Incidente critico di Cecil Kelly

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May 22, 2022

L'incidente critico di Cecil Kelley si è verificato il 30 dicembre 1958 presso il Los Alamos National Laboratory nel New Mexico, negli Stati Uniti. È uno dei 10 incidenti critici nella storia fuori da un reattore nucleare. Al momento dell'incidente del 1958, è stato il terzo incidente critico nella storia dopo l'incidente critico nell'area di sicurezza nazionale Y-12 a Oak Ridge, Tennessee, USA il 16 giugno e l'incidente critico al Bincha Nuclear Research Center di Belgrado , Jugoslavia il 15 ottobre. Una reazione critica si è verificata nel composto di plutonio disciolto nel reagente liquido e, in un incidente, il chimico Cecil Kelly è morto di sindrome da radiazioni acute entro 35 ore.

Sviluppo del pensiero

Cecil Kelley (16 ottobre 1920 - 31 dicembre 1958) era una chimica di 38 anni con 11 anni di esperienza, che ha lavorato più della metà della sua carriera di ricercatrice presso il laboratorio di Los Alamos. Uno dei principali studi di Kelly è stato quello di far funzionare una vasca di miscelazione in acciaio inossidabile con una capacità di circa 1.000 litri. All'interno della vasca vi erano residui di plutonio-239, avanzati da altri esperimenti e studi, nonché soluzioni acquose in cui venivano disciolti vari solventi organici e acidi a scopo di recupero per il riutilizzo. Nella sua forma pura e in condizioni di temperatura e pressione ambiente, il plutonio è un metallo duro e argenteo. Scolorisce rapidamente se esposto all'aria ed è facilmente solubile in acido cloridrico, acido iodico e acido perclorico.Il giorno dell'incidente, nella vasca di miscelazione, plutonio disciolto in acido nitrico con spiccate proprietà corrosive e un solvente organico idrosolubile per la stabilizzazione per prevenire la corrosione dei contenitori (0,1 g di plutonio per 1 L di solvente)), e i chimici nucleari hanno chiamato questa soluzione magra. Tuttavia, i rifiuti di plutonio sono stati "iniettati in modo improprio" nel serbatoio almeno due volte (sebbene non ci siano prove che ciò fosse intenzionale o pubblicamente disponibile e non ci sono prove che Cecil Kelly lo sospettasse o ne fosse stato testimone) e la concentrazione di plutonio in il serbatoio era In alcuni domini era circa 200 volte superiore alla condizione originariamente ipotizzata. Inoltre, il soluto nella soluzione non è stato miscelato in modo uniforme, quindi la parte superiore della soluzione conteneva più di 3 kg di plutonio, quindi la concentrazione era molto alta ed era già vicina alla massa critica prima che Kelly facesse qualsiasi cosa. Nel frattempo, quando Kelly ha attivato il serbatoio di miscelazione, la soluzione ha iniziato a vorticare e a bollire. Il denso strato acquoso nel serbatoio è stato spinto verso l'esterno e avvolto attorno a una ciotola, mentre lo strato meno denso e arricchito di plutonio ha roteato verso il centro del contenitore. Tra le proprietà ideali, la forma più ideale per qualsiasi materiale fissile per sfondare la sua massa critica è avere una forma sferica con la più piccola area superficiale. La soluzione con un'alta concentrazione di plutonio non era sferica, ma il vortice faceva accumulare la soluzione al centro, aumentando la densità per volume, e lo strato d'acqua che lo circondava aumentava la riflettanza del neutrone, quindi il plutonio disciolto ha sfondato la massa critica in circa 1 secondo e ha provocato una reazione critica. I neutroni nella miscela hanno colpito i nuclei di plutonio con una frequenza sufficiente per causare la fissione e la reazione nucleare a catena per rilasciare neutroni è durata solo circa 200 millisecondi (0,2 secondi), ma nel momento in cui è avvenuta la reazione a catena, un'enorme quantità di neutroni e raggi gamma sono stati emessi. Questo rilascio incontrollato di energia nucleare è chiamato incidente critico. In meno di 3 secondi lo strato di miscela è stato completamente disperso e la reazione critica si è interrotta.

Esposizione

Cecil Kelly stava salendo su una scala al momento dell'incidente critico, osservando il contenuto del serbatoio di miscelazione attraverso la finestra di osservazione del serbatoio. Altri due tecnologi che lavoravano all'interno del laboratorio hanno acceso luci blu e