La invenció del reactor nuclear va ser un dels moments determinants del segle XX. L'alba de l'era atòmica potser es va iniciar amb la detonació de la primera arma nuclear, però les llavors d'aquell moment i els enormes canvis sociopolítics que van seguir van ser cosits anys abans per científics com Enrico Fermi.

De fet, Fermi, un físic italià que treballava a Amèrica com a figura clau en el Projecte Manhattan, va fer el seu avenç vital el 1942, produint la primera reacció nuclear en cadena artificial en una pista d'esquaix a la Universitat de Chicago. El reactor de Fermi va ser la prova crucial que va permetre l'avenç del Projecte Manhattan, que va portar a la prova Trinity (la primera detonació d'una arma nuclear a Nou Mèxic) tres anys més tard i, per descomptat, als bombardeigs posteriors d'Hiroshima i Nagasaki que van acabar amb el món. Segona guerra.

Un jove prodigi

Nascut a Roma el 1901, l'interès d'Enrico Fermi per la física i les matemàtiques es va despertar en la seva adolescència quan va trobar un vell tom de 900 pàgines que presentava les matemàtiques, mecànica clàssica, astronomia, òptica i acústica tal com s'entenen en el moment de la seva publicació el 1840. Aquesta creixent fascinació la va notar un amic del seu pare, Adolfo Amidei, que sabiaprou sobre ciència per reconèixer la brillantor del jove. Amidei va descriure Fermi com "un prodigi, almenys pel que fa a la geometria" i es va encarregar de conrear l'intel·lecte de Fermi, oferint-li tutories i molts llibres.

El jove Enrico Fermi el 1917

Crèdit de la imatge: G. Cerri, Public domain, via Wikimedia Commons

Les expectatives d'Amidei es van complir ràpidament. Fermi es va graduar a l'escola secundària el juliol de 1918, després d'haver saltat el tercer any completament, i va guanyar una beca de l'Escola Normal Superior de Pisa. Després d'haver rebut el seu títol de doctor a l'edat inusualment jove de 20 anys, Fermi va iniciar una carrera acadèmica formidable. El 1926 va descobrir les lleis estadístiques (avui conegudes com a "estadística de Fermi") que regeixen les partícules subjectes al principi d'exclusió de Pauli (ara conegudes com a Fermions). Un any més tard va ser elegit professor de Física Teòrica a la Universitat de Roma.

Al final del seu mandat a Roma, el seu estudi pioner sobre el nucli atòmic havia donat una sèrie d'avenços importants, entre els quals no menys important. la seva proposta de 1934 que els neutrons (que havia estat descobert per James Chadwick dos anys abans) es podien utilitzar per dividir àtoms. El 1938, Fermi, encara amb només 37 anys, va rebre el Premi Nobel de Física per les seves "demostracions de l'existència de nous elements radioactius produïts per la irradiació de neutrons i pel seu descobriment relacionat ambreaccions nuclears provocades per neutrons lents”.

Escapar de la Itàlia feixista

Rebre un premi Nobel és un moment prou transcendental en la vida de qualsevol persona, però va tenir una importància extra en la història d'Enrico. Fermi. Quan se li va concedir el premi el 1938, a la cúspide de la Segona Guerra Mundial, el règim de Benito Mussolini va restringir els viatges als italians la feina dels quals es considerava vital per a la seguretat nacional. Però el reconeixement de Fermi va ser prou important perquè se li va donar permís per visitar Suècia per rebre el seu premi.

Després de ser membre del Partit Feixista, Fermi s'havia desencantat el 1938 i era un crític vocal de les reformes racials. presentat aquell any. D'una banda, la dona de Fermi, Laura, era jueva i probablement s'enfrontava a persecució. Amb l'oportunitat de viatjar a Suècia, es va endur Laura i els seus dos fills amb ell. No van tornar mai.

Benito Mussolini, líder del Regne feixista d'Itàlia

Crèdit d'imatge: Autor desconegut, domini públic, via Wikimedia Commons

En haver rebut el seu premi Nobel a Estocolm, Suècia, Fermi i la seva família van viatjar a Nova York on immediatament li van oferir llocs a cinc universitats. Va acceptar un paper a Columbia i va continuar el seu estudi dels neutrons. Però va ser una època ocupada per a qualsevol que treballava en física atòmica. Amb prou feines havia tingut temps d'instal·lar-se en la seva nova vida, l'obra de Fermi va ser sacsejada per notícies d'Alemanya. A principis1939 Otto Hahn i Fritz Strassmann van detectar l'element bari després de bombardejar l'urani amb neutrons, un resultat que indicava la possibilitat de fissió nuclear.

En certa mesura, el descobriment va avergonyir a Fermi, que havia descartat la possibilitat de fissió durant tres anys. abans, però ràpidament va reconèixer la importància de la troballa i les seves enormes implicacions. Impulsat per la possible realització d'una reacció nuclear en cadena controlada, va començar a treballar en una sèrie d'experiments que portarien a la creació del primer reactor nuclear.

Fermi també va reconèixer ràpidament la potencial aplicació militar de l'alemany. el descobriment dels químics i va expressar les seves preocupacions en una conferència al Departament de la Marina el 18 de març de 1939. Uns mesos més tard va signar conjuntament una carta (juntament amb Albert Einstein, Edward Teller i Eugene Wigner) escrita pel físic Leo Szilard i dirigida a President Franklin D. Roosevelt. La carta advertia que Alemanya podria desenvolupar bombes atòmiques i suggeria que els Estats Units haurien de començar el seu propi programa nuclear.

L'arquitecte de l'era nuclear

El febrer de 1940, la Marina dels EUA va atorgar 6.000 dòlars a la Universitat de Columbia, la majoria dels quals Fermi i Szilard es van gastar en la compra de grafit per a la construcció d'un reactor que esperaven que pogués verificar el treball de Hahn i Strassmann.

Ernest O. Lawrence, Fermi (mig) i IsidorIsaac Rabi

Crèdit d'imatge: National Archives at College Park, domini públic, a través de Wikimedia Commons

Van passar dos anys d'experiments, que van acumular considerablement més de 6.000 dòlars en despeses i van suposar la construcció de nombrosos "atòmics". piles', però no va ser fins a la creació del Chicago Pile-1 a Stagg Field, un camp de futbol americà en gran part no utilitzat als afores de Chicago, que Fermi finalment va aconseguir una reacció nuclear en cadena.

Fermi i el seu equip es va instal·lar a la ubicació –un espai sota les grades del Stagg Field que només s'utilitzava ocasionalment com a pista d'esquaix i handbol– perquè, a diferència de la majoria de propietats universitàries, es trobava als afores de Chicago. Tenien ganes d'evitar el risc de construir un reactor en funcionament en una zona poblada.

Fermi va supervisar la construcció d'un reactor que constava d'urani i òxid d'urani en una xarxa cúbica incrustada en grafit. Aquesta construcció va ser tancada dins d'un globus en forma de cub de 25 peus de manera que l'aire de l'interior es pogués substituir per diòxid de carboni. Tenint en compte la magnitud del projecte, es va tractar d'una obra de construcció força improvisada realitzada amb l'ajuda de 30 estudiants que van abandonar l'escola secundària que estaven disposats a guanyar diners abans de ser reclutats a l'exèrcit.

El moment crític va arribar el 2 de desembre. 1942. Aquell matí l'experiment va continuar com de costum: es van treure les barres de control de la pila una peruna, obtenint resultats encoratjadors del comptador Geiger... Fins que el procediment es va aturar bruscament. La barra de control automàtica s'havia tornat a inserir perquè el seu nivell d'enfrontament estava ajustat massa baix. A la cúspide d'un avenç històric, Fermi va decidir demanar una pausa per dinar.

L'experiment es va reprendre després de dinar i aviat es va comprovar el progrés d'esperança del matí; El reactor de Fermi va assolir la criticitat i la història va canviar per sempre. L'equip va obrir una ampolla de Chianti i va brindar el seu avenç amb gots de paper.

El líder del projecte especial Arthur Compton va ser registrat notificant a James B. Conant, president del Comitè d'Investigació de Defensa Nacional:

Compton: El navegant italià ha aterrat al Nou Món.

Conant: Com eren els nadius?

Compton: Molt amable