開始了遠程控制系統(tǒng)的工作，臨界試驗設備和操作人員相隔大約1/4英里。此后，沒有更多的致命傷亡。

如今，這座超現(xiàn)代化的洛斯·阿拉莫斯實驗室擁有約7800名員工，占地面積超過43平方英里。該實驗室的研究人員用于武器研究的時間不到50%。事故發(fā)生的地方原來的帕哈里托（Pajarito）峽谷實驗室的一部分工作仍然運行著。

一些現(xiàn)象的解釋

藍色輝光

許多臨界事故的發(fā)生都伴隨著一道藍色的輝光，能瞬間加熱周圍的物體。臨界事故發(fā)生的藍色輝光是空氣中被電離的激發(fā)態(tài)原子（或分子）回到非激發(fā)態(tài)的時候發(fā)出的光譜，主要是氧氣和氮氣產生的。因此空氣中會產生電火花，甚至形成淡藍色的閃電。

放熱

一些經歷過臨界事故的人報告感覺到了“一股熱浪”。不過我們仍不清楚這是對剛剛發(fā)生的恐怖事件的一種心理反應，還是事故釋放出的大量能量引發(fā)的一種確實存在的物理熱效應（或者是非熱能信號觸發(fā)了皮膚中的熱感受器）。例如，當路易斯·斯洛廷發(fā)生事故的時候，大約發(fā)生了3×10¹⁵次裂變，這產生的能量只能讓皮膚溫度上升百分之幾度。但當時钚球中積累的能量大約有80千焦，完全能把一個重6.2千克的钚球溫度上升大約100。C（钚的比熱大約為0.13J·g·1/K）。金屬的熱輻射足以讓附近的人感覺到溫度上升。這個解釋卻缺乏解釋臨界事故的受害者們的感受，因為離钚球幾英尺遠的人也感覺到了熱。也有可能是電離輻射在細胞水平上造成的電離損傷和自由基的形成損壞了組織，使人感覺到灼熱。

還有一種可能的解釋是，產生熱量的現(xiàn)象是在對藍色輝光進行觀察之后推理出來的。一份關于所有臨界事故的目擊報告顯示，只有當出現(xiàn)藍色輝光的時候才有熱輻射。這也許暗示了這兩種現(xiàn)象之間存在聯(lián)系，而其中一種能被馬上觀察到。收集并分析周圍較稠密（未被電離）的空氣中的來自氮原子和氧原子的輻射之后，人們發(fā)現(xiàn)大約30%的輻射處于紫外線波段，大約45%處于紅外線波段。由于皮膚能以熱量的形式感受到紅外線，而紫外線能引起曬傷，這很可能解釋了目擊者感覺到熱浪的原因。 （未完待續(xù)）

[編輯/何懿]

（本文因疫情等原因，未能及時更新，影響了讀者正常閱讀，本刊及作者特向讀者致歉！）