Accidente de criticidad de Cecil Kelley

35°52′54″N 106°17′54″O / 35.88167°N 106.29833°W / 35.88167; -106.29833El 30 de diciembre de 1958 se produjo un accidente de criticidad en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, en Los Álamos, Nuevo México, en los Estados Unidos. Es uno de los 60 eventos de criticidad conocidos que han ocurrido a nivel mundial fuera de las condiciones controladas de un reactor nuclear o de una prueba, aunque fue el tercero de este tipo que tuvo lugar en 1958 después de los eventos del 16 de junio ^[1] en la Planta Y-12 en Oak Ridge, Tennessee, y el 15 de octubre en el Instituto Nuclear de Vinča en Vinča, Yugoslavia. El accidente involucró compuestos de plutonio disueltos en reactivos químicos líquidos ; en 35 horas, mató al operador químico Cecil Kelley por envenenamiento severo por radiación .

Cecil Kelley era un operador químico de 38 años con 11 años de experiencia; había pasado más de la mitad de este tiempo en el laboratorio de Los Álamos, donde una de sus tareas era operar un gran tanque de mezcla de acero inoxidable de 1.000 litros de capacidad . El tanque contenía plutonio-239 residual (un elemento en su mayoría artificial que existe en cantidades traza en la naturaleza) de otros experimentos y aplicaciones, junto con varios disolventes orgánicos y ácidos en una solución acuosa con el fin de recuperarlo y reutilizarlo. En forma pura y en condiciones normales de temperatura y presión, el plutonio es un metal sólido y plateado. Se empaña rápidamente cuando se expone al aire y se disuelve fácilmente en ácidos clorhídrico , yodhídrico y perclórico concentrados , ^[2] así como en otros. El día del accidente, el tanque de mezcla debía contener una concentración "pobre" de plutonio disuelto (≤0,1 g de plutonio por litro de solución) en un baño de ácido nítrico altamente corrosivo y una emulsión orgánica acuosa estabilizada cáustica. ^[3] Sin embargo, la concentración de plutonio en el tanque de mezcla era casi 200 veces mayor de lo que Kelley había previsto, como resultado de al menos dos transferencias incorrectas de desechos de plutonio al tanque ^[4] desde fuentes indeterminadas. Además, el plutonio se distribuyó de manera desigual, y la capa superior de la solución contenía concentraciones especialmente altas, que ascendían a un total de más de 3 kg de plutonio, peligrosamente cerca de la criticidad . Cuando Kelley encendió el mezclador, comenzó a formarse un vórtice . La capa acuosa más densa dentro del tanque fue forzada hacia afuera y hacia arriba formando un "cuenco", y la capa menos densa, rica en plutonio, fue atraída hacia el centro del recipiente. ^[5]

Entre otras características ideales, la forma óptima para que cualquier sustancia fisionable se vuelva supercrítica es la forma de menor área superficial, una esfera . Aunque la solución rica en plutonio no era esférica, el vórtice la hizo más gruesa en el centro, y esto, junto con el aumento correspondiente en la densidad y la reflectividad neutrónica de la capa acuosa que la rodeaba, hizo que el plutonio disuelto alcanzara y cruzara el umbral de criticidad en aproximadamente un segundo: los neutrones dentro de la mezcla comenzaron a bombardear los núcleos de los átomos de plutonio de la solución con suficiente frecuencia para hacer que estos átomos se rompieran y liberaran otros neutrones en una reacción nuclear en cadena sostenida que duró solo 200 microsegundos pero que liberó una enorme explosión de neutrones y radiación gamma . A esta liberación incontrolada de energía nuclear a menudo se la denomina excursión . [ ^5] En 3 segundos, las capas de la mezcla se habían dispersado y no fueron posibles más excursiones.

Kelley se encontraba de pie sobre una escalera mirando el contenido del tanque mezclador a través de una ventana de observación cuando ocurrió el incidente. Otros dos técnicos que trabajaban dentro del laboratorio presenciaron un destello brillante de luz azul seguido del sonido de un golpe. La explosión de energía hizo que Kelley se desplomara o lo derribara de la escalera, y cayó al suelo. Se levantó desorientado y aparentemente apagó y encendió la mezcladora antes de salir corriendo del edificio. Los otros técnicos encontraron a Kelley afuera en un estado de ataxia (movimiento muscular descoordinado) y repitiendo la frase: "¡Me estoy quemando! ¡Me estoy quemando!" ^[5]

Como la posibilidad de que se produjera una excursión en un tanque de mezcla se había considerado prácticamente inexistente, los técnicos decidieron que Kelley debía haber estado expuesto de alguna manera a la radiación alfa , al baño ácido o a ambos, y uno de ellos lo llevó a una ducha química mientras el otro apagaba el mezclador. Otros miembros del personal llegaron al lugar en cuestión de minutos y encontraron a Kelley prácticamente inconsciente. El color rosa brillante de su rostro indicaba eritema (enrojecimiento de la piel) provocado por el síndrome de radiación cutánea . ^[5]

Cualquier accidente en Los Álamos que involucre una sustancia radiactiva requiere una investigación inmediata por parte de un equipo de personal de monitoreo de radiación . Incluso antes de que Kelley fuera llevado a una sala de emergencias, estos miembros del personal comenzaron a examinar la sala de mezcla con detectores de radiación capaces de evaluar la radiación alfa emitida por el plutonio escapado. La actividad alfa habría sido generalizada si algo de la mezcla de plutonio se hubiera escapado del tanque, pero no se encontró nada. Dieciocho minutos después, el equipo comenzó a buscar radiación gamma y se sorprendió al encontrar una radiación gamma intensa cerca del tanque de mezcla, del orden de decenas de rads por hora. Una radiación gamma tan intensa solo podía ser producida por cantidades significativas de producto de fisión ; esto, combinado con el destello de luz por lo demás inexplicable informado por los otros dos técnicos, fue suficiente para confirmar que se había producido un accidente de criticidad. ^[5]

Durante la primera hora y cuarenta minutos posteriores al accidente, Kelley había estado incoherente y había pasado por oleadas de vómitos y arcadas intensos. Luego se estabilizó, pudo volver a conversar normalmente y pudieron tomarle el pulso y extraerle sangre. La muestra de sangre indicó que Kelley había estado expuesto a aproximadamente 9 Gy de neutrones rápidos y 27 Gy de rayos gamma , para un total de 36 Gy. Para un humano adulto, la exposición a 2 Gy de una fuente de radiación no enfocada, como una excursión, causará enfermedad por radiación, pero no se considera definitivamente letal; alrededor de 4,5 a 5 Gy es la LD ₅₀ , o la dosis letal media ; una dosis de 8 Gy es la LD ₉₉ , que casi siempre mata. ^{[6] [7] [8]} Kelley había recibido más de siete veces la dosis letal humana adulta. Aunque el personal médico de urgencias tomó medidas para aliviar su dolor con petidina y morfina , investigaciones previas sobre la exposición a la radiación en animales indicaron que la muerte de Kelley era inevitable. En seis horas sus linfocitos habían desaparecido casi por completo. Una biopsia ósea realizada 24 horas después del incidente produjo médula ósea acuosa y sin glóbulos rojos. Numerosas transfusiones de sangre no tuvieron ningún efecto útil duradero: sólo 35 horas después de su exposición inicial y después de un episodio final de intensa inquietud, agitación, sudoración, palidez en la piel y pulso irregular, Kelley murió de insuficiencia cardíaca. ^{[9] [10]}

Una investigación sobre las circunstancias del accidente nunca dio como resultado una explicación pública de cómo el tanque de mezcla se llenó con una concentración tan alta de plutonio; inicialmente, la culpa recayó en el propio Kelley.

Robert L. Nance, colega de Kelley, fue el químico encargado de recuperar el plutonio restante en el tanque. Esta tarea le reveló que el disolvente del tanque no era tan potente como se esperaba (posiblemente se había descompuesto por una exposición prolongada a la radiación), por lo que es posible que se haya acumulado una concentración mayor por ese motivo. El informe preparado por Nance no fue aprobado para su publicación. ^[11]

Aunque Kelley no había ingerido ni inhalado plutonio durante el accidente, él, como muchos técnicos de laboratorio en Los Álamos, había estado expuesto a partículas diminutas de plutonio en suspensión en el aire durante el transcurso de varios años. Por lo tanto, un evento como este se consideró un "experimento de oportunidad". ^[4] Se mantuvieron registros minuciosos de cada momento de la vida de Kelley desde el accidente hasta la muerte y la mesa de autopsias. Sus órganos se guardaron para el examen patológico y se analizaron sus niveles de plutonio. Los resultados de estos análisis de tejidos se consideraron fundamentales para comprender lo que le sucedería a una población durante un ataque nuclear e imposibles de obtener de otra manera. Aunque la biopsia de médula ósea del esternón de Kelley se realizó bajo la premisa de que los médicos deseaban determinar si era candidato para un trasplante de médula ósea, la muerte de Kelley era inevitable y un trasplante real no se consideró seriamente. ^[4]

La muerte de Kelley dejó viuda a Doris Kelley y a dos hijos, que entonces tenían ocho años y 18 meses. Doris Kelley no recibió notificación de que su marido había sido irradiado mientras aún estaba vivo, y sólo se enteró de su muerte por las autoridades del laboratorio cuando unos representantes la visitaron en su casa poco después. Asegurándole verbalmente que le proporcionarían una compensación económica por la muerte de su marido, la convencieron de que no presentara ninguna demanda contra el laboratorio. A pesar de tales garantías, la única compensación que recibió Doris Kelley fue un puesto vitalicio trabajando para el propio laboratorio en niveles cercanos a la pobreza, hasta que tuvo que jubilarse por razones de salud. ^{[ cita requerida ]}

En 1996, Doris Kelley y su hija, Katie Kelley-Mareau, presentaron una demanda contra Clarence Lushbaugh , el patólogo que realizó la autopsia a Cecil Kelley. ^{[12] [13]} El caso alegó la mala conducta de los médicos, el hospital y la administración de Los Alamos al extraer órganos del fallecido sin el consentimiento de los familiares más cercanos durante un lapso de muchos años (1958-1980). ^{[14] [15]} La autopsia de Kelley fue la primera instancia de este tipo de análisis post-mortem, pero hubo muchos más realizados por Lushbaugh y otros en años posteriores en Los Alamos. ^[13] Durante una declaración para el caso, Lushbaugh, cuando se le preguntó quién le dio la autoridad para tomar ocho libras (3,6 kilogramos) de órganos y tejido del cuerpo de Kelley, dijo: "Dios me dio permiso". La demanda colectiva fue resuelta por los acusados ​​por aproximadamente 9,5 millones de dólares en 2002 y otros 800.000 dólares en 2007. Ninguno de los acusados ​​admitió haber cometido ningún delito.

• Accidente nuclear de Tokaimura, 1999