临界试验安全操作规定

　　达格利安事件发生以后，洛斯·阿拉莫斯实验室成立了一个特别委员会进行审查。每当可裂变材料组装时，在装配可能变得临界的情况下都要进行评审，以及提出适当的安全建议。以下这些规定是该委员会工作的成果，这些工作不仅是为了减少类似事件发生的可能性，也是为了在如果发生意外事故后尽量降低后果的严重程度。
　　1、准备两份特别的名单，一份列出唯一允许做这项工作的人;另一份名单上是来领导这项工作的人员名字。
　　2、除了警卫人员，还要求至少有两个人在场。允许的最大人数也是受约束的。
　　3、在开始实施试验之前，必须制定计划，包括所有突发事件中的操作和行为。
　　4、必须至少运行两个监测仪器，在实验过程中的任何时候都能清晰听到每个仪器中子强度的指示。
　　5、任何涉及可裂变材料的组件变更必须由一个人一次制造，缓慢且容易可逆。
　　6、同一时刻在同一栋楼里，不应存在两个可能变得临界状态的部件。
　　7、与实验相关的所有操作必须遵循安全程序。如果出现违规，必须立即停止操作，直到符合安全操作规程。
　　实验室的专家还对机械遥控操作装置的发展给予了充分的考虑，在接下来的数月里，进行了一些设计和制造工作。1946年以后类似的工作是在遥控系统没有人员暴露的情况下进行的。

　　然而，虽然制定了这些安全制度，仍然发生了第二起临界事故，“恶魔核心”又夺去了第二个人的生命，这起事故的主人公是路易斯·亚历山大·斯洛廷。哈里·K·达格利安是斯洛廷的一名同事兼实验室助理，当他在留院的21天里，慢慢地被辐射病折磨至死的期间，斯洛廷长时间伴在他身旁。
　　亚历山大·斯洛廷（Louis AlexanderSlodn），加拿大物理学家和化学家，曾参与“曼哈顿计划”。斯洛廷生于1910年12月1日，他出生在加拿大马尼托巴省的温尼伯市北区，是正统犹太人，是家中三名孩子中的长子，父母是说意第绪语的难民，因沙皇俄国屠杀犹太人而逃亡到马尼托巴省的温尼伯市。他们逃离了“波格罗姆俄罗斯”，这是一个俄语单词，基本上是指一次袭击，随后是抢劫、破坏和谋杀。在1881年和1921年，袭击发生在基督徒和犹太人之间。
　　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，少年在圣约翰技術高中读书，在此期间，斯洛廷都表现出他出对知识的热爱，一种强烈的成功欲望，以及非凡的学术才能。路易斯是个非常出色的学生。他的弟弟萨姆·斯洛廷在1990年的一次采访中回忆说：“路易斯有一种极端的强度，使他能够长时间学习。”“路易斯曾经让我和他的朋友们玩桥牌，这样他就可以学习了。他喜欢在我们后院的凉亭里看书”。1927年，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。在马尼托巴大学学习期间，他担任了3年的学生助理。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

　　早在少年时代斯洛廷就愿意干一些斗争、冒险和不顾生命危险的事情。在国王学院时期，斯洛廷曾获得学院业余羽量级拳击锦标赛优胜，因而以业余拳手的身份闻名校内。后来，在西班牙内战中，他加入了美国的亚伯拉罕·林肯旅，为西班牙共和国打过仗，他在那儿当高射炮兵，经常有丧命的危险。其实这也不是出于什么政治上的动机，而是他爱过不甘平淡的生活。
　　在这一时期，有2800名来自亚伯拉罕·林肯旅的美国志愿者，在西班牙内战中抵抗受意大利法西斯主义和德国纳粹主义支持的佛朗哥将军的国家主义者，捍卫共和。很多志愿者原本过着衣食无忧的平静生活，来到西班牙才第一次摸到真刀真枪。他们不为名、不为利，仅凭着心中的理想和脑海中“美丽新世界”的愿景就义无反顾地奔赴异国战场甚至客死他乡。这是世界最后一次团结起来为理想而战。
　　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》（第一本报道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。”不过，这一点也存疑。在数年以后的一次访问中，萨姆指出他的兄长是“在西班牙徒步旅行”，并“没有参与战争”，不像外界认为的那样。1933-1936年，他在伦敦国王学院研究物理化学，1936年获大学颁授物理化学博士学位，博士论文《论某些化学反应中不稳定分子的进阶形成》还获得最佳论文奖。1935-1936年间，他是国王学院物理化学领域的示范者。
　　第二次世界大战爆发之初，他就立即加入了英国皇家空军部队，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。但不久他不得不退役，因为在体检中发现他隐瞒了自己的近视眼病史。
　　毕业之后的半年，他在都柏林爱尔兰自由州大南方铁路公司担任特别调查员，测试用于哈科特一布雷伊线上的德鲁姆镍锌蓄电池。

芝加哥大学

　　1937年，在斯洛廷应聘加拿大国家研究局失败后，芝加哥大学聘请他当研究员，应康普顿的邀请，参与粒子加速器的建设。在那里，斯洛廷第一次获得核化学方面的经验一一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来展示动物细胞具有利用二氧化碳（经固碳作用）进行碳水化合物合成的能力，发表了许多放射生物学方面的论文。

　　1942年6月，美国军方研制原子弹的绝密的“曼哈顿计划”启动，当时美国、英国等国家最顶尖的科学家以及10万多名工作人员先后投身于这一计划当中，是当时美国武器研发中的最高序列。1942年中期，橡树岭被选为大规模生产钚-239和铀-235的地点，用于为后来在新墨西哥州洛斯·阿拉莫斯开发的原子弹提供燃料。在华盛顿州中部靠近大库里大坝电力线的哥伦比亚河上的一个新地点，钚生产反应堆被称为汉福德工厂。橡树岭的是空气冷却的、石墨调节的克林顿堆（石墨反应堆），克林顿实验室的研究人员证明钚-239可以在铀-238段中产生并从中分离出来。诺贝尔奖获得者、芝加哥大学的恩里科·费米领导了这个反应堆项目。1942年12月2日那天，芝加哥大学的科学家造出了首个受控自持链式核反应，是二战期间对原子弹的研发过程中必不可少的关键一步。
　　随机的一个中子就足以启动CP-1中的链式反应。第一个中子会在铀核诱发出裂变，释放一组新的中子。这些二级中子会撞击到石墨中的碳原子核从而减速。接着它们与其它的铀核相遇，继而引发新一轮的裂变反应，释放出更多中子。镉控制棒的存在确保了反应不会无限期的继续下去，费米和他的团队对于何时加入这些控制棒从而控制链式反应有着精确的判断。在启动恩里科·费米的“芝加哥一号反应堆”（CP-1）的时候，斯洛廷也在场。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。斯洛廷在未来的诺贝尔物理学奖得主尤金·魏格纳的监督下，在大学里研究钚的生产方法，后来改到田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室继续研究。
　　虽然“芝加哥1号堆”证明了核反应堆的可行性，但“曼哈顿计划”的目标是生产足够的钚来制造原子弹，这需要反应堆的功率达到1000倍，同时还需要从铀和裂变产物中化学分离反应堆中产生的钚。钚项目代号X-10的下一步是建造一个半工厂，在那里可以开发技术和程序，并进行培训。其核心是X-10石墨反应堆。它是气冷的，用石墨作为中子慢化剂，用纯天然铀作为燃料。
　　1943年2月2日，杜邦开始在位于橡树岭的克林顿工程师工厂建造钚半成品。X-10石墨反应堆于1943年11月4日“进入临界状态”，并于1944年初生产了第一批钚。该反应堆的启动小组包括斯洛廷和伯纳德·费尔德，他们是临界装置测量领域的引领者，斯洛廷从事大型铀金属组件的源驱动倍增测量，以及金属棒水栅的热中子系统测量。1943年11月4日凌晨4：00，橡树岭，路易斯·斯洛廷敲响了M.D.惠特克和R.L.多恩房间的门，这两位是“曼哈顿计划”克林顿实验室的主管。此前整个晚上，在这个位于田纳西州东部丘陵地带“X点”的反应堆中，铀块一直不断地被装入严密保护的石墨中。惠特克和多恩都严格要求在他们4日早上到达工作地点之前，反应堆不应达到临界状态。然而，一方面他们高估了临界质量的数值，另一方面也低估了亨利·纽森、莱尔·博斯特和斯洛廷的热情。临界状态来得比预想的要快，斯洛廷发现有必要开车进城叫醒康普顿和费米，他星夜兼程、风尘仆仆地赶到了距离反应堆现场15英里，通知了两位科学家。正如1993年发表的《橡树岭国家实验室评论》的两期文章所报道的那样，“11月4日黎明前，路易斯·斯洛廷开车到宾馆叫醒了两位诺贝尔奖获得者亚瑟·康普顿（Arthur Compaton）和恩里科·费米（Enrico Fermi），他们在橡树岭（OakRidge）的别名是霍利（Holley）和农夫（Farmer）。在黑暗中，他们沿着贝塞尔山谷路飞驰，见证了反应堆在凌晨5点进入临界状态。”在石墨反应堆生产的326克钚中，有一小部分通過几次火车运输到洛斯·阿拉莫斯。在那里，放射性同位素被实验性地使用，成就了内爆型钚燃料弹的设计。在汉福德，橡树岭的钚生产和后处理程序得到了扩大。那里的水冷石墨慢化反应堆是由未来的诺贝尔奖得主尤金·魏格纳设计的，他是一位化学工程师和物理学家，1946-1947年在后来的橡树岭国家实验室担任研究主管。
　　路易斯·斯洛廷是国家钚研究中最引人注目的人物之一。斯洛廷在芝加哥大学和橡树岭国家实验室的魏格纳领导下从事钚的生产。1942年8月20日芝加哥大学的冶金实验室第一次分离出来可见量的钚。在橡树岭时，斯洛廷的鲁莽行为震惊了人们，尤其是卡尔摩根，橡树岭国家实验室的健康物理部主任。斯洛廷希望石墨反应堆立即关闭，这样他就可以修复一个在水下6英尺的实验中出现故障的仪器。但是这位加拿大科学家被告知要多等一天，届时反应堆将因预定的燃料补给而关闭，水箱将被排干。摩根在他的出版物《愤怒的精灵：一个人走过核时代》中写道：
　　“但是在夜晚，斯洛廷脱下短裤，潜入水箱底部，修理他的设备。他没有佩戴胶片徽章（剂量计），所以我们只能估计他的辐射剂量至少为100伦琴，这是一个虽然危险但可以生存的量。”
　　橡树岭实验室X-10石墨反应堆的工作人员用一根杆子把新鲜的铀塞推进反应堆的混凝土装载面。
　　斯洛廷同魏格纳在橡树岭结束了新型反应堆的研究工作以后，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·巴彻的原子弹物理小组进行研究工作。他原本希望能同阿尔瓦雷斯一起被调到提尼安岛去参加第一颗实战用原子弹的装配工作，但是保安部门考虑到他是加拿大人而没有同意他参与这项工作。为了缓解他的失望心情，委托他为阿拉莫戈多的陆军部门装置一个实验性炸弹的内部机械。

　　在洛斯·阿拉莫斯，斯洛廷的职责是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，后来就是测试钚制核心。进行临界试验时需使可裂物料达至近乎临界水平，以确立其临界质量的数值。科学家们将这种可能触发核连锁反应的冒险行为叫做“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”。他和B·D·麦克唐纳和C·S·史密斯一起负责机械装置的组装，并监控装配过程中辐射是否超标，当原子弹安放到铁塔上时对其进行检查。这张路易斯的照片显示，一个30多岁的男人正在侧身，旁边就是他组装的科学史上的巨大突破——“瘦子”原子弹，这张照片看起来很安静，但有一点轻浮。他穿着很随意，只着一件无扣衬衫、一条宽短裤、一双靴子和一副优雅的太阳镜。他所在的帐篷使得工人们避免了直接暴露在灼热的太阳光下，尽管从他们的面容来看，酷暑难耐，毕竟这是在沙漠中的洛斯·阿拉莫斯。
　　在第一顆原子弹“瘦子”研制的过程中，斯洛廷进行试验性炸弹内部机械的试验。这种机械装置由两个半圆球构成，投弹时这两个半圆球必须对合，使两个半圆球里的钚合到一起，从而达到“临界质量”。这一临界尺寸的确定曾经是洛斯·阿拉莫斯理论研究室所要解决的重大课题之一。但是在当时的条件下，像这样一些数据，如钚的需要量、链式反应过程中放射出的中子的散射角及发射出的中子数量、两个半圆球体对合的速度以及其它一系列数据，都只能做出近似的计算。如要绝对肯定和确信这些数据，则必须单独进行试验才能加以证实。担负这些试验的是以弗里希（他从英国来到美国）为首的一个小组，斯洛廷也是这个小组的成员。
　　弗里希做临界质量试验的方法与斯洛廷不同，他的方法既简单又危险。他把裂变材料切成3厘米长的小棒子，把它们堆起来，同时盯着他的辐射计，直到达到临界状态。为了减缓反应速度，他用氢化铀代替纯铀。一天，弗里希偶然倚靠在一堆铀棒上，使他的身体将中子反射回铀棒堆，几乎引起了失控的反应。他从眼角看到了红灯，红灯在中子周围时间歇性地闪烁，不断地发光。弗瑞斯意识到发生了什么，很快就用手把铀棒打散了。弗里希在事故中接受了相当大的辐射，但幸运的是辐射量不足以杀死他。然而，对于他的同事们来说，他们稍后将重复他的实验。
　　斯洛廷在进行试验时，从来不采取任何特殊的防护措施。他的全部工具就是两把螺丝刀，他用螺丝刀把两个半圆球沿着导向轴相对衔合，然后他就在一旁密切观察，他的任务是在正好达到链式反应最初瞬间的临界点时立即将半圆球分开。如果他稍一疏忽而超越了这个临界点或者是没有来得及在最初瞬间中断已经开始了的反应，则质量就会突破临界值而随之产生核裂变。弗里希本人就有一次在洛斯·阿拉莫斯进行这种试验时险些丧命。斯洛廷当然很清楚，每当他从死亡边缘挣脱出来时，他的上司的生命也是处于千钧一发。但是这个勇敢的青年科学家却乐于冒生命危险。

　　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，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，就有人去接手他所留下的工作。

　　1943年夏季，洛斯·阿拉莫斯科学实验室的放射小组开始在帕哈里托峡谷建立实验室，成为首个搬迁到此的部门。建立野外实验室，是为了避免其它实验室的试验活动所产生的背景辐射的干扰。一年以后，该小组又转移到了东门实验室，该实验室是为了测量瞬发核裂变而专门成立的。1944年末，帕哈里托峡谷实验室改造成为了诊断爆炸的“磁方法”的试验场。到了1945年，该处实验室被遗弃。1946年4月，洛斯·阿拉莫斯科学实验室的临界组装试验从发生过事故的欧米伽分室搬迁到了峡谷。尽管哈里·达格利安因致命的辐射伤害而遇难，但是该处的临界组装实验活动仍然用手进行操作，由此导致了一年以后发生了另一起事故。