A invención do reactor nuclear foi un dos momentos determinantes do século XX. Os albores da era atómica poden ter sido iniciados coa detonación da primeira arma nuclear, pero as sementes para ese momento e os enormes cambios sociopolíticos que seguiron foron cosidas anos antes por científicos como Enrico Fermi.

Un mozo prodixio

Nacido en Roma en 1901, o interese de Enrico Fermi pola física e as matemáticas espertou na súa adolescencia cando atopou un vello tomo de 900 páxinas que presentaba as matemáticas. mecánica clásica, astronomía, óptica e acústica tal e como se entendían no momento da súa publicación en 1840. Esta fascinación florecente foi notada por un amigo do seu pai, Adolfo Amidei, que sabíao suficiente sobre ciencia para recoñecer a brillantez do rapaz. Amidei describiu a Fermi como “un prodixio, polo menos no que respecta á xeometría” e encargouse de cultivar o intelecto de Fermi, ofrecéndolle mentoría e moitos libros.

O mozo Enrico Fermi en 1917

Crédito da imaxe: G. Cerri, Dominio público, vía Wikimedia Commons

As expectativas de Amidei realizáronse rapidamente. Fermi graduouse do bacharelato en xullo de 1918, tras saltarse o terceiro ano por completo, e gañou unha bolsa da Scuola Normale Superiore de Pisa. Despois de recibir a súa laurea (título de doutor) á idade inusualmente nova de 20 anos, Fermi iniciou unha formidable carreira académica. En 1926 descubriu as leis estatísticas (hoxe coñecidas como «estatísticas de Fermi») que regulan as partículas sometidas ao principio de exclusión de Pauli (agora coñecidas como Fermións). Un ano despois foi elixido profesor de Física Teórica na Universidade de Roma.

Ao final do seu mandato en Roma, o seu estudo innovador sobre o núcleo atómico dera unha serie de avances importantes, entre eles, a súa proposta de 1934 de que os neutróns (que fora descuberto por James Chadwick dous anos antes) poderían usarse para dividir átomos. En 1938, Fermi, aínda con só 37 anos, recibiu o Premio Nobel de Física polas súas "demostracións da existencia de novos elementos radiactivos producidos pola irradiación de neutróns e polo seu descubrimento relacionado conreaccións nucleares provocadas por neutróns lentos”.

Escapar da Italia fascista

Recibir un premio Nobel é un momento suficientemente trascendental na vida de calquera, pero chegou a ter un significado extra na historia de Enrico. Fermi. Cando se lle concedeu o premio en 1938, no punto álxido da Segunda Guerra Mundial, o réxime de Benito Mussolini restrinxiu as viaxes aos italianos cuxo traballo se consideraba vital para a seguridade nacional. Pero o galardón de Fermi foi o suficientemente importante como para que se lle deu permiso para visitar Suecia para recibir o seu premio.

Tendo sido membro do Partido Fascista, Fermi estaba desencantado en 1938 e era un crítico vocal das reformas raciais. presentado ese ano. Por unha banda, a esposa de Fermi, Laura, era xudía e probablemente se enfrontaba a persecución. Concedida a oportunidade de viaxar a Suecia, levou consigo a Laura e os seus dous fillos. Nunca volveron.

Benito Mussolini, o líder do Reino fascista de Italia

Crédito da imaxe: Autor descoñecido, Dominio público, vía Wikimedia Commons

Ten recibido o seu premio Nobel en Estocolmo, Suecia, Fermi e a súa familia viaxaron a Nova York onde inmediatamente lle ofreceron postos en cinco universidades. Aceptou un papel en Columbia e continuou o seu estudo dos neutróns. Pero foi un tempo moi ocupado para calquera que traballase en física atómica. Apenas tivo tempo para asentarse na súa nova vida, a obra de Fermi viuse sacudida polas noticias de Alemaña. A principios1939 Otto Hahn e Fritz Strassmann detectaron o elemento bario despois de bombardear uranio con neutróns, un resultado que sinalaba a posibilidade de fisión nuclear.

En certa medida, o descubrimento avergoñou a Fermi, que descartara a posibilidade de fisión durante tres anos. antes, pero axiña recoñeceu a importancia do achado e as súas enormes implicacións. Impulsado pola posible realización dunha reacción nuclear en cadea controlada, comezou a traballar nunha serie de experimentos que conducirían á creación do primeiro reactor nuclear.

Fermi tamén se apresurou a recoñecer a potencial aplicación militar do alemán. o descubrimento dos químicos e expresou as súas preocupacións nunha conferencia no Departamento de Mariña o 18 de marzo de 1939. Poucos meses despois asinou unha carta (xunto con Albert Einstein, Edward Teller e Eugene Wigner) escrita polo físico Leo Szilard e dirixida a O presidente Franklin D. Roosevelt. A carta advertía que Alemaña podería desenvolver bombas atómicas e suxería que os Estados Unidos deberían iniciar o seu propio programa nuclear.

O arquitecto da era nuclear

En febreiro de 1940, a Mariña dos Estados Unidos concedeu á Universidade de Columbia 6.000 dólares de financiamento, a maioría dos cales Fermi e Szilard gastaron na compra de grafito para a construción dun reactor que esperaban que puidese verificar o traballo de Hahn e Strassmann.

Ernest O. Lawrence, Fermi (medio) e IsidorIsaac Rabi

Crédito da imaxe: National Archives at College Park, Public domain, a través de Wikimedia Commons

Sucedéronse dous anos de experimentos, que acumularon considerablemente máis de 6.000 dólares en gastos e supuxeron a construción de numerosos "atomics". piles', pero non foi ata a creación do Chicago Pile-1 no Stagg Field, un campo de fútbol americano en gran parte sen uso nos arredores de Chicago, que Fermi finalmente logrou unha reacción nuclear en cadea.

Fermi e o seu equipo instalouse no lugar -un espazo baixo as bancadas do Stagg Field que só se utilizaba ocasionalmente como pista de squash e balonmán- porque, a diferenza da maioría das propiedades universitarias, estaba nos arredores de Chicago. Eles estaban ansiosos por evitar o risco de construír un reactor operativo nunha zona poboada.

Fermi supervisou a construción dun reactor que consistía en uranio e óxido de uranio nunha rede cúbica incrustada en grafito. Esta construción estaba encerrada nun globo en forma de cubo de 25 pés para que o aire do seu interior puidese ser substituído por dióxido de carbono. Tendo en conta a magnitude do proxecto, foi un traballo de construción bastante improvisado realizado coa axuda de 30 alumnos que abandonaron o bacharelato que estaban ansiosos por gañar algo de diñeiro antes de ser incorporados ao exército.

O momento crítico chegou o 2 de decembro. 1942. Esa mañá o experimento continuou como de costume: as barras de control foron retiradas da pila unha porun, obtendo resultados alentadores do contador Geiger... Ata que o procedemento foi detido bruscamente. A barra de control automático volveuse a inserir debido a que o seu nivel de disparo estaba demasiado baixo. Na cúspide dun avance histórico, Fermi decidiu pedir unha pausa para o xantar.

O experimento retomouse despois do xantar e pronto comprobouse o progreso burlón esperanzador da mañá; O reactor de Fermi acadou criticidade e a historia cambiou para sempre. O equipo abriu unha botella de Chianti e brindou o seu avance con vasos de papel.

O líder do proxecto especial Arthur Compton foi rexistrado notificando a James B. Conant, presidente do Comité de Investigación de Defensa Nacional:

Compton: O navegante italiano desembarcou no Novo Mundo.

Conant: Como eran os nativos?

Compton: Moi amigable