Luis Slotin-Louis Slotin
Luis Slotin | |
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 Foto de la insignia de Los Álamos de Slotin
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| Nacido |
Luis Alejandro Slotin
1 de diciembre de 1910 |
| Murió | 30 de mayo de 1946 (35 años) |
| Causa de la muerte | Síndrome de radiación aguda |
| Educación |
Universidad de Manitoba ( BSc , MSc ) King's College London ( PhD ) |
| Ocupación | Físico y químico |
| Conocido por | Pruebas de criticidad en plutonio y ensamblaje de armas nucleares, la unidad de reactividad dólar |
Louis Alexander Slotin (1 de diciembre de 1910 - 30 de mayo de 1946) fue un físico y químico canadiense que participó en el Proyecto Manhattan . Nacido y criado en el North End de Winnipeg , Manitoba , Slotin obtuvo su Licenciatura y Maestría en Ciencias de la Universidad de Manitoba , antes de obtener su doctorado en química física en el King's College de Londres en 1936. Posteriormente, se unió a la Universidad de Chicago como investigador asociado para ayudar a diseñar un ciclotrón .
En 1942, Slotin fue invitado a participar en el Proyecto Manhattan y, posteriormente, realizó experimentos con núcleos de uranio y plutonio para determinar sus valores de masa crítica . Después de la Segunda Guerra Mundial , continuó su investigación en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México . El 21 de mayo de 1946, accidentalmente inició una reacción de fisión que liberó un estallido de radiación fuerte . Lo llevaron de urgencia al hospital y murió nueve días después, el 30 de mayo. Slotin se había convertido en víctima del segundo accidente de criticidad en la historia después de Harry Daghlian , quien había sido fatalmente expuesto a la radiación por el mismo " núcleo demoníaco " que mató a Slotin.
Slotin fue aclamado como un héroe por el gobierno de los Estados Unidos por reaccionar lo suficientemente rápido para evitar la muerte de sus colegas. Sin embargo, algunos físicos argumentan que el comportamiento de Slotin antes del accidente fue imprudente y que su muerte se pudo evitar. El accidente y sus consecuencias se han dramatizado en varios relatos de ficción y no ficción.
Vida temprana
Louis Slotin fue el primero de tres hijos de Israel y Sonia Slotin, refugiados judíos de habla yiddish que habían huido de los pogromos de Rusia a Winnipeg , Manitoba . Creció en el vecindario North End de Winnipeg, un área con una gran concentración de inmigrantes de Europa del Este. Desde sus primeros días en la Escuela Primaria Machray hasta su adolescencia en la Escuela Secundaria St. John's , Slotin fue académicamente excepcional. Su hermano menor, Sam, comentó más tarde que su hermano "tenía una intensidad extrema que le permitía estudiar muchas horas".
A los 16 años, Slotin ingresó a la Universidad de Manitoba para obtener una licenciatura en ciencias. Durante sus años de licenciatura, recibió una Medalla de Oro de la Universidad tanto en física como en química. Slotin recibió un B.Sc. licenciatura en geología de la universidad en 1932 y un M.Sc. Licenciado en 1933. Con la ayuda de uno de sus mentores, obtuvo una beca para estudiar en el King's College de Londres bajo la supervisión de Arthur John Allmand , presidente del departamento de química, que se especializó en el campo de la electroquímica aplicada y la fotoquímica .
King´s College de Londres
Mientras estaba en King's College London, Slotin se distinguió como boxeador aficionado al ganar el campeonato de boxeo amateur de peso gallo de la universidad. Más tarde, dio la impresión de que había luchado por la República Española y se entrenó para volar un caza con la Royal Air Force . El autor Robert Jungk relató en su libro Brighter than a Thousand Suns: A Personal History of the Atomic Scientists , el primer relato publicado del Proyecto Manhattan , que Slotin "se había ofrecido como voluntario para el servicio en la Guerra Civil Española , más por el bien de la emoción de eso que por motivos políticos. A menudo había estado en peligro extremo como artillero antiaéreo ". Durante una entrevista años después, Sam afirmó que su hermano había ido "de gira a pie por España" y que "no participó en la guerra" como se pensaba anteriormente.
Slotin obtuvo un Ph.D. Licenciado en química física por el King's College de Londres en 1936. Ganó un premio por su tesis titulada "Una investigación sobre la formación intermedia de moléculas inestables durante algunas reacciones químicas". Posteriormente, pasó seis meses trabajando como investigador especial para los Grandes Ferrocarriles del Sur de Dublín , probando las baterías recargables de níquel-zinc Drumm utilizadas en la línea Dublín-Bray .
Carrera
Universidad de Chicago
En 1937, después de que solicitó sin éxito un trabajo en el Consejo Nacional de Investigación de Canadá , la Universidad de Chicago aceptó a Slotin como investigador asociado. Allí obtuvo su primera experiencia con la química nuclear, ayudando a construir el primer ciclotrón en el medio oeste de los Estados Unidos. El trabajo estaba mal pagado y el padre de Slotin tuvo que mantenerlo durante dos años. De 1939 a 1940, Slotin colaboró con Earl Evans , director del departamento de bioquímica de la universidad, para producir radiocarbono ( carbono-14 y carbono-11 ) a partir del ciclotrón. Mientras trabajaban juntos, los dos hombres también utilizaron el carbono 11 para demostrar que las células vegetales tenían la capacidad de utilizar el dióxido de carbono para la síntesis de carbohidratos , a través de la fijación de carbono .
Slotin pudo haber estado presente en la puesta en marcha del " Chicago Pile-1 " de Enrico Fermi , el primer reactor nuclear , el 2 de diciembre de 1942; los relatos del evento no concuerdan en este punto. Durante este tiempo, también contribuyó a varios artículos en el campo de la radiobiología . Su experiencia en el tema atrajo la atención del gobierno de los Estados Unidos y, como resultado, fue invitado a unirse al Proyecto Manhattan, un esfuerzo para desarrollar una bomba atómica . Slotin trabajó en la producción de plutonio bajo la dirección del futuro premio Nobel Eugene Wigner en la universidad y más tarde en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Oak Ridge , Tennessee . Se trasladó al Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México en diciembre de 1944 para trabajar en el grupo de física de bombas de Robert Bacher .
Trabaja en Los Álamos
En Los Álamos, las funciones de Slotin consistían en pruebas de criticidad peligrosa, primero con uranio en los experimentos de Otto Robert Frisch y luego con núcleos de plutonio . Las pruebas de criticidad implicaron llevar masas de materiales fisionables a niveles casi críticos para establecer sus valores de masa crítica . Los científicos se refirieron a este coqueteo con la posibilidad de una reacción nuclear en cadena como "hacerle cosquillas en la cola del dragón", basándose en un comentario del físico Richard Feynman , quien comparó los experimentos con "hacerle cosquillas en la cola a un dragón dormido". El 16 de julio de 1945, Slotin ensambló el núcleo de Trinity , el primer dispositivo atómico detonado, y se hizo conocido como el "principal armero de los Estados Unidos" por su experiencia en el ensamblaje de armas nucleares. Slotin recibió dos pequeños pines conmemorativos circulares de plomo y plata por su trabajo en el proyecto.
En el invierno de 1945-1946, Slotin sorprendió a algunos de sus colegas con una acción audaz al reparar un instrumento de seis pies bajo el agua dentro de Clinton Pile mientras estaba en funcionamiento, en lugar de esperar un día más para que se apagara el reactor. No llevaba su placa de dosimetría , pero se estimó que su dosis era de al menos 100 roentgen . Una dosis de 1 Gy (~100 roentgen) puede causar náuseas y vómitos en 10% de los casos, pero por lo general se puede sobrevivir.
La muerte de Harry Daghlian
El 21 de agosto de 1945, el asistente de laboratorio Harry Daghlian , uno de los colegas cercanos de Slotin, estaba realizando un experimento de criticidad cuando accidentalmente dejó caer un pesado ladrillo de carburo de tungsteno sobre un núcleo de bomba de aleación de plutonio-galio de 6,2 kilogramos (14 libras) . Daghlian, de 24 años, fue irradiado con una gran dosis de radiación de neutrones . Estimaciones posteriores sugirieron que esta dosis podría no haber sido fatal por sí sola, pero luego recibió radiación gamma retardada adicional y quemaduras beta mientras desarmaba su experimento. Rápidamente colapsó con envenenamiento por radiación aguda y murió 25 días después en el hospital base de Los Álamos.
Regreso planificado a la docencia
Después de la Segunda Guerra Mundial , Slotin expresó un creciente desdén por su participación personal en el proyecto. Comentó: "Me he involucrado en las pruebas de la Marina , para mi disgusto". Desafortunadamente para Slotin, su participación en Los Álamos aún era necesaria porque, como dijo, "soy una de las pocas personas que quedan aquí que tienen experiencia en armar bombas". Esperaba reanudar la docencia y la investigación en biofísica y radiobiología en la Universidad de Chicago. Comenzó a entrenar a un reemplazo, Alvin C. Graves , para que asumiera su cargo en Los Alamos.
accidente de criticidad
El 21 de mayo de 1946, con siete colegas observando, Slotin realizó un experimento que implicaba la creación de uno de los primeros pasos de una reacción de fisión colocando dos medias esferas de berilio (un reflector de neutrones ) alrededor de un diámetro de 3,5 pulgadas (89 mm) núcleo de plutonio. El experimento utilizó el mismo núcleo de plutonio de 6,2 kilogramos (13,7 libras) que había irradiado a Daghlian, más tarde llamado " núcleo demoníaco " por su papel en los dos accidentes. Slotin agarró el hemisferio superior de berilio de 228,6 mm (9 pulgadas) con la mano izquierda a través de un orificio para el pulgar en la parte superior mientras mantenía la separación de las semiesferas con la hoja de un destornillador con la mano derecha, después de haber retirado las cuñas normalmente . utilizado. Usar un destornillador no era una parte normal del protocolo experimental.
A las 3:20 p. m., el destornillador resbaló y el hemisferio superior de berilio cayó, provocando una reacción " prontamente crítica " y un estallido de radiación fuerte . En ese momento, los científicos en la sala observaron el resplandor azul de la ionización del aire y sintieron una ola de calor. Slotin experimentó un sabor agrio en la boca y una intensa sensación de ardor en la mano izquierda. Sacudió su mano izquierda hacia arriba, levantando el hemisferio superior de berilio, y lo dejó caer al suelo, poniendo fin a la reacción. Ya había estado expuesto a una dosis letal de radiación de neutrones. En el momento del accidente, las placas de dosimetría estaban en una caja cerrada con llave a unos 100 pies (30 m) de donde ocurrió la reacción. Al darse cuenta de que nadie en la sala tenía puestas las insignias de la película, "inmediatamente después del accidente, el Dr. Slotin le pidió al Dr. Raemer E. Schreiber que sacara las insignias de la caja de plomo y las colocara en el ensamblaje crítico". Esta peculiar respuesta no tuvo valor para determinar las dosis reales recibidas por los hombres en la habitación y puso a Schreiber en "gran riesgo personal" de exposición adicional. Un informe posterior concluyó que una fuerte dosis de radiación puede producir vértigo y puede dejar a una persona "sin condiciones para un comportamiento racional". Tan pronto como Slotin salió del edificio, vomitó, una reacción común por la exposición a radiaciones ionizantes extremadamente intensas . Los colegas de Slotin lo llevaron de urgencia al hospital, pero el daño por radiación fue irreversible.
Los otros siete hombres presentes en el momento de la reacción incluían a Alvin Cushman Graves , Samuel Allan Kline, Marion Edward Cieslicki, Dwight Smith Young , Theodore P. Perlman y Pvt. Patrick J. Cleary. El 25 de mayo de 1946, cuatro de estos siete hombres habían sido dados de alta del hospital. El médico del Ejército de Estados Unidos responsable del hospital base de Los Álamos, capitán Paul Hageman, dijo que el estado inmediato de Slotin, Graves, Kline y Young es "satisfactorio".
la muerte de slotin
A pesar de la atención médica intensiva y las ofertas de numerosos voluntarios para donar sangre para transfusiones , la condición de Slotin era incurable. Llamó a sus padres y los llevaron en avión a expensas del ejército desde Winnipeg para estar con él. Llegaron al cuarto día después del incidente, y al quinto día su condición comenzó a deteriorarse rápidamente.
Durante los siguientes cuatro días, Slotin sufrió una "secuencia agonizante de traumas inducidos por la radiación", que incluyeron diarrea severa , disminución de la producción de orina, manos hinchadas, eritema , " ampollas masivas en manos y antebrazos", parálisis intestinal y gangrena . Tenía quemaduras internas por radiación en todo el cuerpo, que un experto médico describió como una "quemadura solar tridimensional". Para el séptimo día, estaba experimentando períodos de "confusión mental". Sus labios se volvieron azules y lo pusieron en una tienda de oxígeno . Finalmente experimentó "una desintegración total de las funciones corporales" y entró en coma . Slotin murió a las 11 de la mañana del 30 de mayo, en presencia de sus padres. Fue enterrado en el cementerio Shaarey Zedek en Winnipeg el 2 de junio de 1946.
Otras lesiones y muertes
Graves, Kline y Young permanecieron hospitalizados después de la muerte de Slotin. Graves, quien estaba parado más cerca de Slotin, también desarrolló una enfermedad aguda por radiación y estuvo hospitalizado durante varias semanas. Sobrevivió, aunque vivía con problemas neurológicos y de visión crónicos. Young también sufrió del síndrome de radiación aguda, pero se recuperó. El 28 de enero de 1948, Graves, Kline y Perlman solicitaron una indemnización por los daños sufridos durante el incidente. Graves resolvió su reclamo por $3,500.
Tres de los observadores finalmente murieron de condiciones que se sabe que son promovidas por la radiación: Graves de un ataque al corazón veinte años después a la edad de 55 años; Cieslicki de leucemia mieloide aguda diecinueve años después a los 42 años; y Young de anemia aplásica e infección bacteriana del revestimiento del corazón veintinueve años después, a los 83 años. Algunas de esas muertes probablemente fueron efectos estocásticos (aleatorios) latentes del accidente; no es posible sacar conclusiones definitivas de un conjunto de muestras tan pequeño.
Eliminación del núcleo
El núcleo involucrado estaba destinado a ser utilizado en la detonación Able , durante la serie Crossroads de pruebas de armas nucleares. Se decía que el experimento de Slotin era el último realizado antes de la detonación del núcleo y estaba destinado a ser la demostración final de su capacidad para volverse crítico. Después del accidente necesitaba tiempo para enfriarse. Por lo tanto, se reprogramó para la tercera prueba de la serie, denominada provisionalmente Charlie , pero se canceló debido al nivel inesperado de radiactividad después de la prueba submarina de Baker y la incapacidad para descontaminar los buques de guerra objetivo. El núcleo finalmente se fundió y se reutilizó en un núcleo posterior.
dosis de radiación
Las dosis de radiación recibidas en estos dos accidentes no se conocen con exactitud. Gran parte de la dosis se debió a la radiación de neutrones, que no podía medirse con los equipos de dosimetría de la época. El personal no usó las insignias de película disponibles durante el accidente, y no se encontraron las insignias que se suponía que debían colocarse debajo de las mesas en caso de desastres como estos. Las insignias de desastre colgadas en las paredes proporcionaron algunos datos útiles sobre la radiación gamma.
En 1948 se hizo una estimación "tentativa" de las dosis involucradas, basada en docenas de suposiciones, algunas de las cuales ahora se sabe que son incorrectas. En ausencia de insignias de dosimetría personales, los autores del estudio se basaron en las mediciones de la activación del sodio en las muestras de sangre y orina de las víctimas como fuente principal de datos. Esta activación habría sido causada por la radiación de neutrones, pero convirtieron todas las dosis en dosis equivalentes de radiación gamma o de rayos X. Concluyeron que Daghlian y Slotin probablemente habían recibido dosis equivalentes a 290 y 880 rem , respectivamente, de rayos gamma. Las estimaciones mínimas y máximas variaron entre aproximadamente el 50% y el 200% de estos valores. Los autores también calcularon dosis equivalentes a una mezcla de rayos X suaves de 80 keV y rayos gamma, que creían que proporcionaban una imagen más realista de la exposición que el equivalente gamma. En este modelo, las dosis de rayos X equivalentes eran mucho más altas, pero se concentrarían en los tejidos frente a la fuente, mientras que el componente gamma penetraba en todo el cuerpo. La dosis equivalente de Slotin se estimó en 1930 R (roentgen) de rayos X con 114 R de gamma, mientras que la dosis equivalente de Daghlian se estimó en 480 R de rayos X con 110 R de gamma. Quinientos roentgen equivalentes al hombre (rem) suele ser una exposición mortal para los seres humanos.
En los tiempos modernos, la dosimetría se realiza de manera muy diferente. Las dosis equivalentes no se informarían en roentgen; se calcularían con diferentes factores de ponderación y no se consideran tan relevantes para el síndrome de radiación aguda como las dosis absorbidas . Documentos recientes han hecho varias interpretaciones de la dosis de Slotin, que van desde 287 rads (2,87 Gy) hasta 21 sieverts (2100 rem). Según las citas y el razonamiento de apoyo, la estimación más confiable puede ser un memorando de Los Alamos de 1978 que sugirió 10 Gy (n) + 1,14 Gy (γ) para Slotin y 2 Gy (n) + 1,1 Gy (γ) para Daghlian. Estas dosis son consistentes con los síntomas que experimentaron.
Legado
Después del accidente, Los Álamos finalizó todo el trabajo de ensamblaje crítico práctico. Las pruebas posteriores de criticidad de los núcleos fisionables se realizaron con máquinas controladas a distancia, como la serie " Godiva ", con el operador ubicado a una distancia segura para evitar daños en caso de accidentes.
El 14 de junio de 1946, el editor asociado de Los Alamos Times , Thomas P. Ashlock, escribió un poema titulado "Slotin - A Tribute":
¡Que Dios te reciba, científico de gran alma!
Mientras estuviste con nosotros, incluso los extraños sabían
La amplitud y la estatura elevada de tu mente
Fue solo en el crisol de la muerte
Por fin vimos tu noble corazón revelado.
La historia oficial difundida en ese momento fue que Slotin, al eliminar rápidamente el hemisferio superior, fue un héroe por poner fin a la reacción y proteger a otros siete observadores en la sala: "La rápida reacción del Dr. Slotin ante el riesgo inmediato de su propia vida evitó una desarrollo más serio del experimento que ciertamente habría resultado en la muerte de los siete hombres que trabajaban con él, así como lesiones graves a otros en las inmediaciones en general". Esta interpretación de los hechos fue respaldada en su momento por Graves, quien estaba más cerca de Slotin cuando ocurrió el accidente. Graves, como Slotin, había mostrado anteriormente una baja preocupación por la seguridad nuclear y luego alegó que los riesgos de lluvia radiactiva fueron "inventados en la mente de los simuladores débiles". Schreiber, otro testigo del accidente, se pronunció públicamente décadas más tarde, argumentando que Slotin estaba utilizando procedimientos inapropiados e inseguros, poniendo en peligro a los demás en el laboratorio junto con él mismo. Robert B. Brode había informado de rumores en ese sentido en 1946.
El evento fue relatado en la novela de 1955 de Dexter Masters El Accidente , un relato ficticio de los últimos días de la vida de un científico nuclear que sufre envenenamiento por radiación . Las representaciones del incidente crítico incluyen la película de 1989 Fat Man and Little Boy , en la que John Cusack interpreta a un personaje ficticio llamado Michael Merriman basado en Slotin, y Louis Slotin Sonata , una obra fuera de Broadway de 2001 dirigida por David P. Moore.
En 1948, los colegas de Slotin en Los Álamos y la Universidad de Chicago iniciaron el Fondo Conmemorativo Louis A. Slotin para conferencias sobre física impartidas por distinguidos científicos como Robert Oppenheimer y los premios Nobel Luis Walter Alvarez y Hans Bethe . El fondo conmemorativo duró hasta 1962. En 2002, un asteroide descubierto en 1995 fue nombrado 12423 Slotin en su honor.
unidad dólar de reactividad
Según Weinberg y Wigner, Slotin fue el primero en proponer el nombre de dólar para el intervalo de reactividad entre la criticidad tardía y la pronta ; 0 es el punto de la reacción en cadena autosostenida, un dólar es el punto en el que los neutrones retardados liberados lentamente ya no son necesarios para apoyar la reacción en cadena, y entra en el dominio llamado "crítico rápido". Los reactores nucleares estables operan entre 0 y un dólar; excursiones y explosivos nucleares operan por encima de un dólar. La centésima parte de un dólar se llama centavo . Cuando se habla de eventos críticos puramente puntuales, algunos usuarios se refieren a los centavos como "sobrecríticos" como una unidad relativa.
notas
Referencias
enlaces externos
- Louis P. Slotin - Asociación de Preservación del Patrimonio del Proyecto Manhattan
- Louis Slotin, perfil - GCS Research Society
- La vida secreta de Louis Slotin - Sociedad Nuclear Canadiense
- Louis Slotin en Find a Grave
- Guía de los registros del Fondo Conmemorativo Louis Slotin 1946–1962 en el Centro de Investigación de Colecciones Especiales de la Universidad de Chicago