El 2 de diciembre de 1942, el hombre inició una reacción en cadena nuclear automantenida .

En la universidad de Chicago, a finales de la tarde de ese día, un pequeño grupo de científicos fue testigo del advenimiento de una nueva era en la ciencia. El científico George Weil retiró la vara de control plateada de cadmio y por su acción el hombre desató y controló la energía del átomo.

Cuando los que presenciaron el experimento se dieron cuenta de lo que había sucedido, las sonrisas se extendieron por sus rostros . Fue un homenaje a Enrico Fermi, ganador del Premio Nobel, a quien, más que a cualquier otra persona, se debió el éxito del experimento.

Fermi, nacido en Roma, Italia, el 29 de septiembre de 1901, había estado trabajando con el uranio durante muchos años. En 1934 bombardeó uranio con neutrones y produjo lo que parecía ser el elemento 93 y el elemento 94. Sin embargo, después de un examen más minucioso, se comprobó que otros elementos estaban presentes, pero ninguno podía caber en la tabla periódica cerca del uranio, donde Fermi sabía que debían haberse producido los elementos transuránicos 93 y 94, el había causado realmente la fisión del uranio.

Fermi fue galardonado con el Premio Nobel en 1938 por su trabajo sobre elementos transuránicos. Él y su familia fueron a Suecia para recibir el premio. La prensa fascista italiana le criticó severamente por no llevar un uniforme fascista y no dar el saludo fascista cuando recibió el premio. Los Fermis nunca regresaron a Italia. De Suecia, después de haber tomado la mayor parte de sus posesiones personales con ellos, Fermi se fue a Londres y de allí a América donde había permanecido desde entonces.

Construcción de la pila atómica.

En Chicago aquel frío día de diciembre de 1942, Fermi trabajaba en el centro de la sala de 30 por 60 pies, envuelta en todo menos un lado por un sobre de paño gris, había un montón de ladrillos negros y maderas de madera, cuadrado en la parte inferior y una esfera aplastada en la parte superior. Hasta la mitad de su altura, sus lados eran rectos. La mitad superior tenía cúpula, como una colmena. Durante la construcción de esta pila de apariencia cruda pero compleja (el nombre que se ha aplicado desde entonces a todos estos artefactos) la broma de los científicos que trabajan en ella era: "Si la gente pudiera ver lo que estamos haciendo con un millón de dolares, pensaría que estamos locos. Si supieran por qué lo estamos haciendo, estarían seguros de que lo estamos ". En relación con el fabuloso programa de bombas atómicas, del cual el experimento Chicago Pile fue una parte clave , el exitoso resultado reportado el 2 de diciembre formó una pieza más para el rompecabezas que era la energía atómica. La confirmación de los estudios del reactor fue una inspiración para los líderes del proyecto de la bomba, y tranquilizadora al mismo tiempo, porque el Distrito de Ingenieros de Manhattan del Ejército había avanzado en muchos frentes. Las negociaciones contractuales estaban en curso para construir reactores de cadena nuclear a escala de producción, se habían adquirido terrenos en Oak Ridge, Tennessee, y se habían comprometido millones de dólares.

Tres años antes del experimento del 2 de diciembre, se había descubierto que cuando un átomo de uranio era bombardeado por neutrones, el átomo de uranio a veces se dividía o fisionaba. Más tarde, se había encontrado que cuando un átomo de uranio fisionó, se emitieron neutrones adicionales y se hizo disponible para la reacción adicional con otros átomos de uranio. Estos hechos implicaban la posibilidad de una reacción en cadena, similar en ciertos aspectos a la reacción que es la fuente de la energía del sol.

Los hechos indicaron además que si una cantidad suficiente de uranio pudiera reunirse en las condiciones apropiadas, se produciría una reacción en cadena auto-sostenida.

 

Esta cantidad de uranio necesaria para una reacción en cadena, esta condiciones se conoce como la masa crítica, o más comúnmente, el "tamaño crítico" de la pila en particular.

Durante tres años, el problema de una reacción en cadena autosostenida había sido estudiado asiduamente. Casi un año después de Pearl Harbor, finalmente se construyó un montón de tamaño crítico. Funcionó. Una reacción en cadena nuclear autosostenible era una realidad.

Años de esfuerzo científico y de estudio estaban detrás de esta demostración de la primera reacción en cadena nuclear autosostenible. La historia se remonta al menos al otoño de 1938, cuando dos científicos alemanes, Otto Hahn y Fritz Strassmann, que trabajaban en el Instituto Kaiser Wilhelm de Berlín, encontraron bario en el residuo de un experimento en el que habían bombardeado uranio con neutrones de un radio - fuente de berilio. Este descubrimiento causó tremenda excitación en el laboratorio debido a la diferencia en la masa atómica entre el bario y el uranio. Anteriormente, en el material residual de experimentos similares, se habían encontrado elementos distintos del uranio, pero diferían del uranio sólo por una o dos unidades de masa. El bario difería en aproximadamente 98 unidades de masa. La pregunta era, ¿de dónde provino este elemento? Parecía que el átomo de uranio cuando fue bombardeado por un neutrón se había dividido en dos elementos diferentes cada uno de aproximadamente la mitad de la masa del uranio.

Antes de publicar su obra en la revista científica alemana Die Naturwissenschaften, Hahn y Strassmann se comunicaron con Lise Meitner quien, huyendo del Reich controlado por los nazis, trabajaba con Niels Bohr en Copenhague, Dinamarca.

Meitner estaba muy interesado en este fenómeno e inmediatamente intentó analizar matemáticamente los resultados del experimento. Ella razonó que el bario y los otros elementos residuales eran el resultado de una fisión, o fractura, del átomo de uranio. Pero cuando agregó las masas atómicas de los elementos residuales, encontró que este total era menor que la masa atómica del uranio.

Sólo había una explicación: el uranio fisionado o partido, formando dos elementos cada uno de aproximadamente la mitad de su masa original, pero no exactamente la mitad. Parte de la masa del uranio había desaparecido. Meitner y su sobrino O.R. Frisch sugirió que la masa que desapareció se convirtió en energía. De acuerdo con la teoría propuesta en 1905 por Albert Einstein, en la que la relación "de masa a energía se expresaba mediante la ecuación E = mc^2 (energía es igual a masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz), esta liberación de energía sería de la Orden de 200 000 000 de electrones voltios por cada átomo fisionado.

Einstein mismo, casi treinta y cinco años antes, había dicho que esta teoría podría ser probada por el estudio adicional de los elementos radiactivos. Bohr planeaba un viaje a América para discutir otros problemas con

 

 

 

 



Referencias.


Eduardo Ghershman, 30.6.2017