Laboratório Metalúrgico - Metallurgical Laboratory

Laboratório Metalúrgico
Eckhart Hall.jpg
Eckhart Hall da Universidade de Chicago foi usado para os escritórios administrativos do Projeto Metalúrgico
Estabelecido Fevereiro de 1943  ( 1943-02 )
Tipo de pesquisa classificado
Despesas $ 30,69 milhões (1943-1946)
Campo de pesquisa
Química e metalurgia do plutônio , projeto de reator nuclear
Diretor Richard L. Doan
Samuel K. Allison
Joyce C. Stearns
Farrington Daniels
Funcionários 2.008 em 1 de julho de 1944
Localização 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
Agência operacional
Universidade de Chicago
Enrico Fermi
James Franck
Glenn Seaborg
Eugene Wigner

O Laboratório Metalúrgico (ou Laboratório de Met ) era um laboratório científico da Universidade de Chicago, estabelecido em fevereiro de 1942 para estudar e usar o recém-descoberto elemento químico plutônio . Ele pesquisou a química e a metalurgia do plutônio, projetou os primeiros reatores nucleares do mundo para produzi-lo e desenvolveu processos químicos para separá-lo de outros elementos. Em agosto de 1942, a seção química do laboratório foi a primeira a separar quimicamente uma amostra pesada de plutônio e, em 2 de dezembro de 1942, o Met Lab produziu a primeira reação em cadeia nuclear controlada , no reator Chicago Pile-1 , construído sob as arquibancadas do antigo estádio de futebol da universidade , o Stagg Field .

O Laboratório Metalúrgico foi estabelecido como parte do Projeto Metalúrgico, também conhecido como Projeto "Pilha" ou "X-10", liderado pelo professor de Chicago Arthur H. Compton , ganhador do Prêmio Nobel. Por sua vez, isso fazia parte do Projeto Manhattan - o esforço dos Aliados para desenvolver a bomba atômica durante a Segunda Guerra Mundial . O Laboratório Metalúrgico foi sucessivamente liderado por Richard L. Doan, Samuel K. Allison , Joyce C. Stearns e Farrington Daniels . Os cientistas que trabalharam lá incluíram Enrico Fermi , James Franck , Eugene Wigner e Glenn Seaborg . Em seu auge, em 1º de julho de 1944, tinha 2.008 funcionários.

O Chicago Pile-1 logo foi transferido pelo laboratório para um local mais remoto na Floresta de Argonne , onde seus materiais originais foram usados ​​para construir um Chicago Pile-2 aprimorado para ser empregado em novas pesquisas nos produtos da fissão nuclear. Outro reator, Chicago Pile-3 , foi construído no local de Argonne no início de 1944. Este foi o primeiro reator do mundo a usar água pesada como moderador de nêutrons . Ele ficou crítico em maio de 1944 e foi operado pela primeira vez com potência total em julho de 1944. O Laboratório Metalúrgico também projetou o Reator de Grafite X-10 na Clinton Engineer Works em Oak Ridge, Tennessee , e o B Reactor na Hanford Engineer Works em o estado de Washington .

Além do trabalho no desenvolvimento do reator, o Laboratório Metalúrgico estudou a química e a metalurgia do plutônio e trabalhou com a DuPont para desenvolver o processo de fosfato de bismuto usado para separar o plutônio do urânio. Quando se tornou certo que os reatores nucleares envolveriam materiais radioativos em escala gigantesca, houve grande preocupação com os aspectos de saúde e segurança, e o estudo dos efeitos biológicos da radiação assumiu maior importância. Foi descoberto que o plutônio, assim como o rádio, buscava ossos , o que o tornava especialmente perigoso. O Laboratório Metalúrgico se tornou o primeiro dos laboratórios nacionais , o Laboratório Nacional de Argonne , em 1 de julho de 1946. O trabalho do Laboratório Met também levou à criação do Instituto Enrico Fermi e do Instituto James Franck na universidade.

Origens

A descoberta da fissão nuclear no urânio pelos químicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann em dezembro de 1938, e sua explicação teórica (e denominação) por Lise Meitner e Otto Frisch logo depois, abriu a possibilidade de que nêutrons produzidos pela fissão pudessem criar um núcleo controlado reação em cadeia . Na Universidade de Columbia , Enrico Fermi e Leo Szilard começaram a explorar como isso poderia ser alcançado. Em agosto de 1939, Szilard redigiu uma carta confidencial ao presidente dos Estados Unidos , Franklin D. Roosevelt , alertando sobre a possibilidade de um projeto de arma nuclear alemão , e convenceu seu velho amigo e colaborador Albert Einstein a co-assiná-la. Isso resultou em apoio à pesquisa sobre fissão nuclear pelo governo dos Estados Unidos.

Em abril de 1941, o Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional (NDRC), pediu a Arthur Compton , um professor de física ganhador do Prêmio Nobel da Universidade de Chicago , para fazer um relatório sobre o programa de urânio. Niels Bohr e John Wheeler teorizaram que os isótopos pesados ​​com números atômicos ímpares , como o plutônio-239 , eram físseis . Emilio Segrè e Glenn Seaborg , da Universidade da Califórnia, produziram 28 μg de plutônio no ciclotron de 60 polegadas em maio de 1941 e descobriram que ele tinha 1,7 vezes a seção transversal de captura de nêutrons térmicos do urânio-235. Embora quantidades mínimas de plutônio-239 pudessem ser criadas em cíclotrons, não era viável produzir uma grande quantidade dessa maneira. Compton conversou com Eugene Wigner, da Universidade de Princeton, sobre como o plutônio pode ser produzido em um reator nuclear , e com Robert Serber, da Universidade de Illinois, sobre como o plutônio produzido em um reator pode ser quimicamente separado do urânio do qual foi criado.

Em 20 de dezembro, logo após o ataque japonês a Pearl Harbor que trouxe os Estados Unidos para a guerra, Compton foi colocado no comando do projeto de plutônio. Seus objetivos eram produzir reatores para converter urânio em plutônio, encontrar maneiras de separar quimicamente o plutônio do urânio e projetar e construir uma bomba atômica. Embora um reator de sucesso ainda não tivesse sido construído, os cientistas já haviam produzido vários conceitos de design diferentes, mas promissores. Coube a Compton decidir qual delas deveria ser seguida. Ele propôs um cronograma ambicioso que visava alcançar uma reação em cadeia nuclear controlada até janeiro de 1943 e ter uma bomba atômica pronta para ser entregue em janeiro de 1945.

Compton sentiu que ter equipes em Columbia, Princeton, University of Chicago e University of California criava muita duplicação e pouca colaboração, e ele decidiu concentrar o trabalho em um único local. Ninguém queria se mudar e todos argumentaram em favor de sua própria localização. Em janeiro de 1942, logo após os Estados Unidos entrarem na Segunda Guerra Mundial, Compton decidiu concentrar o trabalho em seu próprio local, a Universidade de Chicago, onde sabia que tinha o apoio irrestrito da administração da universidade, enquanto a Columbia estava envolvida nos esforços de enriquecimento de urânio. e hesitou em adicionar outro projeto secreto. Outros fatores que contribuíram para a decisão foram a localização central de Chicago e a disponibilidade de cientistas, técnicos e instalações no meio- oeste que ainda não haviam sido retirados pelo trabalho de guerra. As moradias estavam mais disponíveis, e uma cidade no interior era menos vulnerável ao ataque inimigo.

Pessoal

Arthur H. Compton (à esquerda) o chefe do Projeto Metalúrgico, com Martin D. Whitaker , o diretor dos Laboratórios Clinton

O novo estabelecimento de pesquisa foi formado em fevereiro de 1942 e denominado "Laboratório Metalúrgico" ou "Laboratório de Metais". Realizou-se alguma metalurgia de verdade, mas o nome pretendia encobrir suas atividades. A Universidade de Chicago estava considerando estabelecer um instituto de pesquisa em metais, e de fato o faria depois da guerra, então sua criação atraiu pouca atenção. O projeto de plutônio de Compton ficou então conhecido como Projeto Metalúrgico. O Laboratório Metalúrgico era administrado pela University of Chicago sob contrato com o Office of Scientific Research and Development (OSRD).

Mais de 5.000 pessoas em 70 grupos de pesquisa participaram do Projeto Metalúrgico Compton, também conhecido como Projeto "Pilha" ou "X-10", dos quais cerca de 2.000 trabalharam no Laboratório Metalúrgico em Chicago. Apesar dos bons salários oferecidos, o recrutamento foi difícil. Havia competição para cientistas e engenheiros de outros projetos relacionados à defesa, e Chicago era cara em comparação com cidades universitárias.

Norman Hilberry foi diretor associado do Projeto Metalúrgico, e Richard L. Doan foi nomeado Diretor do Laboratório Metalúrgico. Embora Doan fosse um administrador competente, ele tinha dificuldade em ser aceito como chefe do laboratório, uma vez que não era um acadêmico. Em 5 de maio de 1943, Compton substituiu-o por Samuel K. Allison e nomeou Henry D. Smyth como diretor associado. Inicialmente, havia três grupos de física, liderados por Allison, Fermi e Martin D. Whitaker . Frank Spedding estava encarregado da Divisão de Química. Mais tarde, ele foi sucedido por Herbert McCoy e, em seguida, por James Franck . Compton colocou Robert Oppenheimer no comando do projeto de bomba em junho de 1942. Em novembro de 1942, este se tornou um projeto separado, conhecido como Projeto Y , que estava localizado em Los Alamos, Novo México .

Depois que o Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos assumiu o Projeto Manhattan em agosto de 1942, o Distrito de Manhattan coordenou o trabalho. A partir de 17 de fevereiro de 1943, Compton se reportou ao diretor do Projeto Manhattan, Brigadeiro General Leslie R. Groves, Jr. , em vez da Seção OSRD S-1 . O Distrito de Manhattan assumiu total responsabilidade pelo contrato do Laboratório Metalúrgico em 1º de maio de 1943. O Capitão JF Grafton foi nomeado Engenheiro da Área de Chicago em agosto de 1942. Ele foi sucedido pelo Capitão Arthur V. Peterson em dezembro de 1942. Peterson permaneceu até outubro de 1944. Capitão JF McKinley tornou-se Chicago Area Engineer em 1º de julho de 1945.

Edifícios

No início, a maioria das instalações do Laboratório eram fornecidas pela Universidade de Chicago. Os físicos ocuparam o espaço sob as arquibancadas norte e oeste do campo de Stagg e no prédio de serviços, onde havia um ciclotron. Os químicos assumiram o Laboratório George Herbert Jones e o Laboratório Químico de Kent. O grupo de saúde ocupou espaço no Edifício de Anatomia, Casa Drexel, Hospital Billings e Laboratório Killis e os escritórios administrativos foram para o Eckhart Hall . Szilard escreveu mais tarde que "o moral dos cientistas quase poderia ser traçado em um gráfico contando o número de luzes acesas após o jantar nos escritórios em Eckhart Hall." Quando o projeto ultrapassou seu espaço em Eckhart Hall, mudou-se para o Ryerson Hall, nas proximidades. O Laboratório Metalúrgico acabou ocupando 205.000 pés quadrados (19.000 m 2 ) de espaço do campus. Cerca de US $ 131.000 em alterações foram feitas em edifícios ocupados pelo laboratório, mas a Universidade de Chicago também teve que fazer alterações para usuários deslocados por ele.

Laboratório Argonne no "Site A"

A Universidade de Chicago disponibilizou um terreno de 0,73 acre (0,30 ha) ocupado por quadras de tênis para o distrito de Manhattan com um aluguel de um dólar, para a construção de um novo prédio de química com 20.000 pés quadrados (1.900 m 2 ) de espaço. Stone e Webster começaram a trabalhar nisso em setembro de 1942 e foi concluído em dezembro. Logo foi descoberto que era muito pequeno e um lote adjacente de 0,85 acres (0,34 ha) foi adicionado ao arrendamento, no qual um anexo de 30.000 pés quadrados (2.800 m 2 ) foi construído e concluído em novembro de 1943. Trabalho extenso foi em seguida, realizado no sistema de ventilação para permitir que o laboratório trabalhe com o plutônio com mais segurança. Um local contendo uma casa de gelo e estábulos de propriedade da Universidade de Chicago foi disponibilizado em abril de 1943. Conhecido como Local B, foi remodelado para fornecer 62.670 pés quadrados (5.822 m 2 ) de laboratórios e oficinas para os grupos de saúde e metalurgia. O 124th Field Artillery Armory foi alugado do estado de Illinois para fornecer mais espaço em março de 1944 e cerca de 360.000 pés quadrados (33.000 m 2 ) de espaço foram alugados ou construídos, a um custo de $ 2 milhões.

Por razões de segurança e proteção, não era desejável localizar as instalações para experimentos com reatores nucleares na densamente povoada Chicago. Compton selecionou um local na Floresta Argonne , parte do Distrito de Preservação da Floresta do Condado de Cook , a cerca de 20 milhas (32 km) a sudoeste do centro de Chicago, referido como Local A. O Departamento de Guerra arrendou 1.088 acres (440 ha) de terra lá do Condado de Cook durante a guerra mais um ano por um dólar. A construção de instalações, incluindo laboratórios e edifícios de serviço e uma estrada de acesso, foi iniciada em setembro de 1942 e concluída no início de 1943. Compton nomeou Fermi como o primeiro diretor do Laboratório Argonne.

Desenvolvimento do reator

Chicago Pile-1

Stagg Field da Universidade de Chicago. O estádio foi arrasado em 1957.

Entre 15 de setembro e 15 de novembro de 1942, grupos sob o comando de Herbert L. Anderson e Walter Zinn construíram dezesseis reatores experimentais (conhecidos na época como "pilhas") sob as arquibancadas do Stagg Field. Fermi projetou uma nova pilha de urânio e grafite que poderia ser levada ao estado crítico em uma reação nuclear controlada e autossustentável . A construção em Argonne atrasou devido à dificuldade da Stone & Webster em recrutar trabalhadores qualificados suficientes e obter os materiais de construção necessários. Isso levou a uma disputa industrial, com trabalhadores sindicalizados tomando medidas contra o recrutamento de mão de obra não sindicalizada. Quando ficou claro que os materiais para a nova pilha de Fermi estariam disponíveis antes que a nova estrutura fosse concluída, Compton aprovou uma proposta de Fermi para construir a pilha sob as arquibancadas no Stagg Field.

A construção do reator, conhecido como Chicago Pile-1 (CP-1), teve início na manhã de 16 de novembro de 1942. As obras foram realizadas em turnos de 12 horas, com turno diurno sob Zinn e turno noturno sob Anderson. Quando concluída, a moldura de madeira suportava uma estrutura em formato elíptico, com 6,1 m de altura, 1,8 m de largura nas extremidades e 7,6 m no meio. Continha 6 toneladas curtas (5,4 t) de urânio metálico, 50 toneladas curtas (45 t) de óxido de urânio e 400 toneladas curtas (360 t) de grafite, a um custo estimado de US $ 2,7 milhões. Em 2 de dezembro de 1942, ele realizou a primeira reação nuclear autossustentável controlada. Em 12 de dezembro de 1942, a potência de saída do CP-1 foi aumentada para 200 W, o suficiente para alimentar uma lâmpada. Sem proteção de qualquer tipo, era um perigo de radiação para todos na vizinhança. Depois disso, o teste foi continuado com a potência inferior de 0,5 W.

Chicago Pile-2

A operação do Chicago Pile-1 foi encerrada em 28 de fevereiro de 1943. Ele foi desmontado e movido para Argonne, onde os materiais originais foram usados ​​para construir o Chicago Pile-2 (CP-2). Em vez de ser esférico, o novo reator foi construído em forma de cubo, com cerca de 25 pés (7,6 m) de altura e uma base de aproximadamente 30 pés (9,1 m) quadrados. Era cercado por paredes de concreto com 1,5 m de espessura que agiam como escudo de radiação e com proteção superior de 15 cm de chumbo e 130 cm de madeira. Mais urânio foi usado, então ele continha 52 toneladas curtas (47 t) de urânio e 472 toneladas curtas (428 t) de grafite. Nenhum sistema de resfriamento foi fornecido, pois funcionava com apenas alguns quilowatts. O CP-2 tornou-se operacional em março de 1943.

Chicago Pile-3

Chicago Pile-3

Um segundo reator, conhecido como Chicago Pile-3 , ou CP-3, foi construído no local de Argonne no início de 1944. Este foi o primeiro reator do mundo a usar água pesada como moderador de nêutrons . Não estava disponível quando o CP-1 foi construído, mas agora estava se tornando disponível em quantidade graças ao Projeto P-9 do Projeto Manhattan . O reator era um grande tanque de alumínio, com 6 pés (1,8 m) de diâmetro, cheio de água pesada, que pesava cerca de 6,5 toneladas curtas (5,9 t). A tampa era perfurada por orifícios regularmente espaçados através dos quais 121 hastes de urânio revestidas de alumínio projetadas na água pesada. O tanque era cercado por um refletor de nêutrons de grafite , que por sua vez era cercado por um escudo de chumbo e por concreto. A blindagem na parte superior do reator consistia em camadas de tijolos removíveis quadrados de 1 pé (30 cm) compostas por camadas de ferro e masonita . A água pesada foi resfriada com um trocador de calor resfriado a água . Além das hastes de controle, havia um mecanismo de emergência para despejar a água pesada em um tanque abaixo. A construção começou em 1º de janeiro de 1944. O reator ficou crítico em maio de 1944 e foi operado pela primeira vez com potência total de 300 kW em julho de 1944.

Durante a guerra, o Zinn permitiu que ele funcionasse 24 horas por dia, e seu design facilitou a realização de experimentos. Isso incluiu testes para investigar as propriedades de isótopos como o trítio e determinar a seção transversal de captura de nêutrons de elementos e compostos que podem ser usados ​​para construir futuros reatores ou ocorrer em impurezas. Eles também foram usados ​​para testes de instrumentação e em experimentos para determinar a estabilidade térmica de materiais e para treinar operadores.

Pilhas de produção

O projeto dos reatores para produção de plutônio envolveu vários problemas, não apenas na física nuclear, mas na engenharia e construção. Questões como o efeito de longo prazo da radiação nos materiais receberam atenção considerável do Laboratório Metalúrgico. Dois tipos de reatores foram considerados: homogêneos, em que o moderador e o combustível foram misturados, e heterogêneos, em que o moderador e o combustível foram arranjados em uma configuração de rede. No final de 1941, a análise matemática mostrou que o projeto da rede tinha vantagens sobre o tipo homogêneo, e por isso foi escolhido para o CP-1, e para os reatores de produção posteriores também. Para um moderador de nêutrons, o grafite foi escolhido com base em sua disponibilidade em comparação com o berílio ou água pesada.

Novo edifício de química no campus da Universidade de Chicago. A torre gótica de Stagg Field é quase invisível no fundo esquerdo.

A decisão de qual refrigerante usar atraiu mais debate. A primeira escolha do laboratório metalúrgico foi o hélio , porque ele poderia ser tanto um refrigerante quanto um moderador de nêutrons. As dificuldades de seu uso não foram esquecidas. Seriam necessárias grandes quantidades e teria que ser muito puro, sem impurezas que absorvessem nêutrons . Seriam necessários ventiladores especiais para fazer o gás circular pelo reator, e o problema de vazamento de gases radioativos teria que ser resolvido. Nenhum desses problemas foi considerado insuperável. A decisão de usar o hélio foi comunicada à DuPont , empresa responsável pela construção dos reatores de produção, e foi inicialmente aceita.

No início de 1943, Wigner e seu Grupo Teórico que incluía Alvin Weinberg , Katharine Way , Leo Ohlinger, Gale Young e Edward Creutz produziram um projeto para um reator de produção com refrigeração a água. A escolha da água como refrigerante foi controversa, pois era conhecida por absorver nêutrons, reduzindo a eficiência do reator, mas Wigner estava confiante de que os cálculos de seu grupo estavam corretos e que com o grafite e o urânio mais puros que agora estavam disponíveis, a água funcionaria, enquanto as dificuldades técnicas envolvidas no uso do hélio como refrigerante atrasariam o projeto.

O projeto usava uma fina camada de alumínio para proteger o urânio da corrosão pela água de resfriamento. Pedaços de urânio cilíndrico com revestimentos de alumínio seriam empurrados através dos canais do reator e cairiam do outro lado em uma lagoa de resfriamento. Assim que a radioatividade diminuísse, as lesmas seriam retiradas e o plutônio extraído. Depois de revisar os dois projetos, os engenheiros da DuPont escolheram o refrigerado a água. Em 1959, uma patente para o projeto do reator seria emitida em nome de Creutz, Ohlinger, Weinberg, Wigner e Young.

O uso de água como refrigerante levantou o problema de corrosão e oxidação dos tubos de alumínio. O Laboratório Metalúrgico testou vários aditivos para a água para determinar seu efeito. Verificou-se que a corrosão era minimizada quando a água era ligeiramente ácida, então ácido sulfúrico diluído foi adicionado à água para dar a ela um pH de 6,5. Outros aditivos como silicato de sódio , dicromato de sódio e ácido oxálico também foram introduzidos na água para evitar o acúmulo de filme que poderia inibir a circulação da água de resfriamento. As balas de combustível receberam uma capa de alumínio para proteger o urânio metálico da corrosão que ocorreria se ele entrasse em contato com a água e para evitar a saída de produtos gasosos da fissão radioativa que poderiam se formar quando irradiados. O alumínio foi escolhido porque o revestimento tinha que transmitir calor, mas não absorver muitos nêutrons. O processo de enlatamento de alumínio recebeu atenção especial, já que os pedaços rompidos poderiam obstruir ou danificar os canais do reator, e os menores orifícios poderiam liberar gases radioativos. O Laboratório Metalúrgico investigou os regimes de produção e teste para o processo de enlatamento.

Uma importante área de pesquisa dizia respeito ao efeito Wigner . Sob o bombardeio de nêutrons, os átomos de carbono no moderador de grafite podem ser eliminados da estrutura cristalina da grafite. Com o tempo, isso faz com que o grafite aqueça e inche. A investigação do problema levaria quase 1946 até que uma solução fosse encontrada.

Química e Metalurgia

Laboratório no New Chemistry Building da University of Chicago

O trabalho metalúrgico concentrava-se no urânio e no plutônio. Embora tivesse sido descoberto há mais de um século, pouco se sabia sobre o urânio, como evidenciado pelo fato de que muitas referências forneceram um valor para seu ponto de fusão que estava errado em quase 500 ° F (280 ° C). Edward Creutz investigou e descobriu que, na faixa certa de temperatura, o urânio poderia ser martelado e enrolado e levado para as hastes exigidas pelo projeto do reator de produção. Foi descoberto que quando o urânio era cortado, as aparas pegavam fogo. Trabalhando com a Alcoa e a General Electric , o Laboratório Metalúrgico desenvolveu um método de soldar a jaqueta de alumínio ao bloco de urânio.

Sob pressão para identificar uma fonte de urânio processado, em abril de 1942 Compton, Spedding e Hilberry encontraram-se com Edward Mallinckrodt na sede de sua empresa química em St. Louis, Missouri. A empresa concebeu e implementou uma nova técnica de processamento de urânio usando éter, apresentou materiais de teste bem-sucedidos em meados de maio, forneceu o material para a primeira reação autossustentável em dezembro e satisfez todo o pedido do projeto das primeiras sessenta toneladas antes do contrato foi assinado.

A metalurgia do plutônio era completamente desconhecida, pois só havia sido descoberta recentemente. Em agosto de 1942, a equipe de Seaborg isolou quimicamente a primeira quantidade pesável de plutônio do urânio irradiado no Laboratório Jones. Até que os reatores se tornassem disponíveis, quantidades minúsculas de plutônio eram produzidas no ciclotron da Universidade de Washington em St. Louis . A divisão de química trabalhou com a DuPont para desenvolver o processo de fosfato de bismuto usado para separar o plutônio do urânio.

Saúde e segurança

Os perigos do envenenamento por radiação tornaram-se bem conhecidos devido à experiência dos pintores de mostradores de rádio . Quando ficou claro que os reatores nucleares envolveriam materiais radioativos em escala gigantesca, houve grande preocupação com os aspectos de saúde e segurança. Robert S. Stone, que havia trabalhado com Ernest Lawrence na Universidade da Califórnia, foi recrutado para chefiar o programa de saúde e segurança do Projeto Metalúrgico. Simeon Cutler, um radiologista, assumiu a responsabilidade pela segurança da radiação em Chicago, antes de passar a chefiar o programa no local de Hanford . Groves nomeou Stafford L. Warren da Universidade de Rochester como chefe da Seção Médica do Projeto Manhattan. Com o tempo, o estudo dos efeitos biológicos da radiação assumiu maior importância. Foi descoberto que o plutônio, assim como o rádio, buscava ossos , o que o tornava especialmente perigoso.

A Divisão de Saúde do Laboratório Metalúrgico estabelece padrões para exposição à radiação. Os trabalhadores eram testados rotineiramente nas clínicas da Universidade de Chicago, mas isso pode ser tarde demais. Foram adquiridos dosímetros pessoais de fibra de quartzo , assim como dosímetros de crachá de filme , que registravam a dosagem cumulativa. A Divisão de Saúde de Stone trabalhou em estreita colaboração com o Grupo de Instrumentação de William P. Jesse na Divisão de Física para desenvolver detectores, incluindo contadores Geiger portáteis . Herbert M. Parker criou uma métrica para a exposição à radiação que chamou de homem ou rem equivalente a roentgen . Após a guerra, isso substituiu o roentgen como medida padrão de exposição à radiação. O trabalho para avaliar a toxicidade do plutônio começou quando os semi-trabalhos de plutônio na Clinton Engineer Works começaram a produzi-lo em 1943. O projeto estabeleceu um limite de 5 microgramas (μg) no corpo, e as práticas e locais de trabalho em Chicago e Clinton foram modificado para garantir que este padrão foi cumprido.

Atividades posteriores

Durante 1943 e 1944, o Laboratório Metalúrgico concentrou-se em primeiro colocar o Reator de Grafite X-10 na Clinton Engineer Works em funcionamento e, em seguida, o Reator B em Hanford. No final de 1944, o foco mudou para o treinamento de operadores. Grande parte da divisão de química mudou-se para Oak Ridge em outubro de 1943, e muitos funcionários foram transferidos para outros locais do Projeto Manhattan em 1944, particularmente Hanford e Los Alamos. Fermi tornou-se chefe de divisão em Los Alamos em setembro de 1944, e Zinn tornou-se diretor do Laboratório Argonne. Allison o seguiu em novembro de 1944, levando consigo muitos membros da equipe do Laboratório Metalúrgico, incluindo a maior parte da seção de instrumentos. Ele foi substituído por Joyce C. Stearns . Farrington Daniels , que se tornou diretor associado em 1 de setembro de 1944, sucedeu Stearns como diretor em 1 de julho de 1945.

O 124º local do Arsenal de Artilharia de Campo em 2006

Sempre que possível, a Universidade de Chicago tentou reempregar trabalhadores que haviam sido transferidos do Laboratório Metalúrgico para outros projetos após o término do trabalho. Substituir o pessoal era quase impossível, pois Groves ordenara o congelamento do pessoal. A única divisão a crescer entre novembro de 1944 e março de 1945 foi a divisão de saúde; todos os demais perderam 20% ou mais de sua equipe. De um pico de 2.008 funcionários em 1 de julho de 1944, o número de pessoas trabalhando no Laboratório Metalúrgico caiu para 1.444 em 1 de julho de 1945.

O fim da guerra não acabou com o fluxo de partidas. Seaborg partiu em 17 de maio de 1946, levando muito do que restava da divisão de química com ele. Em 11 de fevereiro de 1946, o Exército chegou a um acordo com o Presidente da Universidade Robert Hutchins para que o pessoal e o equipamento do Projeto Metalúrgico fossem assumidos por um laboratório regional baseado em Argonne, que a universidade ainda administra. Em 1 de julho de 1946, o Laboratório Metalúrgico tornou-se o Laboratório Nacional de Argonne , o primeiro laboratório nacional designado , com Zinn como seu primeiro diretor. O novo laboratório contava com 1.278 funcionários em 31 de dezembro de 1946, quando o Projeto Manhattan terminou, e a responsabilidade pelos laboratórios nacionais passou para a Comissão de Energia Atômica , que substituiu o Projeto Manhattan em 1º de janeiro de 1947. O trabalho do Laboratório Metalúrgico também levou ao fundação do Instituto Enrico Fermi , bem como do Instituto James Franck , da Universidade de Chicago.

Os pagamentos feitos à Universidade de Chicago sob o contrato original sem fins lucrativos de 1º de maio de 1943 totalizaram $ 27.933.134,83, que incluíram $ 647.671,80 em custos de construção e reforma. O contrato expirou em 30 de junho de 1946 e foi substituído por um novo contrato, que terminou em 31 de dezembro de 1946. Outros $ 2.756.730,54 foram pagos sob este contrato, dos quais $ 161.636,10 foram gastos na construção e reforma. Um adicional de $ 49.509,83 foi pago à Universidade de Chicago para a restauração de suas instalações.

Em 1974, o governo dos Estados Unidos começou a limpar os antigos locais do Projeto Manhattan sob o Programa de Ação Corretiva de Locais Anteriormente Utilizados (FUSRAP). Isso inclui aqueles usados ​​pelo Laboratório Metalúrgico. Stagg campo tinha sido demolida em 1957, mas 23 locais em Kent laboratório foram descontaminadas em 1977, e outra 99 no Eckhart, Ryerson, e o Laboratório de Jones em 1984. Cerca de 600 pés cúbicos (17 m 3 ) de sólido e três 55- tambores de galão de resíduos líquidos foram coletados e enviados para vários locais para descarte. A Comissão de Energia Atômica encerrou seu contrato de arrendamento no local do Arsenal em 1951, e ele foi restaurado no estado de Illinois. Testes em 1977, 1978 e 1987 indicaram níveis residuais de radioatividade que excediam as diretrizes do Departamento de Energia , então a descontaminação foi realizada em 1988 e 1989, após o que o local foi declarado adequado para uso irrestrito.

Notas

Referências

links externos