El de los creadores de sombras. Parte III: El de la pila de Chicago.

Nos habiamos quedado en que tras la primera fisión nuclear de un atomo de Uranio, en 1938, en Berlin, algunos cientificos le habian advertido al Presidente Roosevelt que esta ruptura podría ser una fuente de destrucción y los alemanes llevaban ventaja en esa guerra. Uranio-235 y Plutonio-239 eran los elegidos para hacer las bombicas. El problema era conseguirlos. Nunca nadie lo había hecho. Si bien los científicos sabían como era posible hacerlo, nadie sabía si utilizando su método se podría hacer. A finales de 1942, la cosa ya iba en serio.

General Groves

Si veis la película que os comente, Paul Newman interpreta al General Leslie R. Groves. El proyecto Manhattan era un proyecto casi univeritario hasta el 42, siendo la parte militar denominada Districto Manhattan. Los jefes universitarios hasta aquel entonces eran el vicerrector del MIT, Varnnevar Bush, y el director de Harvard, James Conant. Cuando las prisas llegaron, este general fue el encargado de tomar las decisiones, imponiendo un ritmo militar sobre el ritmo universitario, y coodinando un proyecto cientifico-industrial-militar que empleo a casi 200000 personas. En un país con un gasto de 600 millones de dolares por mes para desarrollo de armamento militar, un proyecto de 100 millones de dolares en total era una cosa muy asumible.

 Unos cuantos premios nobeles maquinando sobre como hacer el mal. De izquierda a derecha: Ernest O. Lawrence, Arthur H. Compton, Vannevar Bush, James B. Conant, Karl T. Compton y Alfred L. Loomis.

Todos los métodos eran un desafío, pero podemos decir que Chicago paso a la posterioridad como el primer reacción nuclear en cadena: La Chicago Pile-1. Bajo las gradas del antiguo campo de fútbol (americano) del equipo de la univerisidad, en una pista de squash, la primeras pilas nucleares verían la luz. Al contrario que los reactores de hoy en día, que son utilizados para la obtención de electricidad, estas pilas fueron diseñadas convertir un poco del U-238 en Plutonio-239. Una vez que el Pu-239 sea creado, algún tipo de proceso químico debería de separar este Pu-239. Para que veáis la complejidad y el método empleado, que aún sin funcionar las pilas de Uranio, la empresa que tendría que separar el Pu-239 ya había sido contratada: Du Pont. Su lema es los milagros de la ciencia, con lo que parecen la gente correcta para la tarea. Se debía inventar un proceso para separar algo que todavía no se había producido.

Los chiquillos que trajeron al mundo a la Energía Nuclear.

En Chicago, la parte que se conocía como Laboratorio Metalúrgico, estaba dirigida por tres premios Nobeles: Compton, Fermi y otro exiliado nazi, James Franck, director del grupo de Física Nuclear de Göttingen hasta que a Hitler le pareció inapropiado. De entre todos los subalternos, destacamos al loco-chinche del Szilard y a otro exiliado más Eugene Wigner, futuro ganador del Nobel en el 63. Creo que al Szilard no le dieron el Nobel por miedo a su discurso. La modestia era una propiedad de la que carecía este genio, solía comentar lo siguiente: 
"Estoy totalmente a favor del democrático principio de una persona, incluso un idiota, es tan bueno como un genio. Pero supera mis límites cuando alguien toma el siguiente paso y concluye que dos idiotas son mejores que un genio".

¿Qué se necesita para hacer una pila nuclear? Uranio puro, si no tienes el oxido de uranio te puede valer, esta gente utilizo el poco uranio puro que tenían en el centro, y oxido de uranio por los alrededores. Otro ingrediente es grafito. Cuando un neutrón sale del núcleo, lo hace a toda pastillas. Los neutrones tan rápidos lo único que hacen es provocar  choques de forma que el núcleo de Uranio-238 no tiempo de tragarloy convertirse en Pu-239. El grafito es necesario para bajar la velocidad de los neutrones. El último componente es Cadmio, que cuando se retira de la pila, se pone en marcha y cuando se vuelve a introducir se para. Es capaz de absorver neutrones sin emitir nuevos. Lo único malo de esto es que no se puede hacer a pequeña escala esto esta relacionado con la masa critica, pero me lo guardo explique los diferentes modelos de bomba nuclear. Para la primera pila nuclear emplearon unas 6 toneladas de Uranio, unas 40 toneladas de oxido de uranio y unos 400 toneladas de grafito. Tres barras de cadmio fueron suficientes. La pila al final tenia unos 6 metros de altura y una base cuadrada de 8 metros.  

Una capa de la pila. Parecido a un Lego. Los bloques largos oscuros es el grafito y las bolas redondas son bolas de Uranio.

El 2 de diciembre del 42, casi una año después del ataque de Pearl Harbor, el primer reactor nuclear de la historia se mantuvo una reacción en cadena autosostenida durante 28 minutos. Con una potencia de 1/2 watio, y un coste superior a 1 millón de dolares de aquellos tiempos una pandilla de físicos fueron capaces de hacerse con el control de la energía nuclear y, por fin, conseguir los sueños de los alquimistas: La transmutación. El plutonio, que alimetaria a la Triniti y Fat man, estaba en producción.

Para acabar esta entrada, y para los que todavía tenéis ganas de marcha, la pregunta fundamental aquí es, ¿cómo si le doy un neutrón Uranio, algo con 92 protones, acaba siendo Plutonio, algo con 94 protones? ¿Que rollito hay entre los neutrones y los protones? Al llegar un neutron al U-238, este pasa a ser U-239, y tras unas complicadas historias, dos neutrones acaban siendo protones, con lo que el núcleo pasa de 92 protones y 147 neutrones a 94 protones y 145 neutrones. Por el camino se emiten dos partículas beta, que básicamente son electrones a alta velocidad. Esto se llama desintegacion beta negativa, pues lo que se emite es negativo. Si eres de la españa profunda, como yo, puedes pensar que los protones y los neutrones son lo mismo, pero que los neutrones se la "amocan" (N. del T: El que le toca perseguir en el juego el pillao, por ejemplo), llevando con ellos a un electrón a las costillas. Cuando un proton que se la "amoca", es decir, un neutron, toca a un protón, el tocado para a amocarsela, y el que toca se libera de la carga. Algunas veces, cuando en los nucleos no hay un buen equilibrio entre los que amocan y los que esta sueltos, un protón amocando se le hinchan las narices, y como no encuentra a ningún protón sin amocar, decide hacer maraña (N.delT: trampa) y tira al electrón que lleva consigo a fuera del núcleo a toda leche para que nadie se percate de su trampa. Esto es, para los de la españa profunda, una reacción nuclear:

Decaimiento beta. No he mencionado a los neutrinos, pero ¿a quien le importan los neutrinos?