2016年05月23日 21時00分 メモ

「デーモン・コア(悪魔のコア)」で被ばくした科学者はどのようにして死んでいったのか



アメリカのロスアラモス研究所には、各種実験に使われ、2人の科学者の命を奪った約14ポンド(6.2kg)の未臨界量プルトニウムの塊が存在しました。これは2人の科学者の命を奪った経緯から「デーモン・コア(悪魔のコア)」という呼称で呼ばれるようになったのですが、このデーモン・コアが取り扱われた当時の状況を、2人目の犠牲者となったルイス・スローティン博士に特に焦点を当ててThe New Yorkerが追っています。



Demon Core: The Strange Death of Louis Slotin - The New Yorker

http://www.newyorker.com/tech/elements/demon-core-the-strange-death-of-louis-slotin





1945年8月21日、ニューメキシコ州のロスアラモスから3km離れた場所にあった秘密研究所のロスアラモス研究所で働いていた物理学者のハリー・ダリアン博士がプルトニウムの塊を用いて中性子反射体の働きを見る実験を行っていました。同実験の中でダリアン博士はミスから致死量の放射線を浴びてしまい、急性放射線症候群のため死亡してしまいます。



それから9か月後の1946年5月21日の午後、同じくロスアラモス研究所で、今度は「未臨界の核分裂性物質に中性子反射体をどの程度近づければ臨界状態に達するのか」を調査するための実験が行われていました。実験に参加していたのはカナダ出身の物理学者であるルイス・スローティン博士とその同僚たち。



スローティン博士は1945年に世界で初めて製造された原子爆弾の組み立てにも参加した人物で、当時は世界でも有数の「危険量のプルトニウムを扱うエキスパート」であったそうです。当時の爆弾はハンドメイドのまさに「人間の手で組み立てられるもの」でしたが、スローティン博士たち物理学者が担うタスクは非常に単純明快なものでした。



世界初の原子爆弾を組み立てるスローティン博士(左)と、その同僚のハーブ・レア博士。





実験では未臨界の核分裂性物質としてデーモン・コアが使用され、中性子反射体にはベリリウムが使用されました。球体状にしたベリリウムを半分にカットし、2つの半球状にしたものの中央にデーモン・コアを組み込みます。このベリリウム半球の上半分と下半分との間にマイナスドライバーを挟み込み、手に持ったドライバーを動かして半球同士を近づけたり離したりすることで、どの程度の距離で臨界状態に達するのかを検出器で測る、という非常に危険な実験を行ってたそうです。挟みこんだドライバーが外れて2つの半球が完全にくっついてしまえば、デーモン・コアは即座に臨界に達して大量の放射線を放ちます。



デーモン・コアを取り扱う実験の様子を再現して撮影された写真が以下のもの。実験時、スローティン博士は左手にベリリウム半球を持ち、右手で長めのドライバーを持っていたそうです。





ベリリウム半球をゆっくりと下に置かれた半球に近づけていく実験を行っている際、スローティン博士の同僚の1人であったリーマー・シュレーベル博士は、他の作業に集中するべく実験が行われている場所に背中を向けたそうです。しかしその瞬間、シュレーベル博士は音を聞きます。その音とは、「スローティン博士が手に持っていたドライバーを滑らせ、ベリリウム半球が完全にくっついてしまった音」だったそうです。シュレーベル博士は、振り返った瞬間に実験現場から青い閃光が放出されたことを目視し、同時に顔に熱波を感じたと語っています。



事故の1週間後、シュレーベル博士は「実験を行っていた部屋の中は窓から入る光と電球で十分な明るさでしたが、事故時にはハッキリ目で見てわかるレベルの青色の光が発生しました。この閃光が発生したのは時間でいえばわずか10分の数秒にすぎませんでした。スローティン博士はとても素早く半球をはじき飛ばしました。事故が起きたのは午後3時頃でした」という内容の報告書を記しています。



The blue flash was clearly visible in the room although it (the room) was well illuminated from the windows and possibly the overhead lights. . . . The total duration of the flash could not have been more than a few tenths of a second. Slotin reacted very quickly in flipping the tamper piece off. The time was about 3:00 P.M.



実験室に常駐していたガードマンは、スローティン博士が実験で使用していた貴重な未臨界量のプルトニウムに関する知識を持っていませんでした。しかし、半球同士がくっつき青い光を発した瞬間、ガードマンは研究所の外に走り出し、研究所の近くにあった丘まで走って逃げたそうです。事件後に計算された数値によると、わずか10分の数秒の接触で核分裂反応は約3000兆回起きた模様。なお、これはトリニティ実験で使用された最初の原子爆弾の100万分の1の規模だそうですが、放射線障害を引き起こすには十分な量の放射線です。なお、青色の光は、事件で発生した放射線が空気中の電子に反応し、高エネルギーのフォトンを放射したために発生したもの。



事故後、救急車が手配され、研究所から関係者たちは避難します。救急車が到着するまでの間、研究室にいた科学者たちは「自分たちがどれくらいの放射線を浴びたのか」を計算しようとしていたそうです。この時、スローティン博士は事件が起きた際に研究室内にいた同僚たちの位置を記すスケッチを描いていました。その後、デーモン・コアの近くにあったブラシや空のコカ・コーラのボトル、ハンマー、メジャーなどの放射線量を放射線検出器を使って検出しようとしますが、スローティン博士自身が大量の放射線を浴びていたため、計測することはできなかったそうです。



そこで、スローティン博士は同僚のひとりにまだ危険な状態のデーモン・コアの近くまで行って周囲の放射線量を検知するように指示します。しかし、この調査で得た情報は有用なデータにはならなかった、と後の報告書には記されています。





その後、実験の参加者はロスアラモス病院に搬送されました。スローティン博士は検査の前の数時間で数回嘔吐しますが、翌朝にはその症状も治まっていたそうで、「健康状態は良好に見えた」と報告されています。時間と共にスローティン博士の左手はマヒし、徐々に痛みが増していったとのこと。スローティン博士の左手はデーモン・コアに最も近い位置にあったため、推定でなんと1万5000レムもの低エネルギーX線を浴びていたことが判明しています。人間の致死量は500レムと言われており、スローティン博士は全身でもその4倍以上である2100レムの中性子線、ガンマ線、X線を浴びていました。



その後、博士の左手は青白く変色して大きな水ぶくれができ、担当医は左手を氷で冷やすことで腫れと痛みを和らげようとしました。実験時にドライバーを持っていた右手にも、軽度ながら同じ症状が見られたそうです。



事件後、スローティン博士は両親に電話しており、事故発生の4日後に両親が博士の元に到着します。事故発生から5日目になると、スローティン博士の白血球数は劇的に減少し、体温と脈拍も大きく上下し始めます。そして、「その日から患者は急速に動けなくなっていった」と、医療報告書には記されています。スローティン博士はその後も嘔吐と腹痛に苦しみながら徐々に体重を減らしていくのですが、これは「体内の放射線やけどによるもの」とのこと。



事件から7日後、スローティン博士は精神錯乱に陥ります。唇は青色になり、酸素テントの中での生活を余儀なくされた模様。更にその後、スローティン博士は昏睡状態に陥り、事件発生から9日後に35歳の若さで死亡しました。なお、死因は放射線障害として知られる「急性放射線症候群」として記録されています。





ロスアラモス研究所で起きた2度の放射線被曝事故による死亡者は、ダリアン博士とスローティン博士の2人だけです。2人の物理学者が使用していたプルトニウムの塊は元々は「ルーファス」と呼ばれていたのですが、事件後にデーモン・コアと呼ばれるようになります。



なお、事故の原因となったデーモン・コアはクロスロード作戦での3度目の核実験で使用される予定でしたがキャンセルされ、1946年の夏に新しい武器に使用するために溶かされたそうです。

