La invención del reactor nuclear fue uno de los momentos decisivos del siglo XX. Puede que los albores de la era atómica se iniciaran con la detonación de la primera arma nuclear, pero las semillas de ese momento y de los enormes cambios sociopolíticos que le siguieron fueron sembradas años antes por científicos como Enrico Fermi.

De hecho, Fermi, un físico italiano que trabajaba entonces en Estados Unidos como figura clave del Proyecto Manhattan, hizo su avance vital en 1942, produciendo la primera reacción nuclear en cadena fabricada por el hombre en una pista de squash de la Universidad de Chicago. El reactor de Fermi fue la prueba crucial que permitió el avance del Proyecto Manhattan, que condujo a la Prueba Trinity (la primera detonación de un arma nuclearen Nuevo México) tres años después y, por supuesto, los consiguientes bombardeos de Hiroshima y Nagasaki que pusieron fin a la Segunda Guerra Mundial.

Un joven prodigio

Nacido en Roma en 1901, el interés de Enrico Fermi por la física y las matemáticas se despertó en su adolescencia cuando encontró un viejo tomo de 900 páginas que presentaba las matemáticas, la mecánica clásica, la astronomía, la óptica y la acústica tal y como se entendían en la época de su publicación en 1840. Esta fascinación incipiente fue advertida por un amigo de su padre, Adolfo Amidei, que sabía lo suficiente de ciencia paraAmidei describió a Fermi como "un prodigio, al menos en geometría" y se encargó de cultivar su intelecto, ofreciéndole tutoría y muchos libros.

El joven Enrico Fermi en 1917

Crédito de la imagen: G. Cerri, Dominio público, vía Wikimedia Commons

Las expectativas de Amidei no tardaron en cumplirse. Fermi terminó el bachillerato en julio de 1918, saltándose por completo el tercer curso, y obtuvo una beca de la Scuola Normale Superiore de Pisa. Tras obtener su laurea (título de doctor) a la inusualmente temprana edad de 20 años, Fermi se embarcó en una formidable carrera académica. En 1926 descubrió las leyes estadísticas (hoy conocidas como las "leyes de Fermi").estadística") que rigen las partículas sujetas al principio de exclusión de Pauli (hoy conocidas como fermiones). Un año más tarde fue elegido catedrático de Física Teórica en la Universidad de Roma.

Al final de su mandato en Roma, su innovador estudio del núcleo atómico había dado lugar a una serie de importantes avances, entre ellos su propuesta de 1934 de que los neutrones (que habían sido descubiertos por James Chadwick dos años antes) podían utilizarse para dividir átomos. En 1938, Fermi, con sólo 37 años, recibió el Premio Nobel de Física por sus "demostraciones de la existencia de nuevos neutrones radiactivos".elementos producidos por irradiación de neutrones, y por su descubrimiento relacionado de las reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos".

Huida de la Italia fascista

Recibir un Premio Nobel es un momento trascendental en la vida de cualquier persona, pero llegó a tener un significado especial en la historia de Enrico Fermi. Cuando se le concedió el premio en 1938, en la cúspide de la Segunda Guerra Mundial, el régimen de Benito Mussolini restringió los viajes de los italianos cuyo trabajo se consideraba vital para la seguridad nacional. Pero el galardón de Fermi era lo suficientemente importante como para que se le diera permiso para visitar el país.Suecia para recibir su premio.

Tras haber militado en el Partido Fascista, Fermi se había desencantado en 1938 y criticaba duramente las reformas raciales introducidas ese año. Por un lado, su esposa, Laura, era judía y probablemente sufriría persecución. Cuando se le concedió la oportunidad de viajar a Suecia, se llevó consigo a Laura y a sus dos hijos, que nunca regresaron.

Benito Mussolini, líder del Reino fascista de Italia

Crédito de la imagen: Autor desconocido, Dominio público, vía Wikimedia Commons

Tras recibir el Premio Nobel en Estocolmo (Suecia), Fermi y su familia viajaron a Nueva York, donde inmediatamente le ofrecieron puestos en cinco universidades. Aceptó un puesto en Columbia y continuó su estudio de los neutrones. Pero era una época ajetreada para cualquiera que trabajara en física atómica. Apenas había tenido tiempo de asentarse en su nueva vida, cuando el trabajo de Fermi se vio sacudido por noticias procedentes de Alemania. A principios de1939 Otto Hahn y Fritz Strassmann detectan el elemento bario tras bombardear uranio con neutrones, resultado que señala la posibilidad de la fisión nuclear.

En cierta medida, el descubrimiento avergonzó a Fermi, que tres años antes había descartado la posibilidad de la fisión, pero rápidamente reconoció la importancia del hallazgo y sus enormes implicaciones. Impulsado por la posible realización de una reacción nuclear en cadena controlada, comenzó a trabajar en una serie de experimentos que conducirían a la creación del primer reactor nuclear.

Fermi también se apresuró a reconocer la posible aplicación militar del descubrimiento de los químicos alemanes y expresó su preocupación en una conferencia en el Departamento de Marina el 18 de marzo de 1939. Unos meses más tarde firmó una carta (junto con Albert Einstein, Edward Teller y Eugene Wigner) escrita por el físico Leo Szilard y dirigida al presidente Franklin D. Roosevelt. La carta advertía de queAlemania podría desarrollar bombas atómicas y sugirió que Estados Unidos iniciara su propio programa nuclear.

El arquitecto de la era nuclear

En febrero de 1940, la Marina estadounidense concedió a la Universidad de Columbia 6.000 dólares de financiación, la mayor parte de los cuales Fermi y Szilard gastaron en la compra de grafito para la construcción de un reactor que esperaban pudiera verificar el trabajo de Hahn y Strassmann.

Ernest O. Lawrence, Fermi (en el centro) e Isidor Isaac Rabi

Crédito de la imagen: National Archives at College Park, Dominio público, vía Wikimedia Commons

Siguieron dos años de experimentos, en los que se gastaron bastante más de 6.000 dólares y se construyeron numerosas "pilas atómicas", pero no fue hasta la creación de la Pila-1 de Chicago en Stagg Field, un campo de fútbol americano en desuso a las afueras de Chicago, cuando Fermi consiguió finalmente una reacción nuclear en cadena.

Fermi y su equipo eligieron el emplazamiento -un espacio bajo las gradas del Stagg Field que sólo se utilizaba ocasionalmente como pista de squash y balonmano- porque, a diferencia de la mayoría de las propiedades universitarias, se encontraba en las afueras de Chicago. Querían evitar el riesgo de construir un reactor operativo en una zona poblada.

Fermi supervisó la construcción de un reactor formado por uranio y óxido de uranio en un entramado cúbico incrustado en grafito. Esta construcción se encapsuló dentro de un globo cúbico de 25 pies para que el aire del interior pudiera ser sustituido por dióxido de carbono. Teniendo en cuenta la magnitud del proyecto, se trataba de un trabajo de construcción bastante improvisado llevado a cabo con la ayuda de 30 estudiantes de bachillerato que abandonaron los estudios.querían ganar algo de dinero antes de alistarse en el ejército.

El momento crítico llegó el 2 de diciembre de 1942. Esa mañana el experimento se desarrolló como de costumbre: las barras de control se retiraron de la pila una a una, obteniendo resultados alentadores del contador Geiger... Hasta que el proceso se interrumpió bruscamente. La barra de control automática se había reinsertado debido a que su nivel de disparo era demasiado bajo. A punto de lograr un avance histórico, Fermi decidió convocar unpausa para comer.

El experimento se reanudó después del almuerzo y los esperanzadores avances de la mañana no tardaron en verificarse: el reactor de Fermi alcanzaba la criticidad y la historia cambiaba para siempre. El equipo abrió una botella de Chianti y brindó por su avance con vasos de papel.

El jefe del proyecto especial, Arthur Compton, fue grabado notificándoselo a James B. Conant, presidente del Comité de Investigación de Defensa Nacional:

El navegante italiano ha desembarcado en el Nuevo Mundo.

Conant: ¿Cómo eran los nativos?

Compton: Muy amable