Was ist… der Demon Core?

Der Demon Core (dt.: Dämonenkern) war einer der Plutonium-Kerne, die die vereinigten Staaten im Rahmen ihres nuklear Programms im zweiten Weltkrieg geschaffen hatten. Seinen Namen erhielt der Block aus Plutonium und Gallium nachdem zwei Wissenschaftler bei Forschungsunfällen an zwei unterschiedlichen Daten tödlichen Strahlendosen ausgesetzt waren. 

Geschichtliches

Nachdem die USA mit dem Einsatz der Bomben in Nagasaki und Hiroshima den zweiten Weltkrieg beendet und mehrere zehntausend unschuldige Leben genommen hatten, wurde der zunächst noch als „Rufus“ bekannte Kern in das nukleare Forschungszentrum Los Alamos National Lab gebracht.

Harry Daghlin, Jr. war das erste Opfer des Demon Core. Am 21. August 1945 erlitt er bei einem Unfall eine Strahlenexposition, die ihn etwa einen Monat später tötete. Neun Monate später, am 21. Mai 1946, wurde auch der Wissenschaftler Louis Slotin bei einem Experiment mit dem Demon Core einer tödlichen Dosis ausgesetzt. Er starb bereits neun Tage später. Seinen letzten Einsatz hatte der Kern 1946 bei einem Kernwaffentest im Bikini Atoll.

Wissenschaftlicher Hintergrund der Experimente

Bei einer künstlichen Kernspaltung wird ein Neutron auf ein Nuklid (siehe „Was ist… die Nuklidkarte?“) geschossen. Bei der Kollision nimmt das Nuklid soviel Energie auf, dass es quasi zerreißt. Dabei entstehen zwei leichte Nuklide und in der Regel auch ~ 2 Neutronen. Man spricht von einem „kritischen Zustand“, wenn die freiwerdenden Neutronen genau eine weitere Kernspaltung verursachen. Möchte man Kernspaltung zur Energiegewinnung einsetzten, ist dies der erstrebenswerte Zustand.

Für Kernwaffen möchte man einen „überkritischen Zustand“ erreichen. Hier soll jede Kernspaltung mehrere neue Kernspaltungen auslösen, um möglichst viel Energie in sehr kurzer Zeit produzieren zu können. Obwohl die Masse und die Form des radioaktiven Materials dabei auch eine wichtige Rolle spielen, ist die Nutzung sogenannter Reflektoren zur Erreichung des überkritischen Zustandes unabdingbar.

Viele Neutronen fliegen einfach durch den Kern ohne auf eines der Nuklide zu treffen. Sie gehen effektiv verloren. Mit diesem Wissen erfüllen Reflektoren genau die Aufgabe, die man vermuten könnte. Sie werfen Neutronen die den Kern verlassen zurück bis sie auf ein Nuklid treffen und eine Spaltung verursachen.

Die Unfälle

Eben das wurde Daghlian und Slotin zum Verhängnis. Sie beide erforschten den Plutoniumkern nahe des kritischen Zustands. Durch die Menge bzw. den Abstand der Reflektoren zum Plutonium-Gallium Block kontrollierten sie die Anzahl der Neutronen die zurück geworfen wurden. Wenn die Reflektoren dem Demon Core zunahe kommen würden, würde der Kern kritischen Zustand erreichen. In kürzester Zeit würde eine enorme Menge radioaktiver Strahlung freigesetzt werden.

Daghlian experimentierte mit Blöcken aus Wolfram als Reflektoren, Slotin dagegen mit einer Halbkugel aus Beryllium. Für beide endete ein kurzer Moment der Unachtsamkeit tödlich. Daghlian baute zuviele der Blöcke um den Kern herum, bevor er bemerkte, dass der Neutronenfluss in die Höhe schnellte. Slotin rutschte der Abstandshalter zwischen Kern und Reflekorhülle aus der Hand. Beide starben im selben Krankenhauszimmer.

Quellen für diesen Artikel sind The New Yorker, Atlas Obscura und Neatorama.

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