El proceso Ames es un proceso mediante el cual se obtiene uranio metálico puro . [1] Se puede lograr mezclando cualquiera de los haluros de uranio (comúnmente tetrafluoruro de uranio ) con polvo de magnesio metálico o polvo de aluminio metálico.
El proceso Ames fue utilizado el 3 de agosto de 1942 por un grupo de químicos dirigido por Frank Spedding y Harley Wilhelm en el Laboratorio Ames como parte del Proyecto Manhattan . [2] Es un tipo de purificación basada en termita , que fue patentada en 1895 por el químico alemán Hans Goldschmidt . [3] El desarrollo del proceso Ames se produjo en un momento de aumento de la investigación sobre la producción masiva de uranio metálico. El deseo de aumentar la producción fue motivado por el temor de que la Alemania nazi desarrollara armas nucleares antes que los Aliados . El proceso originalmente implicaba mezclar tetrafluoruro de uranio en polvo y magnesio en polvo juntos. Esta mezcla se colocaba dentro de un tubo de hierro que se soldaba cerrado en un lado y se tapaba con una tapa en el otro lado. Este contenedor, llamado " bomba " por Spedding, se colocaba en un horno. [Nota 1] Cuando se calentó a una temperatura de 1500 °C (2730 °F), el contenido del recipiente reaccionó violentamente, dejando un lingote de 35 gramos de uranio metálico puro. El proceso se amplió rápidamente; en octubre de 1942, el "Proyecto Ames" producía metal a un ritmo de 100 libras (45 kg) por semana. El tetrafluoruro de uranio y el magnesio se sellaron en un recipiente de reactor revestido de material refractario, al que todavía se hace referencia como una "bomba". La reacción de termita se inició calentando el conjunto en el horno a 600 °C (1112 °F); la gran diferencia de densidad entre la escoria y el metal permitió una separación completa en estado líquido, produciendo metal sin escoria. [4] En julio de 1943, la tasa de producción superó las 130 000 libras (59 000 kg) de uranio metálico por mes. En Ames se produjeron aproximadamente 1.000 toneladas de lingotes de uranio antes de que el proceso se transfiriera a la industria. [5]
El proyecto Ames recibió el premio "E" del Ejército y la Marina por la excelencia en la producción el 12 de octubre de 1945, lo que significó dos años y medio de excelencia en la producción industrial de uranio metálico como material bélico vital. La Universidad Estatal de Iowa es la única institución educativa que ha recibido este premio por su destacado servicio, un honor que normalmente se otorga a la industria. [ cita requerida ]
La reducción metalotérmica de fluoruros de tierras raras anhidros a metales de tierras raras también se conoce como proceso Ames. [6]
El estudio de las tierras raras también avanzó durante la Segunda Guerra Mundial: se creía que el plutonio sintético era similar a las tierras raras, y se supuso que el conocimiento de las tierras raras ayudaría en la planificación y el estudio de los elementos transuránicos; los métodos de intercambio iónico desarrollados para el procesamiento de actínidos fueron precursores de los métodos de procesamiento de óxidos de tierras raras; los métodos utilizados para el uranio se modificaron para el plutonio , que posteriormente fueron la base para la preparación de metales de tierras raras. [7] [8]
