El núcleo demoníaco era una esfera de plutonio que estuvo involucrada en dos accidentes fatales de radiación cuando los científicos lo probaron como núcleo fisible de una de las primeras bombas atómicas . Fue fabricado por el Proyecto Manhattan , el esfuerzo estadounidense de desarrollo de armas nucleares durante la Segunda Guerra Mundial . Era una masa subcrítica que pesaba 6,2 kilogramos (14 libras) y tenía 8,9 centímetros (3,5 pulgadas) de diámetro.
El núcleo se preparó para su envío al Teatro del Pacífico como parte de la tercera arma nuclear que se lanzaría sobre Japón, pero cuando Japón se rindió , el núcleo se retuvo para realizar pruebas y su posible uso posterior en caso de otro conflicto.
Los dos accidentes de criticidad ocurrieron en el Laboratorio de Los Álamos en Nuevo México el 21 de agosto de 1945 y el 21 de mayo de 1946. En ambos casos, se pretendía demostrar con un manipulador (capa de material denso) qué tan cerca estaba el núcleo de la criticidad que rodea el material fisionable), pero el núcleo fue puesto accidentalmente en una configuración crítica . Los físicos Harry Daghlian , en el primer accidente, y Louis Slotin , en el segundo, sufrieron el síndrome de radiación aguda (ARS) y murieron poco después, mientras que otros presentes en el laboratorio también quedaron expuestos. El núcleo se fundió durante el verano de 1946 y el material se recicló para utilizarlo en otros núcleos.
El núcleo del demonio (como el núcleo utilizado en el bombardeo de Nagasaki ) era, cuando se ensambló, una esfera sólida de 6,2 kilogramos (14 libras) que medía 8,9 centímetros (3,5 pulgadas) de diámetro. Constaba de tres partes: dos hemisferios de plutonio-galio y un anillo, diseñado para evitar que el flujo de neutrones "salga" de la superficie unida entre los hemisferios durante la implosión . El núcleo del dispositivo utilizado en la prueba Trinity en el campo de tiro y bombardeo de Alamogordo en julio no tenía ese anillo. [1] [2]
El plutonio refinado fue enviado desde el sitio de Hanford en el estado de Washington al Laboratorio de Los Álamos ; un documento de inventario fechado el 30 de agosto muestra que Los Álamos había gastado "HS-1, 2, 3, 4; R-1" (los componentes de las bombas Trinity y Nagasaki) y tenía en su poder "HS-5, 6; R- 2", terminado y en manos de control de calidad. El material para "HS-7, R-3" estaba en la sección de metalurgia de Los Alamos, y también estaría listo para el 5 de septiembre (no se sabe con certeza si esta fecha permitió que la fabricación del no mencionado "HS-8 " completara el proceso). cuarto núcleo). [3] Los metalúrgicos utilizaron una aleación de plutonio-galio, que estabilizó el alótropo de fase delta ( δ ) del plutonio para que pudiera prensarse en caliente hasta darle la forma esférica deseada. Como se descubrió que el plutonio se corroe fácilmente, la esfera se cubrió con níquel. [4]
El 10 de agosto, el General de División Leslie R. Groves Jr. , escribió al General del Ejército George C. Marshall , Jefe de Estado Mayor del Ejército de los Estados Unidos , para informarle que:
Se había programado que la próxima bomba del tipo de implosión estuviera lista para ser entregada en el objetivo con el primer buen tiempo después del 24 de agosto de 1945. Hemos ganado 4 días en fabricación y esperamos enviar los componentes finales desde Nuevo México el 12 de agosto o 13. Siempre que no haya dificultades imprevistas en la fabricación, en el transporte al teatro o después de su llegada al teatro, la bomba debería estar lista para su entrega en el primer tiempo adecuado después del 17 o 18 de agosto. [3]
Marshall añadió una anotación: "No se lanzará en Japón sin la autorización expresa del presidente", mientras el presidente Harry S. Truman esperaba ver los efectos de los dos primeros ataques. [3] El 13 de agosto estaba prevista la tercera bomba . Se anticipó que estaría listo el 16 de agosto para ser lanzado el 19 de agosto. [3] Esto fue anticipado por la rendición de Japón el 15 de agosto de 1945, mientras aún se hacían los preparativos para ser enviado por correo a Kirtland Field . El tercer núcleo permaneció en Los Álamos. [5]
El núcleo, ensamblado, fue diseñado para costar "-5 centavos ". [6] En este estado, sólo hay un pequeño margen de seguridad contra factores extraños que podrían aumentar la reactividad, haciendo que el núcleo se vuelva supercrítico y luego provoque un estado crítico , un breve estado de rápido aumento de energía. [7] Estos factores no son comunes en el medio ambiente; son circunstancias como la compresión del núcleo metálico sólido (que eventualmente sería el método utilizado para hacer explotar la bomba), la adición de más material nuclear o la provisión de un reflector externo que reflejaría los neutrones salientes de regreso al núcleo. Los experimentos realizados en Los Álamos que condujeron a los dos accidentes mortales estaban diseñados para garantizar que el núcleo estuviera efectivamente cerca del punto crítico mediante la disposición de dichos reflectores y viendo cuánta reflexión de neutrones se necesitaba para acercarse a la supercriticidad. [6]
El 21 de agosto de 1945, el núcleo de plutonio produjo una explosión de radiación de neutrones que provocó la muerte del físico Harry Daghlian . Daghlian cometió un error al realizar experimentos con reflectores de neutrones en el núcleo. Estaba trabajando solo; un guardia de seguridad, el soldado Robert J. Hemmerly, estaba sentado en un escritorio a una distancia de 3 a 4 m (10 a 12 pies). [8] El núcleo se colocó dentro de una pila de ladrillos de carburo de tungsteno reflectantes de neutrones y la adición de cada ladrillo hizo que el conjunto estuviera más cerca de la criticidad. Mientras intentaba apilar otro ladrillo alrededor del conjunto, Daghlian lo dejó caer accidentalmente sobre el núcleo y, por lo tanto, provocó que el núcleo entrara en supercriticidad, una reacción en cadena crítica autosostenida. Rápidamente quitó el ladrillo del conjunto, pero recibió una dosis fatal de radiación. Murió 25 días después por envenenamiento agudo por radiación . [9]
El 21 de mayo de 1946, [10] el físico Louis Slotin y otros siete miembros del personal estaban en un laboratorio de Los Álamos realizando otro experimento para verificar la proximidad del núcleo a la criticidad mediante el posicionamiento de reflectores de neutrones. Slotin, que salía de Los Álamos, estaba mostrando la técnica a Alvin C. Graves , quien la utilizaría en una prueba final antes de las pruebas nucleares de la Operación Crossroads programadas un mes después en el atolón Bikini . Requirió que el operador colocara dos medias esferas de berilio (un reflector de neutrones) alrededor del núcleo a probar y bajara manualmente el reflector superior sobre el núcleo usando un orificio para el pulgar en el punto polar. A medida que los reflectores se acercaban y alejaban manualmente unos de otros, los detectores de neutrones indicaban la tasa de multiplicación de neutrones del núcleo. El experimentador necesitaba mantener una ligera separación entre las mitades del reflector para permitir que escaparan suficientes neutrones del núcleo para mantenerse por debajo de la criticidad. El protocolo estándar era utilizar cuñas entre las mitades, ya que permitir que se cerraran por completo podría dar lugar a la formación instantánea de una masa crítica y una excursión de potencia letal.
Según el propio protocolo no aprobado de Slotin, no se utilizaron las calzas. La mitad superior del reflector descansaba directamente sobre la mitad inferior en un punto, mientras que a 180 grados de este punto se mantenía un espacio con la punta de un destornillador de punta plana en la mano de Slotin. El tamaño del espacio entre los reflectores se cambió girando el destornillador. Slotin, que era dado a la bravuconería, [11] se convirtió en el experto local, realizando la prueba en casi una docena de ocasiones, a menudo con sus característicos jeans y botas de vaquero, frente a una sala llena de observadores. Según los informes, Enrico Fermi les dijo a Slotin y a otros que estarían "muertos dentro de un año" si continuaban realizando la prueba de esa manera. [12] Los científicos se refirieron a este coqueteo con la posibilidad de una reacción nuclear en cadena como "hacerle cosquillas en la cola al dragón", basándose en un comentario del físico Richard Feynman , quien comparó los experimentos con "hacerle cosquillas en la cola a un dragón dormido". [13] [14]
El día del accidente, el destornillador de Slotin se deslizó hacia afuera una fracción de pulgada mientras bajaba el reflector superior, permitiendo que el reflector cayera en su lugar alrededor del núcleo. Al instante, hubo un destello de luz; el núcleo se había vuelto supercrítico, liberando una intensa explosión de radiación de neutrones , cuya exposición se calculó en base al medio segundo estimado entre el momento en que la esfera se cerró y el momento en que Slotin retiró el reflector superior. [6] Slotin rápidamente giró su muñeca, tirando el caparazón superior al suelo. [15] La posición del cuerpo de Slotin sobre el aparato también protegió a los demás de gran parte de la radiación de neutrones, pero recibió una dosis letal de 1.000 rad (10 Gy ) de neutrones y 114 rad (1,14 Gy) de radiación gamma en menos de un segundo. y murió nueve días después por envenenamiento agudo por radiación.
La persona más cercana a Slotin, Graves, que vigilaba por encima del hombro de Slotin y, por tanto, estaba parcialmente protegida por él, recibió una dosis de radiación alta pero no letal . Graves estuvo hospitalizado durante varias semanas por una grave intoxicación por radiación. [8] Murió 19 años después, a los 55 años, de insuficiencia cardíaca . Si bien esto puede haber sido causado por la exposición de Graves a la radiación, el evento puede haber sido hereditario ya que su padre también murió de insuficiencia cardíaca. [16] [17] [18]
El segundo accidente fue informado por Associated Press el 26 de mayo de 1946: "Cuatro hombres heridos por exposición accidental a la radiación en el laboratorio atómico del gobierno aquí [Los Álamos] han sido dados de alta del hospital y el 'estado inmediato' de otros cuatro es satisfactorio". " , informó hoy el Ejército. El Dr. Norris E. Bradbury , director del proyecto, dijo que los hombres resultaron heridos el martes pasado en lo que describió como un experimento con material fisionable". [19]
Posteriormente se realizaron investigaciones sobre la salud de los hombres. Un informe inicial se publicó en 1951. Se compiló un informe posterior para el gobierno de Estados Unidos y se presentó en 1979. [8] Un resumen de sus hallazgos:
Dos maquinistas, Paul Long y otro, no identificado, en otra parte del edificio, a entre 6 y 7,5 m (20 a 25 pies) de distancia, no recibieron tratamiento. [23]
Después de estos incidentes, el núcleo, originalmente conocido como "Rufus", pasó a denominarse "núcleo demoníaco". [3] [24] Se detuvieron los experimentos prácticos de criticidad y Schreiber, uno de los supervivientes, diseñó máquinas de control remoto y cámaras de televisión para realizar dichos experimentos con todo el personal a una distancia de un cuarto de milla. [15]
El núcleo demoníaco estaba destinado a ser utilizado en las pruebas nucleares de la Operación Crossroads , pero después del accidente de criticidad, se necesitó tiempo para que su radiactividad disminuyera y para que fuera reevaluado por los efectos de los productos de fisión que contenía, algunos de los cuales eran muy venenoso para los neutrones hasta el nivel deseado de fisión. Los siguientes dos núcleos se enviaron para su uso en Able y Baker , y el núcleo demoníaco estaba programado para ser enviado más tarde para la tercera prueba de la serie, llamada provisionalmente Charlie , pero esa prueba fue cancelada debido al nivel inesperado de radiactividad resultante de la prueba submarina de Baker y la incapacidad de descontaminar los buques de guerra objetivo. El núcleo se fundió en el verano de 1946 y el material se recicló para utilizarlo en otros núcleos. [24]
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