John Nuckolls

John Hopkin Nuckolls (nacido el 17 de noviembre de 1930) es un físico estadounidense que trabajó toda su carrera en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . Es más conocido por el desarrollo de la fusión por confinamiento inercial , que es una rama importante de la investigación de la energía de fusión hasta el día de hoy. También fue director del laboratorio desde 1988 hasta 1994, cuando renunció para convertirse en director asociado general. Fue galardonado con el Premio Ernest Orlando Lawrence en 1969, el Premio James Clerk Maxwell de Física del Plasma en 1981, el Premio Edward Teller en 1991, ^[1] el Premio de Asociado Distinguido del Departamento de Energía en 1995, el Premio a la Trayectoria en 1996 por Fusion Power Associates, la Medalla del Secretario de Defensa por Servicio Público Destacado en 1996 y el Premio Presidencial Enrico Fermi en 2024.

Nuckolls nació el 17 de noviembre de 1930 en Chicago, Illinois . Recibió su licenciatura en el Wheaton College en 1953 y su maestría en la Universidad de Columbia en 1955. Nuckolls se unió a lo que entonces era el Laboratorio de Radiación Lawrence inmediatamente después de graduarse en 1955, solo tres años después de la formación del laboratorio. Inicialmente trabajó en la "División A", responsable del diseño de armas nucleares . ^{[2] [3]} Se unió a los esfuerzos del Proyecto Plowshare en 1957 después de asistir a una reunión sobre el tema organizada por Edward Teller . ^[4]

Una bomba de hidrógeno típica consta de dos partes : una bomba atómica basada en plutonio conocida como bomba primaria y una disposición cilíndrica de combustibles de fusión conocida como bomba secundaria . La bomba primaria libera cantidades significativas de rayos X, que quedan atrapados dentro de la carcasa de la bomba y calientan y comprimen la bomba secundaria hasta que se fusiona. Como dispositivo de fisión, la bomba primaria libera una cantidad significativa de material radiactivo, mientras que la bomba secundaria libera principalmente neutrones que son detenidos por el suelo. Nuckolls comenzó a trabajar en diseños de armas que minimizaran la cantidad de fisión y maximizaran la fusión, con el fin de reducir los subproductos radiactivos de las explosiones pacíficas. Fue este trabajo el que le valió el Premio Lawrence. ^[5]

Entre los muchos conceptos de Plowshare se encontraba un predecesor de 1957 del Proyecto PACER , que pretendía producir energía eléctrica a partir de las explosiones de armas nucleares en cavernas. A Nuckolls le sorprendió el enorme tamaño de las cavernas necesarias para contener las explosiones y la acumulación de material fisionable de las primarias explotadas que las volverían altamente radiactivas. Empezó a preguntarse si estos problemas podrían resolverse reduciendo la escala de las explosiones. La secundaria depende de los neutrones para llevar a cabo una reacción en cadena que convierte el deuteruro de litio (LiD) en deuterio y tritio que luego se someten a fusión. La fusión libera neutrones que continúan la reacción, pero para que la reacción se ponga en marcha se necesita alguna fuente externa. Sin embargo, si el combustible de LiD se reemplaza por deuterio y tritio "en bruto", no se necesita la fuente inicial de neutrones. En ese caso, no hay un límite inferior para el tamaño de la secundaria. ^[6]

El factor limitante en ese caso es el tamaño del primario, que no se puede hacer mucho más pequeño que la masa crítica . Nuckolls notó que a medida que el secundario se volvía muy pequeño, del orden de miligramos, la energía necesaria para iniciar la reacción comenzó a caer en el rango de los kilojulios. En ese punto, no se necesitaría un primario nuclear, había una variedad de dispositivos que podían producir esa cantidad de energía. ^[7] La ​​demostración del primer láser en 1960 proporcionó la combinación adecuada de características para ser un impulsor potencial de estas reacciones. ^[8] A medida que estos mejoraron, a fines de la década de 1960 Nuckolls lideró un esfuerzo para caracterizar este enfoque inercial de la fusión, gran parte del cual fue revelado en un artículo de 1972 en Nature . ^[9] Fue este trabajo el que le valió el premio James Clerk Maxwell en 1981. ^[10]

Livermore inició su programa de fusión láser en 1962-63 ^[11] y comenzó a expandir en gran medida su programa de fusión inercial a principios de la década de 1970, cuando estuvieron disponibles los primeros láseres de alta potencia. En 1975, Nuckolls fue ascendido a líder asociado del programa de fusión láser, así como líder de división del "grupo X" que diseñó los objetivos de combustible . En 1983 fue ascendido a director asociado de toda la rama de Física. En 1988 fue ascendido a director de todo el laboratorio de Livermore. ^[2]

En 1991, Nuckolls recibió el Premio Edward Teller por sus contribuciones a la fusión por confinamiento inercial, ^[12] el Premio Asociado Distinguido del Departamento de Energía en 1995, el Premio a la Trayectoria en 1996 de Fusion Power Associates, la Medalla del Secretario de Defensa por Servicio Público Destacado en 1996, y fue honrado con el Premio Presidencial Enrico Fermi en 2024 por su liderazgo seminal en la fusión por confinamiento inercial y la física de alta densidad de energía, sus destacadas contribuciones a la seguridad nacional y su liderazgo visionario del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore al final de la Guerra Fría.

El mandato de Nuckolls como director fue controvertido. Cuando fue ascendido, varios colegas le advirtieron que no era un hombre que tomara decisiones. ^{[13] [3]}

Al principio de su mandato, Nuckolls se unió a Lowell Wood y Edward Teller en una visita a la Casa Blanca para informar al presidente George Bush padre sobre el concepto Brilliant Pebbles de Wood para la Iniciativa de Defensa Estratégica . Esto supuso una ruptura con la tradición, en la que los directores generalmente se mantenían al margen de tales actividades, y varios comentaristas afirmaron que esto hacía que el laboratorio fuera "como cualquier otro contratista de defensa". ^[13] Esto provocó una "devastadora caída de la moral entre los científicos de Livermore". ^[14]

Otros problemas plagaron al laboratorio mientras hacía la transición de su papel de fabricante de armas de la Guerra Fría a un sistema de apoyo para una gama mucho más amplia de temas potencialmente civiles; la Secretaria de Energía Hazel O'Leary había propuesto trasladar toda la investigación de armas al Laboratorio Nacional de Los Álamos , una medida a la que Nuckolls "se opuso ferozmente". ^[14] Esto llevó a una relación cada vez más conflictiva en Washington, que culminó en su declaración pública de que la administración Clinton estaba fallando en su deber constitucional de "proveer la defensa común". ^[15] Para aumentar los problemas del laboratorio, en noviembre de 1993 la Oficina de Responsabilidad Gubernamental publicó un informe que encontró serios problemas con el presupuesto y la contabilidad del laboratorio. ^[15]

A finales de 1993, la Universidad de California , que dirigía el laboratorio, pidió una revisión de la dirección de Nuckolls. La revisión fue "universalmente negativa" ^[3] y hubo pedidos privados de su renuncia. Al principio se negó, alegando que había apoyo a su posición dentro del Departamento de Energía y el Pentágono , y luego poniendo en duda la objetividad de la revisión debido a que su presidente era Richard Truly , quien había sido despedido después de ser criticado por Teller. ^[3] La Universidad convocó una reunión para el 6 de abril para discutir los temas, pero el 4 de abril Nuckolls presentó su renuncia. ^{[14] [3]}

• "John Hopkin Nuckolls". Instituto Americano de Física .
• Frammolino, Ralph (5 de abril de 1994). "El director del Laboratorio de Investigación Nuclear dimite bajo fuego". Los Angeles Times .
• Heppenheimer, Thomas (7 de agosto de 1989). "El nuevo director cambia el equilibrio de poder en el Laboratorio de Livermore". The Scientist .
• Weisman, Jonathan (julio-agosto de 1994). "Nuckolls rapeó". Boletín de los científicos atómicos : 18-19 .
• Nuckolls, John (12 de junio de 1998). Primeros pasos hacia la energía de fusión inercial (IFE) (PDF) (informe técnico). Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. doi :10.2172/658936.