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Nuclear

O Primeiro Reator Nuclear


BiodieselBR - 02 fev 2006 - 23:00 - Última atualização em: 09 nov 2011 - 19:22

No dia 16 de janeiro de 1939, chegavam a Princeton o professor Niels Bohr. Conversando com Einstein e Wheeler, apresentou os trabalhos de Frisch e Meitner. Einsten, entusiasmado, pensou na possibilidade da utilização da energia liberada na fissão. Numa conferência na Universidade George Washington, Fermi e Bohr têm oportunidade de trocar informações sobre o problema da fissão. Fermi mencionou a possibilidade de emissão de nêutrons na fissão do urânio. Nestas conversas estavam sendo iniciadas as primeiras ideias sobre a possibilidade de uma reação em cadeia. Em 27 de fevereiro de 1939, o canadense Walter Zinn e o húngaro Leo Szilard começaram a estudar, na Universidade de Colúmbia, a emissão de nêutrons na fissão do Urânio. Paralelamente, Fermi e seus colaboradores H. L. Anderson e H. B. Haustein iniciaram também as pesquisas desse mesmo problema.

Os resultados dessas duas experiências foram publicados simultaneamente na edição de abril de "Physical Review" e foi mostrado que era possível uma reação em cadeia utilizando os nêutrons produzidos na fissão. Fermi e Pegram acharam que o Governo norte-americano deveria ser informado do trabalho. No dia 16 de março, o almirante Hooper, Assistente Técnico do Chefe de Operações Navais dos Estados Unidos da América, recebia a carta de Pegram na qual Fermi informava que havia possibilidade da produção de um novo explosivo de origem nuclear. No dia 18 de março, dois dias após a carta, Fermi foi recebido pelo  Ministro da Marinha e realizou uma conferência com pesquisadores militares e civis. Um cien tista da Marinha, Ross Gunn, conseguiu entusiasmar seu superior, o almirante Bowen. que destinou rapidamente a quantia de mil e quinhentos dólares para ajudar nas pesquisas na Universidade de Colúmbia. Com a finalidade de influenciar o Presidente F.D. Roosevelt, Szilard conseguiu um intermediário. AJexander Sachs, para levar uma carta de Albert Einstein.

A íntegra da carta de 2 de agosto de 1939 é a seguinte:

ALBERT EINSTEIN Old Grove Road Nassau Point Peconic. Long Island August. 2nd, 1939

Senhor Presidente.
Algumas pesquisas desenvolvidas recentemente por E. Fermi e L. Szilard, cujas comunicações me foram entregues em manuscritos, induziram-me a considerar que o elemento urânio possa ser transformado, num futuro próximo, em uma nova e importante fonte de energia. Alguns aspectos da situação justificam uma certa vigilância e uma rápida intervenção por parte da administração estatal. Considero, portanto, que seja meu dever solicitar a V. Excia. grande atenção para os fatos e recomendações que se seguem:

Nos últimos quatro meses, foi confirmada a possibilidade (graças aos trabalhos de Juliot Curie, na França e os de Fermi e Szilard,na América) que torna possível produzir, em uma grande massa de urânio, uma "reação nuclear em cadeia" capaz de gerar grande quantidade de energia e numerosos elementos com características semelhantes ao raio. Atualmente, temos quase que certeza que poderemos chegar a estes resultados num futuro imediato.

Este novo fenômeno poderá permitir a construção de bombas extremamente potentes. Uma única bomba deste novo tipo, transportada por uma embarcação e explodindo num porto, poderá destruir inteiramente o porto e grande parte do território adjacente. Todavia, elas devem ser relativamente pesadas para serem transportadas por avião.

Os Estados Unidos dispõem de uma quantidade pequena de minérios com baixo teor de urânio. Encontramos bons minérios de urânio no Canadá e na Tchecoslová-quia. sendo que o país que possui as melhores minas de urânio é o Congo Belga.

Em função de toda esta situação, seria interessante e oportuno um contato permanente entre a alta administração do governo e o grupo de físicos que estão estudando a "reação em cadeia" na América. Uma das maneiras de realizar tal ligação seria a escolha de uma pessoa que gozasse de sua confiança e que poderia agir de maneira não oficial. As suas atribuições seriam as seguintes:

a)         manter o governo informado dos desenvolvimentos recentes neste campo e formular recomendações através de intervenções do Estado, para assegurar aos Estados Unidos o suprimento necessário de material uranífero;

b)         acelerar o trabalho no campo experimental que se desenvolve atualmente noslaboratórios das Universidades de maneira limitada, fornecendo mais financiamento, ou caso seja necessário, mantendo contato com empresas privadas dispostas acolaborar com esta causa, e procurando a participação de laboratórios industriaisque disponham de aparelhagem necessária.

Sou conhecedor do fato de que a Alemanha efetivamente bloqueou a venda de urânio das minas da Tchecoslováquia, das quais tomou posse. A decisão de agir rapidamente desta forma pode ser explicada pelo fato de que o filho do sub-secretãrio de Estado. Von Weizsácker. trabalha no Kaiser-Wilhelm-Institut de Berlim, onde estão sendo realizadas, em parte, as mesmas pesquisas sobre o urânio que se desenvolvem nos Estados Unidos.

Cordialmente, Albert Einstein

A audiência só foi obtida,por Sachs,no dia 11 de outubro. Após a leitura da carta, no fim da audiência, o Presidente Roosevelt dirigiu-se ao seu Adido Militar, General   E. M. Watson,e declarou: "Devemos agir imediatamente". O Presidente Roosevelt nomeou o Dr. Lyman J. Brigss,   que era Diretor do "Bureau of Standards"   para Presidente de uma   "Comissão do Urânio".   Faziam  parte  da  Comissão  o  Almirante Hoover  e o Coronel Adamson.    Foram convidados os cientistas Szilard. Wigner e Teller (o pai da bomba  de hidrogênio), todos húngaros,  e  o italiano  Fermi.  Em 1940, por sugestão de Vannever Bush. o Presi-.dente F. D. Roosevelt criou o NDRC (National Defense Research Committee), com a finalidade de desenvolver pesquisas associadas a problemas de defesa. O Comitê deveria mobilizar a ciência para atividades bélicas. Bush foi nomeado Presidente do NDRC, e a Comissão de Urânio foi colocada sob seu controle. Bush reorganizou a Comissão de Urânio, permanecendo Briggs na presidência. Mas, por questões de segurança, foram convidados os físicos Tuve, Pegram. Beams. Gunn e Urey, todos de nacionalidade americana, para fazer parte do projeto juntamente com os europeus já convidados anteriormente.  Fermi se interessava muito pouco pelos problemas de administração e planificação, pois estava totalmente absorvido pela ideia da solução da Reação em Cadeia. Ficava na sua mesa concentrado nos problemas técnicos e científicos, e deixava o ativismo político para Szilard, Teller e Wigner.

Durante a primavera de 1941, começaram a aparecer sinais importantes da participação de físicos americanos de primeira linha no Projeto Nuclear. Passaram a participar ativamente dos trabalhos A. H. Compton e E. O. Lawrence, pois achavam que havia uma certa lentidão nas pesquisas desenvolvidas. Nos primeiros dias de dezembro de 1941, um pouco antes da entrada dos Estados Unidos na Guerra e do ataque a Pearl Harbor,a situação era esta:

i ) — não havia ainda sido realizada uma Reação em Cadeia:

ii) — era mínima a produção de Urânio-235 necessário à preparação de um artefato nuclear (é grande a seção de choque desse isótopo do urânio para nêutrons térmicos). Era ponto pacífico entre cientistas que o urânio natural não poderia ser utilizado como explosivo. Foi um triunfo da Tecnologia e da Ciência americana a separação do urânio-235 em larga escala. Devemos destacar os nomes de Urey, Dunning. Boothm Cohenm e Lawrence e das grandes indústrias Dupont, Union Carbide e Eastman nesta pesquisa. Fermi não participou desses trabalhos;

iii) — só haviam sido preparados alguns microgramas de Plutônio-239 com o Ciclo-tron de Berkeley. Os Físicos e Químicos vendo a produção insuficiente de Plutônio-239, sugeriram a construção de um sistema (Reator Nuclear) que gerasse maior quantidade de Plutônio. Os resultados foram comunicados por Seaborg a Briggs, em carta secreta, por questões de segurança. Briggs comunicou essas conclusões a Fermi.

Em novembro de 1941, foi tomada uma decisão para acelerar o projeto nuclear e incentivar a atuação do NDRC. Compton. apesar de não gostar de físicos estrangeiros recém-chegados, foi até a Universidade de Colúmbia para visitar Fermi e recolher informações precisas para a construção da Bomba Atômica. Compton, encarregado de ativar o projeto, transferiu os trabalhos da Universidade de Colúmbia para Universidade de Chicago, onde era professor. Formou uma grande organização, concentrada em Chicago, que tomou o nome de "Mettalurgical Laboratory". Fermi iniciou, com Anderson,na Universidade de Chicago, a construção de uma Pilha Nuclear de proporções maiores do que a que havia sido programada para a Universidade de Colúmbia.

Este reator foi construído no estádio de atletismo da Universidade, apesar das obje-ções de Compton e do General L. R. Greves, que havia sido nomeado, em setembro de 1942, Chefe do M.E.D. (Manhattan Engineer District);que tinha por finalidade dirigir os projetos de aplicações militares da Energia Nuclear. Um dos primeiros grandes problemas para a construção do Reator de Chicago foi o da colocação geométrica do combustível no Reator. e a escolha de um bom moderador para nêutrons.

Fermi e Szilard resolveram os problemas geométricos da colocação do Urânio e utilizaram, para moderador de nêutrons, o grafite, material que poderia ser produzido em quantidades apreciáveis e com grande grau de pureza. Para controlar o fluxo de nêutrons na Pilha. Fermi sugeriu a utilização de barras de Cádmio, que apresentava grande seção de choque de absorção para nêutrons, como havia sido determinado pelo grupo de Fermi em pesquisas realizadas na Universidade de Roma.

A colocação das barras de controle de Cádmio foi calculada por Anderson e Zinn. No dia 2 de dezembro de 1942 entrou em operação o primeiro Reator Nuclear, com uma reação em cadeia autosustentável. Após o sucesso da experiência, Wigner presenteou Fermi com uma garrafa de vinho Chianti. Fermi, utilizando copos de papel, ofereceu vinho a todos os presentes, que brindaram o início da ERA NUCLEAR.