Edward Creutz (23 de enero de 1913 - 27 de junio de 2009) fue un físico estadounidense que trabajó en el Proyecto Manhattan en el Laboratorio Metalúrgico y el Laboratorio de Los Álamos durante la Segunda Guerra Mundial . Después de la guerra se convirtió en profesor de física en el Instituto Carnegie de Tecnología . Fue vicepresidente de investigación en General Atomics de 1955 a 1970. Publicó más de 65 artículos sobre botánica , física , matemáticas , metalurgia y política científica, y poseía 18 patentes relacionadas con la energía nuclear .
Creutz, graduado de la Universidad de Wisconsin-Madison , ayudó a la Universidad de Princeton a construir su primer ciclotrón . Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó en el diseño de reactores nucleares con Eugene Wigner en el Laboratorio Metalúrgico, diseñando el sistema de refrigeración para los primeros reactores refrigerados por agua. Dirigió un grupo que estudió la metalurgia del uranio y otros elementos utilizados en el diseño de reactores. En octubre de 1944 se trasladó al Laboratorio de Los Álamos, donde se convirtió en líder de grupo.
Después de que terminó la guerra, Creutz aceptó una oferta para venir al Instituto Carnegie de Tecnología, donde se convirtió en jefe de su departamento de física y de su centro de investigación nuclear en 1948. En 1955 regresó a Los Álamos para evaluar su programa de fusión termonuclear para el Comisión de Energía Atómica . Mientras estuvo allí, aceptó una oferta para convertirse en vicepresidente de investigación y desarrollo y director del Laboratorio John Jay Hopkins de Ciencias Puras y Aplicadas en General Atomics. Bajo su liderazgo, General Atomics desarrolló TRIGA , un reactor nuclear para universidades y laboratorios.
Creutz se desempeñó como subdirector de la Fundación Nacional de Ciencias de 1970 a 1977, y luego como director del Museo Bernice Pauahi Bishop en Honolulu , donde se interesó particularmente en la preparación por parte del museo de un Manual de las plantas con flores de Hawaii .
Creutz nació el 23 de enero de 1913 en Beaver Dam, Wisconsin , hijo de Lester Creutz, profesor de historia de secundaria, y Grace Smith Creutz, profesora de ciencias generales. Tenía dos hermanos mayores, John y Jim, y una hermana menor, Edith. [1] La familia se mudó a Eau Claire, Wisconsin , en 1916, Monroe, Wisconsin , en 1920, y a Janesville, Wisconsin , en 1927. [2] Tocaba varios instrumentos musicales, incluidos la mandolina , el ukelele y el trombón . [1] Tocó en las bandas escolares de Janesville High School y Monroe High School . En Janesville tocó el banjo tenor en una orquesta de baile llamada Rosie's Ragadors y timbales con la orquesta de la escuela en Monroe. También jugó como guardia izquierdo en los equipos de fútbol americano de Janesville y Monroe. Expresó interés por la química, la biología, la geología y la fotografía. [2]
Después de graduarse de Janesville High School en 1929, aceptó un trabajo como contable en un banco local. En 1932, su hermano John, que se había graduado en ingeniería eléctrica en la Universidad de Wisconsin-Madison , lo convenció para que también fuera a la universidad. John sugirió que "si no estás seguro de qué parte de la ciencia quieres, elige física, porque es básica para todas ellas". [3] Creutz recordó más tarde que este fue el mejor consejo que jamás haya recibido. [3] Ingresó en la Universidad de Wisconsin y estudió matemáticas y física. [1] El dinero escaseaba durante la Gran Depresión , especialmente después de la muerte de su padre en 1935. Para pagar sus cuentas, Creutz trabajó como lavaplatos y cocinero de comida rápida, y aceptó un trabajo cuidando el equipo del laboratorio de física. En 1936, su último año , impartió clases de laboratorio de física. [2]
Creutz se encontró con varios miembros del cuerpo docente de la Universidad de Wisconsin, entre ellos Julian Mack, Ragnar Rollefson, Raymond Herb , Eugene Wigner y Gregory Breit . Mack le dio a Creutz un proyecto de investigación para realizar en su tercer año . [1] Creutz permaneció en Wisconsin como estudiante de posgrado después de recibir su título de Licenciado en Ciencias (BS) en 1936, trabajando para Herb actualizando el generador departamental Van de Graaff de 300 a 600 keV . Una vez hecho esto, la pregunta fue qué hacer con él, y Breit sugirió que previamente se había observado que se producían rayos gamma de alta energía cuando se bombardeaba litio con protones a 440 keV. [1] Por lo tanto, Creutz escribió su tesis de Doctorado en Filosofía (Ph.D.) de 1939 sobre la dispersión de resonancia de protones por litio , [4] [5] bajo la supervisión de Breit. [2] Creutz se casó con Lela Rollefson, una estudiante de matemáticas en Wisconsin y hermana de Ragnar Rollefson, el 13 de septiembre de 1937. La pareja tuvo tres hijos, dos hijos, Michael y Carl, y una hija, Ann Jo. [1]
Wigner se mudó a la Universidad de Princeton en 1938 y poco después Creutz también recibió una oferta. La Universidad de California le había regalado a Princeton un imán de 36 pulgadas (910 mm) , que se había utilizado para construir un ciclotrón de 8 MeV . Querían que Creutz ayudara a ponerlo en funcionamiento. [1] Más tarde recordó:
En mi tercer día en Princeton me invitaron a dar un breve informe sobre mi trabajo de tesis. Generalmente había dos o tres oradores en estas reuniones del "Journal Club". Esta vez los ponentes fueron Niels Bohr , Albert Einstein y Ed Creutz. Estar en el mismo programa con estos dos gigantes de los logros científicos fue impresionante. Justo antes de que comenzara la reunión, mi patrocinador, Delsasso, me preguntó: "Oye, Creutz, ¿ya conoces a Einstein?". No había. Delsasso me llevó hasta donde estaba sentado Einstein con sudadera y zapatillas de tenis y me dijo: "Profesor Einstein, este es Creutz, que ha venido a trabajar en nuestro ciclotrón". El gran hombre extendió su mano, que parecía tan grande como un plato, y dijo con voz acentuada: "Me alegro de conocerle, doctor Creutz". Logré decir con dificultad: "Yo también me alegro de conocerlo, Dr. Einstein". [2]
Pero fue Bohr quien electrizó a la audiencia con la noticia desde Europa del descubrimiento de la fisión nuclear por parte de Lise Meitner y Otto Frisch . [1] Los físicos se apresuraron a confirmar los resultados. Creutz construyó una cámara de ionización y un amplificador lineal con tubos de vacío de radio , latas de café y baterías de motocicletas, y con este aparato los físicos de Princeton pudieron confirmar los resultados. [2]
En los primeros años de la Segunda Guerra Mundial, entre 1939 y 1941, Wigner dirigió al grupo de Princeton en una serie de experimentos utilizando uranio y dos toneladas de grafito como moderador de neutrones . [2] A principios de 1942, Arthur Compton concentró los diversos equipos del Proyecto Manhattan que trabajaban en el diseño de plutonio y reactores nucleares , incluido el equipo de Wigner de Princeton, en el Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago . [6] El nombre era un nombre en clave; Creutz fue el primero en realizar investigaciones metalúrgicas reales y contrató a su primer metalúrgico para que trabajara con él. [3]
Wigner dirigió el grupo teórico que incluía a Creutz, Leo Ohlinger, Alvin M. Weinberg , Katharine Way y Gale Young . La tarea del grupo era diseñar los reactores que convertirían el uranio en plutonio. En aquel momento, los reactores sólo existían en el papel y ninguno de ellos había alcanzado aún un estado crítico. En julio de 1942, Wigner eligió un diseño conservador de 100 MW, con un moderador de neutrones de grafito y refrigeración por agua. [7] La elección del agua como refrigerante fue controvertida en ese momento porque se sabía que el agua absorbía neutrones , reduciendo así la eficiencia del reactor; pero Wigner confiaba en que los cálculos de su grupo eran correctos y que el agua funcionaría, mientras que las dificultades técnicas que implicaba utilizar helio o metal líquido como refrigerante retrasarían el proyecto. [8] Trabajando siete días a la semana, el grupo diseñó los reactores entre septiembre de 1942 y enero de 1943. [9] Creutz estudió la corrosión de los metales en un sistema refrigerado por agua, [1] y diseñó el sistema de refrigeración. [9] En 1959 se concedería una patente para el diseño del reactor a nombre de Creutz, Ohlinger, Weinberg, Wigner y Young. [1]
Como líder de grupo en el Laboratorio Metalúrgico, Creutz realizó estudios sobre el uranio y cómo podría extruirse en barras. Su grupo examinó el proceso de corrosión de los metales en contacto con líquidos de flujo rápido, los procesos de fabricación de aluminio y el revestimiento de uranio con él. También investigó la forja del berilio y la preparación del torio . [1] [10] Frederick Seitz y Alvin Weinberg calcularon más tarde que las actividades de Creutz y su grupo pueden haber reducido el tiempo necesario para producir plutonio hasta en dos años. [1]
El descubrimiento de fisión espontánea en plutonio generado en reactores debido a la contaminación por plutonio-240 llevó a Wigner a proponer cambiar a la producción de uranio-233 a partir de torio, pero el Laboratorio de Los Álamos afrontó el desafío desarrollando un diseño de arma nuclear de tipo implosión . [11] En octubre de 1944, Creutz se mudó a Los Alamos, [10] donde se convirtió en líder de grupo responsable de la verificación del diseño de lentes explosivas y las pruebas preliminares. [1] Las dificultades encontradas al probar las lentes llevaron a la construcción de un área de prueba especial en el Cañón del Pajarito, y Creutz se convirtió en responsable de las pruebas allí. [12] Como parte de la preparación para la prueba nuclear Trinity , Creutz llevó a cabo una detonación de prueba en el Cañón de Pajarito sin material nuclear. [13] Esta prueba trajo malas noticias; parecía indicar que la prueba de la Trinidad fracasaría. Hans Bethe trabajó toda la noche para evaluar los resultados y pudo informar que los resultados correspondían a una explosión perfecta. [14]
Después de que terminó la guerra en 1945, Creutz aceptó una oferta de Seitz para venir al Instituto Carnegie de Tecnología como profesor asociado y ayudar a crear allí un grupo de física nuclear. [2] Creutz, a su vez, reclutó a varios físicos jóvenes que habían trabajado con él en Princeton y en el Proyecto Manhattan en Chicago y Los Alamos, incluidos Martyn Foss, Jack Fox , Roger Sutton y Sergio DeBenedetti. Juntos, con financiación de la Oficina de Investigación Naval, construyeron un sincrotrón de 450 MeV en el Centro de Investigación Nuclear cerca de Saxonburg, Pensilvania . [1] Durante un tiempo, esto los puso a la vanguardia de la investigación en física nuclear, lo que permitió a los físicos estudiar los mesones pi y mu recientemente descubiertos . [3] Un académico visitante, Gilberto Bernardini, creó la primera emulsión fotográfica de un mesón. [1]
Creutz se convirtió en profesor, jefe del departamento de física y jefe del centro de investigación nuclear del Instituto Carnegie de Tecnología en 1948. También fue miembro de la junta ejecutiva del Laboratorio Nacional Argonne de 1946 a 1958, y consultor en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge de 1946 a 1958. [15] Además de su trabajo en física nuclear, cultivó flores y orquídeas en su casa. Publicó ocho artículos sobre especies florales y nombró a tres variedades de violetas en honor a sus hijos. Un artículo de 1966, publicado en el New York Botanical Garden Journal, trataba sobre Apetahia raiateensis , una flor rara que se encuentra sólo en la isla de Raiatea en la Polinesia Francesa . [1] Viajó muchas veces a la Polinesia y tradujo la gramática de la lengua tahitiana del francés al inglés. [1] Su familia sirvió durante un tiempo como anfitriones de dos jóvenes de Tahití y Samoa. [2]
En 1955 y 1956, Creutz pasó un año en Los Álamos evaluando su programa de fusión termonuclear para la Comisión de Energía Atómica . Mientras estaba allí, Frederic de Hoffmann se acercó a él y lo reclutó para unirse a la división General Atomics de General Dynamics . Se mudó a La Jolla, California , como vicepresidente de investigación y desarrollo, [1] [2] y al mismo tiempo fue director de su Laboratorio John Jay Hopkins de Ciencias Puras y Aplicadas de 1955 a 1967. También fue miembro de el Panel Asesor sobre Ciencias Generales del Departamento de Defensa de 1959 a 1963. [15]
Bajo su liderazgo, General Atomics desarrolló TRIGA , un pequeño reactor para universidades y laboratorios. TRIGA utilizó combustible de hidruro de uranio y circonio (UZrH), que tiene un coeficiente de reactividad de temperatura del combustible negativo rápido y grande . A medida que aumenta la temperatura del núcleo, la reactividad disminuye rápidamente. Por tanto, es muy improbable, aunque no completamente imposible, que se produzca una fusión nuclear . Debido a su seguridad y confiabilidad, que le permite instalarse en áreas densamente pobladas, y su capacidad de generar mucha energía durante períodos breves, lo cual es particularmente útil para la investigación, se convirtió en el reactor de investigación más popular del mundo, y General Atomics lo vendió. 66 TRIGA en 24 países. [16] El reactor de alta temperatura refrigerado por gas (HTGR) tuvo menos éxito y sólo se construyeron dos reactores de potencia HTGR, ambos en los Estados Unidos. Una unidad de demostración de 40 MW en la estación generadora nuclear Peach Bottom en Pensilvania funcionó con éxito, pero una unidad más grande de 300 MW en la estación generadora Fort St. Vrain en Colorado encontró problemas técnicos. [1] General Atomics también llevó a cabo investigaciones sobre la energía termonuclear, incluidos los medios para confinar el plasma magnéticamente . Entre 1962 y 1974 Creutz publicó seis artículos sobre el tema. [1]
En 1970, el presidente Richard Nixon nombró a Creutz subdirector de investigación de la Fundación Nacional de Ciencias . Se convirtió en subdirector de ciencias matemáticas y físicas en 1975 y fue subdirector interino de 1976 a 1977. La crisis energética de la década de 1970 elevó el perfil nacional de las cuestiones energéticas, y Creutz formó parte de un panel que produjo un estudio llamado The Nation's Energy Future . [1] Su esposa Lela murió de cáncer en 1972. En 1974 se casó con Elisabeth Cordle, quien trabajaba para la Junta Nacional de Ciencias. Los dos disfrutaron localizando y fotografiando orquídeas raras. [2] [17]
Su nombramiento en la Fundación Nacional de Ciencias terminó en 1977 y Creutz se convirtió en director del Museo Bernice Pauahi Bishop en Honolulu . Se interesó especialmente en el trabajo del museo al preparar un Manual de las plantas con flores de Hawái en dos volúmenes , que se publicó en 1999. Amplió los programas de educación y divulgación y consiguió financiación para dos nuevos edificios. [1] Se jubiló en 1987 y regresó a su casa en Rancho Santa Fe, California , [2] y murió allí el 27 de junio de 2009. [1] [17]
