不起眼的金属球一心想成为原子弹，两名美国科学家接连被辐射致死

　　1945年8月21日的晚上，位于美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室一片寂静，大部分人都下班了，但有一位名叫哈利·达格利安的年轻科学家仍在做实验。达格利安是亚美尼亚裔，年仅24岁，很有干劲儿，他正在摆弄一个直径3.5英寸（8.9厘米）、由钚镓合金制成的金属球。
　　达格利安的试验装置，中间圆形的就是钚金属球
　　这个不起眼的金属球由两个半球构成，外表镀着一层镍，由于钚元素衰变而摸起来很温暖。虽然只比棒球稍大一些，它的身世却非同小可，被称为＂鲁弗斯核心＂，是＂曼哈顿计划＂中制造的4个裂变核心之一，其中一个是铀235核心，另外三个都是钚239。这几个核心中的一个用于首颗原子弹＂小玩意儿＂的爆炸试验，另外两个就是大名鼎鼎的＂小男孩＂和＂胖子＂的核心，一个扔在了广岛，一个扔在了长崎。
　　鲁弗斯核心原本也将被制作成一枚原子弹，并计划投掷到日本的小仓，那样的话它将化作一朵恐怖的蘑菇云，并夺去成千上万人的生命。然而它却生不逢时，前面两颗原子弹＂小男孩＂和＂胖子＂的威力太过巨大，当场总共造成至少10万人死亡，之后又陆续有数万人死亡，几乎摧毁了日本的战争意志，结果日本在8月15日宣布投降，第三颗实战原子弹也就没有意义了。
　　广岛原子弹爆炸的蘑菇云
　　于是鲁弗斯核心便被留在了洛斯阿拉莫斯实验室，用作研究之用。谁也没有想到，这颗没能成为原子弹的金属球仍然暗藏着杀机。8月21日这天，达格利安和同事们进行的是近临界试验，目的是确定某个核装置怎样才能达到临界。由于试验要达到接近临界的状态，所以非常危险。
　　所谓临界，就是核裂变产生的中子，与吸收、逃逸所损失的中子数目刚好相等。一旦发生临界，链式裂变反应就能够持续进行，释放出大量致命的射线，对周围的人造成巨大伤害。因此这种试验被著名物理学家费曼形容为：＂在沉睡的恶龙尾巴上搔痒＂。
　　达格利安干的就是＂搔恶龙尾巴＂的危险工作。鲁弗斯核心的质量约6.2千克，距离临界状态已经比较接近，要想让它临界有两种办法，一种是做成原子弹，用炸药把它压缩到更高的密度，达到超临界状态，再激活位于中空球心内的中子源，中子数立即暴涨，轰的一声化作蘑菇云，变成地狱来的使者。
　　原子弹爆炸原理
　　另一种方法则比较温和，那就是达格利安采用的办法：在钚球的四周堆积反射层。用碳化钨制成的砖块搭建，可以把泄漏出来的中子反射回去，使原本不临界的钚球临界。反射层堆得越严实，反射回的中子越多，就越接近临界。
　　8月21日当天达格利安已经做了两次试验，第一次先用碳化钨砖块围绕钚球，垒了一个内部边长为37.78厘米的正方形反射层，经过测量，达格利安发现：在放完第5层砖块后，在第6层中央，即钚球上方再搭两块，装置就会临界。这是通过旁边的中子计数器计数来判断的。
　　不过达格利安并不满足于此，他想找到用更少的砖块使装置临界的方法。于是他第二次又搭了个距离钚球更近的反射层，内部边长32.38厘米。由于反射层离钚球更近，反射效果更好，临界更容易，因此放到5层就能达到临界。试验效果不错，达格利安就收摊吃晚饭去了，准备第二天上午再进行第三次试验。
　　达格利安的临界装置
　　达格利安吃完晚饭又听了场学术讲座，听完后已经是晚上9点10分。这时的达格利安很可能被研究热情改变了主意，他打算回到实验室，连夜完成试验，而这是违反实验室操作规定的。搞科研的人往往会进入这种状态：心中有了想法后，迫不及待就想着要试试，而并不在乎当时已经是深夜。
　　他回到实验室时，在场的还有保安罗伯特·海默利，那时的核安全意识还很淡薄，海默利并没有对达格利安的行为作出任何干预，而只是说了声你好。达格利安立即开始搭建反射层，这次更加紧凑，内部空间的边长只有26.99厘米，在放完第4层之后，距离临界已经只有一步之遥。
　　试验到了关键时刻，达格利安左手拿着碳化钨，想将它搭在第4层上方，当他的手经过钚球上方时，剂量监测仪器的指针开始疯狂摇摆，发出＂咔哒＂的声音。他立刻意识到可能已经超临界了。达格利安感觉到了危险，想赶紧缩回左手，不料情急之下没有拿住，碳化钨砖块竟然掉在了钚球上。此时的时间是晚上9点55分。
　　哈利·达格利安
　　这下麻烦大了！这块碳化钨直接接触了钚球，装置的超临界度再次提高，链式裂变反应使中子开始猛烈增长，钚球四周出现了蓝光，这是大量的γ射线将空气电离产生的效果。在电光石火之间，达格利安在本能驱使下用右手把那块碳化钨拿了出来，反应停止了。他的右手同时也感到一阵刺骨的疼痛。
　　此时的达格利安清楚自己的处境，他遭受了过量辐射。但为了确保安全，他还是拆掉了搭建的装置，并通知了几米之外还一无所知的海默利。达格利安后来被送到了医院，他距离钚球非常近，辐射暴露量达到了480伦琴的软X射线+110伦琴的γ射线+510伦琴的中子，用来拿砖块的左手和右手受到的剂量最大，分别达到50~100希弗和200~400西弗，这么大的辐射剂量，足以致死。
　　达格利安在事件发生26天后死亡，经历了一个极端痛苦的过程，不仅右手惨不忍睹，在去世时腹部和下胸部的表皮全部丧失。在去世前他捐献了遗体，为研究辐射对人体的影响做出了重要贡献。而保安海默利在23年后死于白血病。
　　达格利安的纪念碑
　　达格利安的死给其他人敲响了警钟，当时是上世纪40年代，人们还没有完全意识到核与辐射的危险性，操作比较随意，例如达格利安直接用手来进行临界试验，而且没有任何紧急状态下的保护措施，这在现在是不可想象的。
　　为此洛斯阿拉莫斯实验室专门制订了更严格的规定，其中包括必须遵循安全程序，另外除警卫人员外，组装可裂变材料时必须至少有两个人在场。但即便如此，在达格利安事件之后不到1年，同样还是这颗＂鲁弗斯核心＂，居然又酿成了一次更为严重的临界事故，并再次造成1名优秀的核科学家死亡。这个人叫亚历山大·斯洛廷。
　　工作中的斯洛廷
　　吊装第一颗原子弹，右二为斯洛廷，左二为达格利安
　　斯洛廷是犹太人，最初是加拿大籍，原本在美国芝加哥大学从事研究工作，却因为种种原因加入了＂曼哈顿计划＂，参与了世界上第一座反应堆和第一颗原子弹的组装，被称为＂美国首席军械工＂。之后斯洛廷一直从事极为危险的临界研究工作，前面的达格里安就是他的同事，达格里安住院期间，斯洛廷曾长时间陪伴在他身边。
　　斯洛廷的性格非常勇敢，或者说鲁莽。前面提到过临界试验非常危险，搞这样的研究，是为了用更少的铀或钚来实现更大威力的核爆。在1946年，斯洛廷等做试验时使用的反射层已经换成了金属铍，反射中子的效果更好。钚核心被放在一个较大的铍制半球壳上，上面再盖上一个较小的铍半球壳，如果两个铍半球的间隙过小或完全合上，装置就会超临界，因此在两个半球之间放了垫片。
　　放在两个铍制半球中间的钚核心
　　做临界实验时，会将垫片撤掉，然后让两个半球缓慢靠近，使装置将将达到临界。大胆的斯洛廷经常违反操作规定，他一手抠着上半球，另一只手用螺丝刀将其托住，并缓慢下降，然后通过摇动螺丝刀来改变两半球之间的间隙，使装置在亚临界、临界和超临界之间来回切换，然后用中子倍增测量仪获得数据。
　　这种操作用现在的眼光看是不可想象的，斯洛廷没有使用任何保护措施，只要稍微一疏忽，螺丝刀没拿住，两个铍半球完全合上，超临界的程度就会比较大，从而发生过量的链式裂变反应，产生强大的辐射并伤及周围的实验人员。不过斯洛廷胆大心细，他用这种方式进行了20多次试验，无一失手。
　　斯洛廷用螺丝刀控制间隙（事后模拟）
　　1946年，斯洛廷获得美国国籍，被安排参加在比基尼环礁试爆核弹的＂十字路口＂行动。斯洛廷本打算在完成该项任务后，就回到芝加哥大学进行学术研究。但在1946年5月21日，他的好运气没能持续，为了给继任者阿尔文·格雷夫斯演示一下试验操作，他又进行了一次用螺丝刀控制临界的绝活儿，巧合的是，试验对象还是那个＂鲁弗斯核心＂，然后这次他却玩脱了。
　　据当时在场的其他人回忆，在下午3点20分，出现了意外情况。按后来拍的影视作品介绍，有人在拿文件时不慎打翻了桌子上的咖啡，搞出了很大的动静，斯洛廷也受到了干扰，结果螺丝刀不慎从两个半球之间滑落，铍制半球完全合上了。恐怖的蓝光再次笼罩在铍球周围，中子计数器超过了测量上限，房间里人感觉到了一股＂热浪＂。
　　首当其冲的斯洛廷感觉到嘴里有一股酸味，抓着铍半球的左手感到剧痛。在极短时间内，斯洛廷用左手掀掉了上半球，这一动作被后人称为＂双手掰开原子弹＂，其实这是夸张了，大量裂变反应发生后，钚核心和反射层都会膨胀，从而返回到亚临界状态，并不会像原子弹那样爆炸。但斯洛廷掀开半球的行为，仍然体现了他作为核科学家的职业精神。
　　斯洛廷掀开了半球（影视作品画面）
　　在事故发生后，在场的其他人都大吃一惊。作为核研究人员，他们都知道后果的严重性，好几个人大叫着跑出实验室，里面只剩下3个人。接受辐射量最大的自然是斯洛廷，但他此时却还在用探测器测量周围物品的放射性，以推测每个人所受的辐射剂量，然后才离开屋子。之后他还叫了救护车，在等救护车时画了张草图，说明当时在场人员的准确位置，以供医生推算辐射量。
　　此时斯洛廷已经遭受了约21西弗的辐射剂量，远远高于其他7个人，相当于距原子弹爆心1463米处的辐射水平。他对格里夫斯说：＂你会完全恢复健康，而我是一点希望也没有了＂。在经历了与达格利安相似的折磨和痛苦后，事故后第9天，斯洛廷去世，年仅35岁。
　　在场共8人受到辐射
　　另外受到辐射的7人中，格雷夫斯在22年后死于心肌梗塞，摄影师德怀特·杨在27年后死于再生障碍性贫血，另外一名马丽恩·西斯利基在19后后死于白血病。这些人的死因与受辐射有没有关系，还不能完全确定。
　　同一个钚金属球，在不到一年的时间里，竟然害死了两名美国核科学家，这件事令后人浮想联翩，这个钚球后来被称作＂恶魔核心＂。它的命运也很有戏剧性：最终还是被做成了原子弹，并在1946年7月1日引爆，爆炸当量约2万3千吨TNT。
　　最右边箱子里装的就是＂恶魔核心＂
　　其实＂恶魔核心＂本身只是一个金属球，不具备任何魔力，是不恰当的操作和安全意识淡漠才导致悲剧两次发生。在达格利安和斯洛廷死后，洛斯阿拉莫斯彻底检讨了临界试验的操作方式，制定了严格的规程，不再允许实验人员徒手控制，而是改为机械臂远程操作，避免意外临界造成伤亡。
　　＂恶魔核心＂的故事只是一个缩影，自1945年以来，类似的临界事故还有很多，例如1999年的日本东海村临界事件。这些事故以惨重的伤亡代价，在客观上促进了核安全监管的进步。进入21世纪之后，在严厉的监管下，这种事件已经很少发生了。
　　#科普有料#