Демонический заряд, или как радиация научилась убивать
Реконструкция «щекотания хвоста дракона», унёсшего жизнь Луиса Злотина
Первые жертвы
Строго говоря, самой первой жертвой радиационного излучения стала лауреат Нобелевских премий по физике и химии Мария Склодовская-Кюри, уроженка Российской Империи. Заодно пострадал её муж Пьер Кюри. Ввиду небольших концентраций урана в руде, с которым они преимущественно работали, сразу до летального исхода не дошло, но руки супругов были до конца дней покрыты язвами. Пьер погиб под колесами конного экипажа в 1906 году, а Мария прожила гораздо дольше – до 1934 года, пока не скончалась от последствий лучевой болезни. Если быть совсем точным, диагноз звучал как «апластическая анемия». До конца дней она была вынуждена носить черные перчатки, скрывающие последствия научных опытов с тоннами радиоактивной руды.
Похоронили женщину в свинцовом гробу, а её личные вещи заражены радием-226, период полураспада которого превышает полторы тысячи лет. Артефакты хранятся в Национальной библиотеке Франции в специальных свинцовых ящиках. Доступ к блокнотам Марии Кюри открыт для всех, однако из-за их опасности посетители библиотеки обязаны работать в защитных костюмах и письменно подтверждать, что осознают все риски для здоровья.
Мария Склодовская-Кюри носила на груди кулончик с радием
История науки полна личных трагедий. В 1907 году ушел в мир иной Анри Муассан, известный всему миру как человек, впервые получивший чистый фтор. Этот галоген пытались обуздать многие химики до него, минимум 19 из которых поплатились за это жизнями или сильно подорвали здоровье. Нобелевскую премию французскому химику вручают в 1906 году не только за его несомненные заслуги, но по причине тяжелой болезни – комитет в Стокгольме опасался, что Муассан просто не доживет. Кстати, по этой причине подвинули премию для Дмитрия Менделеева. Российского химика номинировали на 1907 год, но он скончался 2 февраля того же года. А 18 дней спустя не стало Муассана.
Анри Муассан
В этой же канве история двух американских физиков – Гарри Даглиана и Луиса Слотина. Оба работали в Лос-Аламосе в Манхэттенском проекте и оба погибли от «демонического ядра». Так в научном фольклоре именуют сердцевину третьей ядерной бомбы, которую американцы должны были сбросить на Японию. Но японцы вовремя сдались, и заряд остался в лаборатории. Но, выражаясь высокопарно, успел-таки собрать небольшую кровавую жатву. Если совсем упростить, то «демоническое ядро» представляло собой 89-мм шар, состоящий из двух плутониевых полусфер. Плутоний был не чистый, а в сплаве с галлием. Очень дорогая штука – шар тянул на 6,2 кг и сейчас бы стоил больше двух с половиной миллионов долларов. Точно такой же шар использовали в начинке бомбы «Толстяк», которую американцы сбросили на Нагасаки. Первый боеприпас, сработавший над Хиросимой, как известно, был урановым.
Перенесемся в 21 августа 1945 года в одну из лабораторий «Манхэттенского проекта», именуемой «объект Омега». В этот день 24-летний Гарри Даглиан играл в кубики. Точнее, выкладывал из кирпичей некое подобие нейтронного отражателя для полого плутониевого шара. В роли кирпичей выступали 4,4-килограммовые блоки из карбида вольфрама. Зачем он это делал? Исследователь пытался построить аналог тампера, то есть нейтронного отбойника ядерной бомбы. Тампер разворачивает нейтроны обратно в ядро, тем самым ускоряя цепную реакцию. Поиск баланса между замедлителем и запуском реакции был целью исследования.
Гарри Даглиан
С такой конструкцией работал Гарри Даглиан роковым вечером 21 августа 1945 года
Характер поражений правой руки Даглиана, которой он пытался убрать вольфрамовый кирпич с плутониевого шара. Фото сделано за 16 дней до смерти физика
Теоретически Даглиан мог устроить в лаборатории ядерную катастрофу. Если «удачно» обложить плутониевую сферу блоками из карбида вольфрама, то ядро могло перейти в надкритический режим, то есть запустилась бы цепная реакция. Предупреждать об этом должен был лабораторный датчик нейтронов. И он не подвел – в нужный момент сработал, что и напугало молодого физика. Он начал разбирать отражатель по кирпичикам, и один из них упал на плутониевый шар. Это даже звучит неприятно – на компонент ядерной бомбы падает 4,4-килограммовый кусок вольфрама. Тут же запустилась цепная реакция, ядро вспыхнуло синим светом («эффект Черенкова-Вавилова») и обдало Даглиана жаром. Несчастный не успел быстро убрать кирпич с пылающего ядра. Прежде чем потушить реакцию, ему пришлось частично разобрать для этого массивный отражатель. Впереди Даглиана ждали 25 дней ужасных мучений.
Думаю, мне конец
Несмотря на ужесточившиеся требования к безопасности, «заряд-демон» унес еще одну жизнь. В мае 1946 года физик Луис Злотин почти аналогичным образом получил смертельную дозу радиации на том же самом объекте «Омега» в Лос-Аламосе. Примечательно, что Злотин и Даглиан имели корни из Российской Империи. Отец Даглиана из Армении, а семья Злотиных эмигрировала в Канаду от еврейских погромов в конце XIX века. Луис Злотин получил образование в Университете Манитобы с присвоением звания магистра геологии, а позже выучился в лондонском Королевском колледже. Работал в области ядерной химии в Чикагском университете, откуда его позвали в «Манхэттенский проект».
21 мая 1946 года Злотин с группой товарищей по научному цеху испытывал бериллиевые полусферы, которые должны были исполнять ту же самую функцию, что и в эксперименте Даглиана. То есть они должны были отражать летящие от «демонического ядра» нейтроны обратно.
Луис Злотин (слева) около первой в мире ядерной бомбы
Из XXI века уровень безопасности в Лос-Аламосе поражает. Опаснейшие опыты с начинкой ядерной бомбы проводили голыми руками и без элементарных средств защиты. И это отлично понимали сами исследователи – подобные эксперименты они называли «щекотанием хвоста дракона». Злотин проводил крайне рискованные манипуляции. Что он сделал? Физик практически полностью сомкнул две полусферы из бериллия над «зарядом-демоном». То есть почти все нейтроны из сборки отражались, и лишь небольшая их часть вырывалась наружу через щелку, оставленную Злотиным. Угадайте, чем он удерживал полусферы от схлопывания?
Реконструкция трагедии: бытовая отвертка удерживает две разновеликие бериллиевые сферы от соединения. Наверняка Злотин проводил подобное десятки раз, но 21 мая 1946 года всё пошло не по плану. Летом этого же года «демоническое ядро» переплавили от греха подальше
Обыкновенной отверткой, которая по всем законам жанра выскользнула. А далее по схеме: голубое «черенковское свечение», жар и панические попытки остановить цепную реакцию. Это удалось сделать, но Злотин получил дозу радиации, эквивалентную 21 зиверту. Это как если бы он оказался в 1,5 километрах от эпицентра ядерного взрыва. Когда его выносили из лаборатории, он произнес: «Я думаю, мне конец».
Подробная схема размещения исследователей в момент трагедии на объекте «Омега» в Лос-Аламосе. Позже это позволило врачам точнее определить соотношение «доза-реакция» для человеческого организма. Кроме Злотина, от последствий лучевой болезни умер только один из присутствующих в лаборатории, но много лет спустя
Луис Злотин после ударов по Японии решил уйти из «Манхэттенского проекта» по этическим причинам. В роковой день он показывал своему сменщику правила работы с компонентами ядерного оружия
В книге «Ядерная война. Сценарий» описывается его состояние:
Злотина начало тошнить еще в карете скорой помощи. Левая рука, ближайшая к источнику радиации в момент инцидента, онемела. В паху появилась опухоль. Его мучили сильнейшая диарея и непрекращающаяся рвота. В больнице Лос-Аламоса состояние ухудшилось. Обессиленный, он беспомощно наблюдал, как его руки наполняются жидкостью, раздуваясь подобно воздушным шарам. Под кожей образовались болезненные волдыри, которые вскоре лопнули.
Медики тщетно пытались спасти Луиса Злотина, применяя вазелиновые повязки, очистку некротизированных тканей и ледяные ванны для конечностей. Несмотря на массивные переливания крови, лучевая болезнь прогрессировала: критическое облучение разрушило организм на клеточном уровне. Вскоре развилась гипоксия, кожа приобрела синюшный оттенок, а кровоточащие язвы покрыли всё тело. Врачи рассматривали возможность ампутации рук, с которых кожа сходила пластами, но состояние пациента было безнадежным. Полная гибель стволовых клеток костного мозга лишила тело способности к регенерации и защите. В последние часы некроз охватил все органы. Из-за разрушения сосудов и слизистой кишечника начался аутолиз: собственные бактерии и токсины атаковали беззащитный организм. Сепсис, гангрена, отказ печени и сосудистый коллапс привели к системной полиорганной недостаточности. На девятые сутки после инцидента Луис Злотин скончался.
Информация