O "Núcleo Demoníaco"

O "Núcleo Demoníaco"

A história da vida real de uma pequena bola de plutônio, as pessoas que ela matou e os pesquisadores que a explodiram.

A BOMBA

Na noite de terça-feira, 21 de agosto de 1945, o físico americano Harry Daghlian estava trabalhando no ultrassecreto Laboratório Nacional Los Alamos, no Novo México, do governo dos EUA. Ele estava realizando um experimento muito delicado: Daghlian estava colocando pedaços de metal em forma de tijolos ao redor de um pedaço de plutônio, o combustível altamente instável usado na maioria das bombas nucleares. E ele estava ficando mais instável com cada tijolo que ele colocava em volta.

Daghlian (pronuncia-se "DAHL-ee-an") fazia parte do Manhattan Project do governo, que desde 1942 trabalhou para desenvolver as primeiras bombas atômicas do mundo. E tiveram sucesso: apenas algumas semanas antes do experimento de Daghlian, duas bombas atômicas foram lançadas nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki. As bombas mataram pelo menos 100.000 pessoas imediatamente e muitas dezenas de milhares nos dias que se seguiram. Menos de uma semana depois desses atentados, o Japão se rendeu às Forças Aliadas, terminando a Segunda Guerra Mundial.

Para Daghlian e seus colegas cientistas, isso significava que havia muito mais trabalho a fazer.

NOVO E MELHORADO

Os Estados Unidos eram o único país do mundo com armas nucleares na época, mas o governo sabia que não seria o caso por muito tempo. Se a América fosse sobreviver em um mundo com inimigos armados com armas nucleares, raciocinou, a nação teria que continuar produzindo essas armas e torná-las ainda mais eficazes. Esta foi precisamente a razão pela qual Daghlian estava fazendo o trabalho particular que estava fazendo naquela noite em Los Alamos.

Harry Daghlian tinha apenas 24 anos de idade. Ele foi trazido para o Projeto Manhattan em 1943, enquanto ainda era estudante de física - excepcionalmente brilhante - na Universidade Purdue, em Indiana. Ele ajudou no desenvolvimento das bombas usadas no Japão, que, apesar de seus efeitos devastadores, não eram bombas nucleares muito boas. Afinal de contas, eram apenas o segundo e o terceiro a explodir (uma bomba de teste fora detonada no Novo México, apenas três semanas antes das duas no Japão).

Uma das principais questões para os cientistas foi determinar como aproveitar ao máximo o combustível nuclear de uma bomba. Surpreendentemente, as duas bombas usadas nos ataques ao Japão usaram apenas pequenas frações de combustível para produzir suas explosões. E usar o combustível de uma bomba com eficiência é tudo sobre os nêutrons.

A DANÇA NEUTRON

O tipo mais comum de combustível usado em armas nucleares é um tipo de plutônio conhecido como plutônio-239, ou Pu-239.

  • O Pu-239 é naturalmente radioativo, o que significa que seus átomos naturalmente emitem partículas de seus núcleos. Algumas dessas partículas são nêutrons. (Isso é conhecido como radiação de nêutrons.) Os nêutrons são muito grandes, como partículas atômicas - tão grandes que, se um nêutron emitido de um átomo atinge outro átomo, ele pode realmente “quebrá-lo” e fazer com que o segundo átomo seja ejetado. alguns de seus próprios nêutrons.
  • Este processo acontece normalmente muito lentamente, porque a maioria dos nêutrons radiantes simplesmente voa. A idéia por trás das armas nucleares é conter esses nêutrons dentro do plutônio, acelerando assim o processo de divisão - com nêutrons esmagando átomos, fazendo com que mais e mais nêutrons sejam emitidos, esmagando cada vez mais átomos - até que esteja completamente fora de controle.
  • Os números envolvidos nessa reação em cadeia são quase grandes demais para serem compreendidos: em uma explosão de uma bomba nuclear, os átomos do combustível nuclear são separados por nêutrons trilhões e trilhões de vezes ... em centenas de bilionésimos de segundo. Como cada divisão de cada átomo libera energia, a divisão combinada de trilhões de átomos em tão pouco tempo libera uma quantidade absolutamente fenomenal de energia - daí o poder das bombas atômicas.

E aquela pequena caixa que Harry Daghlian estava construindo naquela noite em agosto de 1945 era toda sobre conter os nêutrons.

VALORES FUNDAMENTAIS

Daghlian estava trabalhando com uma esfera cinzenta do Pu-239 do tamanho de uma bola de softball. Era basicamente o núcleo, ou poço, de uma bomba nuclear - a parte que faz a explosão. Ele estava realizando experimentos com o núcleo para determinar se era o tamanho e a densidade adequados para sustentar uma reação em cadeia - para que pudesse ser usado em uma bomba real.

Daghlian começou a cercar o núcleo com tijolos de carboneto de tungstênio, um metal muito denso que reflete a radiação de nêutrons. Quanto mais fechado em metal o núcleo se tornava, mais nêutrons eram refletidos de volta para o núcleo, em vez de simplesmente voar para fora. Isso significava que a taxa de ataque de neutrões e divisão de átomos no núcleo aumentava à medida que Daghlian acrescentava mais e mais tijolos. (Um contador geiger indicou se o experimento estava funcionando, clicando mais e mais rápido.) Duas notas muito importantes:

  • Daghlian queria que a reação em cadeia aumentasse para logo abaixo de um estado crítico, significando uma reação em cadeia controlada.
  • Ele não queria que a reação crescesse a um estado supercrítico, o que significava um que estava aumentando completamente fora de controle.

Usando os tijolos, Daghlian construiu paredes, cerca de dez polegadas de lado e dez polegadas de altura, ao redor do plutônio. Ele então pegou um tijolo e lentamente o posicionou - ele estava simplesmente segurando-o na mão - sobre a abertura no topo da estrutura, bem em cima do núcleo.O contador geiger clicou descontroladamente. Nêutrons suficientes agora estavam sendo refletidos de volta para o núcleo que estava sendo direcionado para um estado supercrítico.

Daghlian foi tirar o tijolo ... e largou-o.

UH-OH

O tijolo caiu bem em cima da bola de plutônio. O plutônio estava agora efetivamente cercado por material refletivo de nêutrons, e ficou imediatamente supercrítico. Houve um clarão azul - um efeito da repentina liberação de radiação - e o contador Geiger estava gritando. Daghlian agarrou o tijolo derrubado em pânico ... e o soltou novamente. Ele tentou derrubar a mesa em que estava trabalhando - mas era muito pesado. Ele finalmente começou a tirar os tijolos do plutônio, um por um. A reação em cadeia finalmente parou e o contador Geiger se aquietou. Cerca de um minuto se passou. Foi um minuto demais para Harry Daghlian. Ele havia sido exposto a uma enorme quantidade de radiação. Em poucas horas, ele começou a sentir náuseas, o primeiro sinal de doença por radiação. Ele se internou em um hospital. Depois de alguns dias, suas mãos, que receberam o impacto da radiação, começaram a empolar devido a queimaduras de radiação. Ele deteriorou-se constantemente depois disso e, em 15 de setembro, vinte e cinco dias após o acidente, Harry Daghlian morreu.

A SEGUNDA VÍTIMA

Nove meses após a morte de Daghlian, em maio de 1946, o núcleo que ele estava experimentando foi designado para uso em uma bomba real, a ser explodido em um teste sobre o Oceano Pacífico. Em 21 de maio, Louis Slotin, amigo e colega de Daghlian (ele estava de férias durante o acidente), decidiu realizar um último experimento.

O experimento de Slotin era semelhante ao de Daghlian, mas em vez de usar tijolos de carboneto de tungstênio, ele tinha dois hemisférios em forma de tigela feitos de berílio - outro metal que funciona como um refletor de nêutrons. (Os dois hemisférios poderiam ser colocados juntos para formar uma bola oca; o buraco era do tamanho certo para segurar o núcleo de plutônio.) Um dos hemisférios estava em uma moldura sobre uma mesa. Slotin colocou o núcleo de plutônio nele, então colocou o outro hemisfério no topo do núcleo ... mas não todo o caminho. Ele não podia cobrir o núcleo e permitir que ele fosse completamente cercado pelo berílio refletindo nêutrons ou, como aconteceu com Daghlian, uma reação em cadeia descontrolada começaria. Mas isso é exatamente o que aconteceu.

DE NOVO NÃO

O experimento que Slotin estava realizando com os hemisférios de berílio exigiu que ele inserisse a ponta de uma chave de fenda comum (sim, uma chave de fenda) sob o lábio da tampa de berílio, levantando-a e abaixando-a, observando o quanto de um contador geiger uma reação em cadeia estava sendo criada. Ele também deveria estar usando calços de segurança, o que garantiria que, se a chave de fenda escorregasse, a tampa de berílio não cairia e cobriria o núcleo. Mas Slotin não usou as cunhas ... e a chave de fenda escorregou.

A tampa de berílio caiu, o núcleo ficou completamente contido e imediatamente ficou supercrítico. Pior ainda: havia outras sete pessoas em pé ao redor da mesa, observando o trabalho de Slotin. Tal como aconteceu com o acidente de Daghlian, houve um flash azul instantâneo, e o contador Geiger começou a funcionar freneticamente. (As pessoas na sala disseram mais tarde que também sentiam uma onda de calor.) Para grande crédito de Slotin, ele imediatamente se colocou em risco enorme ao erguer as esferas - com as mãos nuas -, interrompendo assim a reação. Ao fazê-lo, recebeu uma dose de radiação várias vezes maior do que a de Daghlian. O efeito veio quase imediatamente; ele já estava vomitando enquanto saía do laboratório. Nove dias depois, depois do que só pode ser descrito como um período de sofrimento horrível, Slotin morreu. O "Núcleo Demoníaco", como foi logo conhecido pelos cientistas de Los Alamos, matou sua segunda vítima.

O FIM?

Uma parte desconcertante de toda essa história foi que o acidente de Daghlian ocorreu à noite. Ele já havia trabalhado em turnos regulares de dia, mas voltou para o laboratório por volta das 9:30 da noite, depois do jantar. Ele não deveria fazer isso. E ele definitivamente não deveria estar realizando experimentos críticos sem outro cientista presente. Até hoje ninguém sabe por que ele esteve lá naquela noite. E a irresponsabilidade de Slotin em não usar as cunhas de segurança? Ninguém sabe por que isso aconteceu também. E a triste realidade é que eles não foram as únicas vítimas do Núcleo Demoníaco:

  • O soldado do Exército Robert J. Hemmerly, 29 anos, estava servindo como guarda no laboratório quando ocorreu o acidente de Daghlian. Ele estava em uma mesa lendo um jornal no outro extremo do laboratório quando viu o clarão azul. Ele morreu 33 anos depois, aos 62 anos, de leucemia, que se acredita ter sido causada por sua exposição à radiação durante o acidente.
  • Alvin Graves era a pessoa mais próxima de Slotin durante o acidente. A ação de Slotin em separar os hemisférios parcialmente blindados Graves, mas ele foi hospitalizado por várias semanas com grave envenenamento por radiação, no entanto. Ele desenvolveu vários problemas de saúde duradouros, incluindo perda de visão, e morreu 18 anos depois, aos 55 anos de idade, de complicações relacionadas à radiação.
  • Dos outros seis na sala com Slotin, acredita-se que três deles tiveram suas vidas significativamente reduzidas pelo Núcleo Demoníaco.
  • Em 1º de julho de 1946, o núcleo de Pu-239 do tamanho de uma bola de softball que matou dois dos cientistas mais importantes dos EUA foi detonado perto das Ilhas Bikini, no Oceano Pacífico, na quarta explosão de uma bomba nuclear na história. O Núcleo Demoníaco não existia mais.
  • O teste de bomba de biquíni que terminou com o Demon Core usou uma porcentagem muito maior de seu combustível nuclear do que seus antecessores e foi mais poderoso por vários quilotons (a força explosiva de mil toneladas de TNT).
  • Vários navios não tripulados foram ancorados na zona de queda para estudar os efeitos da bomba. Bloqueados em vários desses navios havia 57 porquinhos-da-índia, 109 ratos, 146 porcos, 176 cabras e 3.030 ratos brancos. Eles estavam lá para que os cientistas pudessem estudar os efeitos das bombas nucleares nos animais. A bomba matou 10% deles imediatamente; a maior parte do restante morreu de envenenamento por radiação nas semanas seguintes.
  • Pelo menos um desses animais escapou da ira do Núcleo Demoníaco e fez um pouco de celebridade: um porco de 50 quilos conhecido como “Porco 311” estava a bordo de um velho navio de guerra na zona de lançamento. (Ela estava trancada no banheiro dos oficiais do navio.) A detonação afundou o navio - mas os marinheiros depois encontraram o Pig 311 nadando no oceano. Ela foi levada para o Instituto de Pesquisa Médica Naval em Bethesda, Maryland, onde viveu pelos três anos seguintes - crescendo para um gigantesco quilo. Em 1949, o Pig 311 foi dado ao Zoológico Nacional em Washington, D.C., onde ela se tornou uma de suas exibições mais populares. Ela morreu lá em 1950.
  • Se você quer uma imagem melhor do que Louis Slotin estava fazendo em seu experimento, assista ao filme de 1989 Homem gordo e garotinho sobre o Projeto Manhattan. Nele, John Cusack interpreta um cientista que executa uma versão bastante precisa do acidente de Slotin.

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