A avut loc un accident critic30 decembrie 1958la Los Alamos National Laboratory din New Mexico, Statele Unite. A fost unul dintre cele zece accidente de criticitate care au avut loc în afara unui reactor nuclear și al treilea care a avut loc în 1958 după cele din16 iuniela fabrica Y-12 din Oak Ridge, Tennessee, și15 octombriela Institutul de Științe Nucleare din Vinča , Iugoslavia. Accidentul a implicat compuși de plutoniu dizolvați în reactivi chimici lichizi și l-a ucis pe Cecil Kelley, tehnician chimic, prin iradiere în mai puțin de 35 de ore.
Cecil Kelley era un tehnician chimic în vârstă de 38 de ani, cu unsprezece ani de experiență, dintre care mai mult de jumătate se afla în laboratorul Los Alamos. Una dintre sarcinile sale a fost să opereze un mixer format dintr-un rezervor mare de oțel inoxidabil (1000 litri), conținând o soluție apoasă cu plutoniu rezidual 239 din diferite experimente, precum și solvenți organici și acizi. Scopul a fost recuperarea plutoniului pentru refolosire.
În stare pură și în condiții normale de temperatură și presiune, plutoniul (un element esențial creat de om, în urme în natură) este un metal argintiu solid. Se pătează rapid atunci când este expus la aer și se dizolvă cu ușurință în clorhidric , hidroiodic , percloric , printre altele. În ziua accidentului, tancul trebuia să conțină o soluție slabă de plutoniu (≤0,1g de plutoniu dizolvat per litru de soluție) într-o baie de acid azotic foarte coroziv și o emulsie organică. Cu toate acestea, în urma a cel puțin două „transferuri inadecvate” de deșeuri către navă, sa constatat că concentrația de plutoniu este de 200 de ori mai mare. Sursele acestui plutoniu nu au fost niciodată determinate (sau nu au fost niciodată dezvăluite public); Kelley nu avea niciun motiv să suspecteze o astfel de concentrare și nu o putea detecta. În plus, distribuția sa a fost neuniformă: stratul superior al soluției avea concentrații deosebit de mari și conținea mai mult de 3 kg de plutoniu, care era deja aproape de criticitate chiar înainte ca Kelley să acționeze mixerul. Când a început-o, a început să se formeze un vârtej , iar stratul mai dens și apos a fost împins imediat în afară și în sus, formând un „bol”, iar stratul mai puțin dens, bogat în plutoniu, s-a învârtit în sus.
O substanță fisibilă atinge criticitatea cu atât mai mult cu cât forma ei este mai sferică . Cu toate acestea, soluția bogată în plutoniu a fost făcută mai groasă în centru de vârtej. Asociat cu creșterea densității și a reflectivității neutronice a stratului apos periferic, plutoniul dizolvat trece pragul de criticitate după aproximativ o secundă: neutronii amestecului au început să bombardeze nucleele atomilor de plutoniu din soluție cu o frecvență suficientă. pentru ca acești atomi să fragmenteze și să elibereze alți neutroni, constituind o reacție în lanț . A fost susținut mai puțin de 200 de microsecunde, dar a eliberat un flux enorm de neutroni și raze gamma . O astfel de eliberare necontrolată de energie nucleară se numește excursie . După 3 secunde straturile amestecului s-au dispersat și nu a mai fost posibilă o altă excursie.
Kelley stătea pe o scară și privea conținutul cuvei printr-o fereastră când a avut loc excursia. Alți doi tehnicieni care lucrau în laborator au asistat la o sclipire de lumină albastră urmată de o bubuitură. Eliberarea de energie a făcut-o pe Kelley să se lase sau să-l dea jos de pe scară și a căzut la pământ. S-a ridicat dezorientat și se pare că a oprit blenderul și apoi l-a aprins din nou înainte de a alerga în afara clădirii. Ceilalți tehnicieni l-au găsit în zăpadă într-o stare de ataxie (mișcări musculare necoordonate) și nu le-au putut spune decât: „Arz!” Ard ! ".
O călătorie la un rezervor de mixer a fost considerată aproape imposibilă, iar tehnicienii credeau că Kelley a fost expusă la radiații alfa , la baia acidă sau la ambele. Unul dintre ei l-a dus pe Kelley la un duș cu substanțe chimice, în timp ce celălalt a oprit blenderul. Alte persoane au ajuns la fața locului câteva minute mai târziu, găsind-o pe Kelley practic inconștientă. Culoarea roz strălucitoare a feței sale a indicat eritem (roșeață a pielii) cauzată de sindromul de radiații ale pielii .
Orice accident din Los Alamos care implică o substanță radioactivă a necesitat investigarea imediată a unei echipe de radioprotecție. Chiar înainte ca Kelley să fie dusă la o sală de tratament de urgență, acești membri au început să examineze camera de amestecare pentru a evalua radiația alfa emisă de plutoniul scăpat. Dacă amestecul de plutoniu ar fi scăpat din rezervor, contaminarea cu alfa s-ar fi dispersat, dar nu s-a detectat nimic. Optsprezece minute mai târziu, echipa a început să caute raze gamma și a fost surprinsă să găsească o activitate intensă lângă rezervor, în ordinea a câteva zeci de rads pe oră. O astfel de activitate gamma ar putea fi produsă numai de cantități mari de produse de fisiune . Împreună cu blițul de lumină altfel inexplicabil raportat de ceilalți doi tehnicieni, accidentul critic a fost confirmat.
Până la o oră și patruzeci de minute după accident, Kelley era incoerentă și a suferit crize de vărsături intense. Apoi s-a stabilizat, a reușit să vorbească din nou normal, i s-a putut extrage pulsul și sângele. Eșantionul de sânge a indicat faptul că Kelley a fost expus la aproximativ 9 Gy de neutroni rapizi și 27 Gy de raze gamma , pentru un total de 36 Gy. Pentru un om adult, expunerea la 2 Gy dintr-o sursă de radiație nefocalizată, cum ar fi o excursie, provoacă boli, dar nu este considerat fatal. 2.4-3.4 Gy este doza letală mediană și o doză de 5 Gy aproape întotdeauna ucide. Kelley primise astfel de peste șapte ori doza letală la adulți. Medicii i-au ușurat durerea cu Demerol și morfină , știind că cercetările anterioare pe animale au indicat că moartea lui Kelley era inevitabilă. După șase ore, limfocitele sale au dispărut practic. O biopsie osoasă efectuată la 24 de ore după incident a arătat o măduvă osoasă care era apoasă și nu conținea globule roșii; multe transfuzii de sânge nu au avut niciun beneficiu de durată. La 35 de ore după prima sa expunere și după un episod final de neliniște intensă, transpirații, piele cenușie și bătăi neregulate ale inimii, Cecil Kelley a murit de insuficiență cardiacă.
Ancheta asupra circumstanțelor accidentului nu a dus niciodată la o explicație publică a modului în care vasul mixer se umpluse cu o concentrație atât de mare de plutoniu; inițial, responsabilitatea a revenit lui Kelley.
Deși Kelley nu a ingerat și nici nu a inhalat plutoniu în timpul accidentului, el, la fel ca mulți tehnicieni de laborator din Los Alamos, a fost expus la particule mici de plutoniu aerian timp de câțiva ani. Prin urmare, un astfel de eveniment a fost considerat o „oportunitate de experiență”. S-au ținut evidențe atente ale fiecărui moment din viața lui Kelley, de la accident la moartea ei și a autopsiei. Organele sale au fost salvate pentru examinare patologică și au fost analizate nivelurile lor de plutoniu. Rezultatele acestor analize tisulare, imposibil de obținut în alte condiții, au fost fundamentale pentru a înțelege ce s-ar întâmpla cu o populație în timpul unui atac nuclear. Deși s-a efectuat o biopsie a măduvei osoase din sternul lui Kelley pentru a verifica posibilitatea unui transplant de măduvă osoasă, moartea lui Kelley a fost inevitabilă și un transplant real nu a fost luat în considerare în mod serios.
Kelley a lăsat în urmă o văduvă, Doris Kelley, și doi copii cu vârsta de opt și 18 luni. Doris Kelley nu a fost informată despre iradierea soțului ei în timp ce acesta era încă în viață: ea a aflat despre moartea sa doar de la autoritățile de laborator atunci când reprezentanții lor au vizitat-o acasă la puțin timp după moarte. Asigurându-o verbal că îi vor oferi o compensație financiară pentru moartea soțului ei, au convins-o să nu ia măsuri legale împotriva laboratorului. În ciuda acestor asigurări, singura compensație pe care a primit-o Doris Kelley a fost o slujbă pe tot parcursul vieții în laboratorul în sine, câștigând aproape un prag de sărăcie, până când motivele de sănătate au făcut-o să se retragă.
În 1996, Doris Kelley și fiica ei, Katie Kelley-Mareau, au intentat un proces împotriva doctorului Clarence Lushbaugh, patologul care a efectuat autopsia lui Cecil Kelley. Cazul se referea la abaterile medicilor, spitalului și administrației din Los Alamos, care îndepărtaseră organe de la decedat fără consimțământul rudelor de mai mulți ani (1958-1980). Autopsia lui Kelley a fost primul caz al unei astfel de analize post-mortem, dar multe altele au fost efectuate de Lushbaugh și alții în anii următori în Los Alamos. Lushbaugh a spus în mărturie, când a fost întrebat cine i-a dat puterea de a scoate opt kilograme de organe și țesuturi din corpul lui Kelley: „Dumnezeu mi-a dat permisiunea”. Pârâții au soluționat procesul de acțiune colectivă pentru aproximativ 9,5 milioane de dolari în 2002 și încă 800 000 de dolari în 2007. Niciunul dintre inculpați nu a recunoscut vreo acțiune greșită.