在研發核武器和反應堆的過程中發生的臨界事故有多危險？

自從1945年以來，至少發生過60起臨界事故，導致了至少21起死亡，其中美國8人，前蘇聯10人，日本2人，阿根廷1人，南斯拉夫1人。其中9起事故的原因是操作失誤，其他的屬於實驗反應堆事故。 在研發核武器和反應堆的過程中都發生過臨界事故。

1945年6月4日，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家約翰·比斯萊（John Bistline）正在進行實驗，研究把一塊亞臨界質量的濃縮鈾浸在水反射層中的結果。當水滲入裝著鈾的聚乙烯盒子時，實驗意外達到了臨界條件。三個人受到了低於致死劑量的輻射。

核電站的核反應堆外觀

1945年8月21日，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家小哈里·K·達利安不小心把一塊碳化鎢掉到一個鈈球上，碳化鎢充當了中子反射層，使系統達到了臨界條件。（這個鈈球後來被稱為「惡魔核心」（demon core）。）小哈里·K·達利安接受了致死劑量的輻射，這也是已知的第一起導致了死亡的臨界事故。

鈈球被能反射中子的碳化鎢包裹，這是哈里·達利安在1945年進行的實驗的場景重現

1946年5月21日，又一位洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家路易斯·斯洛廷（Louis Slotin）意外地在一次相似的事故中受到了輻射，這次事故在當時被稱為Paharito事故，肇事者正好是害死了達利安的那個鈈球。斯洛廷用兩個直徑9英寸的空心半球形中子反射材料（鈹）一上一下地把鈈球包裹起來，並用一個螺絲刀使它們稍微分開，這能使系統保持在亞臨界狀態。當螺絲刀意外滑落的的時候，兩個半球完全包裹了鈈球，達到了臨界狀態。當斯洛廷意識到發生了什麼之後，他果斷地用手分開了兩個半球，拯救了附近其餘七個科學家的生命。斯洛廷九天後死於輻射。

斯洛廷事故的重現

斯洛廷事故的重現（上圖）。在靠近手的地方有一個拇指洞的半球是鈹做的，鈹代替了「胖子」原子彈里填充的鈾。下面一個較大的半球是鋁做的。直徑3.5英寸（89mm）的鈈就是「惡魔核心」（和導致了達利安事故的是同一個），當時它在兩個半球中間，在外面可能看不見，不過可以根據旁邊兩個小的半球來想像它的尺寸。

1958年6月16日，第一起有記錄的鈾引發的臨界事故發生在田納西州的橡樹嶺，Y-12反應堆。在一次裂變溶液的例行檢漏中，沒有人發現收集的溶液達到了55加侖（約208升）。臨界反應進行了大約20分鐘，導致8個工人受到了大量輻射。沒有人死亡，不過其中5人住院治療了44天。所有8個工人最終都重返工作崗位。

1958年10月15日，南斯拉夫Vin?a的Vinca核研究中心的RB重水堆發生了一起臨界事故，導致1人死亡，5人受傷。倖存者在歐洲接受了歷史上的首例骨髓移植。

核反應堆內部景觀

1958年10月30日，洛斯阿拉莫斯國家實驗室，負責提純鈈的化學操作員塞西爾·凱利（Cecile Kelly）打開了一個大型混合器的開關，在水缸里形成了漩渦。溶解在有機溶劑里的鈈流進了漩渦中心。由於操作失誤，混合物中含有3.27kg的鈈，在200毫秒內達到了臨界條件。最終人們估計，凱利接受了3900到4900 rad（合39到49戈瑞）的輻射。其他操作人員說他們看到了一道閃光，然後發現凱利在外面喊著「我要燒起來了！」。凱利於35小時之後逝世。

1964年7月23日，美國羅德島州查爾斯鎮的木河結工廠（Wood River Junction）發生了一起臨界事故。反應堆的設計能從燃料生產的廢渣中回收鈾，一個操作人員將三氯乙烷注入裝著鈾-235和碳酸鈉的池子中，把裡面的有機物提取出來。事故發生時他錯誤地加入了鈾溶液，引發了臨界事故。這個操作人員受到了10 000rad（即100戈瑞）的致死劑量輻射。90分鐘後，當一個反應堆管理員回來關掉攪拌器的時候，臨界事故再次發生，使他受到了輻射。還有一個高級管理員受到了最多100rad（1Gy）的輻射，沒有產生癥狀。操作人員受到的輻射最多，他死於事故發生後49個小時。

核反應堆中的重水

1968年12月10日，俄羅斯中部一個叫Mayak的核燃料加工廠正在進行鈈提純實驗。兩個操作人員「未經許可，把不合適的管子當作儲存鈈的有機溶液的臨時容器」。也就是說，他們把鈈溶液裝到了錯誤的容器里，關鍵的錯誤在於容器的形狀。當大部分溶液被倒出之後，實驗裝置產生了一道閃光，並開始放熱。「被嚇壞了的實驗員扔下瓶子，從房間里衝出來，跑下樓梯。」在疏散了現場後，倒班主管和輻射控制主管回到了這座樓。倒班主管把輻射控制主管騙進了發生事故的房間，並可能試著把溶液倒進下水道里，但這引發了大規模的核反應，使倒班主管受到了致死劑量的核輻射。

1983年9月23日，位於阿根廷布宜諾斯艾利斯的原子研究中心的RA-2實驗堆的一個實驗員受到了3700 rads（37Gy）的致死劑量輻射。他在反應堆里還有慢化水的情況下換了燃料棒。還有另外兩個人受到了輻射傷害。

複雜的核反應堆構造

1999年9月30日，東海村JCO臨界意外：位於日本茨城縣，住友金屬礦山的子公司JCO的一個鈾再處理工廠里，工人把硝酸鈾醯的混合溶液注入沉澱池，而這個沉澱池並不適合盛裝這種類型的溶液，最終使放射性物質達到了臨界質量，導致兩名工人死於輻射傷害。

反應爐中的裝置

根據不完整資料，費倫茨·達諾基-維瑞斯博士（Dr. Ferenc Dalnoki-Veress）猜測，2011年福島第一核電站事故中可能發生過短暫的臨界事故。考慮到福島1號反應堆可能發生的鏈式反應失控將受到的限制，國際原子能機構（IAEA）的一名發言人「估計反應堆不會爆炸」。到2011年3月23日，在損壞的福島第一核電站反應堆周圍13次觀察到了中子流。雖然科學家不認為是臨界事故釋放了這些中子流，但中子流可能表示裡面發生了核裂變。而且，在4月15日，東京電力公司報告，核燃料已經熔化，並進入了福島第一核電站下面的接收容器的其中3個，包括3號反應堆。根據猜測，熔化的燃料並沒有損壞這些容器，否則將導致強烈的輻射釋放。可能這些燃料均勻地擴散到了1、2、3號反應堆的底部，使得裂變反應的重新發生和臨界狀態的重建變得不大可能。

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