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Articulo de referencia

Núcleo demoníaco

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Una base cuadrada de bloques metálicos, con un cuadrado de metal más pequeño en la parte superior central, que contiene un bloque de cobre (el "núcleo") en su centro. Una regla colocada a lo largo de uno de los lados de la base indica aproximadamente 270 mm (10,5 pulgadas) de lado.
Recreación del experimento del incidente de 1945. La esfera de plutonio está rodeada de bloques de carburo de tungsteno que actúan como reflectores de neutrones .

El núcleo demoníaco era una esfera de aleación de plutonio y galio que estuvo involucrada en dos accidentes fatales por radiación cuando los científicos lo probaron como núcleo fisionable de una bomba atómica primitiva . Fue fabricado en 1945 por el Proyecto Manhattan , el programa estadounidense de desarrollo de armas nucleares durante la Segunda Guerra Mundial . Era una masa subcrítica que pesaba 6,2 kilogramos (14 lb) y tenía 89 milímetros (3,5 pulgadas) de diámetro. El núcleo fue preparado para su envío al Teatro del Pacífico como parte de la tercera arma nuclear que se pretendía lanzar sobre Japón, pero cuando Japón se rindió , el núcleo fue retenido para pruebas y un posible uso posterior en caso de otro conflicto.  

Los dos accidentes de criticidad ocurrieron en el Laboratorio de Los Alamos, en Nuevo México , el 21 de agosto de 1945 y el 21 de mayo de 1946. En ambos casos, se realizó un experimento para demostrar la proximidad del núcleo a la criticidad , utilizando una barrera reflectante de neutrones (una capa de material denso que rodeaba el material fisionable ). En ambos accidentes, el núcleo se configuró accidentalmente en criticidad. Los físicos Harry Daghlian (en el primer accidente) y Louis Slotin (en el segundo) sufrieron síndrome de radiación agudo y fallecieron poco después. Otras personas presentes en el laboratorio también estuvieron expuestas a la radiación durante los accidentes. El núcleo se fundió durante el verano de 1946 y el material se recicló para su uso en otros núcleos.

Fabricación e historia temprana

El núcleo del demonio era una esfera sólida de 6,2 kilogramos (14 lb), del tamaño de una pelota de sóftbol, ​​con un diámetro de 89 milímetros (3,5 pulgadas) ; era similar al núcleo utilizado en el bombardeo de Nagasaki . Constaba de tres partes hechas de plutonio-galio : dos hemisferios y un anillo antichorro, diseñado para evitar que el flujo de neutrones saliera disparado por la superficie de unión entre los hemisferios durante la implosión . El núcleo del dispositivo utilizado en la prueba Trinity en el campo de tiro y bombardeo de Alamogordo en julio no tenía dicho anillo. [ 1 ] [ 2 ]  

Los dos físicos Harry Daghlian (centro izquierda) y Louis Slotin (centro derecha) durante la prueba Trinity . Ambos fallecieron tras accidentes supercríticos relacionados con el "núcleo demoníaco".

El plutonio refinado se envió desde el Sitio de Hanford en Washington al Laboratorio de Los Alamos ; un documento de inventario fechado el 30 de agosto muestra que Los Alamos había gastado "HS-1, 2, 3, 4; R-1" (los componentes de las bombas Trinity y Nagasaki ) y tenía en su poder "HS-5, 6; R-2", terminados y en manos del control de calidad. El material para "HS-7, R-3" estaba en la sección de metalurgia de Los Alamos y también estaría listo para el 5 de septiembre (no se sabe con certeza si esta fecha permitió la fabricación del no mencionado "HS-8" para completar el cuarto núcleo). [ 3 ] Los metalúrgicos utilizaron una aleación de plutonio-galio, que estabilizó la fase alótropa delta ( δ ) del plutonio para que pudiera ser prensada en caliente en la forma esférica deseada. Como se descubrió que el plutonio se corroía fácilmente, la esfera se recubrió con níquel. [ 4 ]

El 10 de agosto, el mayor general Leslie R. Groves Jr. escribió al general del ejército George C. Marshall , jefe del Estado Mayor del Ejército de los Estados Unidos , para informarle que:

La siguiente bomba de implosión debía estar lista para su lanzamiento sobre el objetivo en cuanto el tiempo mejorara después del 24 de agosto de 1945. Hemos ganado 4 días en la fabricación y esperamos enviar los componentes finales desde Nuevo México el 12 o 13 de agosto. Si no surgen dificultades imprevistas en la fabricación, en el transporte al teatro de operaciones o tras su llegada, la bomba debería estar lista para su lanzamiento en cuanto el tiempo sea favorable después del 17 o 18 de agosto. [ 3 ]

Marshall añadió una anotación: «No debe ser lanzada sobre Japón sin autorización expresa del Presidente», por orden del Presidente Harry S. Truman . [ 3 ] El 13 de agosto estaba previsto el lanzamiento de la tercera bomba . Se preveía que estaría lista para el 16 de agosto para ser lanzada el 19 de agosto. [ 3 ] Esto se vio frustrado por la rendición de Japón el 15 de agosto de 1945, mientras aún se realizaban los preparativos para su envío por mensajería a Kirtland Field . El tercer núcleo permaneció en Los Alamos. [ 5 ]

Primer incidente

El núcleo, una vez ensamblado, fue diseñado para estar en "−5 centavos ". [ 6 ] En este estado, solo hay un pequeño margen de seguridad contra factores externos que podrían aumentar la reactividad, provocando que el núcleo se vuelva supercrítico y luego crítico , un estado breve de rápido aumento de energía. [ 7 ] Estos factores no son comunes en el entorno; solo es probable que ocurran bajo condiciones tales como la compresión del núcleo metálico sólido (que eventualmente sería el método utilizado para explotar la bomba), la adición de más material nuclear o la provisión de un reflector externo que reflejaría los neutrones salientes de vuelta al núcleo. Los experimentos realizados en Los Alamos que llevaron a los dos accidentes fatales fueron diseñados para ver cuánta reflexión de neutrones se requería para aproximarse a la supercriticidad, e incluyeron la disposición de dichos reflectores de manera que garantizara que el núcleo estuviera realmente cerca del punto crítico. [ 6 ]

El 21 de agosto de 1945, el núcleo de plutonio produjo una ráfaga de radiación de neutrones que causó la muerte del físico Harry Daghlian . Daghlian cometió un error mientras realizaba experimentos con reflectores de neutrones en el núcleo. Trabajaba solo; un guardia de seguridad, el soldado Robert J. Hemmerly, estaba sentado en un escritorio a una distancia de 3 a 4 metros (10 a 12 pies ) . [ 8 ] El núcleo estaba colocado dentro de una pila de ladrillos de carburo de tungsteno reflectantes de neutrones , y la adición de cada ladrillo acercaba el conjunto a la criticidad. Mientras intentaba colocar otro ladrillo alrededor del conjunto, Daghlian lo dejó caer accidentalmente sobre el núcleo, provocando así que este alcanzara la supercriticidad, una reacción en cadena crítica autosostenida . Rápidamente retiró el ladrillo del conjunto, pero recibió una dosis letal de radiación. Murió 25 días después por envenenamiento agudo por radiación . [ 9 ] 

Segundo incidente

Recreación del experimento de 1946. Se aprecia la capa esférica de berilio, pero no el núcleo interior. Un destornillador sostiene la mitad superior de la capa.
Un esquema utilizado por los médicos para determinar la cantidad de radiación a la que cada persona en la habitación había estado expuesta durante la excursión.
Un dibujo basado en el boceto anterior.

Fondo

El 21 de mayo de 1946, [ 10 ] el físico Louis Slotin y otros siete miembros del personal se encontraban en un laboratorio de Los Alamos realizando otro experimento para verificar la proximidad del núcleo a la criticidad mediante la colocación de reflectores de neutrones. Slotin, que estaba a punto de dejar Los Alamos, le estaba mostrando la técnica a Alvin C. Graves , quien la usaría en una prueba final antes de las pruebas nucleares de la Operación Crossroads programadas un mes después en el atolón Bikini . Requería que el operador colocara dos semiesferas de berilio ( un reflector de neutrones) alrededor del núcleo que se iba a probar y bajara manualmente el reflector superior sobre el núcleo usando un orificio para el pulgar en el punto polar. A medida que los reflectores se movían manualmente acercándose y alejándose entre sí, los detectores de neutrones indicaban la tasa de multiplicación de neutrones del núcleo. El experimentador debía mantener una ligera separación entre las mitades del reflector para permitir que suficientes neutrones escaparan del núcleo y así mantenerse por debajo de la criticidad. El protocolo estándar consistía en utilizar calces entre las mitades, ya que permitir que se cerraran completamente podría resultar en la formación instantánea de una masa crítica y una excursión de potencia letal. [ 10 ]

Utilizando su propio protocolo no aprobado, Slotin no colocó calces. La mitad superior del reflector descansaba directamente sobre la mitad inferior en un punto, mientras que a 180 grados de este punto se mantenía un espacio mediante la hoja de un destornillador de punta plana que Slotin sostenía en la mano. El tamaño del espacio entre los reflectores se modificaba girando el destornillador. Slotin se convirtió en el experto local, realizando la prueba en casi una docena de ocasiones, a menudo con sus característicos vaqueros y botas de vaquero frente a una sala llena de observadores. Según se informa, Enrico Fermi les dijo a Slotin y a otros que estarían "muertos en un año" si continuaban realizando la prueba de esa manera. [ 11 ] Los científicos se refirieron a este coqueteo con una reacción en cadena nuclear como "hacerle cosquillas a la cola del dragón", basándose en un comentario del físico Richard Feynman . [ 12 ] [ 13 ]

El día del accidente, el destornillador de Slotin se deslizó una fracción de pulgada mientras bajaba el reflector superior, permitiendo que este cayera alrededor del núcleo. Al instante, hubo un destello de luz; el núcleo se había vuelto supercrítico, liberando una intensa ráfaga de radiación de neutrones . Slotin giró rápidamente la muñeca, haciendo que la cubierta superior cayera al suelo. [ 14 ] Se estimó que transcurrió medio segundo entre el cierre de la esfera y el momento en que Slotin retiró el reflector superior. [ 6 ] La reacción en la sala fue de inmediata y sombría comprensión. Slotin recibió una dosis letal de 1000 rad (10 Gy ) de neutrones y 114 rad (1,14 Gy) de radiación gamma en menos de un segundo. Si bien la posición de su cuerpo sobre el aparato protegió a los demás de gran parte de la radiación de neutrones, su propia exposición fue irreversible. Según se cuenta, Slotin se volvió hacia sus colegas en la silenciosa sala y pronunció la famosa frase: «Bueno, con esto basta». [ 15 ] Como experto en criticidad , Slotin sabía que había recibido una dosis letal . Inmediatamente comenzó a dibujar un esquema de la distribución de la habitación para ayudar a los equipos médicos a calcular las dosis específicas recibidas por cada superviviente, incluso cuando su propia salud comenzó a deteriorarse rápidamente. Murió nueve días después por envenenamiento agudo por radiación .

Graves, la persona más cercana al núcleo, vigilaba por encima del hombro de Slotin y, por lo tanto, estaba parcialmente protegido por él. Recibió una dosis de radiación alta pero no letal y fue hospitalizado durante varias semanas con envenenamiento grave por radiación. [ 8 ] Murió 19 años después, a los 55 años, de insuficiencia cardíaca . Si bien la insuficiencia cardíaca de Graves pudo haber sido causada por la exposición a la radiación, también pudo haber sido causada por una condición hereditaria, ya que su padre también murió de insuficiencia cardíaca. [ 16 ] [ 17 ]

El segundo accidente fue reportado por Associated Press el 26 de mayo de 1946: "Cuatro hombres heridos por exposición accidental a la radiación en el laboratorio atómico del gobierno aquí [Los Álamos] han sido dados de alta del hospital y el estado inmediato de otros cuatro es satisfactorio, informó hoy el Ejército. El Dr. Norris E. Bradbury , director del proyecto, dijo que los hombres resultaron heridos el martes pasado en lo que describió como un experimento con material fisionable ". [ 18 ]

Estudios médicos

Posteriormente se realizaron investigaciones sobre la salud de los hombres. Un primer informe se publicó en 1951. Un informe posterior se elaboró ​​para el gobierno de los Estados Unidos y se presentó en 1979. [ 8 ] Resumen de sus hallazgos:

Dos maquinistas, Paul Long y otro no identificado, en otra parte del edificio, a 20–25 pies (6–7,5 m) de distancia, no recibieron tratamiento. [ 21 ]  

Después de estos incidentes, el núcleo, originalmente conocido como "Rufus", fue denominado "núcleo demoníaco". [ 3 ] [ 22 ] Se suspendieron los experimentos prácticos de criticidad, y Schreiber, uno de los supervivientes, diseñó máquinas de control remoto y cámaras de televisión para realizar dichos experimentos con todo el personal a una distancia de un cuarto de milla. [ 14 ]

Usos previstos y destino del núcleo

El núcleo Demon estaba destinado a ser utilizado en las pruebas nucleares de la Operación Crossroads , pero tras el segundo accidente de criticidad, se necesitó tiempo para que su radiactividad disminuyera y para reevaluar los efectos de los productos de fisión que contenía, algunos de los cuales eran altamente tóxicos para los neutrones en relación con el nivel de fisión deseado. Los dos núcleos siguientes se enviaron para su uso en Able y Baker , y el núcleo Demon estaba programado para ser enviado posteriormente para la tercera prueba de la serie, denominada provisionalmente Charlie , pero dicha prueba fue cancelada debido al nivel inesperado de radiactividad resultante de la prueba submarina Baker y a la imposibilidad de descontaminar los buques de guerra objetivo. El núcleo fue fundido durante el verano de 1946 y el material fue reciclado para su uso en otros núcleos. [ 22 ]

El "núcleo demoníaco" se suele representar en la cultura popular como un ejemplo de una historia con moraleja científica. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

Una dramatización del incidente aparece en la película de 1989, Fat Man and Little Boy .

Aunque no aparece explícitamente en la película Oppenheimer de Christopher Nolan de 2023 , la historia del núcleo y Slotin se cita con frecuencia en las discusiones populares en torno a la película. [ 26 ]

En 2023, la banda post-punk Unborn Ghost lanzó una canción titulada "The Worm at The Demon Core", aludiendo al "núcleo demoníaco" y a la frase de William James "el gusano en el núcleo", de Las variedades de la experiencia religiosa . [ 27 ]

Numerosos canales de divulgación científica en línea y documentales abordan el núcleo, centrándose a menudo en el dramático "brillo azul" y la naturaleza temeraria de los experimentos de "hacerle cosquillas a la cola del dragón". Desde aproximadamente 2018, el "núcleo demoníaco" ha sido frecuentemente objeto de memes en línea . [ 28 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Wellerstein, Alex. "No conoces a Fat Man " . Blog de datos restringidos. Archivado del original el 7 de abril de 2014. Recuperado el 4 de abril de 2014 .
  2. ↑ Coster-Mullen, John (2010). "Diferencias fundamentales". Bombas atómicas: La historia secreta de Little Boy y Fat Man..
  3. 1 2 3 4 5 Wellerstein, Alex. "La venganza del tercer núcleo" . Blog de datos restringidos. Archivado del original el 7 de abril de 2014. Recuperado el 4 de abril de 2014 .
  4. ↑ Baker, Richard D.; Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R. (1983). "Plutonio: una pesadilla en tiempos de guerra, pero el sueño de un metalúrgico" (PDF) . Los Alamos Science (invierno/primavera). Laboratorio Nacional de Los Alamos: 142–151 . Archivado (PDF) del original el 17 de octubre de 2011. Recuperado el 22 de noviembre de 2010 .
  5. ↑ Shreiber, Raemer ; Rodas, Richard (1993). "Entrevista a Raemer Schreiber" . Archivado desde el original el 29 de abril de 2015 . Consultado el 28 de mayo de 2015 .Raemer Schreiber siendo entrevistado por Richard Rhodes
  6. ^ McLaughlin , Thomas P.; Monahan, Shean P.; Pruvost, Norman L.; Frolov, Vladimir V.; Riazanov, Boris G.; Sviridov, Victor I. (mayo de 2000). Una revisión de incidentes de criticidad, revisión de 2000 (LA-13638) (PDF) (Reporte). págs. 70–78 . Archivado (PDF) desde el original el 22 de julio de 2014 . Consultado el 18 de mayo de 2014 . 
  7. ↑ Stater, Robert G. (13 de diciembre de 2012). "Criticalidad inmediata: un concepto con credenciales falsas" . Nuke Facts. Archivado del original el 4 de marzo de 2016. Recuperado el 27 de septiembre de 2015 .
  8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Hempelman, Louis Henry; Lushbaugh, Clarence C.; Voelz, George L. (19 de octubre de 1979). ¿Qué ha pasado con los supervivientes de los primeros accidentes nucleares de Los Alamos? (PDF) . Conferencia para la preparación ante accidentes de radiación. Oak Ridge: Laboratorio Científico de Los Alamos . LA-UR-79-2802. Archivado (PDF) del original el 12 de septiembre de 2014. Recuperado el 5 de enero de 2013 .Los números de pacientes en este documento se han identificado como: 1 – Daghlian, 2 – Hemmerly, 3 – Slotin, 4 – Graves, 5 – Kline, 6 – Young, 7 – Cleary, 8 – Cieleski, 9 – Schreiber, 10 – Perlman
  9. ↑ Miller, Richard L. (1991). Bajo la nube: Las décadas de las pruebas nucleares . The Woodlands, Texas: Two Sixty Press. págs. 68, 77. ISBN  0-02-921620-6.
  10. 1 2 3 "Una revisión de los accidentes de criticidad" (PDF) . Laboratorio Científico de Los Alamos . 26 de septiembre de 1967. Archivado (PDF) del original el 18 de enero de 2017. Recuperado el 12 de agosto de 2015 .
  11. ↑ Welsome, Eileen (1999). Los archivos del plutonio . Nueva York: Dial Press. pág . 184. ISBN  978-0-385-31402-2Consultado el 18 de noviembre de 2012 .
  12. ↑ Weber, Bruce (10 de abril de 2001). "Crítica teatral: La trágica arrogancia de un científico alcanza un punto crítico en escena" . The New York Times . Archivado del original el 3 de noviembre de 2012. Consultado el 12 de noviembre de 2007 .
  13. ↑ Shepherd-Barr, Kirsten; Lustig, Harry (noviembre-diciembre de 2002). "La ciencia como teatro: El resbalón del destornillador" . American Scientist . 90 (6). Sigma Xi : 550–555 . Bibcode : 2002AmSci..90..550S . doi : 10.1511/2002.6.550 . S2CID 208868168. Archivado del original el 20 de mayo de 2017. 
  14. 1 2 3 Calloway, Larry (julio de 1995). "Ingenuidad nuclear" (PDF) . Albuquerque Journal . Archivado del original (PDF) el 16 de agosto de 2015. Recuperado el 12 de agosto de 2015 .
  15. ↑ Dockrill, Peter (26 de abril de 2018). "La escalofriante historia del 'Núcleo Demoníaco' y los científicos que se convirtieron en sus víctimas" . ScienceAlert . Consultado el 7 de mayo de 2026 .
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  17. ↑ Clifford T. Honicker (19 de noviembre de 1989). "Las víctimas de la radiación en Estados Unidos: Los archivos ocultos" . The New York Times . Archivado del original el 17 de febrero de 2012. Consultado el 23 de abril de 2011 .
  18. ↑ Associated Press, "Varios heridos en el laboratorio de la bomba atómica", The San Bernardino Daily Sun , San Bernardino, California, lunes 27 de mayo de 1946, volumen 52, página 1.
  19. ↑ "Theodore Perlman en el censo de 1940 | Ancestry®" . Ancestry.com .
  20. ↑ "Lista de Honor del Monumento a los Veteranos de la Guerra de Corea" . Comisión Estadounidense de Monumentos de Batalla . Consultado el 18 de diciembre de 2024 .
  21. ↑ "Louis Slotin" . The Atomic Heritage Foundation. Archivado del original el 7 de abril de 2014. Recuperado el 4 de abril de 2014 .
  22. 1 2 Wellerstein, Alex (21 de mayo de 2016). "El núcleo demoníaco y la extraña muerte de Louis Slotin" . The New Yorker . Archivado del original el 24 de mayo de 2016. Recuperado el 22 de mayo de 2016 .
  23. ↑ Mitton, Clarissa (3 de abril de 2024). "El núcleo demoníaco: una historia de ambición atómica y destino trágico" . How Stuff Works .
  24. ↑ Dockrill, Peter (26 de abril de 2018). "La escalofriante historia del 'Núcleo Demoníaco' y los científicos que se convirtieron en sus víctimas" . Science Alert .
  25. ↑ "El núcleo demoníaco: una historia aleccionadora de la era atómica" . Vocal Media . 2024.
  26. ↑ Bernhardt, Darren (29 de julio de 2023). "Louis Slotin y el núcleo demoníaco: la conexión de Winnipeg con Oppenheimer" . Canadian Broadcasting Corporation .
  27. ↑ Solomon, Sheldon; Greenberg, Jeff; Pyszczynski, Tom (12 de mayo de 2015). El gusano en el núcleo: Sobre el papel de la muerte en la vida . Random House . págs. passim. ISBN  9780679604884.
  28. ↑ Kirk, Benny (16 de agosto de 2023). "Demon Core: El catastrófico experimento nuclear que se convirtió en un meme viral 80 años después" . autoevolution .
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