Kritická nehoda v Los Alamos zabila Louise Slotina a změnila pravidla jaderné bezpečnosti

Odpoledne 21. května 1946 sklouzl šroubovák z berylliové hemisféry a devět dní nato byl Louis Slotin mrtvý. Byla to druhá smrtelná nehoda u stejného plutoniového jádra.

Foto: Picryl

Slotin nezemřel při výbuchu. Nezabil ho oheň ani tlaková vlna. Stačil zlomek sekundy, během něhož se dvě berylliové polokoule kolem 6,2kilogramové plutoniové koule uzavřely o něco víc, než měly, a systém se stal superkritickým. Místností projel krátký, ale brutálně intenzivní puls neutronů a gama záření. Osm lidí v laboratoři dostalo dávky od 37 do přibližně 2 100 remů. Slotin, který stál nejblíž a částí těla odstínil kolegy, obdržel nejvyšší dávku ze všech. Tato nehoda nejenže ukončila jeho život, ale definitivně ukončila éru, kdy se kritičnost plutonia zkoušela doslova s nástrojem v ruce.

Muž, který skládal jádro Trinity

Louis Alexander Slotin byl kanadský fyzik a chemik, který se k projektu Manhattan připojil v roce 1942, nejprve v Chicagu, pak v Oak Ridge a od roku 1944 v Los Alamos. National Park Service ho uvádí jako člověka, který osobně sestavoval jaderné jádro „Gadgetu“ pro test Trinity v červenci 1945. V divizi zbraňové fyziky se specializoval na kritičnostní experimenty: ručně přibližoval reflektory ke štěpnému materiálu, aby změřil kritickou hmotnost, neutronovou multiplikaci a chování řetězové reakce. Byla to práce nezbytná pro konstrukci zbraní i pro bezpečné zacházení s materiálem při skladování a přepravě.

Na jaře 1946 už Slotin plánoval návrat do Kanady. Toho květnového úterý předváděl techniku kritické sestavy svému nástupci. V místnosti bylo dalších sedm lidí.

Šroubovák, záblesk a devět dní

Experiment vypadal jednoduše: dvě berylliové hemisféry obklopovaly plutoniové jádro a Slotin je od sebe odděloval špičkou plochého šroubováku. Přibližováním horní hemisféry zvyšoval odrazivost neutronů a sledoval, jak se systém blíží kritičnosti. Šroubovák sklouzl. Hemisféra dosedla. Místností proběhl modrý záblesk, Čerenkovovo záření ve vzduchu.

Slotin reagoval okamžitě: horní hemisféru odhodil a přerušil superkritickou geometrii. Puls trval méně než půl sekundy, ale škoda byla nevratná. Fyzik Philip Morrison, který o nehodě psal v dopise ze 3. a 4. června 1946, popsal průběh Slotinovy nemoci takto:

• Den 1–3: Bolest rukou, občasná nevolnost, zdánlivě stabilní stav.
• Den 4–5: Těžké selhání žaludku a střev, prudké zhoršení.
• Den 5–6: Horečka přes 39,4 °C, bílé krvinky padají na 200–300 na milimetr krychlový.
• Den 7: Kolaps krevních destiček, nástup hemoragické fáze.
• Den 8: Febrilní delirium.
• Den 9, 30. května 1946: Selhání dechu a oběhu. Smrt.

Morrison si ve svém dopise všiml dvou „neuvěřitelných ironií“: Slotinova nehoda se stala v úterý 21. května, Daghlianův případ o devět měsíců dříve rovněž v úterý 21., a Slotin byl omylem uložen do stejné nemocniční postele, v níž zemřel Harry Daghlian.

Sedm dalších zasažených přežilo. Nejhůře na tom byl Alvin Graves s dávkou kolem 360 remů, pokles bílých krvinek, přechodná horečka. Ostatní dostali 250 až 37 remů a klinické příznaky u nich nebyly pozorovány. Rozdíl dělala vzdálenost řádově v desítkách centimetrů, geometrie místnosti a fakt, že Slotinovo tělo část neutronového toku pohltilo dřív, než dorazil ke kolegům.

Varování, které systém už jednou dostal

Slotinova smrt nebyla první. V srpnu 1945 Harry Daghlian pracoval se stejným 6,2kilogramovým plutoniovým jádrem, tentokrát obkládaným wolframkarbidovými cihlami. Byl u experimentu sám, upustil cihlu na sestavu a obdržel asi 510 remů. Zemřel po 28 dnech. Podle technického přehledu Los Alamos se po Daghlianově smrti začalo diskutovat o vzdáleně ovládaných zařízeních a pravidlu minimálně dvou osob u experimentu. Kritické sestavy byly v dubnu 1946 přesunuty do odlehlého areálu Pajarito. Ale samotná metoda práce, ruce těsně u jádra, šroubovák místo mechanismu, zůstala.

Pak přišel 21. květen a systém už nedokázal obhájit status quo.

Konec éry rukou u jádra

Po druhé smrtelné nehodě Los Alamos zakázalo ruční kritické sestavy. Nebyla to deklarace, byl to provozní zlom. V Pajaritu vznikla dálkově ovládaná kritická laboratoř, takzvaná „kiva“, kde operátor seděl v kontrolní místnosti asi 400 metrů (čtvrt míle) od sestavy. Kolem zařízení platila vylučovací zóna, bezpečnostní oplocení, později přísné vstupní procedury a pravidlo dvou osob.

Slotin po nehodě sám požádal, aby byly zmapovány polohy a dávky všech účastníků. První rekonstrukce využívaly aktivaci sodíku v krvi, v mincích i zubních výplních zasažených, a z tragédie se tak paradoxně rodila modernější radiační dosimetrie.

Morrison ve svém dopise přiznal, že fyzici tehdy „nebyli úplně jisti, co reakci zastavilo“, tedy neuměli přesně popsat dynamiku neutronového pulsu a jeho samovolného uhašení. Přesto věděli dost na to, aby pochopili jedno: problém nebyl v tom, že se kritičnost zkoumala, ale v tom, jak se zkoumala.

Princip přežil, metoda ne

Kritické experimenty se provádějí dodnes. Americké ministerstvo energetiky v letech 2024–2026 popisuje projekty jako SPARC, kde se štěpný materiál spojuje a rozpojuje dálkově ovládaným horizontálním dělicím stolem. Jde o takzvané experimenty s nulovým výkonem, s minimálním neutronovým tokem, krátkým trváním a technickými i administrativními limity, které vylučují přítomnost personálu v blízkosti sestavy během provozu. Princip, zjistit, jak se materiál chová blízko kritičnosti, přežil. Ruce u jádra ne.

Slotinova nehoda nebyla mystickou daní průkopnictví. Byla předejitelnou událostí, po níž instituce konečně udělala to, o čem se mluvilo už po Daghlianově smrti. Že to stálo dva životy, než se z diskuse stalo pravidlo, říká o kultuře raného jaderného výzkumu víc než kterýkoli technický parametr.