Луїс Слотін і критична маса
Талановиті вчені часто володіють авантюрним і безрозсудним складом характеру, і це іноді тягне за собою сумні наслідки (серйозніші, ніж імідж дивака і порушника спокою). А часом нерозсудливість призводить до справжньої катастрофи - в цьому на власному прикладі переконався молодий канадський фізик Луїс Слотін, який працював в 1940-і роки в Лос-Аламосі над проектом атомної бомби. Він постраждав від процесу, який сам же разом з колегами намагався зрозуміти.
Для створення нормальної, діючої атомної бомби потрібно з'ясувати такий найважливіший параметр, як «критична маса» збагаченого урану або плутонію - речовини, в якому за певних умов запускається ланцюгова реакція (див. Розділ «Найдавніший у світі ядерний реактор»). Звичайно, критичну масу можна було обчислити теоретично, але потім все одно треба було б перевірити обчислення експериментально. Слотін провів купу експериментів, щоб знайти точну цифру. Він брав два шматочки плутонію розміром з половинки розрізаного крикетного м'яча і повільно підносив їх один до одного.
При ланцюгової реакції радіоактивні хімічні елементи, такі, як уран і плутоній, починають випускати атомні частки під назвою «нейтрони». Зазвичай, якщо радіоактивної речовини трохи, більшість нейтронів випаровується, але деякі з них стикаються з іншими атомами, і виділяється ще більше нейтронів. Левова частка цих нейтронів знову випаровується, але частина провокує новий викид. Поки маса плутонію не перевищує певної величини, викид наростаючих хвиль нейтронів викликає тільки виділення тепла і невелику радіоактивність, а потім швидкість виділення нейтронів спадає. Однак якщо маса урану і плутонію досить велика, швидкість, з якою нейтрони «вибивають» з атомів нові нейтрони, зростає, і реакція стає самопідтримуваної. Кількість нейтронів, які стикаються з атомами, буде рости і рости, поки всю масу радіоактивного речовини не поглине ядерний вибух.
Фізики-ядерники назвали процес визначення критичної маси радіоактивних елементів «щекотанием хвоста сплячого дракона», і Слотін був досвідченим фахівцем у цій лоскотання. Він виконав понад п'ятдесят експериментів, в ході яких повільно піднімав два шматочки речовини з масами нижче критичної, а потім спостерігав за зростанням виділення нейтронів, слухаючи клацання нейтронного лічильника. Він наближав шматочки все ближче один до одного, клацання звучали все частіше і частіше, і йому потрібно було вибрати правильний момент і припинити зближення, перш ніж запуститься ланцюгова реакція. Потім слід виміряти відстань між шматочками, що дозволило б фізикам розрахувати загальну масу плутонію, яка неминуче викличе ланцюгову реакцію.
21 травня 1946 року Слотін провів цей досвід в останній раз, взявши шматок плутонію, поки той не віддали іншим вченим для вибухів. У лабораторії також були присутні кілька його колег. Слотін маніпулював кришкою, що прикривала дві півсфери плутонію, - вона повинна була відображати нейтрони, повертаючи їх в зону ланцюгової реакції, щоб збільшити її швидкість. При цьому однією рукою Слотін за допомогою викрутки утримував півсфери на відстані, а іншою рукою боровся з кришкою. (До цього він видалив дві прокладки, які дозволяли шматках плутонію з'єднатися.) Раптом викрутка вислизнула, і Слотін впустив кришку. Два шматочка плутонію схлопнулись, була досягнута критична маса, і стався викид смертельно небезпечного кількості радіації. Вчені, які були присутні в кімнаті, побачили блакитне сяйво, а Слотін, що стояв до місця реакції найближче, відчув кислий присмак у роті і сильне печіння в руці. Кинувшись до плутонію, Слотін зумів роз'єднати шматочки радіоактивного матеріалу, і в ту ж мить зрозумів, що приречений. Він отримав таку дозу опромінення, як якщо б стояв в півтора кілометрах від вибуху атомної бомби. Слотін також розумів, що і його колеги отримали чималі дози. Швидко замалювавши схему розташування людей в кімнаті в момент реакції, він звелів колегам зануритися в два джипи, і вони всі попрямували до лікарні.
Дев'ять днів після марних спроб лікарів врятувати Слотін, перелив йому кров від кількох які уражених радіацією колег, він все-таки помер. Решта присутні при невдалому досвіді в тій чи іншій мірі постраждали від опромінення, але всі залишилися живі.
Судячи з усього, те, що сталося зі Слотін, було випадковою смертю нерозважливо сміливого вченого.