Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

Для создания нормальной, действующей атомной бомбы нужно выяснить такой важнейший параметр, как «критическая масса» обогащенного урана или плутония — вещества, в котором при определенных условиях запускается цепная реакция (см. главу «Самый древний в мире ядерный реактор»). Конечно, критическую массу можно было вычислить теоретически, но потом все равно потребовалось бы проверить вычисления экспериментально. Слотин провел кучу экспериментов, чтобы найти точную цифру. Он брал два кусочка плутония размером с половинки разрезанного крикетного мяча и медленно подносил их друг к другу.

При цепной реакции радиоактивные химические элементы, такие, как уран и плутоний, начинают испускать атомные частицы под названием «нейтроны». Обычно, если радиоактивного вещества немного, большинство нейтронов улетучивается, но некоторые из них сталкиваются с другими атомами, и выделяется еще больше нейтронов. Львиная доля этих нейтронов снова улетучивается, но часть провоцирует новый выброс. Пока масса плутония не превышает определенной величины, выброс нарастающих волн нейтронов вызывает только выделение тепла и небольшую радиоактивность, а потом скорость выделения нейтронов спадает. Однако если масса урана и плутония достаточно велика, скорость, с которой нейтроны «выбивают» из атомов новые нейтроны, возрастает, и реакция становится самоподдерживающейся. Количество нейтронов, сталкивающихся с атомами, будет расти и расти, пока всю массу радиоактивного вещества не поглотит ядерный взрыв.

Физики-ядерщики назвали процесс определения критической массы радиоактивных элементов «щекотанием хвоста спящего дракона», и Слотин был опытным специалистом по этому щекотанию. Он проделал более пятидесяти экспериментов, в ходе которых медленно сдвигал два кусочка вещества с массами ниже критической, а потом наблюдал за ростом выделения нейтронов, слушая щелчки нейтронного счетчика. Он приближал кусочки все ближе друг к другу, щелчки звучали все чаще и чаще, и ему нужно было выбрать правильный момент и прекратить сближение, прежде чем запустится цепная реакция. Потом следовало измерить расстояние между кусочками, что позволило бы физикам рассчитать общую массу плутония, которая неизбежно вызовет цепную реакцию.

21 мая 1946 года Слотин провел этот опыт в последний раз, взяв кусок плутония, пока тот не отдали другим ученым для взрывов. В лаборатории также присутствовали несколько его коллег. Слотин манипулировал крышкой, прикрывавшей две полусферы плутония, — она должна была отражать нейтроны, возвращая их в зону цепной реакции, чтобы увеличить ее скорость. При этом одной рукой Слотин с помощью отвертки удерживал полусферы на расстоянии, а другой рукой боролся с крышкой. (До этого он удалил две прокладки, не позволявшие кускам плутония соединиться.) Вдруг отвертка выскользнула, и Слотин уронил крышку. Два кусочка плутония схлопнулись, была достигнута критическая масса, и произошел выброс смертельно опасного количества радиации. Ученые, присутствовавшие в комнате, увидели голубое сияние, а Слотин, стоявший к месту реакции ближе всего, ощутил кислый привкус во рту и сильное жжение в руке. Бросившись к плутонию, Слотин сумел разъединить кусочки радиоактивного материала, и в тот же миг понял, что обречен. Он получил такую дозу облучения, как если бы стоял в полутора километрах от взрыва атомной бомбы. Слотин также понимал, что и его коллеги получили немалые дозы. Быстро зарисовав схему расположения людей в комнате в момент реакции, он велел коллегам погрузиться в два джипа, и они все направились в больницу.

Девять дней спустя после бесплодных попыток врачей спасти Слотина, перелив ему кровь от нескольких не пораженных радиацией коллег, он все-таки скончался. Остальные присутствовавшие при неудачном опыте в той или иной мере пострадали от облучения, но все остались живы.

Происшествие сразу было засекречено, однако впоследствии, когда история выплыла наружу, друзья Слотина все как один постарались представить его героем, пожертвовавшим своей жизнью ради спасения коллег. Посвященная этому случаю статья, увидевшая свет в 1995 году, была озаглавлена так: «Молодой канадский ученый отдал свою жизнь ради спасения друзей, когда эксперимент вышел из-под контроля». В отчете, написанном другом Слотина в 1956 году, говорилось: «Слотин, словно бы повинуясь рефлексу, бросился вперед и голыми руками оторвал половинки реагирующей массы друг от друга. Остальные разинули рты, а Слотин, повернувшись, — его побелевшее лицо выражало ужас — жестом велел всем покинуть комнату. Молодой ученый отдал свою жизнь, как делали многие его ровесники во время войны».