Eventualmente, é possível que num golpe de puro azar, alguém gere uma massa super-crítica?
Sim, e isso aconteceu várias vezes e resultou em fatalidades. Um dos casos mais famosos em que uma massa super-crítica foi formada, se deu em 1945, duas semanas após o bombardeio de Hiroshima e Nagasaki.
Um físico de Los Alamos, Harry Daghlian, estava estudando os efeitos dos “tijolos” de tungstênio em refletir nêutrons de volta para uma bola de plutônio. Ele deveria estar monitorando o acúmulo de reação por um contador de nêutrons.
A origem da cagada
Harry K. Daghlian, Jr. passou a maior parte do verão de 1945 trabalhando como assistente na preparação de um núcleo de plutônio para o teste da bomba nuclear Trinity em Alamogordo, NM. Os testes foram bem-sucedidos e, em agosto, ele foi transferido para o site Los Alamos Omega, onde ajudou com uma série de experimentos relativos às massas críticas de uma esfera de 13,6 libras de plutônio em vários arranjos de adulteração de carboneto de tungstênio. Nesses experimentos, os tijolos de tungstênio foram adicionados lentamente ao redor do núcleo como refletores de nêutrons, servindo para reduzir a massa necessária para que o plutônio se tornasse crítico. Eventualmente, tijolos suficientes teriam sido adicionados para permitir que a montagem entrasse em uma reação nuclear crítica controlada, basicamente tornando-se um reator nuclear em miniatura.
Na manhã de 21 de agosto, Daghlian construiu um cubo de tijolos de carboneto de tungstênio em torno da esfera de plutônio em uma base quadrada medindo 14-7 / 8 polegadas de cada lado (a foto abaixo é de uma recriação do experimento). Ele observou que a montagem foi considerada crítica quando cinco camadas de tijolos foram concluídas e dois tijolos adicionais foram colocados no meio de uma sexta camada. Naquela tarde, ele construiu outro cubo em torno do plutônio, desta vez em uma base quadrada de 12-3 / 4 polegadas. A crítica foi alcançada quando cinco camadas de tijolos foram concluídas, era uma montagem menor e mais eficiente. Enquanto desmontava os materiais e devolvia o plutônio ao seu cofre, Daghlian começou a planejar o próximo experimento de criticidade e decidiu construir a próxima montagem em uma base quadrada de 10-5 / 8 polegadas. Em seguida, ele foi jantar e uma palestra no teatro do local, durante a qual decidiu retornar ao laboratório naquela noite para continuar os testes, em vez de na manhã seguinte como planejado originalmente.
Foi uma má ideia.
Daghlian já vinha trabalhando nos laboratórios do governo há algum tempo e, sem dúvida, estava bem ciente de que sua decisão de realizar um experimento potencialmente perigoso sozinho e após o expediente violava os regulamentos oficiais de segurança. Mas ele já estava decidido e voltou ao laboratório às 9h30 daquela noite. Ele removeu o plutônio do cofre e, usando os cliques de um contador Geiger como guia, completou quatro camadas e meia na nova montagem. Quando ele foi colocar outro tijolo na quinta camada, os cliques crescentes o alertaram de que esse tijolo faria com que a montagem se tornasse supercrítica, significando uma taxa de fissão crescente, em oposição à fissão de equilíbrio do estado crítico. Uma massa supercrítica, como sabemos, não é uma coisa boa.
A “massa crítica” é alcançada quando uma substância radioativa está presente na quantidade adequada para criar uma reação em cadeia nuclear sustentada. Assim, como Maggie Koerth-Baker descreve sucintamente , um “acidente de criticidade” é uma “reação nuclear acontecendo onde e quando você não quer”. As reações nucleares são perigosas porque liberam radiação, seja na forma de partículas (como partículas alfa e beta) ou radiação eletromagnética de alta energia (como raios gama).
Então, a experiência estava dando certo até que ele deixou a taxa de contagem ficar mais alta do que o pretendido. Ele rapidamente se abaixou para puxar um tijolo. Foi aí que a cagada se deu: Daglian bobeou e o tijolo escorregou de sua mão e caiu para mais perto do plutônio.
Desesperado, Daghlian agarrou e puxou o bloco, mas logo depois notou um “brilho azul” ao redor de sua mão ao fazê-lo. Ele sabia ali, que havia se ferrado miseravelmente. O que Harry não sabia é que entraria para a História como o desastrado mais infame da história americana.
Às 9:55, Daghlian desmontou parcialmente o experimento e foi ao hospital para que alguém olhasse para sua mão azul brilhante e formigante.
Daghlian recebeu uma exposição à radiação de corpo total de aproximadamente 480 roentgens (a unidade de medida para radiação ionizante) de raios X suaves e 110 roentgens de raios gama. Devido à forma como o acidente aconteceu, a distribuição da radiação não foi uniforme. Sua mão esquerda, que deixou cair o tijolo, recebeu de 5.000 a 15.000 rem (röntgen equivalente no homem, a unidade de medida para uma dose de radiação), e sua mão direita, que ele usou para empurrar o tijolo, recebeu de 20.000 a 40.000 rem. Vamos colocar isso em perspectiva: a maioria dos gráficos que explicam os níveis de exposição e seus sintomas correspondentes descrevem 5.000 rem como 100% fatais e não vão além. Harry estava, para dizer o mínimo, em péssimo estado.
Durante os 25 dias restantes de sua vida, Daghlian experimentou inchaço e dormência na mão, náusea implacável, acessos repetidos de náuseas e vômitos, episódios prolongados de soluços, queda de cabelo, vermelhidão em ambos os antebraços, pescoço e rosto e uma perda progressiva de pele camadas.
Em 15 de setembro de 1945, Daghlian entrou em coma e morreu às 16h30.
Los Alamos divulgou um comunicado de imprensa que disse que Daghlian morreu de “queimaduras químicas”, em vez de envenenamento por radiação. Este pequeno pedaço de manipulação de informações transformou Daghlian da primeira vítima nuclear da América em uma nota de rodapé obscura na história.
O caso Kelly
Em 1958, Cecil Kelly foi morto quando ligou um tanque de mistura em Los Alamos.
Cecil Kelley, trabalhava em uma instalação de processamento de plutônio no Laboratório Nacional de Los Alamos, e foi exposto a uma dose letal de nêutrons e raios gama em apenas 200 microssegundos quando um grande tanque de mistura contendo plutônio acidentalmente tornou-se crítico. Kelley caiu no chão e começou a gritar: “Estou queimando!”
Os detalhes de sua morte excruciante são reproduzidos abaixo:
Os sintomas que Kelley apresentou na instalação de processamento de plutônio, caracterizados por colapso e incapacitação mental, foram a primeira etapa de seu curso clínico … A segunda etapa começou quando ele chegou ao pronto-socorro do Centro Médico de Los Alamos. Foi terrível. Kelley estava semiconsciente, com ânsia de vômito, vômito e hiperventilação. Sua pele era de um violeta-avermelhado frio e escuro, e seus lábios tinham uma cor azulada que indicava sangue mal oxigenado.
Uma hora e quarenta minutos após o acidente, Kelley entrou na terceira etapa, que foi a mais longa e a mais encorajadora. Kelley recuperou a coerência e, embora se queixasse de fortes cólicas abdominais e ocasionalmente vomitasse e vomitasse, parecia ter melhorado consideravelmente … Como Kelley havia sido irradiado com nêutrons, o sódio e outros metais leves em seu sangue foram “ativados” ou transformados em radioisótopos como o sódio-24.Sua dose média de corpo inteiro foi estimada pela primeira vez medindo a radioatividade de seu sangue. Parecia ter sido massivo – na faixa de 900 rad dos nêutrons rápidos e 2.700 rad dos raios gama, dando um total de 3.600 rad – e certamente letal.
Seis horas após o acidente, os linfócitos praticamente desapareceram da circulação periférica de Kelley, o que foi considerado um sinal grave.
Durante a segunda noite após o acidente, Kelley entrou no quarto estágio. A dor em seu abdômen tornou-se difícil de controlar. Ele ficou cada vez mais inquieto, apesar da medicação – tanto que as infusões intravenosas foram interrompidas inadvertidamente. Ele começou a suar profusamente, sua cor tornou-se acinzentada e seu pulso irregular. Cerca de 35 horas após o acidente, Kelley estava morto.
Infelizmente, houve vários acidentes desse tipo ao longo da história.
