Núcleo del demonio
Núcleo del Demonio (Demon core), fue el sobrenombre aplicado a una masa subcrítica de plutoniode forma esférica con un peso de 6,2 kg que accidentalmente alcanzó la masa crítica en dos eventos separados dentro del Laboratorio Nacional Los Álamos en los años 1945 y 1946. Cada incidente tuvo como resultado la irradiación aguda y envenenamiento y subsecuente muerte de un científico. Después de este incidente el núcleo fue bautizado «núcleo del Demonio».
El 21 de agosto de 1945, el núcleo de plutonio produjo una ráfaga de radiación ionizante que alcanzó directamente a Harry Daghlian, un físico que cometió el error de trabajar solo, en experimentos de reflexión de neutrones con el núcleo. Éste fue colocado dentro de una pila de ladrillos de tungsteno, reflectores de neutrones, para que el ensamble se acercara a la masa crítica. Mientras intentaba colocar un ladrillo alrededor del ensamble, lo dejó caer accidentalmente en el núcleo, lo cual convirtió éste en una masa supercrítica. A pesar de retirar el ladrillo rápidamente, Daghlian recibió una dosis fatal de radiación.
Nueve meses después, el 21 de mayo de 1946, el físico canadiense Louis Slotin y otros científicos se encontraban en el Laboratorio de Los Álamos dirigiendo un experimento que implicaba la generación de una reacción de fisión al colocar dos semiesferas de berilio (material reflector de neutrones) alrededor del mismo núcleo de plutonio que había matado a Daghlian. La mano de Slotin portaba un destornillador que separaba los hemisferios teniéndolos parcialmente cerrados. Repentinamente el destornillador resbaló, los hemisferios se cerraron completamente y el núcleo alcanzó el nivel supercrítico, liberando una alta dosis de radiación. Slotin separó rápidamente las dos mitades, deteniendo la reacción en cadena y salvando inmediatamente las vidas del resto de los científicos en el laboratorio. Louis Slotin murió nueve días después de envenenamiento agudo por radiación.
El corazón del demonio fue considerado para ser usado en otra arma nuclear en contra de Japón. Sin embargo fue detonado el 1 de julio de 1946 en la bomba atómica Able en el marco de la operación Crossroads, demostrando que los experimentos críticos de Daghlian y Slotin incrementaban la eficiencia del arma.1
Desde 1945 han ocurrido al menos 60 accidentes de criticidad. Estos han causado al menos 21 muertes: siete enEstados Unidos, diez en la Unión Soviética, dos en Japón, uno en Argentina, y uno en Yugoslavia. Nueve han sido debido a accidentes de proceso, y el resto accidentes de reactor.2
Los accidentes de criticidad han ocurrido tanto en el contexto de las armas nucleares y de los reactores nucleares.
- El 4 de junio de 1945, un experimento en Los Alamos para determinar la masa crítica del uranio enriquecido se convirtió en crítico cuando el agua se filtró en la caja de polietileno que contenía el metal. Tres personas recibieron dosis no letales de radiación.4
- El 21 de agosto de 1945, el científico de Los Alamos Harry K. Daghlian, Jr. sufrió un envenenamiento por radiaciónfatal después de dejar caer un ladrillo de carburo de tungsteno sobre una esfera de plutonio, que más tarde fue denominada el núcleo del diablo. El ladrillo actuó como un reflector de neutrones, llevando a la masa hacia la criticidad. Este fue el primer accidente de criticidad conocido en provocar una muerte.5
- El 21 de mayo de 1946, otro científico de Los Álamos, Louis Slotin, accidentalmente se irradió a sí mismo durante un incidente similar, cuando un experimento con masa crítica con la misma esfera de plutonio salió mal debido a que Slotin no siguió los protocolos del experimento. Inmediatamente después de darse cuenta de lo sucedido, él desmanteló rápidamente el dispositivo, probablemente salvando las vidas de siete compañeros científicos que se encontraban cercanos a él. Slotin murió por envenenamiento por radiación nueve días más tarde.6
- El 16 de junio de 1958, ocurrió la primera criticidad registrada, relacionada con el procesamiento del uranio, en la planta Y-12 en Oak Ridge, Tennessee. Durante una prueba de filtración de rutina una solución fisible, en forma desconocida, se acumuló en un tambor de 200 litros. La excursión duró aproximadamente 20 minutos y resultó en que ocho trabajadores recibieron una exposición significativa. No hubo fatalidades, aunque cinco fueron hospitalizados durante cuarenta y cinco días. Los ocho trabajadores eventualmente regresaron al trabajo.7 8
- El 15 de octubre de 1958, una excursión de criticidad en el reactor de agua pesada RB, en el Vinča Nuclear Institute enVinča, Yugoslavia, mató a una persona y llevó a la muerte de otras cinco personas adicionales.9 Los sobrevivientes iniciales recibieron el primer transplante de médula ósea de Europa, pero todos ellos murieron debido al rechazo porincompatibilidad.10 11 12
- El 30 de diciembre de 1958, ocurrió el accidente de criticidad de Cecil Kelley en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Cecil Kelley, un operador químico que trabajaba en la purificación del plutonio, encendió un agitador de un gran tanque de mezcla que creó un vórtice en el tanque. El plutonio, disuelto en un solvente orgánico, fluyó hacia el centro del vórtice. Debido a un error de procedimiento, la mezcla contenía 3,27 kg de plutonio, él que alcanzó criticidad por aproximadamente 200 microsegundos. Kelley recibió entre 3.900 y 4.900 rads de acuerdo a estimados posteriores. Los otros operadores informaron haber visto un relámpago azul y encontraron a Kelley afuera, diciendo "¡Me quemo! ¡Me quemo!". Él murió 35 horas más tarde.13
- El 23 de julio de 1964, ocurrió un accidente de criticidad en las instalaciones de Wood River Junction en Charlestown, Rhode Island. La planta estaba diseñada para recuperar uranio del material de chatarra sobrante de la producción de elementos de combustible. Un operador accidentalmente dejó caer una solución de uranio concentrado en un tanque agitado que contenía carbonato de sodio, lo que resultó en una reacción nuclear crítica. Esta criticidad expuso al operador a una dosis fatal de radiación de 10.000 rad (100 Gy). Noventa minutos más tarde una segunda excursión ocurrió cuando un administrador de la planta regresó al edificio y apagó el agitador, exponiéndose a sí mismo y a otro administrador a una dosis de hasta 100 rad (1 Gy) sin ningún efecto dañino.14 15 16
- El 10 de diciembre de 1968, Mayak, un centro de procesamiento de combustible nuclear en Rusia central, estaba experimentando con técnicas de purificación de plutonio. Dos operadores estaban usando un "recipiente de geometría no favorable en una operación improvisada y sin autorización como un recipiente temporal para almacenar plutonio en una solución orgánica"; en otras palabras, los operadores estaban decantando soluciones de plutonio en el tipo incorrecto de contenedor. Después de que la mayor parte de la solución había sido vaciada, hubo un relámpago de luz y calor. "Sorprendido, el operador dejo caer la botella, corrió hacia las escaleras, y huyó de la habitación."17 Después de que el complejo había sido evacuado, el supervisor del turno y el supervisor de control de radiación volvieron a entrar al edificio. El supervisor de turno engañó al supervisor de control de radiación y entró a la habitación del incidente y posiblemente intentó vaciar la solución en un drenaje del piso, causando una gran reacción nuclear que lo irradió con una dosis fatal de radiación.
- El 23 de septiembre de 1983, un operador del reactor de investigación RA-2 en el Centro Atómico Constituyentes, Buenos Aires, Argentina recibió una dosis fatal de radiación de 3700 rads (37 Gy) mientras cambiaba la configuración de las varillas de combustible con agua moderando en el reactor. Otras dos personas fueron afectadas también.18 19
- El 30 de septiembre de 1999, en un instalación de reprocesamiento de uranio en Tokai, Ibaraki, Japón, trabajadores pusieron una mezcla de nitrato de uraniloen solución en un tanque de precipitación que no estaba diseñado para disolver este tipo de solución y causó que eventualmente se formara una masa crítica, lo que resultó en la muerte de los dos trabajadores por envenenamiento por radiación.20 21 22
- Basado en información incompleta acerca de los accidentes nucleares de Fukushima I,el Dr. Ferenc Dalnoki-Veress especula que pudieron haber ocurrido allí criticidades transitorias.23 Notando que reacciones en cadena limitadas, no controladas pudieron haber ocurrido en Fukushima I, un portavoz de la Agencia Internacional para la Energía Atómica, IAEA, "enfatizó que los reactores nucleares no explotan."24 Hacia el 23 de marzo de 2011, haces de neutrones ya habían sido observados 13 veces en la destruida central nuclear de Fukushima. Mientras que se cree que un accidente de criticidad no explicaría estos haces, los mismos podrían indicar que está ocurriendo alguna fisión nuclear.25 Adicionalmente el 15 de abril, TEPCO informó que el combustible nuclear se había fundido y caído a las secciones inferiores del edificio de contención de los tres reactores de Fukushima I, incluyendo al reactor tres. No se esperaba que el material fundido provoque una brecha de los contenimientos inferiores, lo que podría causar una liberación masiva de radiación. En lugar de esto, se cree que el combustible fundido se dispersó uniformemente por las partes inferiores de los contenimientos de los reactores No. 1, No. 2 y No. 3, haciendo que la reanudación del proceso de fisión, conocido como "recriticidad", sea poco probable.26
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