Cecil Kelly tai nạn nguy kịch

Article

May 22, 2022

Tai nạn nguy kịch Cecil Kelley là một tai nạn nghiêm trọng xảy ra vào ngày 30 tháng 12 năm 1958 tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos ở New Mexico, Hoa Kỳ. Đây là một trong 10 vụ tai nạn nghiêm trọng bên ngoài lò phản ứng hạt nhân trong lịch sử. Vào thời điểm xảy ra vụ tai nạn năm 1958, đây là vụ tai nạn nghiêm trọng thứ ba trong lịch sử sau vụ tai nạn nghiêm trọng tại Khu vực An ninh Quốc gia Y-12 ở Oak Ridge, Tennessee, Hoa Kỳ vào ngày 16 tháng 6 và vụ tai nạn nghiêm trọng tại Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân Bincha ở Belgrade. , Nam Tư vào ngày 15 tháng 10. Một phản ứng quan trọng đã xảy ra trong hợp chất plutonium hòa tan trong thuốc thử lỏng, và trong một tai nạn, nhà hóa học Cecil Kelly đã chết vì hội chứng bức xạ cấp tính trong vòng 35 giờ.

Phát triển tư tưởng

Cecil Kelley (16 tháng 10 năm 1920 - 31 tháng 12 năm 1958) là một nhà hóa học 38 tuổi với 11 năm kinh nghiệm, làm việc hơn một nửa sự nghiệp nghiên cứu của mình tại phòng thí nghiệm Los Alamos. Một trong những nghiên cứu chính của Kelly là vận hành một thùng trộn bằng thép không gỉ có dung tích khoảng 1.000 lít. Bên trong bể chứa plutonium-239 còn sót lại từ các thí nghiệm và nghiên cứu khác, cũng như các dung dịch nước trong đó các dung môi hữu cơ và axit khác nhau được hòa tan với mục đích thu hồi để tái sử dụng. Ở dạng tinh khiết và trong điều kiện nhiệt độ và áp suất xung quanh, plutonium là một kim loại cứng, màu bạc. Nó biến màu nhanh chóng khi tiếp xúc với không khí và dễ dàng hòa tan trong axit clohydric, axit iotic và axit pecloric. Vào ngày xảy ra tai nạn, trong thùng trộn, plutonium hòa tan trong axit nitric có tính ăn mòn mạnh và dung môi hữu cơ hòa tan trong nước để ổn định hóa nhằm ngăn chặn sự ăn mòn của các vật chứa (0,1 g plutonium trên 1 L dung môi)), và các nhà hóa học hạt nhân gọi là dung dịch này là nạc. Tuy nhiên, chất thải plutonium đã được "bơm không đúng cách" vào bể ít nhất hai lần (mặc dù không có bằng chứng nào cho thấy việc này là cố ý hoặc được công bố công khai, và không có bằng chứng cho thấy Cecil Kelly nghi ngờ hoặc chứng kiến ​​nó), và nồng độ plutonium trong Trong một số lĩnh vực, nó cao hơn khoảng 200 lần so với điều kiện giả thuyết ban đầu. Ngoài ra, chất tan trong dung dịch không được trộn đều nên phần trên của dung dịch chứa hơn 3 kg plutonium, do đó nồng độ rất cao, và nó đã gần đến khối lượng tới hạn trước khi Kelly làm gì. Trong khi đó, khi Kelly kích hoạt thùng trộn, dung dịch bắt đầu xoáy và sủi bọt. Lớp nước dày đặc trong thùng bị đẩy ra ngoài và bao bọc xung quanh một cái bát, trong khi lớp làm giàu plutonium ít đậm đặc hơn xoáy về phía giữa thùng chứa. Trong số các đặc điểm lý tưởng, dạng lý tưởng nhất để bất kỳ vật liệu phân hạch nào có thể phá vỡ khối lượng tới hạn của nó là có dạng hình cầu với diện tích bề mặt nhỏ nhất. Dung dịch có nồng độ plutonium cao không có hình cầu, nhưng xoáy làm cho dung dịch tập trung ở tâm, làm tăng mật độ trên một thể tích, và lớp nước bao quanh nó làm tăng phản xạ neutron, do đó plutonium hòa tan đã phá vỡ khối lượng tới hạn. trong khoảng 1 giây và gây ra phản ứng quan trọng. Các neutron trong hỗn hợp va chạm với hạt nhân plutonium với tần số đủ để gây ra sự phân hạch và chuỗi phản ứng hạt nhân giải phóng neutron chỉ kéo dài khoảng 200 mili giây (0,2 giây), nhưng thời điểm phản ứng dây chuyền diễn ra, một lượng lớn neutron và tia gamma đã được phát ra. Sự phóng thích năng lượng hạt nhân không kiểm soát được này được gọi là một tai nạn nghiêm trọng. Trong vòng chưa đầy 3 giây, lớp hỗn hợp đã được phân tán hoàn toàn và phản ứng tới hạn dừng lại.

Tiếp xúc

Cecil Kelly đang bước lên thang vào thời điểm xảy ra vụ tai nạn nghiêm trọng, nhìn vào bên trong thùng trộn qua cửa sổ quan sát của thùng. Hai kỹ thuật viên khác làm việc trong phòng thí nghiệm đang nhấp nháy đèn màu xanh lam và