EARLY NUCLEAR RESEARCH

Achieving the monumental goal of splitting the nucleus of an atom, known as nuclear fission, came through the development of scientific discoveries that stretched over several centuries. A partir de 1789, quando o cientista alemão Martin Klaproth descobriu o denso elemento metálico que ele chamou de urânio, exploração de Energia Atômica e radiação veio a fascinar mentes científicas., Enquanto Marie Curie estava conduzindo sua pesquisa inovadora sobre urânio no final do século XIX, ela descobriu que o elemento era naturalmente radioativo. Curie criou o termo “radioativo” para descrever a emissão de partículas eletromagnéticas de átomos desintegrantes. A descoberta de radioactividade em elementos de Curie mudou para sempre a natureza da ciência atómica. A partir desta pesquisa, o físico britânico Ernest Rutherford, em 1911, formulou um modelo do átomo no qual elétrons de baixa massa orbitavam um núcleo carregado que continha a maior parte da massa do átomo.,a descoberta alemã da fissão na década de 1930 viu um maior desenvolvimento no campo. O físico Húngaro – Alemão Leo Szilard concebeu a possibilidade de reações de fissão nuclear auto – sustentadas, ou uma reação em cadeia nuclear, em 1933. No ano seguinte, o físico italiano Enrico Fermi, sem saber, dividiu nêutrons dentro do urânio enquanto realizava seus próprios experimentos. Na sequência destes desenvolvimentos, a física austríaca – Sueca Lise Meitner, trabalhando com o químico alemão Otto Hahn, foi uma das primeiras a conseguir a fissão bem sucedida de urânio., No entanto, o anti-semitismo do Partido Nazista forçou Meitner, que era judeu, a fugir e se estabelecer na Suécia. Enquanto na Suécia, Meitner identificou e nomeou o processo de fissão nuclear.as descobertas de Meitner tornaram-se um ponto de viragem no desenvolvimento de armas nucleares, mas como o mundo mais uma vez entrou em guerra, foram os alemães que mantiveram a chave potencial para a energia nuclear. Enquanto Hahn optou por permanecer na Alemanha e continuou a desenvolver suas pesquisas durante a Segunda Guerra Mundial, cientistas em toda a Europa constantemente fugiram., Szilard, um judeu, migrou para os Estados Unidos em 1938 para evitar a perseguição. Fermi e sua esposa, Laura Capon, também deixaram a Europa no final de 1938 para escapar do Crescente fascismo na Itália. Capon, que também era judeu, viajou com Fermi para Nova York, onde ambos se candidataram para residência permanente.quando a notícia da descoberta da fissão de Hahn e Meitner chegou a Szilard em sua casa em Nova York no início de 1939, Szilard começou a trabalhar para confirmar suas descobertas. Szilard encontrou ajuda no colaborador Walter Zinn, e juntos eles recriaram a experiência de Hahn., Reconhecendo o significado daquele momento, Szilard afirmou: “naquela noite, havia muito pouca dúvida em minha mente de que o mundo estava caminhando para a dor. Szilard começou a trabalhar com Fermi para construir um reator nuclear na Universidade de Columbia, mas como eles fizeram isso, Szilard temia que os cientistas na Alemanha, que estavam ajudando o esforço de guerra nazista, estavam construindo seus próprios reatores.em julho de 1939, Szilard contactou o proeminente físico teórico alemão judeu Albert Einstein em sua casa em Long Island, Nova Iorque, para discutir os avanços alemães no desenvolvimento nuclear., Juntos, Szilard e Einstein redigiram uma carta ao Presidente dos EUA, Franklin D. Roosevelt. Na carta, datada de 2 de agosto de 1939, o aviso era claro: “este novo fenômeno também levaria à construção de bombas, e é concebível—embora muito menos certo—que Bombas extremamente poderosas de um novo tipo podem, assim, ser construídas.”A carta não chegou a Roosevelt até outubro, mas uma vez que ele soube dos riscos potenciais apresentados pelo armamento nuclear, ele respondeu formando o Comitê Consultivo sobre urânio, que realizou sua primeira reunião em 21 de outubro de 1939.,

Overhead shot of Fermi’s Pile-1 experiment constructed beneath Stagg Field at the Unversity of Chicago 1942. Imagem cortesia do Laboratório Nacional de Los Alamos.

O Projeto MANHATTAN

embora formado em 1939, o Comitê Consultivo sobre urânio moveu-se lentamente no início. No entanto, o ataque do Japão a Pearl Harbor em 7 de dezembro de 1941, empurrou o Comitê em ação. Com os Estados Unidos formalmente em guerra, a questão do desenvolvimento do urânio e da potencial construção de uma bomba atômica ganhou um interesse renovado., Este interesse aumentou ainda mais quando um relatório emitido por cientistas britânicos em Março de 1941 confirmou a possibilidade de construir uma bomba de urânio, dando aos cientistas americanos a validação que eles procuravam. Apesar deste entusiasmo, a limitação dos recursos rapidamente se tornou evidente e levou os líderes do comitê a recorrer aos militares para ajuda.à medida que os Estados Unidos começaram sua campanha de salto em ilhas no Pacífico, o corpo de engenheiros do exército assumiu o esforço para produzir armas atômicas na frente de batalha., Em 13 de agosto de 1942, o corpo de exército criou o Distrito de engenheiros de Manhattan, nomeado para a localização de seus escritórios em Nova York. No mês seguinte, em 17 de setembro, o Coronel Leslie R. Groves foi nomeado para dirigir o projeto e recebeu uma promoção para o Brigadeiro-General. Dentro de dois dias de sua nomeação, Groves tomou decisões rápidas para mover o projeto para a frente, selecionando três locais primários para a fabricação de uma bomba atômica.Groves primeiro selecionou Oak Ridge, Tennessee, como local de enriquecimento de urânio. Também entre os principais locais do projeto estava Los Alamos, Novo México., Designated “Project Y”, Los Alamos was the site of the Manhattan Project’s weapons research laboratory. Este local de Los Alamos se tornaria o local para a construção das bombas atômicas. O último local primário escolhido foi Hanford, Washington, que ele designou para produzir plutônio do isótopo U-238. Embora o plutônio não seja um elemento natural, os cientistas descobriram sua produção dentro de reatores de urânio. Plutônio provou ser um metal mais radioativo e tinha uma maior possibilidade de alcançar fissão nuclear.,enquanto Groves fazia esses movimentos, um avanço na pesquisa nuclear sob os tribunais de squash da Universidade de Chicago criou um modelo para a futura produção de armas atômicas.no início de 1942, Fermi e Szilard, que estavam trabalhando para construir um reator na Universidade de Columbia, mudaram seus esforços para Chicago. Depois que a construção foi concluída, em 2 de dezembro daquele ano, os cientistas começaram a remover as barras de controle de cálcio da pilha de urânio. Após a remoção da haste de controle final, a pilha ficou crítica., A reação nuclear resultante tornou-se auto-sustentável e continuou a um ritmo crescente por alguns minutos até Fermi ordenar que o reator fosse desligado. Embora a reação só produzisse energia suficiente para alimentar uma lâmpada, este momento marcou a primeira instância na história de uma reação nuclear auto-sustentável. The event also gave nuclear scientists a model for the production of large amounts of plutonium, which would eventually become the basis of the B Reactor built at Hanford.,após receber a aprovação formal do Presidente Roosevelt em 28 de dezembro de 1942, O Projeto Manhattan desenvolveu-se em uma empresa massiva que se espalhou pelos Estados Unidos. Com mais de 30 sites de projetos e mais de 100.000 trabalhadores, O Projeto Manhattan chegou a custar aproximadamente US $2,2 bilhões. Embora englobando uma escala tão massiva, o projeto permaneceu em grande parte um segredo, e muitas das pessoas que trabalhavam na construção da bomba atômica não sabiam totalmente o propósito por trás de seus trabalhos., Após o experimento bem sucedido de Fermi em Chicago, parecia haver dois caminhos possíveis para a construção de bombas atômicas: urânio e plutônio. O Projeto Manhattan construiu ambos os tipos de bombas, resultando na construção de Little Boy, uma bomba de urânio método de armas, e Fat Man, uma bomba de plutônio método de implosão.

frente do reator B Hanford. Imagem cortesia do Governo dos Estados Unidos.a responsabilidade de trazer estas bombas à existência recai sobre o homem que Groves escolheu para liderar o laboratório secreto de armas em Los Alamos., Robert Oppenheimer. Um físico teórico e professor de física na Universidade da Califórnia, Berkeley, Oppenheimer se envolveu no início da pesquisa científica que, em última análise, levou ao Projeto Manhattan. Sob a direcção de Oppenheimer, os trabalhadores do Projecto Manhattan construíram uma bomba de plutónio.

a bomba de plutônio dependia da implosão do plutônio reativo ao invés de sobre o piercing do plutônio com uma bala, que era comum em bombas de método de armas e que funcionava melhor com urânio., Embora o método das armas fosse um método mais familiar conceptualmente para os seus criadores, o método da implosão não era. Devido à natureza sem precedentes de tal bomba, Oppenheimer sentiu que um teste era necessário. Groves inicialmente hesitou porque plutônio era caro e raro. No entanto, Groves cedeu e aprovou avançando com um teste.