Tot va passar en
plena Segona Guerra Mundial, enmig de l'esforç nord-americà per aconseguir la
primera bomba atòmica. No ha d'estranyar, per tant, que el lloc triat per crear
el primer reactor de fissió nuclear controlada de la història fos tot un
secret. És més, a l'exterior semblava qualsevol cosa menys un laboratori
d'avantguarda,
 |
| Camp de futbol de la universitat de Chicago |
El que va succeir sota les grades del camp de futbol de la universitat de Chicago el 2 desembre 1942 només era conegut per un grup molt secret de científics, tècnics i militars. Una nova era estava a punt de començar en el que, poc temps abans, havia estat una simple pista d'esquaix.
Vesprejava aquell
dia quan, davant d'un petit grup de científics, va ser retirada una barra de
control coberta de cadmi per part de George Weil. Aquell senzill gest va ser el
punt d'inici de la primera reacció de fissió nuclear controlada de la història.
Si un no sabia què
es coïa allà dins, segur que no hagués entès el bon humor que regnava al
posar-se en marxa amb èxit la Pila-1. Al capdavall, allò no era més que una
habitació rectangular de 9 per 18 metres en la qual algú havia apilat un munt
de "maons" i llistons de fusta i els havia cobert amb una lona.
Aquest algú era el genial Enrico Fermi que, juntament amb Leó Szilárd , Martin
Whittaker i Walter Zinn, s'havien encarregat de dissenyar i organitzar el
muntatge. El conjunt era tan inofensiu aparentment, es podria dir que fins i
tot vulgar, que corria una broma entre els científics, que comentaven:
Si els
contribuents veiessin en què hem gastat milió i mig de dòlars pensarien que
estem bojos, però si sabessin per què els hem gastat, llavors sí que no els
caldria cap dubte que ho estem.
Tot just feia tres
anys que s'havia descobert que bombardejant àtoms d'urani amb neutrons,
ocasionalment es produïa un trencament o fissió nuclear. Més tard es va
descobrir que, en aquest procés de fissió, es generaven nous neutrons que, al
seu torn, podien iniciar noves reaccions de ruptura nuclear a àtoms d'urani
propers. Va néixer així el concepte de reacció en cadena. Seria possible crear
una reacció en cadena autosostinguda? Per aconseguir aquesta finalitat, havia
de reunir una massa crítica de material fissionable acuradament calculada.
Tot havia començat
a finals de 1938 a Berlín. Otto Hahn i Fritz Strassman van localitzar àtoms de
bari en les mostres resultants d'un experiment en el qual havien bombardejat
amb neutrons procedents d'una font de ràdio-beril·li àtoms d'urani. Els àtoms
de bari havien aparegut allà com per art de màgia. D'on havien sortit? Era com
si els neutrons haguessin partit per la meitat els nuclis d'urani, per donar
lloc a àtoms amb una massa aproximadament igual a la meitat de la del propi
urani, és a dir, àtoms de bari. Es podrien "tallar" els nuclis
atòmics amb neutrons com si d'un ganivet i una torrada es tractés? Això
semblava. Va ser Lise Meitner , que treballava amb Niels Bohr a Copenhaguen
després d'haver fugit dels nazis a Alemanya, qui va donar amb la resposta a la
gran pregunta i va desenvolupar un primorós model matemàtic de la fissió
nuclear.
Meitner i el seu
nebot, Otto Robert Frisch, van mostrar el que succeïa realment a les
desintegracions observades a Alemanya. Els àtoms de bari i altres resultants de
la fissió d'àtoms d'urani per bombardeig de neutrons no contenien tanta massa
com l'urani original. En altres paraules: en el procés de fissió es produïa una
pèrdua de massa que era transformada en energia. Einstein entrava en escena, ja
que en 1905 havia enllumenat l'equació més famosa de la història que
relacionava matèria i energia: E = mc 2. Un cop demostrat que Einstein tenia
raó, es va deslligar la "bogeria". Amb una guerra mundial en portes,
es va veure des del primer moment que, alliberant les immenses energies posades
en joc durant els processos de fissió nuclear, es podria construir una arma
terrible. Els nazis es van posar mans a l'obra.
Bohr va parlar de
tot això amb Einstein a Princeton a principis de 1936. Amb les dades de Meitner
i Frisch sobre la taula, la conversa entre Bohr i Einstein va animar a Enrico
Fermi, que es trobava a la Universitat de Columbia, a donar forma física a el
que només eren números i gràfics. La idea de la reacció en cadena havia
cristal·litzat. Va ser llavors quan van arribar noves notícies de Meitner i
Frisch, a més d'altres informes de molts altres laboratoris del món: la teoria
era correcta, els experiments així ho confirmaven.
Per descobrir els
detalls sobre els neutrons que s'emeten en les reaccions de fissió, van
treballar junts Walter Zinn i Leó Szilárd. Allò era indispensable si algun dia
es volia treure algun profit útil de l'urani. Alhora, Fermi i els seus
col·laboradors estaven treballant en això. Curiosament, els dos equips van
publicar els seus resultats al mateix temps. Havia arribat l'any 1939 i
l'infern estava a punt de deslligar a Europa. Tot es va accelerar. Fermi i Zinn
van estudiar materials que poguessin "moderar" la velocitat dels
neutrons en la reacció i, així, poder prendre el control de la fissió. La tasca
era molt complexa i es creia que donar amb el moderador ideal i amb els càlculs
necessari per utilitzar podria portar molts anys. Per fortuna, a Alemanya
anaven per mal camí i els nazis no donaven amb el moderador adequat.
Fermi i Szilárd,
però, es trobaven ja dissenyant reactors de fissió controlada. Van pensar en
disposar l'urani a l'interior d'una matriu de material moderador. Aquest
material era el grafit, que a més de ser adequat per a la tasca encomanada, es
podia obtenir amb alta puresa sense grans costos. Els primitius reactors
subcrítics, de reticulat d'urani i grafit van ser provats per un ampli equip
humà sota la supervisió de Fermi a Chicago. L'objectiu final semblava encara
llunyà. Zinn es va ocupar d'alguna cosa que, en aparença, no era el més
important. Va dissenyar uns motlles adequats per donar forma als blocs d'òxid d'urani
que anaven a donar forma la pila atòmica. En realitat, va ser un moviment
genial. Després d'haver construït una trentena de piles subcríticas, havia
arribat el moment de donar el pas final.
Sota la supervisió
de Vannevar Bush, el president Roosevelt havia posat tot el projecte en mans
del Cos d'Enginyers de l'Exèrcit dels Estats Units. Va néixer així el Projecte
Manhattan. La construcció de la Pila-1 va començar al novembre de 1942. Es va
mecanitzar el procés de premsat de l'urani i la fabricació de briquetes de
grafit. Els equips de treball van treballar sense descans però, alhora, amb
molt de compte. El que tenien entre mans no era cap joc. Els càlculs per
realitzar la primera pila atòmica van ser molt conservadors, no volien que la
reacció s'escapés de les mans i acabés sense control. A més, la pila es
cobriria amb un tela de globus en la qual es pogués fer el buit, per evitar que
l'aire capturés neutrons. La companía a la qual es va encarregar la fabricació
d'aquella coberta era la Goodyear. No es va informar a l'empresa sobre
l'objectiu de l'encàrrec, només se'ls va demanar "una coberta cúbica per
globus" amb unes mesures concretes. A la Goodyear es partien de riure,
¿globus cúbics?
La pila,
semiesfèrica, constava de diverses capes de briquetes de grafit, en un bastidor
de llistons de fusta. En el seu interior, com a matriu, es va col·locar l'urani
en forma de blocs. Fermi ho tenia tot calculat a la perfecció, amb la quantitat
exacta d'urani i de grafit necessari per aconseguir la reacció autosostinguda.
A 2/4 de 9 del matí del dimecres 2 de
desembre de 1942, tot l'equip es va reunir al voltant de la Pila-1. Els
aparells de mesurament estaven llestos, l'última peça de grafit havia estat
col·locada la nit anterior, tot estava llest. La pila comptava amb tres grups
de barres de control de grafit. Un grup es podia controlar a distància, l'altre
era per a una emergència. Si tot es posava lleig, un contrapès obligaria a
introduir les barres de grafit d'emergència de forma ràpida, havent de tallar
abans amb una destral la corda que mantenia segur al contrapès. L'última barra
era la que frenava la reacció fins arribat el moment en què es desitgés que
donés aquesta començament. Realment no sabien què podia succeir en el moment en
que es retirés aquesta barra de control, de manera que, per si de cas, hi havia
un sistema d'emergència al sostre preparat per inundar tot amb una solució de
sals de cadmi.
El rellotge
marcava 3/4 de 10 del matí quan Fermi va
ordenar retirar les barres de control automàtiques. Les agulles dels comptadors
van començar a moure nervioses i l'estilet que anava marcant la corba
d'activitat neutrònica en un cilindre de paper va cobrar vida. A les 10 es va
començar a retirar la barra d'emergència. Els comptadors tremolaven, tant com
els presents, llevat Fermi, que semblava tenir un coneixement sobrehumà del que
allà succeïa, ja que era fins i tot capaç de avançar-se al comportament del
marcador d'activitat neutrònica. Com a bon mestre de cerimònies, Fermi ordenava
moure la barra de control d'emergència en divers grau, fins que, un cop
assegurada, va saltar amb un sonor "tinc gana, anem a dinar".
Va ser un dinar
estrany, un dels experiments més importants de la història es trobava en pausa,
tot semblava anar per bon camí, però gairebé ningú deia res. Després de dinar,
l'equip va tornar a la pista de joc convertida en laboratori. Eren les dues de
la tarda. Weil, controlant l'extracció de la barra de control, a les ordres de
Fermi, anava donant vida a la reacció de fissió que estava naixent a l'interior
de la pila. Poc abans de les tres de la tarda una mida va sortir malament. Els
comptadors havien arribat la límit de l'escala i va caldre modificar l'escala
gràfica del comptador d'activitat de neutrons perquè l'estilet sortia per les vores del paper.
A prop de 2/4
de quatre, Fermi estava ja segur del que
anava a passar. Va ordenar a Weil extreure una mica més la barra de control i
va afirmar: "... la reacció es automantendrá i la corba pujarà sense
parar. No s'anivellarà ... "Amb la regla de càlcul a la mà, Fermi va realitzar una sèrie d'operacions sobre la
velocitat d'augment del recompte de neutrons. Els comptadors es van tornar
completament bojos quan, amb rostre satisfet, va anunciar als presents deixant
de banda la regla de càlcul: "La reacció és automantinguda, la corba és
exponencial". Durant gairebé mitja hora es va mantenir en marxa la primera
reacció en cadena controlada de la història. A les 15 hores i 53 minuts Fermi
va ordenar a Zinn inserir la barra d'emergència. Les agulles dels comptadors
van caure, l'experiment havia conclòs. De co i volta Leó Szilárd va treure una
ampolla de vi que previament havia “endressat” i varen brindar pel exit de la
prova, després de la breu celebració, l'equip de científics va abandonar la
pista de joc. Al moment, Arthur Compton, director del laboratori a la
Universitat de Chicago, va cridar a Harvard per transmetre la bona notícia. A
l'altra banda, James Bryant Conant, supervisor del projecte, va començar un
diàleg estrany. No era una cosa pactada, però semblava com si parlessin en
clau. Compton va comentar: "El navegant italià ha desembarcat al Nou
Món". Conant va replicar, "Com s'han portat els indígenes". La
resposta no es va fer esperar: "Molt amistosament".
