在研发核武器和反应堆的过程中发生的临界事故有多危险?

自从1945年以来 , 至少发生过60起临界事故 , 导致了至少21起死亡 , 其中美国8人 , 前苏联10人 , 日本2人 , 阿根廷1人 , 南斯拉夫1人 。 其中9起事故的原因是操作失误 , 其他的属于实验反应堆事故 。 在研发核武器和反应堆的过程中都发生过临界事故 。
1945年6月4日 , 洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家约翰·比斯莱(JohnBistline)正在进行实验 , 研究把一块亚临界质量的浓缩铀浸在水反射层中的结果 。 当水渗入装着铀的聚乙烯盒子时 , 实验意外达到了临界条件 。 三个人受到了低于致死剂量的辐射 。
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核电站的核反应堆外观
1945年8月21日 , 洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家小哈里·K·达利安不小心把一块碳化钨掉到一个钚球上 , 碳化钨充当了中子反射层 , 使系统达到了临界条件 。 (这个钚球后来被称为“恶魔核心”(demoncore) 。 )小哈里·K·达利安接受了致死剂量的辐射 , 这也是已知的第一起导致了死亡的临界事故 。
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钚球被能反射中子的碳化钨包裹 , 这是哈里·达利安在1945年进行的实验的场景重现
1946年5月21日 , 又一位洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家路易斯·斯洛廷(LouisSlotin)意外地在一次相似的事故中受到了辐射 , 这次事故在当时被称为Paharito事故 , 肇事者正好是害死了达利安的那个钚球 。 斯洛廷用两个直径9英寸的空心半球形中子反射材料(铍)一上一下地把钚球包裹起来 , 并用一个螺丝刀使它们稍微分开 , 这能使系统保持在亚临界状态 。 当螺丝刀意外滑落的的时候 , 两个半球完全包裹了钚球 , 达到了临界状态 。 当斯洛廷意识到发生了什么之后 , 他果断地用手分开了两个半球 , 拯救了附近其余七个科学家的生命 。 斯洛廷九天后死于辐射 。
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斯洛廷事故的重现
斯洛廷事故的重现(上图) 。 在靠近手的地方有一个拇指洞的半球是铍做的 , 铍代替了“胖子”原子弹里填充的铀 。 下面一个较大的半球是铝做的 。 直径3.5英寸(89mm)的钚就是“恶魔核心”(和导致了达利安事故的是同一个) , 当时它在两个半球中间 , 在外面可能看不见 , 不过可以根据旁边两个小的半球来想象它的尺寸 。
1958年6月16日 , 第一起有记录的铀引发的临界事故发生在田纳西州的橡树岭 , Y-12反应堆 。 在一次裂变溶液的例行检漏中 , 没有人发现收集的溶液达到了55加仑(约208升) 。 临界反应进行了大约20分钟 , 导致8个工人受到了大量辐射 。 没有人死亡 , 不过其中5人住院治疗了44天 。 所有8个工人最终都重返工作岗位 。
1958年10月15日 , 南斯拉夫Vin?a的Vinca核研究中心的RB重水堆发生了一起临界事故 , 导致1人死亡 , 5人受伤 。 幸存者在欧洲接受了历史上的首例骨髓移植 。
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核反应堆内部景观
1958年10月30日 , 洛斯阿拉莫斯国家实验室 , 负责提纯钚的化学操作员塞西尔·凯利(CecileKelly)打开了一个大型混合器的开关 , 在水缸里形成了漩涡 。 溶解在有机溶剂里的钚流进了漩涡中心 。 由于操作失误 , 混合物中含有3.27kg的钚 , 在200毫秒内达到了临界条件 。 最终人们估计 , 凯利接受了3900到4900rad(合39到49戈瑞)的辐射 。 其他操作人员说他们看到了一道闪光 , 然后发现凯利在外面喊着“我要烧起来了!” 。 凯利于35小时之后逝世 。
在研发核武器和反应堆的过程中发生的临界事故有多危险?】1964年7月23日 , 美国罗德岛州查尔斯镇的木河结工厂(WoodRiverJunction)发生了一起临界事故 。 反应堆的设计能从燃料生产的废渣中回收铀 , 一个操作人员将三氯乙烷注入装着铀-235和碳酸钠的池子中 , 把里面的有机物提取出来 。 事故发生时他错误地加入了铀溶液 , 引发了临界事故 。 这个操作人员受到了10000rad(即100戈瑞)的致死剂量辐射 。 90分钟后 , 当一个反应堆管理员回来关掉搅拌器的时候 , 临界事故再次发生 , 使他受到了辐射 。 还有一个高级管理员受到了最多100rad(1Gy)的辐射 , 没有产生症状 。 操作人员受到的辐射最多 , 他死于事故发生后49个小时 。
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