Ám ảnh “lõi quỷ” chết chóc

Tối thứ ba, ngày 21/8/1945, nhà vật lý người Mỹ Harry Daghlian đang làm việc trong phòng thí nghiệm quốc gia siêu mật Los Alamos của chính phủ Mỹ tại New Mexico. Anh đang làm một thí nghiệm rất phức tạp liên quan tới “lõi quỷ” - một khối plutonium vốn là nhiên liệu trong hầu hết các quả bom hạt nhân.

Thí nghiệm chết người

Daghlian đặt các khối kim loại hình viên gạch quanh khối plutonium đó và khiến loại nhiên liệu này vốn đã rất không ổn định, nay lại càng không ổn định hơn. Daghlian là một người tham gia Dự án Manhattan của chính phủ Mỹ. Từ năm 1942, dự án này đã phát triển những quả bom nguyên tử đầu tiên của thế giới. Họ đã thành công khi chỉ vài tuần trước thí nghiệm trên của Daghlian, hai quả bom nguyên tử đã được thả xuống thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản, giết chết 100.000 người ngay tức thì và hàng chục nghìn người những ngày sau đó. Chưa đầy một tuần sau, Nhật Bản đầu hàng quân Đồng minh, kết thúc Chiến tranh Thế giới thứ hai.

Harry Daghlian.

Đối với Daghlian và các nhà khoa học, điều đó có nghĩa là sẽ có thêm nhiều việc để làm. Mỹ là nước duy nhất có vũ khí hạt nhân vào thời điểm bấy giờ. Tuy nhiên, Mỹ biết rằng sẽ không duy trì vị trí độc tôn này được lâu. Nếu muốn tồn tại khi kẻ thù cũng có hạt nhân, Mỹ phải làm cho vũ khí hạt nhân của mình hiệu quả hơn nữa. Đây là lý do mà Daghlian đang làm thí nghiệm tối hôm 21/8 ở Los Alamos.

Daghlian mới 24 tuổi. Anh đã tham gia Dự án Manhattan năm 1943 khi vẫn là sinh viên vật lý tại trường Đại học Purdue. Anh đã hỗ trợ phát triển mấy quả bom được thả xuống Nhật Bản. Dù chúng gây tác dụng hủy diệt nhưng thực ra không phải là những quả bom nguyên tử hoàn hảo. Một trong những vấn đề chính đối với các nhà khoa học là xác định xem làm thế nào để tận dụng hoàn toàn nhiên liệu hạt nhân của quả bom. Cả hai quả bom nổ ở Nhật Bản chỉ sử dụng một phần rất nhỏ nhiên liệu để phát nổ.

Loại nhiên liệu phổ biến nhất được dùng trong vũ khí hạt nhân là một loại plutonium tên là plutonium-239 hay gọi tắt là Pu-239. Đây là một chất phóng xạ tự nhiên, tức là nguyên tử phóng hạt nguyên tử từ hạt nhân. Một số hạt nguyên tử là neutron. Neutron lớn đến mức nếu nó vô tình va chạm với một nguyên tử khác, có thể làm vỡ nguyên tử này, khiến nguyên tử này tự phóng neutron.

Trong phòng thí nghiệm, Daghlian đứng quanh một khối cầu Pu-239 to bằng quả bóng mềm màu xám. Đó là lõi của một quả bom hạt nhân, là phần gây nổ cho quả bom. Anh làm thí nghiệm với lõi này để xác định kích thước và mật độ chuẩn của lõi trong một quả bom.

Khối cầu plutonium có biệt danh “lõi quỷ”.

Daghlian bắt đầu xếp các viên hợp kim cứng quanh lõi. Viên hợp kim cứng có mật độ rất đặc và bức xạ phóng xạ neutron. Các viên kim loại bao bọc lõi càng khít thì càng nhiều neutron được bức xạ trở lại lõi chứ không chỉ đơn giản là thoát ra. Điều này có nghĩa là tỷ lệ neutron va đập và tỷ lệ nguyên tử phân tách lõi tăng lên khi Daghlian xếp thêm các viên kim loại. Một máy đếm sẽ hiện thông số để Daghlian biết thí nghiệm có hoạt động không. Daghlian muốn phản ứng dây chuyền tăng lên tới mức tối đa mà vẫn trong tầm kiểm soát.

Daghlian tiếp tục dùng tay xếp các viên kim loại thành bức tường cao hơn 25 cm quanh lõi plutonium. Máy đếm ngày càng quay dữ dội và đang sắp tới mức không thể kiểm soát. Daghlian nhanh tay giật một viên kim loại ra và làm rơi nó. Viên kim loại rơi ngay bên trên quả cầu plutonium. Lúc này, quả cầu plutonium đang trong tình trạng không kiểm soát được. Một tia lửa màu xanh lóe lên do hiệu ứng của một đợt phun phóng xạ đột ngột. Chiếc máy đếm rít lên từng hồi. Daghlian hoảng sợ chộp lấy viên kim loại bị rơi và lại làm rơi lần nữa. Anh cố lật úp cái bàn đang làm thí nghiệm nhưng nó quá nặng. Cuối cùng, anh đành bắt đầu nhặt từng viên kim loại quanh khối plutonium ra. Phản ứng dây chuyền cuối cùng cũng ngừng, máy đếm im lặng.

Một phút trôi qua và đối với Daghlian, một phút này rất nặng nề với anh. Anh đã bị phơi nhiễm một lượng lớn phóng xạ. Chỉ trong vòng vài giờ, Daghlian bắt đầu cảm thấy buồn nôn, dấu hiệu đầu tiên của việc nhiễm phóng xạ. Anh vào viện. Vài ngày sau, bàn tay tiếp xúc trực tiếp với phóng xạ bắt đầu phồng rộp do các vết bỏng phóng xạ. Sức khỏe sụt giảm nhanh chóng vào 25 ngày sau, ngày 15/9, Daghlian chết.

Tai nạn của Daghlian xảy ra vào buổi tối. Trước đó, anh đã làm một ca ngày như bình thường nhưng lại quay lại phòng thí nghiệm lúc 21 giờ 30 sau bữa tối. Ca làm tối không phải của Daghlian. Và anh cũng không có nhiệm vụ thực hiện thí nghiệm quan trọng này mà không có một nhà khoa học nào ở cạnh. Tới ngày nay, không ai biết tại sao Daghlian lại ở trong phòng thí nghiệm vào tối đó.

Cái chết tiếp theo

Chín tháng sau cái chết của Daghlian, tháng 5/1946, lõi plutonium mà anh đang thí nghiệm được chuyển để sử dụng trong một quả bom thực sự sẽ được cho phát nổ thí nghiệm ở Thái Bình Dương. Ngày 21/5, Louis Slotin, bạn và đồng nghiệp của Daghlian đã quyết định thực hiện thí nghiệm cuối cùng với khối plutonium. Thí nghiệm của Slotin tương tự như của Daghlian nhưng thay vì dùng các viên kim loại, anh dùng hai bán cầu như cái bát làm bằng bê ri (Be) - một kim loại có thể bức xạ neutron. Một bán cầu được đặt trong khung trên bàn. Slotin đặt lõi plutonium trong bán cầu, sau đó úp nửa bán cầu kia lên.

Bàn tay phồng rộp của Daghlian.

Tuy nhiên, Slotin không thể đậy kín lõi và do đó, đã lặp lại sai lầm của Daghlian là để cho phản ứng dây chuyển không thể kiểm soát được xảy ra. Trong quá trình phản ứng, nửa bán cầu trên rơi xuống và điều gì xảy ra đã xảy ra. Thí nghiệm của Slotin còn để lại hậu quả nghiêm trọng hơn thí nghiệm của Daghlian là vì có 7 người đang đứng quanh bàn xem Slotin làm việc.

Khi phản ứng không thể kiểm soát, Slotin đã dùng tay không để cầm nửa bán cầu và đã bị phơi nhiễm lượng phóng xạ gấp Daghliannhiều lần. Hậu quả đến ngay tức thì. Slotin nôn mửa khi bước ra khỏi phòng thí nghiệm. 9 ngày sau khi chịu đựng trong đau đớn, Slotin đã chết. “Lõi quỷ” (Demon Core) - biệt danh mà các nhà khoa học ở Los Alamos đặt cho lõi plutonium đã giết chết nạn nhân thứ hai.

Trong thực tế, điều đáng buồn là Daghlian và Slotin không phải là hai nạn nhân duy nhất của “lõi quỷ”. Binh nhì Robert J. Hemmerly 29 tuổi đang làm bảo vệ trong phòng thí nghiệm thì tai nạn của Daghlian xảy ra. Anh đang đứng gần bàn đọc báo ở phía cuối phòng thí nghiệm thì nhìn thấy tia lửa xanh. Anh này chết sau đó 33 năm ở tuổi 63 vì bệnh bạch cầu. Nguyên nhân được cho là do phơi nhiễm phóng xạ trong sự cố tại phòng thí nghiệm.

Alvin Graves là người đứng gần Slotin nhất trong tai nạn. Người này nhập viện vài tuần sau đó do bị nhiễm độc phóng xạ nghiêm trọng. Anh gặp các vấn đề sức khỏe kéo dài như mất thị lực và chết 18 năm sau đó do các biến chứng liên quan tới phóng xạ. Trong số 6 người trong phòng cùng Slotin, ba người đều chết sớm vì “lõi quỷ”.

“Lõi quỷ” đã được kích nổ trên Thái Bình Dương.

Ngày 1/7/1946, lõi Pu-239 đã được kích hoạt gần quần đảo Bikini trên Thái Bình Dương. Đây là vụ nổ bom hạt nhân thứ tư trong lịch sử. “Lõi quỷ” đã biến mất. Vụ thử bom ở Bikini kết liễu “lõi quỷ” đã sử dụng lượng nhiên liệu hạt nhân cao hơn rất nhiều lần so với ba vụ nổ bom trước đó. Mỹ đã cho một vài con tàu không có người đang neo đậu trong vùng thả bom để nghiên cứu hiệu ứng của quả bom. Bị nhốt trong các tàu này là 57 con chuột lang, 109 con chuột thường, 146 con lợn, 176 con dê và 2.030 con chuột bạch. Quả bom đã giết chết 10% các con vật này ngay tức khắc. Phần lớn những con còn lại chết vì nhiễm độc phóng xạ trong những tuần sau đó.

Ít nhất một con thoát khỏi cơn giận của “lõi quỷ” và trở nên nổi tiếng. Đó là con lợn nặng chừng 22 kg có ký hiệu là Lợn 311. Tàu mà Lợn 311 bị nhốt đã chìm sau vụ nổ nhưng con lợn này được các thủy thủ tìm thấy đang bơi trên đại dương. Nó được đưa về Viện Nghiên cứu Y học Hải quân ở Maryland và sống tiếp 3 năm, nặng tới 272 kg. Năm 1949, Lợn 311 được tặng cho Vườn thú Quốc gia ở Washington DC và chết năm 1950.

Theo Baotintuc