Rael Clariana y Camilo Pérez 4ºE

 Rael Clariana y Camilo Pérez 4ºE INDICE
1 Centros de investigación 2 Historia 2.1 Concepción del Proyecto 2.2 Inicio del Proyecto 2.3 Desarrollo del Proyecto 2.4 Culminación del Proyecto 3 Resultado, dos bombas diferentes 4 Científicos destacados que trabajaron en el Proyecto Manhattan 5 Proyectos similares Introducción
El Proyecto Manhattan fue el nombre en clave de un proyecto científico llevado a cabo durante la Segunda Guerra Mundial por los Estados Unidos con ayuda parcial del Reino Unido y Canadá. El objetivo final del proyecto era el desarrollo de la primera bomba atómica antes de que la Alemania nazi la consiguiera. La investigación científica fue dirigida por el físico Julius Robert Oppenheimer mientras que la seguridad y las operaciones militares corrían a cargo del general Leslie Richard Groves. El proyecto se llevó a cabo en numerosos centros de investigación siendo el más importante de ellos el Distrito de Ingeniería Manhattan situado en el lugar conocido actualmente como Laboratorio Nacional Los Álamos. El proyecto agrupó a una gran cantidad de eminencias científicas como Robert Oppenheimer, Niels Böhr, Enrico Fermi, Ernest Lawrence, Luis Walter Álvarez, etc. Dado que, tras los experimentos en Alemania previos a la guerra, se sabía que la fisión del átomo era posible y que los nazis estaban ya trabajando en su propio programa nuclear, se reunieron varias mentes brillantes. Exiliados judíos muchos de ellos y que ayudaron a la lucha contra el fascismo aportando su grano de arena a la causa(conseguir la bomba antes que los alemanes). El primer ensayo atómico exitoso ocurrió en el desierto de Alamogordo, en Nuevo México el 16 de julio de 1945. El test se llamó Trinity y el dispositivo detonado se denominó con nombre en clave Gadget. Se trataba de una bomba-­‐A de plutonio del tipo Fat Man, el mismo tipo de bomba que sería lanzada sobre Nagasaki días después, el 9 de agosto de 1945. En la carrera por la bomba nuclear, los alemanes tenían el Proyecto Uranio y los soviéticos la Operación Borodino. Centros de investigación
El proyecto Manhattan comenzó inicialmente en diferentes universidades estadounidenses, notablemente la Universidad de Chicago con los primeros tests de reacción en cadena producidos bajo la dirección del físico italiano Enrico Fermi. Posteriormente se estableció el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México, dirigido por la Universidad de California. Los principales centros en los que llevó a cabo el proyecto fueron: • Hanford Site, Washington; Que alcanzó una extensión de 1 000 millas cuadradas (2.589 km²) e incluyó terrenos de las pequeñas ciudades cercanas de Hanford y White Bluffs. • Laboratorio Nacional Los Álamos, Nuevo México. • El Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Tennessee; con una extensión de más de 60.000 acres (243 km²). • El Complejo Nacional de Seguridad Y-­‐12, • Y otros numerosos centros. La existencia de estos centros fue mantenida en secreto hasta el final de la guerra. En muchos casos los trabajadores desconocían el proyecto en el que estaban trabajando, exponiendo sus vidas. Para mediados de 1945, el proyecto empleaba a más de 130.000 personas con un coste total de cerca de dos mil millones de dólares estadounidenses de la época -­‐ veinte mil millones de dólares actuales ajustando las variaciones por inflación. Historia
1.Concepción del Proyecto Los científicos nucleares Leó Szilárd, Edward Teller y Eugene Wigner, refugiados judíos provenientes de Hungría creían que la energía liberada por la fisión nuclear podía ser utilizada para la producción de bombas por los alemanes, por lo que persuadieron a Albert Einstein, el físico más famoso en Estados Unidos, para que advirtiera al presidente Franklin D. Roosevelt de este peligro por medio de una carta que Szilárd escribió y fue enviada el 2 de agosto de 1939. En respuesta a la advertencia, Roosevelt incrementó las investigaciones acerca de las implicaciones en la seguridad nacional de la fisión nuclear. Después de la detonación sobre Hiroshima, Einstein comentaría: "debería quemarme los dedos con los que escribí aquella primera carta a Roosevelt." 2.Inicio del Proyecto Roosevelt creó un comité del Uranio ad hoc a cargo de Lyman Briggs, entonces jefe del National Boureau of Standards, el cual inició sus investigaciones en 1939 en el Naval Research Laboratory en Washington, en donde el físico Philip Abelson investigó la separación de los isótopos de uranio. En la Universidad de Columbia, el físico Enrico Fermi construyó prototipos de reactores nucleares utilizando diferentes configuraciones de grafito y uranio. En 1940 Vannevar Bush, director del Instituto Carnegie de Washington, organizó del Comité de Investigación de la Defensa Nacional para movilizar los recursos científicos de los Estados Unidos hacia el apoyo de las investigaciones orientadas a la guerra. El Consejo de Investigación de la Defensa Nacional se hizo luego cargo del "Proyecto Uranio", como se conocía el programa de física nuclear, y en 1940 V. Bush y Roosevelt crearon la Oficina de Desarrollo en Investigación Científica con el fin de ampliar estos esfuerzos. El 9 de octubre de 1941, Roosevelt autorizó finalmente el desarrollo del arma atómica. 3.Desarrollo del Proyecto El 7 de diciembre de 1941 con el ataque japonés a Pearl Harbor, Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial. Esfuerzos por obtener material para la bomba se incrementaron ya que para obtener isótopos de plutonio se tiene que bombardear con neutrones el Uranio-­‐238, el cual absorbe los neutrones transformándose en Uranio-­‐239, emite una partícula beta convirtiéndose en Neptunio-­‐239, y finalmente emite otra partícula beta para pasar a plutonio-­‐239. En 1942 se construyeron enormes plantas en Oak Ridge (Sitio X) Tennessee, y Hanford (Sitio W) Washington, para realizar esta separación. A principios de 1942 el físico y Premio Nobel Arthur Holly Compton organizó el Laboratorio de Metalurgia de la Universidad de Chicago para estudiar el plutonio y las pilas de fisión. Compton solicitó al físico teórico J. Robert Oppenheimer de que se encargara de realizar los cálculos sobre neutrones de alta velocidad, esenciales para la viabilidad del arma nuclear. John Manley, un físico ayudo a Oppenheimer a hallar respuestas contactando y coordinando varios grupos de físicos experimentales dispersos en todo el país. En la primavera de 1942, Oppenheimer y Robert Serber trabajaron en los problemas de la difusión de neutrones (movimiento de neutrones en la reacción en cadena) e hidrodinámica (comportamiento de la explosión producida por la reacción en cadena). Este estudio preliminar fue revisado el mismo verano por un grupo de físicos teóricos como Edward Teller, Robert Serber, Stanley S. Frankel y Eldred C. Nelson... quienes concluyeron que la bomba de fisión era viable. Los científicos sugirieron que la reacción podía iniciarse acoplando una masa crítica, ya sea disparando dos masas subcríticas de plutonio o uranio; o por medio de o comprimir una esfera hueca de los mismos materiales. Teller contemplaba la posibilidad de fabricar un dispositivo mucho más poderoso <<Superbomba>> rodeando la bomba de fisión con deuterio y tritio Edward Teller también poensó en la posibilidad de que la bomba atómica pudiera incendiar la atmósfera terrestre al desencadenar una hipotética reacción de fusión en cadena del hidrógeno. En un primer momento Oppenheimer se tomó muy en serio ese riesgo. Pero tanto Bethe como Serber, Teller o el propio Oppenheimer lo descartaron enseguida, considerándolo teóricamente imposible. En 1946, Edward Teller se ocuparo, junto con sus colaboradores de Los Alamos Konopinsky y Marvin, de redactar un informe1 -­‐desclasificado en 1973-­‐ descartando por completo la posibilidad de incendio de la atmósfera. Por desgracia, según Oppenheimer, Compton "no tuvo el sentido común suficiente como para mantener la boca cerrada" y mientras tanto filtró el asunto a Washington, lo que hizo que la cuestión "jamás quedara enterrada", y no se zanjara hasta la detonación de la Prueba Trinity. Además, tras la guerra volvió a salir varias veces a la luz, especialmente en 1959, 1975, y 1992, y en gran parte debido a una confusión por parte de la prensa: el informe de Teller se refería a ello no como algo "imposible" sino "improbable" -­‐ya que la probabilidad de que algo semejante ocurriera quedaba fuera de cualquier planteamiento científico-­‐ y Compton concedió en 1959 una entrevista a Pearl S. Buck que ésta malinterpretó completamente al transcribir que tal probabilidad era "una entre un millón". Este aserto sirvió a su vez al periodista H.C. Dudley y al New York Times para considerar plausible la amenaza de una fusión del hidrógeno terrestre causada por la explosión de una bomba atómica.2 El resultado de las reuniones fue resumido por Serber en "The Los Alamos Primer" (LA-­‐1 en línea), y suministraron la base teórica original para el diseño de la bomba atómica, que se convirtió en la tarea principal de Los Alamos durante la guerra; y la idea de la bomba H, que se mantuvo en el laboratorio durante la posguerra. En septiembre de 1942 las dificultades encontradas al desarrollar investigaciones en universidades dispersas por todo el país hicieron evidente la necesidad de crear un nuevo laboratorio dedicado exclusivamente a esta tarea, sin embargo, esta necesidad fue puesta en segundo plano dada la demanda de plantas que pudieran producir suficiente uranio y plutonio para crear las bombas atómicas. Las operaciones a gran escala relacionadas con el proyecto fueron asignadas al ejército por el presidente Roosevelt, y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército asignó al Coronel James Marshall para supervisar la construcción de fábricas para la separación de isótopos de uranio y producción de plutonio. En ese tiempo, el único método que parecía prometedor para la separación a gran escala era la separación electromagnética, desarrollada por Ernest Lawrence en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California, sin embargo, los científicos continuaron estudiando otros métodos alternativos debido a su alto costo y a que era improbable que pudiera producir suficiente material antes del final de la guerra. El ejército determinó que una ubicación cerca de Knoxville Tennessee sería el lugar más apropiado para construir la planta de separación, pero debido a que los oficiales a cargo desconocían qué extensión sería necesaria, se retrasó su adquisición. De igual forma, debido a su naturaleza de proyecto experimental, el proyecto no pudo competir con las demás prioridades del ejército en tiempo de guerra, como la demanda de acero para la construcción de fábricas, lo cual le causó retrasos. En otoño de 1943, el Coronel Marshall tuvo la idea de una operación de inteligencia independiente, gestionada por el Jefe de Distrito del Proyecto Manhattan, con el fin de averiguar los progresos alemanes en la investigación atómica: la Operación Alsos. 4.Culminación del Proyecto El proyecto Manhattan consiguió el objetivo de producir la primera bomba atómica en 2 años 3 meses y 16 días, detonando la primera prueba nuclear del mundo (Prueba Trinity) el 16 de julio de 1945 cerca de Alamogordo, Nuevo México. La continuación del proyecto condujo a la producción de dos bombas-­‐A conocidas como Little Boy y Fat Man con pocos días de intervalo, las cuales detonaron en Japon la primera en Hiroshima el 6 de agosto de 1945 tratandose de la bomba “Little Boy” y poco despues en Nagasaki el 9 de agosto respectivamente tratandose esta vez de la bomba “Fat Man” Resultado de las dos bombas
El mayor problema que resolver para la construcción de una bomba atómica fue la obtención de suficiente material fisible y de suficiente pureza. La bomba de Hiroshima, Little Boy, estaba basada en el isótopo de uranio U-­‐
235, un isótopo bastante raro que debe ser separado del isótopo más común del uranio, el U-­‐238 que no es adecuado para la fabricación de bombas atómicas. La separación se llevó a cabo en las instalaciones Oak Ridge utilizando principalmente el método de difusión gaseosa de hexafloruro de uranio (UF6). La bomba de Nagasaki, Fat Man, en contraste utilizó el isótopo de plutonio Pu-­‐
239, un elemento sintético, pero más complicado en cuanto a su sistema de detonación, la cual se inicia por medio de un dispositivo de implosión que fue desarrollado durante el proyecto en las instalaciones de Los Alamos. Hiroshima despues de la bomba nuclear Nagasaki despues de la bomba nuclear Científicos destacados que trabajaron en el Proyecto Manhattan Esta es una lista parcial de algunos de los científicos que participaron en este proyecto. Albert Einstein firmó una carta redactada por Leo Szilard (científico judío refugiado en EE.UU.) antes del inicio del proyecto para convencer al presidente Roosevelt de la necesidad de establecer un programa semejante. Aparte de esta carta, él nunca trabajó en el desarrollo de bombas nucleares. Robert Oppenheimer: Director del proyecto, se opuso al uso militar de la energía nuclear una vez terminada la guerra. Enrico Fermi: Huido de su Italia natal, fue el creador de la primera pila atómica en la Universidad de Chicago. Edward Teller: Uno de los muchos judíos huidos del régimen nazi. Uno de los más fervientes defensores del programa armamentístico nuclear estadounidense. Hans Bethe: Importante teórico del proyecto, director de la división técnica. Richard Feynman: Responsable de la división teórica y de los cálculos por ordenador. En su biografía cuenta numerosas anécdotas sobre su etapa en el Proyecto Manhattan y su sentimiento de culpabilidad al explotar la primera bomba. John von Neumann: Experto en materia de explosivos, entre otras habilidades, le fue encomendada la misión de ayudar en el diseño de explosivos de contacto para la compresión del núcleo de plutonio del dispositivo Trinity test y la bomba Fat Man caída en Nagasaki. También fue el encargado de calcular a qué altura debían explotar las bombas antes de tocar el suelo para que su efecto fuera más devastador. Así mismo también estuvo en el comité encargado para seleccionar objetivos potenciales japoneses (ciudades), donde hacer caer las bombas atómicas. Proyectos similares En la URSS se intentó llevar a cabo un proyecto parecido, liderado por Ígor Vasílievich Kurchátov, pero con una diferencia fundamental: algunas de las investigaciones de Kurchátov venían de segunda mano de los países involucrados en el Proyecto Manhattan gracias a los espías. Había al menos dos en el equipo científico de Los Álamos, Klaus Fuchs y Theodore Hall, que no se conocían entre ellos. Durante la Guerra, también se llevaron a cabo algunos intentos simbólicos en Alemania, (liderados por Werner Heisenberg,) y en Japón. El Proyecto Manhattan, junto con las investigaciones criptográficas y el desarrollo del radar de microondas, representan algunos ejemplos de proyectos secretos, a gran escala y extraordinariamente exitosos, engendrados por el conflicto de la Segunda Guerra Mundial.