路易斯·斯洛廷查看源代码讨论查看历史
路易斯·斯洛廷 | |
|---|---|
| 出生 |
1910年12月1日 加拿大缅尼托巴省温尼伯市北区 |
| 逝世 |
1946年5月30日（35岁） 美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯 |
| 死因 | 辐射中毒 |
| 职业 | 物理学家及化学家 |
路易斯·亚历山大·斯洛廷（Louis Alexander Slotin，1910年12月1日－1946年5月30日），加拿大物理学家和化学家，曾参与曼哈顿计划。斯洛廷生于加拿大曼尼托巴省温尼伯市北区，并在那里长大，在曼尼托巴大学取得理学学士及理学硕士学位之后，转到伦敦国王学院学习，并于1936年在该校取得物理化学博士学位。之后，他以研究员的身份加入芝加哥大学，并协助设计了一套回旋加速器。
斯洛廷于1942年获邀参加曼哈顿计划。在曼哈顿计划中，他负责测量铀及钸核心的临界质量值。在第二次世界大战后，斯洛廷继续在洛斯阿拉莫斯国家实验室从事研究工作。于1946年5月21日，斯洛廷意外地启动了一次裂变反应，当中释放出一股硬性辐射。斯洛廷被紧急送院，并于九天后的5月30日逝世，成为史上第二名临界事故的遇难者。
斯洛廷在事发后迅速作出反应，成功防止同事死亡，故被美国政府誉为英雄。然而，一部分物理学家认为该事故是可以避免的。该事故及其馀波已在文学作品中被戏剧化。
早年
斯洛廷是家中三名孩子中的长子，父母是说意第绪语的难民，因俄国屠杀犹太人而逃亡到缅尼托巴省的温尼伯市。他在温尼伯市的北区长大，该区是东欧移民的集中地。他幼年在麦克雷小学读书，少年在圣约翰技术高中读书，在此期间，斯洛廷都表现出他非凡的学术才能。他的弟弟森姆后来评价他的哥哥“有着使他能长时间学习的超常集中力”。斯洛廷16岁时考进了马尼托巴大学，攻读科学学位。在本科生修业期间，他在物理学和化学方面都获得了大学颁发的金奖章。斯洛廷于1932年取得了地质学理学学士学位，并于1933年取得理学硕士学位。在一位导师的协助下，他获得了前往伦敦国王学院学习的研究生奖学金，而他的导师则是当时的化学系主任，专门研究光化学及电化学的亚瑟·约翰·阿尔曼德。
国王学院
在国王学院时期，斯洛廷曾获得学院业馀羽量级拳击锦标赛优胜，因而以业馀拳手的身份闻名校内。后来，他为西班牙共和国打过仗，并跟随英国皇家空军驾驶过实验战斗机，以此给人们留下了印象。作家罗伯特·容克在他的著作《比千个太阳还亮：原子科学家们的个人史》（第一本报导曼哈顿计划的出版著作）中说斯洛廷“曾在西班牙内战时参与志愿军，他参军主要是为了刺激而不是政治。”在数年以后的一次访问中，森姆指出他的兄长是“在西班牙徒步旅行”，并“没有参与战争”，不像外界认为的那样。斯洛廷于1936年获大学颁授物理化学博士学位。他的论文《论某些化学反应中不稳定分子的进阶形成》还曾经获奖。之后他为爱尔兰大南方铁路公司担任特别调查员，测试用于Harcourt Street railway line|哈科特-布雷伊线上的Nickel–zinc battery|德鲁姆镍锌蓄电池。
芝加哥大学
1937年，在他应征National Research Council (Canada)失败后，芝加哥大学聘请他当研究员。在那里，斯洛廷第一次获得核化学方面的经验──协助兴建美国中西部的第一套回旋加速器。该工作薪酬欠佳，以致斯洛廷的父亲不得不额外给予儿子援助，长达两年之久。1939年至1940年，斯洛廷与生物化学系系主任厄尔·伊凡斯合作，用回旋加速器生产放射性碳（碳-14和碳-11）。合作期间，二人还用碳-11来展示出动物细胞具有利用二氧化碳（经Carbon fixation）进行Carbohydrate metabolism|碳水化合物合成的能力。
1942年12月2日那天，在启动恩里科·费米的“芝加哥第一反应堆”（第一个核反应堆）的时候，斯洛廷可能在场；然而，该项目的各种纪录在这点上并不一致。在这段期间，斯洛廷还对放射生物学方面的好几份论文作出了贡献。他在这方面的专长获得了美国政府的注意，故此被邀加入曼哈顿计划，也就是美国研发核弹的专案组织。斯洛廷在未来的诺贝尔物理学奖得主尤金·维格纳的监督下，在大学里研究钸的生产方法，后来改到田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室继续研究。在1944年12月，他搬到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室，为罗伯特·巴彻的炸弹物理小组进行研究工作。
洛斯阿拉莫斯
在洛斯阿拉莫斯，斯洛廷的职责在于进行危险的临界试验，首先是测试奥托·罗伯特·弗里施在他实验中用的铀，后来就是测试钸制核心。进行临界试验时需使裂变材料达至近乎临界水平，以确立其临界质量的数值。科学家们将这种对核连锁反应概率冒险的行为叫做“搔弄龙尾巴”，这是鉴于物理学家理查德·费曼所作的评价，他把这种实验比作“搔弄一条睡龙的尾巴”。斯洛廷于1945年7月16日组装了三一试验用的核心，也就是第一枚被引爆的原子弹。由于他那时成了原子武器组装专家，所以开始被人称为“美国首席军械工”。
战后，斯洛廷表示他愈来愈不屑于参与该计划。他说，“使我非常愤慨的是，我开始参与海军的各种测试。” 对斯洛廷而言，很不幸的是洛斯阿拉莫斯仍然需要他的参与，因为就像他说的那样，“还留在这儿又有炸弹组装经验的人只有几个，而我就是其中一个。”他盼望重返芝加哥大学继续他的生物物理学及放射生物学的研究，而他那时正在训练一名替代者，艾尔文·C·格里夫斯，好让自己一重回和平时期的工作，就有人去接管所留下的职务。
在1945年8月21日，斯洛廷的一名密切同事兼实验室助理，哈里·K·达格利恩，在进行临界质量测试时，意外地掉下一块小碳化钨鏄，落在重6.2千克的δ相钸制炸弹核心上。24岁的达格利恩受到510雷姆（5.1西弗）的Neutron radiation照射。当这位年轻人在往后留院的21天，慢慢地为辐射病折磨至死的期间，斯洛廷长时间伴在他身旁。
临界事故
在1946年5月21日，斯洛廷与七名同事对一场实验进行操作，当中要把两块铍（一种中子反射物料）制半球置于一钸制核心的周围，作为制造裂变反应的起始步骤。该实验所用的核心正是照射达格利恩的那一颗6.2千克钸制核心。斯洛廷一方面用左手经姆指孔抓紧铍制的上半球，另一方面右手用螺丝刀维持着上下半球间的空隙，同一时间助手移走平常会用的Shim (spacer)。使用螺丝刀操作并不是实验计划的标准规定。
下午3时20分，螺丝刀滑落，导致铍制上半球落下，引起Prompt criticality反应并释放出一股硬性辐射。与此同时，房间里的科学家们观察到空气被离子化所形成的“蓝色萤光”，以及感觉到一股“热浪”。此外，斯洛廷的口部感觉到酸味，左手感到被烧伤的剧痛。斯洛廷本能地向上急抽左手，将铍制上半球拉起并把它掉到地上。他使自己被一股达致命剂量（约2100雷姆，或21西弗）的中子及γ辐射曝晒（斯洛廷所受的辐射剂量相等于在原子弹爆发时距弹4800呎（1463米）时所受的辐射量）。
斯洛廷一离开实验楼就呕吐，一种受强度极高的离子化辐射曝晒下所产生的普遍征状。斯洛廷的同事将他紧急送院，但辐射已对他做成无可挽回的伤害。斯洛廷的父母被告知他们的儿子即将面临死亡，而一些志愿者亦为他提供输血用的血液，可惜无效。此次事故终止了洛斯阿拉莫斯一切要动手做的组装工作。起先，是次事故被列为机密，就算实验室以内的工作人员亦未被告知此事；罗伯特·奥本海默及其他同事后来报告说，他们对于虽秘密得悉有同事正在等死，但仍要继续日常工作及社交活动之事，感到极为痛苦。
在父母的陪伴下，斯洛廷于九天后的5月30日逝世。他于1946年6月2日被葬回温尼伯。七位生还者中的三人数年后死于可能与被辐射曝晒相关的死因。
该核心（因引起两起意外而被称为“恶魔核心”）是战后不久的多次实验中的主体，并且被用于十字路行动系列核武器测试中的ABLE试爆。斯洛廷的实验是核心被引爆前预定进行的最后一次，原意是最后一次展示该核心确实具有逹到临界的能力。
遗产
在1946年6月14日，《洛斯阿拉莫斯时报》副主编托马斯·P·阿什洛克写了一首题为《斯洛廷──一首颂辞》的诗：
拥有伟大灵魂的科学家，愿主欢迎你！
当你跟我们一起的时候，就算连陌生人都知道
你智慧既广且高的名声
不单在死亡的熔炉里
我们最终见到你展示出的高尚之心。
当时官方发布的故事说，迅速移走上半球的斯洛廷，是中断临界反应兼保护房内其他七名观察者的英雄：“斯洛廷博士置自己死生于度外，他的迅速反应阻止了实验发展到更严重的地步，要是没未阻止的话，可以肯定实验会导致跟他一起工作的七人全数死亡，以及附近各人的重伤。”然而，作为计划工作的一名高级物理学家，罗伯特·B·布洛德指出该事故是完全可以避免的，斯洛廷并没有使用正式步骤，危害自己及实验室众人。斯洛廷在洛斯阿拉莫斯的同事于1948年成立了“路易斯·A·斯洛廷纪念基金”，向杰出科学家主讲的讲座颁授奖金，获奖者包括罗伯特·奥本海默，诺贝尔奖得主路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨及汉斯·贝特。纪念基金一直运作至1962年。
在1955年德斯达·马斯塔斯的小说《事故》中描述的就是这次事故，小说以文学的方式讲述一名核科学家受辐射中毒后生命最后的几天。事故与馀波在1989年时被电影《胖子与小男孩》所戏剧化，当中约翰·库萨克饰演迈克尔·梅里曼，一名以斯洛廷为蓝本的文学角色。作家保罗·穆尔林撰写了一出名为《路易斯·斯洛廷奏鸣曲》的戏剧，是1946年5月21日展开的连串事件的戏剧化重组。一颗在1995年被发现的小行星，于2002年被命名为12423斯洛廷星。