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灾难临近美国核武器实验室

科普小知识2022-07-09 15:41:04
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路易斯·斯洛廷正在将两个半球分开,但却打滑了。资料来源:LANL

2011年8月,洛斯阿拉莫斯国家实验室的技术人员因其精确的操作赢得了老板的赞赏:在一次测试中,为了稳定美国核武器库,他们收集了八根钚制成的棒,并把它们放在桌子上,以便能更好地看到拍摄的照片。

对于许多工作来说,这是一个简单的自夸。但是钚是一种不稳定的放射性人造核燃料,不适合炫耀。当太多的钚放在一起,它将达到“临界点”,并开始不受控制地分裂,自发地引起原子连锁反应,最终释放能量并产生致命的辐射爆发。

这种被称为切伦科夫辐射的蓝光有着严重的后果。因此,使钚彼此远离是保护武库免遭事故的基本原则。这是原子科学家在他们的第一堂物理课上强调的,但是在洛斯阿拉莫斯被忽略了。

幸运的是,一名监管人员发现了这一危险的举动,并命令技术人员将棒分开。然而,在此期间,她违反了安全规则,并要求迅速疏散所有人员,因为她的身体,甚至她的手,可以反射和减缓钚释放的中子,增加了核连锁反应的可能性。

幸运的是,最终没有发生重大灾难。然而,该事件也被能源部描述为该设施近年来最严重的核事故。从那以后,实验室的大量工程师因为安全问题和对当局的不满而辞职。

当辞职潮引起华盛顿的注意时,相关*官员认为私人实验室无法充分保护其工作人员免受辐射灾难。2013年,他们和洛斯阿拉莫斯主任暂停钚维护,恢复安全标准培训。

然而,这些努力并没有完全成功,因此预期的短暂停堆持续了近4年,钚工厂所在的PF-4实验室已经关闭。工作人员私下认为,PF-4的关闭损害了美国发展新核武器的能力,并使对现有核武器的检查变得困难。

此外,洛斯阿拉莫斯的官员们还没有找到完全达到最基本的核安全标准的方法。几天前,美国能源部发布了其年度核设施风险评估报告,分析了美国从核反应堆到武器实验室的24个核相关机构的调查结果。洛斯阿拉莫斯“仍未达到预期”

该报告指出,事实上,洛斯阿拉莫斯去年违反核工业法规导致的临界事故比能源部其他23个核设施加起来还要多3个。此外,根据2011年的调查报告,洛斯阿拉莫斯的员工已经不是第一次放错了钚。从2005年到2016年,实验室已经收到了40多份关于这个问题的报告。

甚至有报道称,洛斯阿拉莫斯对福利的追求导致了频繁的工作场所安全问题——管理人员“垂涎”与生产和回收用于核武器的钚相关的慷慨的*激励措施。该实验室目前由三家私营公司和加州大学联合运营。

然而,安全风险不仅限于洛斯阿拉莫斯。该报告显示,在美国有许多涉及核工人安全的令人担忧但尚未公布的事故。对此,NNSA发言人格雷戈里·沃尔夫说,“我们希望承包商能以安全的方式工作,以确保员工、设施和公众的安全。”

多年来没有生产过弹头。

洛斯阿拉莫斯是一座巨大的有39年历史的两层矩形建筑,是2011年事故的现场。这也是美国唯一一个生产核弹头钚芯的地方。钚核是美国建造现代化武器库计划的关键部分。

国防的发展得到了前总统奥巴马的支持。最近,白宫还宣布了一项增加国防预算540亿美元的提案。现任总统特朗普指出,“美国第一”预算必须把美国人的安全作为首要目标,因为没有安全就没有繁荣。

即使在这样一个有利的政策背景下,洛斯阿拉莫斯由于安全缺陷,至少在六年内没有生产出可用的新弹头芯。

但美国国会在2015年国防授权法案中规定,洛斯阿拉莫斯每年必须能够生产20枚弹头,第二年生产30枚,2027年生产80枚。沃尔夫说,实验室仍在努力实现这一目标。但怀疑者认为,PF-4的关闭让时间表悬而未决。

然而,该实验室的安全缺陷导致NNSA在2015年威胁罚款50万美元。但最终它并没有结束。"毫无疑问,洛斯阿拉莫斯仍然存在一些管理和运营问题."麻省理工学院教授、奥巴马*前能源部长欧内斯特·莫尼斯说。

美国核学会前主席迈克尔·布雷迪·拉普说,“实验室存在系统性问题,这里的许多事情都是好的反面例子。”

健康物理研究所前所长乔治·阿纳斯塔斯(George Anastas)分析了洛斯阿拉莫斯的几十份内部报告,并表示他想知道“洛斯阿拉莫斯的工作是否能在其他地方完成,因为这里的安全文化和安全领导力都‘见鬼去吧’”。

蓝光之后的可怕死亡

“重大事件”的后果是可怕的。1999年,日本技术人员错误地将过多的浓缩铀放在一起。他们开始自发分裂,导致重大事件。

事故导致两名员工死亡,附近村庄受到辐射污染,该地区遭受重大经济损失。虽然没有爆炸,但连锁反应产生的切伦科夫辐射被间接发射了20个小时。119人的辐射暴露剂量超出安全剂量1毫西弗。

事件发生时,大内久和蛯原姫奈正都在房间里,因此他们受到极高剂量的辐射——1700和1200雷姆。之后,他们立即被送往东京大学附属医院急诊部。但是几个星期后,大内完全没有被认出来。

慢慢地,大内的皮肤开始塌陷,肌肉组织死亡,全身长满了疮。之后,器官开始衰竭。83天后,他去世了。蛯原姫奈出现了同样的症状,210天后死亡。

日本*和美国核管理委员会的官方研究记录了这种糟糕的安全文化,它低估了危险事故的可能性。1999年,美国汉福德核反应堆的高级核风险分析师西克托·阿尔莫多瓦曾将日本的事故称为“泰坦尼克号的沉没”。"船不会下沉,所以会妨碍头等舱乘客视线的救生艇已被移走。"阿尔莫多瓦说。

与危险调情

洛斯阿拉莫斯的第一次严重辐射事故死亡发生在1945年9月。物理学家哈里·达格利安在钚实验事故发生28天后去世。

第二年5月,实验室的科学家路易斯·斯鲁特因在钚临界实验中缓慢移动球形铍壳而滑倒。蓝光指示器显示,斯洛廷暴露在高于致死剂量的辐射下,而观察实验的其他七名科学家也暴露在高剂量辐射下。九天后,斯洛廷去世了。

十二年后,灾难再次袭击了洛斯阿拉莫斯。化学家塞西尔·凯利站在*上搅拌一种含有钚残留物的制剂。然而,当钚的浓度太高时,外面的工作人员看到了明亮的蓝色闪光,并听到一声巨响。“我着火了!”凯利喊道。35小时后凯利在医院去世。

事实上,这些死亡是可以避免的。在调查了2000年在洛斯阿拉莫斯发生的60起临界事故后,一个美俄安全专家小组说,“人为因素是所有这些事故的主要问题。”

美国能源部2008年的一份报告显示,该实验室的“核临界安全计划不符合许多核工业标准”,尤其是在2005年私营企业干预实验室管理之后。"我们不能肯定我们是安全的。"洛斯阿拉莫斯核工程师道格·鲍恩说。

无论如何,布雷迪·拉普认为2011年的事故“非常糟糕,这里不尊重安全”。“操作不完全符合安全规定,实验室在安全目标上也有争议。有些人认为这将会减缓工作速度,并对生产率造成压力。然而,经理们特别注意任务目标——生产一定量的原材料就能生产足够的工具。但是如果他们不能完全遵守安全规定,事情就会变得糟糕:因为当你不得不等待的时候,你却在向前冲。”她说。(唐毅宸编译)