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데몬코어

Demon core
A square base of metal blocks, with a smaller square of metal on the top in the center, a Cooper block (the "core") contained in its center. A ruler along one side of the base shows it is roughly 10.5 inches (270 mm) square.
1945년 사건과 관련된 실험의 재현.플루토늄의 구체는 중성자 반사기 역할을 하는 텅스텐 카바이드 블록으로 둘러싸여 있습니다.

악마핵은 초기 원자폭탄의 핵분열성 핵으로 과학자들이 실험했을 때 두 번의 치명적인 방사선 사고에 관련된 플루토늄의 구체였습니다.그것은 제2차 세계대전 동안 미국의 핵무기 개발 노력인 맨하탄 프로젝트에 의해 제조되었습니다.그것은 무게가 6.2 킬로그램(14파운드)이고 지름이 89 밀리미터(3.5인치)인 아임계 질량이었습니다.

핵은 일본에 투하될 세 번째 핵무기의 일부로서 태평양 극장으로의 수송을 위해 준비되었지만, 일본이 항복했을 때 핵은 실험과 나중에 사용될 수 있는 가능성을 유지했습니다.

1945년 8월 21일과 1946년 5월 21일에 뉴멕시코주의 로스앨러모스 연구소에서 발생한 두 가지 중대 사고입니다.두 경우 모두 코어가 변조기를 사용하여 임계에 얼마나 근접했는지를 보여주는 실험이 진행되었지만, 코어가 실수로 임계 구성에 삽입되었습니다.첫 번째 사고에서 물리학자 해리 다글리안과 두 번째 사고에서 루이스 슬로틴은 급성 방사선 증후군(ARS)을 앓아 곧 사망했고, 실험실에 있던 다른 사람들도 피폭되었습니다.코어는 1946년 여름에 녹아서 다른 코어에 사용하기 위해 재활용되었습니다.

제조 및 초기 역사

악마의 핵(나가사키 폭격에 사용된 두 번째 핵과 같은)은 조립되었을 때 직경 89 밀리미터(3.5 인치)의 단단한 6.2 킬로그램(14 파운드) 구였습니다.그것은 세 부분으로 구성되어 있었습니다: 두 개의 플루토늄-갈륨 반구와 내폭 동안 반구 사이의 결합된 표면으로부터 중성자 플럭스가 "분사되는" 것을 방지하도록 설계된 링.지난 7월 알라모고르도 폭격사격장 트리니티 테스트에 사용된 장비의 핵심에는 이런 고리가 없었습니다.[1][2]

트리니티 테스트 중인 해리 대글리안(왼쪽 가운데)과 루이스 슬로틴(오른쪽 가운데).두 사람 모두 '악마핵'과 관련된 초임계 사고 이후 사망했습니다.

정제된 플루토늄은 워싱턴주 핸포드 사이트에서 로스앨러모스 연구소로 운송되었고, 8월 30일자 재고 문서에 따르면 로스앨러모스는 "HS-1, 2, 3, 4, R-1" (트리니티와 나가사키 폭탄의 구성품)을 사용했고, "HS-5, 6, R-2"를 보유하고 있었고, 품질 관리에 들어갔다고 합니다."HS-7, R-3"의 재료는 로스앨러모스 야금학 섹션에 있었으며, 9월 5일까지 준비될 것입니다. (이 날짜가 언급되지 않은 "HS-8"의 제조가 네 번째 코어를 완성할 수 있었는지는 확실하지 않습니다.)[3]야금학자들은 플루토늄과 갈륨 합금을 사용했는데, 이 합금은 플루토늄의 델타(δ) 상 동소체를 안정화시켜서 원하는 구형으로 열압착할 수 있게 했습니다.플루토늄이 쉽게 부식되는 것이 발견됨에 따라, 그 구체는 니켈로 코팅되었습니다.[4]

8월 10일 레슬리 R 소장. 그로브스 주니어는 조지 C 육군 장군에게 편지를 썼습니다. 미 육군 참모총장 마셜은 그에게 다음과 같은 소식을 전합니다.

내폭형의 다음 폭탄은 1945년 8월 24일 이후 첫 번째 좋은 날씨에 목표물에 배달될 준비가 되어 있었습니다.우리는 4일간의 제조기간이 늘어났으며 8월 12일 또는 13일에 뉴멕시코에서 최종 부품을 선적할 예정입니다.제조, 운송 또는 극장 도착 후 예상치 못한 어려움이 없다면 8월 17일 또는 18일 이후 첫 번째 적절한 날씨에 폭탄을 배달할 준비가 되어 있어야 합니다.[3]

마셜은 "대통령의 명시적인 권한 없이는 일본에서 석방되지 않는다"는 주석을 달았습니다. 트루먼은 처음 두 번의 공격의 효과를 보기 위해 기다리고 있었습니다.[3]8월 13일, 세번째 폭탄이 예정되어 있었습니다.8월 19일에 투하될 예정으로 8월 16일까지 준비가 될 것으로 예상했습니다.[3]이것은 1945년 8월 15일 일본의 항복에 의해 미리 만들어졌고, 일본은 여전히 커틀랜드 필드에 배달할 준비를 하고 있었습니다.세 번째 핵은 로스앨러모스에 남아 있었습니다.[5]

첫번째 사건

조립된 코어는 "-5센트"로 설계되었습니다.[6]이 상태에서는 반응성을 증가시킬 수 있는 외부 요인에 대한 안전성 차이가 미미하여 코어가 초임계 상태가 되고, 그 다음에는 급격한 에너지 증가를 유발할 수 있습니다.[7]이러한 요인들은 환경에서는 흔하지 않습니다. 고체 금속 코어의 압축(결국 폭탄을 폭발시키는 데 사용되는 방법), 더 많은 핵 물질의 추가, 또는 방출된 중성자를 코어로 다시 반사시키는 외부 반사기의 제공과 같은 환경입니다.Los Alamos에서 수행된 두 개의 치명적인 사고로 이어진 실험은 그러한 반사기를 배치하고 초임계에 접근하기 위해 얼마나 많은 중성자 반사가 필요한지를 확인함으로써 코어가 실제로 임계점에 가깝다는 것을 보장하기 위해 설계되었습니다.[6]

1945년 8월 21일, 플루토늄 핵은 중성자 방사선의 폭발을 일으켰고, 이것이 물리학자 해리 다글리안의 죽음으로 이어졌습니다.Daghlian은 코어에 대한 중성자 반사기 실험을 수행하는 동안 실수를 했습니다.그는 혼자 일하고 있었습니다. 보안요원 로버트 J 일병입니다.헤머리는 10~12피트(3~4m) 떨어진 책상에 앉았습니다.[8]코어는 중성자 반사성 텅스텐 카바이드 벽돌의 스택 내에 배치되었으며, 각 벽돌을 추가함으로써 조립품이 임계점에 가까워졌습니다.조립물 주위에 벽돌을 하나 더 쌓으려고 시도하는 동안, Daghlian은 실수로 그것을 코어에 떨어뜨렸고, 그로 인해 코어가 자생적인 임계 연쇄 반응인 초임계로 잘 들어가게 되었습니다.그는 재빨리 조립에서 벽돌을 옮겼지만 치명적인 방사선량을 받았습니다.그는 25일 후 급성 방사선 중독으로 사망했습니다.[9]

이름. 사고연령 직업 복용량[8]: 20 잔상
Haroutune "Harry" Krikor Daghlian Jr. 24 물리학자 200 rad(2.0 Gy) 중성자
110 rad (1.1 Gy) 감마		 급성방사선증후군 사고 25일 만에 사망, 조혈초점[8]: 22
로버트 제이 일병.헤머리 29 SED(Special Engineer Department) 가드 8 rad(0.080 Gy) 중성자
0.1 rad (0.0010 Gy) 감마		 1978년(사고 후 33년) 62세의[8]: 9–11, 22 나이로 급성골수성백혈병으로 사망

제2의 사건

1946년 실험의 재현.반구형은 보이지만 내부의 핵심은 보이지 않습니다.베릴륨 반구는 드라이버로 지탱하고 있습니다.
여행 중에 방에 있는 각 사람들이 피폭된 방사선량을 측정하기 위해 의사들이 사용하는 스케치.
위 스케치를 바탕으로 한 도면.

1946년 5월 21일,[10] 물리학자 루이스 슬로틴과 다른 7명의 직원들은 로스앨러모스 실험실에서 중성자 반사기의 위치에 의한 임계에 대한 중심핵의 근접성을 확인하기 위한 또 다른 실험을 하고 있었습니다.로스앨러모스를 떠나던 슬로틴은 앨빈 C에게 기술을 보여주고 있었습니다. 그레이브스는 한 달 후 비키니 환초에서 열릴 예정인 교차로 핵실험 전 마지막 실험에 이 핵실험을 사용할 예정입니다.작업자는 테스트할 코어 주위에 베릴륨(중성자 반사체)의 반구 두 개를 놓고 극점에 엄지 구멍을 사용하여 코어 위의 상부 반사체를 수동으로 내리도록 요구했습니다.반사경을 수동으로 서로 더 가까이, 더 멀리 이동시킴에 따라, 중성자 검출기는 코어의 중성자 증식 속도를 나타냈습니다.실험자는 임계 이하로 유지하기 위해 중심부에서 충분한 중성자가 빠져나올 수 있도록 반사경 반부 사이에 약간의 간격을 유지해야 했습니다.표준 프로토콜은 절반 사이에 심을 사용하는 것이었는데, 심을 완전히 닫게 하면 순간적으로 치명적인 질량이 형성되고 치명적인 동력 이탈이 일어날 수 있기 때문입니다.

슬로틴의 승인되지 않은 프로토콜에서는 심이 사용되지 않았습니다.반사경의 위쪽 절반은 한 지점에서 바로 아래쪽 절반 위에 놓여 있었고, 이 지점으로부터 180도는 슬로틴의 손에 든 납작한 나사 드라이버의 날에 의해 간격이 유지되고 있었습니다.드라이버를 비틀어 반사경 사이의 간격 크기를 변경했습니다.허세를 부린 Slotin은 [11]그 지역의 전문가가 되었고, 종종 그의 트레이드 마크인 청바지와 카우보이 부츠를 신고 방에 가득 찬 관찰자들 앞에서 거의 십여 차례에 걸쳐 테스트를 수행했습니다.엔리코 페르미는 슬로틴과 다른 사람들에게 만약 그들이 그런 방식으로 실험을 계속한다면 "1년 안에 사망할 것"이라고 말했다고 합니다.[12]과학자들은 이 실험을 "잠자는 용의 꼬리를 간지럽히는 것"에 비유한 물리학자 리차드 파인만의 한 발언을 근거로 핵 연쇄 반응의 가능성에 대해 "잠자는 용의 꼬리를 간지럽히는 것"이라고 언급했습니다.[13][14]

사고 당일, 슬로틴의 드라이버는 그가 상부 반사판을 내리는 동안 1인치 밖으로 미끄러졌고, 반사판이 코어 주변에서 제자리에 떨어지도록 했습니다.순간적으로, 푸른 빛의 섬광과 열의 파동이 슬로틴의 피부를 가로질렀고, 중심핵은 초임계 상태가 되어 약 0.5초 동안 지속된 것으로 추정되는 중성자 방사선의 강렬한 폭발을 방출했습니다.[6]슬로틴은 재빨리 손목을 비틀어 윗껍질을 바닥으로 뒤집었습니다.코어와 포탄의 가열은 시작 몇 초 만에 임계를 정지시켰고,[15] 슬로틴의 반응은 재발을 막고 사고를 종료시켰습니다.장치 위의 슬로틴의 몸의 위치는 다른 사람들을 중성자 방사선의 많은 부분으로부터 보호했지만, 그는 1초 이내에 1,000 rad(10 Gy) 중성자와 114 rad(1.14 Gy) 감마선의 치명적인 선량을 받았고 9일 후 급성 방사선 중독으로 사망했습니다.

슬로틴과 가장 가까운 사람인 그레이브스는 슬로틴의 어깨 위에서 감시하고 있었고, 따라서 그에 의해 부분적으로 가려져 있었지만 높은 치사율을 보였습니다.그레이브스는 심각한 방사선 중독으로 몇 주 동안 입원했습니다.[8]그는 19년 후 심장마비로 55세의 나이로 세상을 떠났습니다.그레이브스의 방사선 피폭이 원인일 수도 있지만, 그의 아버지도 심장마비로 사망했기 때문에 이 사건은 유전적으로 일어난 것일 수도 있습니다.[16][17][18]

두 번째 사고는 1946년 5월 26일 AP 통신에 의해 보도되었는데, "정부의 원자 실험실에서 우연히 방사선에 노출되어 부상을 입은 4명의 남자들이 퇴원했으며, 다른 4명의 남자들 중 '즉각 상태'는 만족스러운 상태라고 육군은 오늘 보도했습니다.프로젝트 책임자인 노리스 E. 브래드버리 박사는 지난 화요일 이 남성들이 핵분열성 물질에 대한 실험으로 부상을 입었다고 말했습니다."[19]

의학연구

남성들의 건강에 대한 후속 연구가 진행되었습니다.초기 보고서는 1951년에 출판되었습니다.이후 보고서는 미국 정부를 위해 작성되어 1979년에 제출되었습니다.[8]결과 요약:

이름. 기원. 사고연령 직업 복용량[8] 잔상
루이 알렉산더 슬로틴 위니펙, 매니토바, 캐나다 35 물리학자 1,000 rad(10 Gy) 중성자
114 rad (1.14 Gy) 감마		 급성방사선증후군 사고 9일만에 사망, 위장병력 집중 [10]
앨빈 C.그레이브스 오스틴, 텍사스 36 물리학자 166 rad(1.66 Gy) 중성자
26 rad(0.26 Gy) 감마		 1965년(사고 후 19년) 심근경색으로 사망, 스키를 타던 중 "심근 부종과 백내장이 악화됨" [8]
새뮤얼 앨런 클라인 시카고, 일리노이 26 물리학과 학생, 후에 변리사가 됩니다. 2001년(사고 후 55년) 81세의 나이로 사망, 연구 참여 거부 및 사고로 인한 본인의 진료기록 취득 금지 [8]
마리온 에드워드 시슬리키 레바논산, 펜실베니아 23 물리학자 12 rad(0.12 Gy) 중성자
4 rad(0.040 Gy) 감마		 1965년 급성골수성백혈병으로 사망(사고 후 19년) [8]
드와이트 스미스 영 시카고, 일리노이 54 포토그래퍼 51 rad(0.51 Gy) 중성자
11 rad (0.11 Gy) 감마		 1975년(사고후 29년) 재생불량성 빈혈과 세균성 심내막염으로 83세의 나이로 사망 [8]
래머 에드거 슈라이버 맥민빌, 오리건주 36 물리학자 9 rad(0.090 Gy) 중성자
3 rad(0.030 Gy) 감마		 1998년(사고 후 52년) 88세의 나이로 자연사 [8][15]
시어도어 펄먼 뉴올리언스, 루이지애나[20] 23 기사. 7 rad(0.070 Gy) 중성자
2 rad (0.020 Gy) 감마		 1978년 현재 "살아있고 건강과 영혼이 건강하다"; 1988년 6월 (사고 후 42년 후) 캘리포니아 리버모어에서 사망했을 가능성이 높습니다. [8][21]
패트릭 조지프 클리어리 일병 뉴욕시, 뉴욕 21 경비원 33 rad(0.33 Gy) 중성자
9 rad (0.090 Gy) 감마		 1급 클리어리 하사는 1950년 9월 3일(사고 발생 4년 후) 한국전쟁에서 미군 제8기병연대에서 근무하던 중 전사하였습니다 [8][22]

20~25피트(6~7.5m) 떨어진 건물의 또 다른 부분에 있는 두 명의 기계공 Paul Long과 신원이 확인되지 않은 또 다른 기계공은 치료를 받지 못했습니다.[23]

이 사건 이후, 원래 "루퍼스"로 알려졌던 코어는 "악마 코어"로 불렸습니다.[3][24]실제 임계 실험은 중단되었고, 원격 제어 기계와 TV 카메라는 생존자 중 한 명인 슈라이버가 설계하여 4분의 1마일 거리에서 모든 인원과 함께 그러한 실험을 수행하도록 했습니다.[15]

코어의 계획된 용도 및 운명

데몬 코어는 교차로 핵실험에 사용될 예정이었지만, 임계 사고 이후 방사능이 감소하고, 필요한 수준의 핵분열에 강한 중성자 독성을 가진 핵분열 생성물의 영향을 재평가하기 위해 시간이 필요했습니다.다음 두 개의 코어는 에이블과 베이커에서 사용하기 위해 선적되었고, 악마 코어는 찰리(Charlie)라는 이름의 시리즈의 세 번째 테스트를 위해 나중에 선적될 예정이었지만, 수중 베이커 테스트로 인한 예상치 못한 수준의 방사능과 표적 군함의 오염 제거 능력 때문에 테스트는 취소되었습니다.코어는 1946년 여름에 녹아서 다른 코어에 사용하기 위해 재활용되었습니다.[24]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Wellerstein, Alex. "You don't know Fat Man". Restricted data blog. Archived from the original on April 7, 2014. Retrieved April 4, 2014.
  2. ^ Coster-Mullen, John (2010). Core Differences, from "Atom Bombs: The Top Secret Inside Story of Little Boy and Fat Man". Archived from the original on April 27, 2014. Retrieved April 4, 2014. 오류: 그림 캡션에는 팻 맨 코어가 은으로 도금되었다고 나와 있습니다. 가젯 코어의 은 도금이 물집을 일으켰기 때문에 니켈로 도금되었습니다.도면의 디스크는 금박 개스킷입니다.
  3. ^ a b c d e Wellerstein, Alex. "The Third Core's Revenge". Restricted data blog. Archived from the original on April 7, 2014. Retrieved April 4, 2014.
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외부 링크