Herbert G. MacPherson (2 de noviembre de 1911 - 6 de enero de 1993) fue un ingeniero nuclear estadounidense y subdirector del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL). Contribuyó al diseño y desarrollo de reactores nucleares y en opinión de Alvin Weinberg era "el mayor experto del país en grafito"... [1]
Después de recibir su Ph.D. Licenciado en Física por la Universidad de California en Berkeley en 1936, MacPherson empezó a trabajar en el Servicio Meteorológico Nacional en Washington DC. Al año siguiente fue contratado por la División Nacional de Carbono de Union Carbide and Carbon Corporation en Cleveland Ohio, donde investigó los espectros de los arcos de carbono [2] que se utilizaban a menudo en la industria cinematográfica. En 1956 se mudó a Oak Ridge TN para convertirse en científico investigador en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. MacPherson se convirtió en subdirector del Laboratorio Nacional Oak Ridge en 1965, cargo que ocupó hasta 1970. [1] De 1970 a 1976 ocupó el cargo de Profesor de Ingeniería Nuclear en la Universidad de Tennessee. [3] En 1973 se desempeñó como director interino del Instituto de Análisis Energético, [4] : 220 una organización fundada por Alvin Weinberg para el estudio de la gestión y las fuentes futuras de energía. En 1978 fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería .
La posibilidad de crear una reacción en cadena en el uranio se hizo evidente en 1939 tras los experimentos de fisión nuclear de Otto Hahn y Fritz Strassman , y la interpretación de estos resultados por Lise Meitner y Otto Frisch . Las interesantes posibilidades que esto presentaba se extendieron rápidamente por toda la comunidad física mundial. Para que el proceso de fisión reaccione en cadena, los neutrones creados por la fisión del uranio deben ralentizarse interactuando con un moderador de neutrones (un elemento con un peso atómico bajo, que "rebotará" cuando sea golpeado por un neutrón) antes de que puedan reaccionar. ser capturado por otros átomos de uranio. En 1939 era bien sabido que los dos moderadores más prometedores eran el agua pesada y el grafito [5] (una forma semicristalina de carbono puro).
En febrero de 1940, utilizando fondos que le fueron asignados en parte como resultado de la carta de Einstein-Szilard al presidente Roosevelt, Leo Szilard compró 4 toneladas de grafito de National Carbon para su uso en el reactor experimental de Enrico Fermi , la llamada pila exponencial. [6] : 190 Fermi escribe que "Los resultados de este experimento fueron [sic] algo desalentadores" [7] presumiblemente debido a la absorción de neutrones por alguna impureza desconocida. [8] : 40 Así, en diciembre de 1940 Fermi y Szilard se reunieron con HG MacPherson y VC Hamister en National Carbon para discutir la posible existencia de impurezas en el grafito, sin describir específicamente los motivos de su visita. [9] : 143 Habiendo leído previamente (septiembre de 1939) el artículo [10] de RB Roberts y JBH Kuper (que describía la necesidad de un moderador en una reacción en cadena), MacPherson pudo deducir el propósito de la visita. [11] Debido a su experiencia con los espectros de arcos de carbono, se dio cuenta de que incluso el grafito de alta calidad contiene cantidades mínimas de impurezas de boro que podrían hacerlo potencialmente inutilizable como moderador de neutrones en un reactor de uranio, [11] confirmando una sospecha de Szilard. [5]
Como resultado de esta reunión, durante los siguientes dos años, MacPherson (junto con LM Currie y VC Hamister) desarrollaron técnicas de purificación térmica para la producción de grafito con bajo contenido de boro, [11] [12] que dieron como resultado el producto "AGOT Graphite " de Carbono Nacional. Según WP Eatherly, fue "el primer grafito verdadero de grado nuclear". [13] En noviembre de 1942, National Carbon había enviado 250 toneladas de grafito AGOT a la Universidad de Chicago [6] : 200 donde se utilizó en la construcción del Chicago Pile-1 de Fermi , el primer reactor nuclear que generó una reacción en cadena sostenida. . El grafito AGOT también se utilizó para construir el reactor de grafito X-10 en Oak Ridge TN y los reactores en Hanford Site en Washington, que produjeron plutonio durante y después de la Segunda Guerra Mundial. [11] [13] Este proceso y sus refinamientos posteriores se convirtieron en técnicas estándar en la fabricación de grafito nuclear. [14]
Esta información crucial sobre las impurezas de boro no la conocían los científicos alemanes que intentaron crear una reacción en cadena en el uranio durante la Segunda Guerra Mundial. La sección transversal para la absorción de neutrones en el grafito fue investigada en Alemania por Walter Bothe , P. Jensen y Werner Heisenberg, quienes encontraron que era demasiado alta, eliminando así el grafito como posible moderador. [5] [15] [16] En consecuencia, el esfuerzo alemán por crear una reacción en cadena implicó intentos de utilizar agua pesada , una alternativa costosa y escasa. En 1947, Heisenberg todavía no entendía que el único problema con el grafito eran las impurezas de boro. [15]
En 1956, MacPherson fue designado por el director del ORNL, Alvin Weinberg , para dirigir el experimento del reactor de sales fundidas , [4] : 125 [17] : 90 [18] : 109 , un diseño de reactor revolucionario, seguro, eficiente y relativamente económico, ahora conocido como el Ciclo del combustible del torio . En dos años, las pruebas químicas de materiales fundidos, los estudios de costos, el diseño general y los cálculos se completaron y se describieron en el informe de progreso trimestral de MacPherson sobre el MSRE. [19] Los cálculos se realizaron [19] en ORACLE (computadora) , un clon de la máquina IAS de von Neumann que se había construido en ORNL bajo la dirección de Alston Scott Householder . [17] : 70 [18] : 86 [20] El MSRE fue financiado por la Comisión de Energía Atómica en 1959 y se completó en 1965. Funcionó continuamente hasta que se cerró en 1969, pero había demostrado la viabilidad del diseño. [4] : 126 [21] [22] Weinberg se refiere a este proyecto como "quizás el experimento de ingeniería más ingenioso y atrevido jamás realizado en ORNL". [11] (En 1972, el gobierno de EE. UU. se negó a financiar el reactor reproductor de sales fundidas propuesto en ORNL, despidió a Alvin Weinberg y redirigió su apoyo hacia el diseño y la construcción de reactores reproductores rápidos de metal líquido, como el Clinch River Breeder. Reactor [4] : 200 [ 22] )
En 1958, simultáneamente con la publicación del primer libro de texto sobre reactores nucleares, [23] MacPherson (junto con James Lane y Frank Maslan) editaron y publicaron su tratado de ingeniería sobre reactores de combustible fluido [24].
Después de jubilarse, MacPherson desarrolló un interés en la cultura y los escritos mayas, especialmente los relacionados con el Códice de Dresde . Este antiguo manuscrito maya contiene una tabla de fechas, comúnmente conocida como "Tabla de advertencia de eclipses", cuyos intervalos corresponden aproximadamente a los intervalos entre eclipses solares que ocurren en todo el mundo. Se han escrito cientos de artículos en un intento de comprender esta tabla (ver [25] [26] ). MacPherson estudió el desconcertante problema de cómo una civilización antigua pudo haber logrado generar una tabla de este tipo cuando no poseía los modelos astronómicos necesarios para predecir eclipses en todo el mundo [27] [28] y cuando sólo varios eclipses solares habrían sido visibles. a los mayas durante todo el período de su civilización. [29] [30] En lo que algunos expertos consideran "el más interesante de los estudios recientes sobre la mesa de eclipses", [25] : 275 MacPherson describió [31] un procedimiento simple mediante el cual dicha mesa pudo haber sido ensamblada por Astrónomos mayas en el proceso de determinar la "temporada lunar".
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