Laboratorio metalúrgico - Metallurgical Laboratory

Laboratorio metalúrgico

Eckhart Hall de la Universidad de Chicago se utilizó para las oficinas administrativas del Proyecto Metalúrgico.
Establecido	Febrero de 1943  ( 02/1943 )
Tipo de investigación	clasificado
Presupuesto	$ 30,69 millones (1943-1946)
Campo de investigación	Química y metalurgia del plutonio , diseño de reactores nucleares
Director	Richard L. Doan Samuel K. Allison Joyce C. Stearns Farrington Daniels
Personal	2.008 el 1 de julio de 1944
Ubicación	Chicago , Illinois , Estados Unidos 41 ° 47′25 ″ N 87 ° 35′56 ″ W  /  41.79028 ° N 87.59889 ° W  / 41,79028; -87.59889 Coordenadas : 41 ° 47′25 ″ N 87 ° 35′56 ″ W  /  41.79028 ° N 87.59889 ° W  / 41,79028; -87.59889
Agencia operadora	Universidad de Chicago
premios Nobel	Enrico Fermi James Franck Glenn Seaborg Eugene Wigner

El Laboratorio Metalúrgico (o Met Lab ) era un laboratorio científico de la Universidad de Chicago que se estableció en febrero de 1942 para estudiar y utilizar el elemento químico plutonio recién descubierto . Investigó la química y la metalurgia del plutonio, diseñó los primeros reactores nucleares del mundo para producirlo y desarrolló procesos químicos para separarlo de otros elementos. En agosto de 1942, la sección química del laboratorio fue la primera en separar químicamente una muestra pesable de plutonio, y el 2 de diciembre de 1942, el Met Lab produjo la primera reacción nuclear en cadena controlada , en el reactor Chicago Pile-1 , que se construyó debajo de las gradas. del antiguo estadio de fútbol de la universidad , Stagg Field .

El Laboratorio Metalúrgico se estableció como parte del Proyecto Metalúrgico, también conocido como Proyecto "Pile" o "X-10", dirigido por el profesor de Chicago Arthur H. Compton , premio Nobel. A su vez, esto fue parte del Proyecto Manhattan , el esfuerzo aliado para desarrollar la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial . El Laboratorio Metalúrgico fue dirigido sucesivamente por Richard L. Doan, Samuel K. Allison , Joyce C. Stearns y Farrington Daniels . Los científicos que trabajaron allí incluyeron a Enrico Fermi , James Franck , Eugene Wigner y Glenn Seaborg . En su apogeo el 1 de julio de 1944, tenía 2.008 empleados.

Chicago Pile-1 pronto fue trasladado por el laboratorio a un sitio más remoto en el bosque de Argonne , donde sus materiales originales se utilizaron para construir un Chicago Pile-2 mejorado para ser empleado en nuevas investigaciones sobre los productos de la fisión nuclear. Otro reactor, Chicago Pile-3 , se construyó en el sitio de Argonne a principios de 1944. Este fue el primer reactor del mundo en utilizar agua pesada como moderador de neutrones . Se volvió crítico en mayo de 1944 y se operó por primera vez a plena potencia en julio de 1944. El Laboratorio Metalúrgico también diseñó el Reactor de Grafito X-10 en Clinton Engineer Works en Oak Ridge, Tennessee , y el Reactor B en Hanford Engineer Works en el estado de Washington .

Además del trabajo en el desarrollo de reactores, el Laboratorio Metalúrgico estudió la química y metalurgia del plutonio y trabajó con DuPont para desarrollar el proceso de fosfato de bismuto utilizado para separar el plutonio del uranio. Cuando se tuvo la certeza de que los reactores nucleares involucrarían materiales radiactivos en una escala gigantesca, hubo una preocupación considerable por los aspectos de salud y seguridad, y el estudio de los efectos biológicos de la radiación adquirió mayor importancia. Se descubrió que el plutonio, como el radio, era un buscador de huesos , lo que lo hacía especialmente peligroso. El Laboratorio Metalúrgico se convirtió en el primero de los laboratorios nacionales , el Laboratorio Nacional Argonne , el 1 de julio de 1946. El trabajo del Met Lab también condujo a la creación del Instituto Enrico Fermi y el Instituto James Franck en la universidad.

Orígenes

El descubrimiento de la fisión nuclear en uranio por los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann en diciembre de 1938, y su explicación teórica (y denominación) por Lise Meitner y Otto Frisch poco después, abrió la posibilidad de que los neutrones producidos por fisión pudieran crear un núcleo nuclear controlado. reacción en cadena . En la Universidad de Columbia , Enrico Fermi y Leo Szilard comenzaron a explorar cómo se podría lograr esto. En agosto de 1939, Szilard redactó una carta confidencial para el presidente de los Estados Unidos , Franklin D. Roosevelt , advirtiendo de la posibilidad de un proyecto de arma nuclear alemán , y convenció a su viejo amigo y colaborador Albert Einstein de que la firmara. Esto resultó en el apoyo a la investigación de la fisión nuclear por parte del gobierno de Estados Unidos.

En abril de 1941, el Comité de Investigación de la Defensa Nacional (NDRC), pidió a Arthur Compton , un profesor de física ganador del premio Nobel en la Universidad de Chicago , que informara sobre el programa de uranio. Niels Bohr y John Wheeler teorizaron que los isótopos pesados ​​con números atómicos impares , como el plutonio-239 , eran fisibles . Emilio Segrè y Glenn Seaborg de la Universidad de California produjeron 28 μg de plutonio en el ciclotrón de 60 pulgadas en mayo de 1941, y encontraron que tenía 1,7 veces la sección transversal de captura de neutrones térmicos del uranio-235. Si bien se podían crear pequeñas cantidades de plutonio-239 en los ciclotrones, no era factible producir una gran cantidad de esa manera. Compton conversó con Eugene Wigner de la Universidad de Princeton sobre cómo se podría producir el plutonio en un reactor nuclear , y con Robert Serber de la Universidad de Illinois sobre cómo el plutonio producido en un reactor podría separarse químicamente del uranio del que se obtuvo.

El 20 de diciembre, poco después del ataque japonés a Pearl Harbor que llevó a Estados Unidos a la guerra, Compton fue puesto a cargo del proyecto de plutonio. Sus objetivos eran producir reactores para convertir uranio en plutonio, encontrar formas de separar químicamente el plutonio del uranio y diseñar y construir una bomba atómica. Aunque todavía no se había construido un reactor exitoso, los científicos ya habían producido varios conceptos de diseño diferentes pero prometedores. Le correspondió a Compton decidir cuál de ellos debería perseguirse. Propuso un programa ambicioso que tenía como objetivo lograr una reacción en cadena nuclear controlada para enero de 1943 y tener una bomba atómica entregable para enero de 1945.

Compton sintió que tener equipos en Columbia, Princeton, la Universidad de Chicago y la Universidad de California creaba demasiada duplicación y poca colaboración, y decidió concentrar el trabajo en un solo lugar. Nadie quería mudarse y todos defendían su propia ubicación. En enero de 1942, poco después de que Estados Unidos entrara en la Segunda Guerra Mundial, Compton decidió concentrar el trabajo en su propia ubicación, la Universidad de Chicago, donde sabía que contaba con el apoyo incondicional de la administración universitaria, mientras que Columbia se dedicaba a los esfuerzos de enriquecimiento de uranio. y dudaba en agregar otro proyecto secreto. Otros factores que contribuyeron a la decisión fueron la ubicación central de Chicago y la disponibilidad de científicos, técnicos e instalaciones en el Medio Oeste que aún no habían sido eliminados por el trabajo de guerra. La vivienda estaba más disponible y una ciudad del interior era menos vulnerable al ataque enemigo.

Personal

Arthur H. Compton (izquierda), jefe del Proyecto Metalúrgico, con Martin D. Whitaker , director de Clinton Laboratories

El nuevo establecimiento de investigación se formó en febrero de 1942 y se denominó "Laboratorio Metalúrgico" o "Laboratorio Met". Se llevó a cabo algo de metalurgia real, pero el nombre estaba destinado a cubrir sus actividades. La Universidad de Chicago había estado considerando la posibilidad de establecer un instituto de investigación en metales y, de hecho, lo haría después de la guerra, por lo que su creación atrajo poca atención. El proyecto de plutonio de Compton se conoció entonces como el Proyecto Metalúrgico. El Laboratorio Metalúrgico fue administrado por la Universidad de Chicago bajo contrato con la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (OSRD).

Más de 5.000 personas en 70 grupos de investigación participaron en el Proyecto Metalúrgico de Compton, también conocido como Proyecto "Pile" o "X-10", de los cuales unas 2.000 trabajaron en el Laboratorio Metalúrgico de Chicago. A pesar de los buenos salarios que se ofrecían, la contratación era difícil. Había competencia para científicos e ingenieros de otros proyectos relacionados con la defensa, y Chicago era cara en comparación con las ciudades universitarias.

Norman Hilberry fue director asociado del Proyecto Metalúrgico y Richard L. Doan fue nombrado Director del Laboratorio Metalúrgico. Si bien Doan era un administrador capaz, tuvo dificultades para ser aceptado como director del laboratorio, ya que no era un académico. El 5 de mayo de 1943, Compton lo reemplazó con Samuel K. Allison y nombró a Henry D. Smyth como director asociado. Inicialmente había tres grupos de física, encabezados por Allison, Fermi y Martin D. Whitaker . Frank Spedding estaba a cargo de la División de Química. Más tarde fue sucedido por Herbert McCoy , y luego por James Franck . Compton colocó a Robert Oppenheimer a cargo del esfuerzo de diseño de la bomba en junio de 1942. En noviembre de 1942, este se convirtió en un proyecto separado, conocido como Proyecto Y , que estaba ubicado en Los Alamos, Nuevo México .

Después de que el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos se hiciera cargo del Proyecto Manhattan en agosto de 1942, el Distrito de Manhattan coordinó el trabajo. Desde el 17 de febrero de 1943, Compton informó al director del Proyecto Manhattan, el general de brigada Leslie R. Groves, Jr. , en lugar de a la Sección OSRD S-1 . El distrito de Manhattan asumió la responsabilidad total por el contrato del laboratorio metalúrgico el 1 de mayo de 1943. El capitán JF Grafton fue nombrado ingeniero del área de Chicago en agosto de 1942. Fue sucedido por el capitán Arthur V. Peterson en diciembre de 1942. Peterson permaneció hasta octubre de 1944. Capitán JF McKinley se convirtió en ingeniero de área de Chicago el 1 de julio de 1945.

Edificios

Al principio, la mayoría de las instalaciones del laboratorio fueron proporcionadas por la Universidad de Chicago. Los físicos ocuparon el espacio debajo de las gradas norte y oeste de Stagg Field y en el edificio de servicios, donde había un ciclotrón. Los químicos se hicieron cargo del laboratorio George Herbert Jones y del laboratorio químico de Kent. El grupo de salud ocupó un espacio en el Edificio de Anatomía, la Casa Drexel, el Hospital Billings y el Laboratorio Killis y las oficinas administrativas pasaron al Eckhart Hall . Szilard escribió más tarde que "la moral de los científicos casi podría trazarse en un gráfico contando el número de luces encendidas después de la cena en las oficinas de Eckhart Hall". Cuando el proyecto superó su espacio en Eckhart Hall, se trasladó al cercano Ryerson Hall. El Laboratorio Metalúrgico finalmente ocupó 205.000 pies cuadrados (19.000 m ² ) de espacio en el campus. Se realizaron alteraciones por valor de 131.000 dólares en los edificios ocupados por el laboratorio, pero la Universidad de Chicago también tuvo que realizar modificaciones para los usuarios desplazados por él.

Laboratorio de Argonne en el "Sitio A"

La Universidad de Chicago puso un sitio de 0.73 acres (0.30 ha) ocupado por canchas de tenis a disposición del Distrito de Manhattan con un contrato de arrendamiento de un dólar, para la construcción de un nuevo edificio de química con 20,000 pies cuadrados (1,900 m ² ) de espacio. Stone y Webster comenzaron a trabajar en esto en septiembre de 1942 y se completó en diciembre. Pronto se descubrió que era demasiado pequeño y se agregó al arrendamiento una parcela adyacente de 0,85 acres (0,34 ha), en la que se construyó y completó un anexo de 30.000 pies cuadrados (2.800 m ² ) en noviembre de 1943. luego se lleva a cabo en el sistema de ventilación para permitir que el laboratorio trabaje con plutonio de manera más segura. Un sitio que contiene una casa de hielo y establos propiedad de la Universidad de Chicago se puso a disposición en abril de 1943. Conocido como Sitio B, fue remodelado para proporcionar 62,670 pies cuadrados (5,822 m ² ) de laboratorios y talleres para los grupos de salud y metalurgia. La 124a Armería de Artillería de Campaña fue arrendada al estado de Illinois para proporcionar más espacio en marzo de 1944 y se alquilaron o construyeron aproximadamente 360,000 pies cuadrados (33,000 m ² ) de espacio, a un costo de $ 2 millones.

Por razones de seguridad y protección, no era deseable ubicar las instalaciones para experimentos con reactores nucleares en Chicago densamente poblada. Compton seleccionó un sitio en el bosque de Argonne , parte del distrito de reserva forestal del condado de Cook , a unas 20 millas (32 km) al suroeste del centro de Chicago, denominado Sitio A. El Departamento de Guerra arrendó 1.088 acres (440 ha) de tierra allí. del condado de Cook por la duración de la guerra más un año por un dólar. La construcción de instalaciones, incluidos laboratorios y edificios de servicios, y una carretera de acceso se inició en septiembre de 1942 y se completó a principios de 1943. Compton nombró a Fermi como el primer director del Laboratorio Argonne.

Desarrollo de reactores

Pila de Chicago-1

Stagg Field de la Universidad de Chicago. El estadio fue arrasado en 1957.

Entre el 15 de septiembre y el 15 de noviembre de 1942, grupos al mando de Herbert L. Anderson y Walter Zinn construyeron dieciséis reactores experimentales (conocidos en ese momento como "pilotes") debajo de las gradas de Stagg Field. Fermi diseñó una nueva pila de uranio y grafito que podría llegar a ser crítico en una reacción nuclear controlada y autosuficiente . La construcción en Argonne se retrasó debido a la dificultad de Stone & Webster para contratar suficientes trabajadores calificados y obtener los materiales de construcción necesarios. Esto dio lugar a un conflicto laboral, con los trabajadores sindicalizados tomando medidas para la contratación de mano de obra no sindicalizada. Cuando quedó claro que los materiales para la nueva pila de Fermi estarían disponibles antes de que se completara la nueva estructura, Compton aprobó una propuesta de Fermi para construir la pila debajo de las gradas en Stagg Field.

La construcción del reactor, conocido como Chicago Pile-1 (CP-1), comenzó en la mañana del 16 de noviembre de 1942. El trabajo se llevó a cabo en turnos de doce horas, con un turno diurno a cargo de Zinn y un turno nocturno a cargo de Anderson. Cuando se completó, el marco de madera soportó una estructura de forma elíptica, de 20 pies (6,1 m) de alto, 6 pies (1,8 m) de ancho en los extremos y 25 pies (7,6 m) en el medio. Contenía 6 toneladas cortas (5,4 t) de uranio metálico, 50 toneladas cortas (45 t) de óxido de uranio y 400 toneladas cortas (360 t) de grafito, a un costo estimado de $ 2,7 millones. El 2 de diciembre de 1942, logró la primera reacción nuclear autónoma controlada. El 12 de diciembre de 1942, la potencia de salida del CP-1 se incrementó a 200 W, suficiente para alimentar una bombilla. Al carecer de protección de cualquier tipo, era un peligro de radiación para todos los que se encontraban en los alrededores. A partir de entonces, las pruebas continuaron a la potencia más baja de 0,5 W.

Chicago Pile-2

La operación de Chicago Pile-1 se terminó el 28 de febrero de 1943. Fue desmantelada y trasladada a Argonne, donde se utilizaron los materiales originales para construir Chicago Pile-2 (CP-2). En lugar de ser esférico, el nuevo reactor se construyó en forma de cubo, de unos 25 pies (7,6 m) de altura con una base de aproximadamente 30 pies (9,1 m) cuadrados. Estaba rodeado por muros de hormigón de 5 pies (1,5 m) de espesor que actuaban como un escudo contra la radiación y con protección superior de 6 pulgadas (15 cm) de plomo y 50 pulgadas (130 cm) de madera. Se utilizó más uranio, por lo que contenía 52 toneladas cortas (47 t) de uranio y 472 toneladas cortas (428 t) de grafito. No se proporcionó ningún sistema de enfriamiento ya que solo funcionaba a unos pocos kilovatios. CP-2 entró en funcionamiento en marzo de 1943.

Chicago Pile-3

Chicago Pile-3

Un segundo reactor, conocido como Chicago Pile-3 , o CP-3, fue construido en el sitio de Argonne a principios de 1944. Este fue el primer reactor del mundo en usar agua pesada como moderador de neutrones . No estaba disponible cuando se construyó el CP-1, pero ahora estaba disponible en cantidad gracias al Proyecto P-9 del Proyecto Manhattan . El reactor era un gran tanque de aluminio, de 6 pies (1,8 m) de diámetro, que estaba lleno de agua pesada, que pesaba alrededor de 6,5 toneladas cortas (5,9 t). La cubierta estaba perforada por agujeros regularmente espaciados a través de los cuales 121 varillas de uranio revestidas de aluminio se proyectaban en el agua pesada. El tanque estaba rodeado por un reflector de neutrones de grafito , que a su vez estaba rodeado por un escudo de plomo, y por hormigón. El blindaje en la parte superior del reactor consistía en capas de ladrillos cuadrados removibles de 1 pie (30 cm) compuestos de capas de hierro y masonita . El agua pesada se enfrió con un intercambiador de calor enfriado por agua . Además de las barras de control, había un mecanismo de emergencia para descargar el agua pesada en un tanque debajo. La construcción comenzó el 1 de enero de 1944. El reactor entró en estado crítico en mayo de 1944 y se hizo funcionar por primera vez a una potencia máxima de 300 kW en julio de 1944.

Durante la guerra, Zinn permitió que funcionara las 24 horas del día y su diseño facilitó la realización de experimentos. Esto incluyó pruebas para investigar las propiedades de isótopos como el tritio y determinar la sección transversal de captura de neutrones de elementos y compuestos que podrían usarse para construir futuros reactores u ocurrir en impurezas. También se utilizaron para ensayos de instrumentación y en experimentos para determinar la estabilidad térmica de materiales y para entrenar operadores.

Pilas de producción

El diseño de los reactores para la producción de plutonio planteó varios problemas, no solo de física nuclear, sino de ingeniería y construcción. Cuestiones como el efecto a largo plazo de la radiación sobre los materiales recibieron una atención considerable del Laboratorio Metalúrgico. Se consideraron dos tipos de reactores: homogéneos, en los que el moderador y el combustible se mezclaron, y los heterogéneos, en los que el moderador y el combustible se dispusieron en una configuración de celosía. A finales de 1941, el análisis matemático había demostrado que el diseño de celosía tenía ventajas sobre el tipo homogéneo, por lo que se eligió para CP-1, y también para los reactores de producción posterior. Para un moderador de neutrones, el grafito se eligió en función de su disponibilidad en comparación con el berilio o el agua pesada.

Nuevo edificio de química en el campus de la Universidad de Chicago. La torre gótica de Stagg Field es apenas visible en el fondo izquierdo.

La decisión de qué refrigerante utilizar atrajo más debate. La primera opción del laboratorio metalúrgico fue el helio , porque podía ser tanto refrigerante como moderador de neutrones. No se pasaron por alto las dificultades de su uso. Se necesitarían grandes cantidades y tendría que ser muy puro, sin impurezas que absorben neutrones . Se necesitarían ventiladores especiales para hacer circular el gas a través del reactor y habría que resolver el problema de la fuga de gases radiactivos. Ninguno de estos problemas se consideró insuperable. La decisión de utilizar helio se transmitió a DuPont , la empresa responsable de la construcción de los reactores de producción, y se aceptó inicialmente.

A principios de 1943, Wigner y su grupo teórico que incluía a Alvin Weinberg , Katharine Way , Leo Ohlinger, Gale Young y Edward Creutz produjeron un diseño para un reactor de producción con refrigeración por agua. La elección del agua como refrigerante fue controvertida, ya que se sabía que absorbía neutrones, reduciendo así la eficiencia del reactor, pero Wigner confiaba en que los cálculos de su grupo eran correctos y que con el grafito y uranio más puros que ahora estaban disponibles, el agua funcionaría, mientras que las dificultades técnicas que implica el uso de helio como refrigerante retrasarían el proyecto.

El diseño utilizó una fina capa de aluminio para proteger el uranio de la corrosión del agua de refrigeración. Las babosas cilíndricas de uranio con cubiertas de aluminio serían empujadas a través de canales a través del reactor y caerían por el otro lado hacia un estanque de enfriamiento. Una vez que la radioactividad disminuyó, se quitarían las babosas y se extraería el plutonio. Después de revisar los dos diseños, los ingenieros de DuPont eligieron el refrigerado por agua. En 1959 se emitió una patente para el diseño del reactor a nombre de Creutz, Ohlinger, Weinberg, Wigner y Young.

El uso de agua como refrigerante planteó el problema de la corrosión y oxidación de la tubería de aluminio. El Laboratorio Metalúrgico probó varios aditivos al agua para determinar su efecto. Se encontró que la corrosión se minimizaba cuando el agua era ligeramente ácida, por lo que se añadió ácido sulfúrico diluido al agua para darle un pH de 6,5. También se introdujeron en el agua otros aditivos como el silicato de sodio , el dicromato de sodio y el ácido oxálico para evitar la formación de una película que pudiera inhibir la circulación del agua de refrigeración. A las babosas de combustible se les dio una chaqueta de aluminio para proteger el uranio metálico de la corrosión que se produciría si entrara en contacto con el agua y para evitar la salida de los productos de fisión radiactivos gaseosos que podrían formarse cuando se irradiaran. Se eligió el aluminio porque el revestimiento tenía que transmitir calor pero no absorber demasiados neutrones. Se prestó mucha atención al proceso de envasado de aluminio, ya que las babosas rotas podrían atascar o dañar los canales del reactor, y los orificios más pequeños podrían ventilar gases radiactivos. El Laboratorio Metalúrgico investigó los regímenes de producción y prueba para el proceso de enlatado.

Un área importante de investigación se refería al efecto Wigner . Bajo el bombardeo de neutrones, los átomos de carbono en el moderador de grafito pueden ser eliminados de la estructura cristalina del grafito. Con el tiempo, esto hace que el grafito se caliente y se hinche. La investigación del problema tomó la mayor parte de 1946 antes de encontrar una solución.

Química y metalurgia

Laboratorio en el nuevo edificio de química de la Universidad de Chicago

Trabajo metalúrgico concentrado en uranio y plutonio. Aunque había sido descubierto más de un siglo antes, se sabía poco sobre el uranio, como lo demuestra el hecho de que muchas referencias daban una cifra de su punto de fusión que estaba desviado en casi 500 ° F (280 ° C). Edward Creutz lo investigó y descubrió que en el rango de temperatura adecuado, el uranio podía martillarse y enrollarse, e introducirse en las varillas requeridas por el diseño del reactor de producción. Se descubrió que cuando se cortaba uranio, las virutas estallaban en llamas. Trabajando con Alcoa y General Electric , el Laboratorio Metalúrgico ideó un método para soldar la camisa de aluminio a la bala de uranio.

Bajo presión para identificar una fuente de uranio procesado, en abril de 1942 Compton, Spedding e Hilberry se reunieron con Edward Mallinckrodt en la sede de su compañía química en St. Louis, Missouri. La compañía diseñó e implementó una nueva técnica de procesamiento de uranio utilizando éter, presentó materiales de prueba exitosos a mediados de mayo, suministró el material para la primera reacción autosostenible en diciembre y había satisfecho el pedido completo del proyecto de las primeras sesenta toneladas antes del contrato. fue firmada.

La metalurgia del plutonio era completamente desconocida, ya que solo se había descubierto recientemente. En agosto de 1942, el equipo de Seaborg aisló químicamente la primera cantidad pesable de plutonio del uranio irradiado en el Laboratorio Jones. Hasta que los reactores estuvieron disponibles, se produjeron cantidades minúsculas de plutonio en el ciclotrón de la Universidad de Washington en St. Louis . La división de química trabajó con DuPont para desarrollar el proceso de fosfato de bismuto utilizado para separar el plutonio del uranio.

Salud y seguridad

Los peligros del envenenamiento por radiación se habían vuelto bien conocidos debido a la experiencia de los pintores de radio dial . Cuando se tuvo la certeza de que los reactores nucleares involucrarían materiales radiactivos en una escala gigantesca, hubo una preocupación considerable por los aspectos de salud y seguridad. Robert S. Stone, que había trabajado con Ernest Lawrence en la Universidad de California, fue contratado para dirigir el programa de salud y seguridad del Proyecto Metalúrgico. Simeon Cutler, radiólogo, asumió la responsabilidad de la seguridad radiológica en Chicago, antes de pasar a dirigir el programa en Hanford Site . Groves nombró a Stafford L. Warren de la Universidad de Rochester como jefe de la Sección Médica del Proyecto Manhattan. Con el tiempo, el estudio de los efectos biológicos de las radiaciones adquirió mayor importancia. Se descubrió que el plutonio, como el radio, era un buscador de huesos , lo que lo hacía especialmente peligroso.

La División de Salud del Laboratorio Metalúrgico estableció estándares para la exposición a la radiación. Los trabajadores fueron evaluados de forma rutinaria en las clínicas de la Universidad de Chicago, pero esto podría ser demasiado tarde. Se adquirieron dosímetros personales de fibra de cuarzo , al igual que dosímetros de placa de película , que registraron la dosis acumulada. La División de Salud de Stone trabajó en estrecha colaboración con el Grupo de Instrumentación de William P. Jesse en la División de Física para desarrollar detectores, incluidos contadores Geiger portátiles . Herbert M. Parker creó una métrica para la exposición a la radiación que llamó el hombre equivalente a roentgen o rem. Después de la guerra, esto reemplazó al roentgen como la medida estándar de exposición a la radiación. El trabajo para evaluar la toxicidad del plutonio se puso en marcha cuando los semielaborados de plutonio en Clinton Engineer Works comenzaron a producirlo en 1943. El proyecto estableció un límite de 5 microgramos (μg) en el cuerpo, y las prácticas laborales y los lugares de trabajo en Chicago y Clinton fueron modificado para asegurar que se cumplió con esta norma.

Actividades posteriores

Durante 1943 y 1944, el Laboratorio Metalúrgico se centró en primero poner en funcionamiento el Reactor de Grafito X-10 en Clinton Engineer Works, y luego el Reactor B en el Sitio de Hanford. A finales de 1944, la atención se centró en la formación de operadores. Gran parte de la división de química se trasladó a Oak Ridge en octubre de 1943, y muchos miembros del personal fueron trasladados a otros sitios del Proyecto Manhattan en 1944, en particular Hanford y Los Alamos. Fermi se convirtió en jefe de división en Los Alamos en septiembre de 1944, y Zinn se convirtió en director del Laboratorio Argonne. Allison siguió en noviembre de 1944, llevándose consigo gran parte del personal del Laboratorio Metalúrgico, incluida la mayor parte de la sección de instrumentos. Fue reemplazado por Joyce C. Stearns . Farrington Daniels , quien se convirtió en director asociado el 1 de septiembre de 1944, sucedió a Stearns como director el 1 de julio de 1945.

El sitio 124 de la Armería de Artillería de Campaña en 2006

Cuando fue posible, la Universidad de Chicago intentó volver a emplear a los trabajadores que habían sido transferidos del Laboratorio Metalúrgico a otros proyectos una vez finalizado su trabajo. Reemplazar al personal era casi imposible, ya que Groves había ordenado una congelación de personal. La única división que creció entre noviembre de 1944 y marzo de 1945 fue la división de salud; el resto perdió el 20 por ciento o más de su personal. Desde un máximo de 2.008 empleados el 1 de julio de 1944, el número de personas que trabajaban en el Laboratorio Metalúrgico cayó a 1.444 el 1 de julio de 1945.

El final de la guerra no acabó con el flujo de salidas. Seaborg se fue el 17 de mayo de 1946, llevándose consigo gran parte de lo que quedaba de la división de química. El 11 de febrero de 1946, el Ejército llegó a un acuerdo con el presidente de la Universidad, Robert Hutchins, para que el personal y el equipo del Proyecto Metalúrgico fueran asumidos por un laboratorio regional con sede en Argonne, que la universidad aún administra. El 1 de julio de 1946, el Laboratorio Metalúrgico se convirtió en el Laboratorio Nacional de Argonne , el primer laboratorio nacional designado , con Zinn como su primer director. El nuevo laboratorio contaba con 1278 empleados el 31 de diciembre de 1946, cuando finalizó el Proyecto Manhattan, y la responsabilidad de los laboratorios nacionales pasó a la Comisión de Energía Atómica , que reemplazó al Proyecto Manhattan el 1 de enero de 1947. El trabajo del Laboratorio Metalúrgico también condujo a la fundación del Instituto Enrico Fermi , así como del Instituto James Franck , en la Universidad de Chicago.

Los pagos hechos a la Universidad de Chicago bajo el contrato original sin fines de lucro del 1 de mayo de 1943 totalizaron $ 27,933,134.83, que incluyeron $ 647,671.80 en costos de construcción y remodelación. El contrato expiró el 30 de junio de 1946 y fue reemplazado por un nuevo contrato, que finalizó el 31 de diciembre de 1946. Se pagaron otros $ 2.756.730,54 en virtud de este contrato, de los cuales $ 161.636,10 se gastaron en construcción y remodelación. Se pagaron $ 49,509.83 adicionales a la Universidad de Chicago para la restauración de sus instalaciones.

En 1974, el gobierno de los Estados Unidos comenzó a limpiar los antiguos sitios del Proyecto Manhattan bajo el Programa de Acción de Remediación de Sitios Anteriormente Utilizados (FUSRAP). Esto incluyó los utilizados por el Laboratorio Metalúrgico. Stagg Field había sido demolido en 1957, pero 23 ubicaciones en Kent Laboratory fueron descontaminadas en 1977 y otras 99 en Eckhart, Ryerson y Jones Laboratory en 1984. Aproximadamente 600 pies cúbicos (17 m ³ ) de sólidos y tres de 55- Se recolectaron tambores de un galón de desechos líquidos y se enviaron a varios sitios para su eliminación. La Comisión de Energía Atómica terminó su contrato de arrendamiento en el sitio de Armory en 1951, y fue restaurado al estado de Illinois. Las pruebas realizadas en 1977, 1978 y 1987 indicaron niveles residuales de radiactividad que excedían las pautas del Departamento de Energía , por lo que la descontaminación se llevó a cabo en 1988 y 1989, después de lo cual el sitio fue declarado apto para uso sin restricciones.

Notas

Referencias

enlaces externos

• Instalaciones exclusivas del proyecto Manhattan
• Video de las gradas del oeste de Stagg Field, Instituto para el Estudio de Metales (Laboratorio Metalúrgico), Enrico Fermi, y un experimento activo usando CP-1