路易斯·亚历山大·斯洛廷1910年12月1日出生于加拿大曼尼托巴省温尼伯市,父母是以色列和索尼亚·斯洛廷,来自俄罗斯的犹太移民。他们在新大陆安家,定居在温尼伯北端一个东欧移民社区,靠经营杂货店维生。他成绩优异,尤其对科学着迷,常在自家地下室摆弄化学试剂。
1928年,斯洛廷进入曼尼托巴大学攻读化学,1932年获理学学士学位,次年取得硕士学位。他的学术道路并未止步于此,他远赴英国,进入伦敦国王学院攻读物理化学博士学位。
1936年,他凭借一篇关于不稳定分子反应的论文获得博士学位,论文严谨而富有洞见,赢得导师好评。国王学院的学术氛围让他如鱼得水,但他对冒险的渴望同样强烈。他加入拳击队,凭借敏捷身手成为羽量级拳王,还曾短暂参加西班牙内战,体验战场的紧张感。
博士毕业后,斯洛廷加入芝加哥大学,担任研究助理,参与回旋加速器的设计。这项工作让他接触到核物理的前沿,核裂变现象的发现震动科学界,斯洛廷敏锐地意识到这一领域的潜力。
1942年,他受邀加入曼哈顿计划,这项美国主导的秘密项目旨在研发原子弹。他先在芝加哥冶金实验室工作,见证了全球首个人工核反应堆芝加哥堆1号达到临界。那一刻,实验室灯火通明,仪器低鸣,标志着人类首次控制核裂变。
1943年,斯洛廷转至田纳西州奥克里奇,参与X-10石墨反应堆的建设。这座反应堆专为生产钚而设计,是原子弹研发的关键。他负责测试反应堆部件,常常彻夜分析数据,确保设备稳定运行。
他来到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室,加入武器物理组。这里是曼哈顿计划的核心,奥本海默、费曼等顶尖科学家云集。斯洛廷被委以重任,负责组装原子弹核心部件。
1945年7月16日,斯洛廷亲手打造的钚核心在“三位一体”试验中成功引爆,释放出相当于2万吨TNT的能量。这次试爆标志着原子弹的诞生,也让斯洛廷成为核工程界的明星。他被誉为“首席军械工”,因技术娴熟而备受尊敬。
1946年5月21日,洛斯阿拉莫斯实验室的帕哈里托峡谷,路易斯·斯洛廷进行了一场致命的临界实验。实验对象是“恶魔之心”,一个直径8.9厘米、重6.2公斤的钚球,外覆铍制中子反射层。这个核心是原子弹的命脉,能引发链式核裂变,释放毁灭性能量。
但它也极度危险,稍有不慎便可能达到超临界,释放致命辐射。九个月前,物理学家哈里·达格利安因操作失误让同一核心失控,25天后死于辐射病,核心因此得名“恶魔之心”。
“恶魔之心”原计划用于第三枚原子弹,目标是日本。但1945年8月日本投降,这颗核心转为实验用途。斯洛廷的任务是测试核心的临界点,测量中子反射层如何影响裂变反应。
实验当天,斯洛廷向七位同事展示临界组装过程,包括阿尔文·格雷夫斯、雷默·施赖伯和S·艾伦·克莱恩等人。实验台上,钚核心被一分为二,两个铍半球分置两侧。斯洛廷用一把平头螺丝刀撑住上半球,控制与下半球的距离,逐渐靠近以观察裂变反应。
操作中,螺丝刀尖端意外滑落,上半球猛然落下,与下半球贴合。核心瞬间达到超临界,一道蓝色闪光迸发,释放出高剂量伽马射线和中子辐射。
剂量计警报刺耳,实验室内充满电离辐射的刺鼻气味。斯洛廷迅速掀开上半球,终止链式反应,但为时已晚。他吸收了约2100雷姆的辐射,远超致命剂量。
事故后,斯洛廷被立即送往医院。其他七人因站位不同,受到不同程度的辐射。格雷夫斯吸收了约390雷姆,施赖伯等人剂量较低。实验室内一片混乱,核心被隔离,事故现场被封锁。
事故后,斯洛廷被送往洛斯阿拉莫斯医院,隔离在特护病房。辐射效应迅速显现,他的皮肤泛红,头发脱落,伴随剧烈呕吐和腹泻。血液检测显示白细胞和血小板骤减,骨髓功能崩溃。医生尝试输血和抗生素治疗,但无济于事。
1946年5月30日,事故九天后,他在痛苦中去世,年仅35岁。
其他七位在场者的命运各异。阿尔文·格雷夫斯因站得最近,受到重度辐射,出现白内障和甲状腺问题,1965年死于心脏病,享年55岁,辐射可能是诱因。
雷默·施赖伯等人因距离较远,症状较轻,但部分人后来罹患癌症。西斯利基1965年死于急性髓系白血病,享年42岁,医学报告认为与辐射有关。S·艾伦·克莱恩幸存较久,但健康状况也受影响。
“恶魔之心”在事故后被熔化,材料用于其他核试验。两次致命事故促使洛斯阿拉莫斯实验室改革安全规程。手动操作被全面禁止,实验改用远程机械臂,操作人员需身处厚重防护屏障后。实验室增设辐射监测设备,墙壁加厚以屏蔽辐射。
路易斯·斯洛廷用生命书写了科学与冒险的交响曲,他的才华照亮了核物理的星空,却因一念之差陨落于“恶魔之心”的蓝光。
参考资料
The Death of Louis Slotin – Nuclear Museum
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