Experiência Trinity

A Experiência "Trinity" foi o primeiro teste nuclear da história, conduzido pelos Estados Unidos em 16 de julho de 1945, na localização 33°40′38"N, 106°28′32"W, a 48 km de Socorro, no que é hoje o Campo de Teste de Mísseis de White Sands, perto de Alamogordo (Novo México). Foi um teste de uma bomba de plutónio de implosão, o mesmo tipo de arma usada posteriormente em Nagasaki (Japão). A detonação foi equivalente à explosão de cerca de 20 quilotons de TNT, e é considerada como o marco do início da chamada Era Atómica.

Informação preliminar

A criação de armas nucleares decorreu de desenvolvimentos políticos e científicos do final da década de 1930, num cenário em que a subida ao poder de governos fascistas na Europa e novas descobertas acerca da natureza dos átomos convergiram com os planos dos Estados Unidos e do Reino Unido de desenvolver poderosas armas, utilizando a fissão nuclear como principal fonte de energia. O Projecto Manhattan, nome dado ao esforço de guerra Aliado, culminou no teste de uma arma nuclear no local que é agora chamado de Trinity site em julho de 1945 e, eventualmente, nos bombardeamentos de Hiroshima e Nagasaki algumas semanas mais tarde.

Pesquisa, planificação, teste e produção

Enquanto o empenho dos EUA e Reino Unido na investigação da praticabilidade das armas nucleares se iniciou em 1939, o esforço de desenvolvimento iniciou-se verdadeiramente apenas em 1942, ano em que passou a ser da responsabilidade do Exército dos Estados Unidos e adoptou o nome de Projecto Manhattan. O projecto focou-se no desenvolvimento de material físsil para activar reacções nucleares em cadeia, as quais acontecem dentro das armas, bem como no desenho das próprias armas no extremamente secreto Laboratório Nacional de Los Alamos (Novo México).

De janeiro de 1944 a julho de 1945, fábricas de produção em massa entraram em funcionamento, e o material nelas produzido foi usado na determinação das características funcionais das armas. Foi efectuada pesquisa multifacetada com vista a diversificar as frentes de ataque ao problema do desenho das bombas. Decisões iniciais tinham sido tomadas tendo por base quantidades insignificantes de urânio-235 e plutónio criadas em fábricas pioneiras e em ciclotrões laboratoriais. Estes resultados preliminares apontavam para que a criação de uma bomba nuclear seria apenas questão de fazer colidir dois blocos de material físsil, por forma a gerar uma massa crítica.

A produção de urânio-235 provou ser extremamente difícil com a tecnologia existente, mas a produção de plutónio era, comparativamente, mais simples, já que era um subproduto de reactores nucleares especialmente construídos - o primeiro dos quais foi desenvolvido pelo físico Enrico Fermi apenas em 1942. Plutónio resultante de reactores era, no entanto, consideravelmente menos puro que o produzido em ciclotrões, e a presença de outro isótopo de plutónio no produto resultante significava que o modelo simples de "bomba de explosão" não funcionaria: a presença de neutrões adicionais significava que a arma detonaria precocemente e com baixa eficiência. Este problema, identificado em 1942, levou a um redesenho da bomba de plutónio em direcção ao conceito de "implosão", no qual um núcleo esférico de plutónio é comprimido usando explosivos convencionais, aumentando a sua densidade e criando, assim, uma massa crítica.

O problema foi então construir uma arma que comprimiria com elevada precisão a esfera de plutónio uniformemente em todas as direcções radiais - qualquer erro mínimo resultaria num desequilíbrio de forças e consequente ejecção do plutónio, frustrando-se a explosão pretendida. Devido à dificuldade, com a tecnologia de então, em criar cargas com formatos e posicionamentos que permitissem obter compressões perfeitas, foi decidido tanto pelo líder militar do Projecto Manhattan, General Leslie Groves, como pelo seu director científico, Robert Oppenheimer, que este novo conceito deveria ser objecto de testes antes ser aplicado na construção e posterior uso confidencial em condições de guerra.

Planejando o teste

O planejamento para o teste foi designado à Kenneth Bainbridge, professor de física da Universidade de Harvard, trabalhando com o perito em explosivos George Kistiakowsky. O local apropriado para a experiência deveria ser tal que garantiria o segredo dos objetivos do projecto, mesmo passando estes por fazer detonar uma arma nuclear de potência e efeitos desconhecidos. Para além da importância da localização, colocava-se também o problema da montagem de equipamento científico para a recolha de dados do próprio teste, bem como a definição de normas de segurança com vista a proteger o corpo de funcionários dos resultados de uma experiência desconhecida e altamente perigosa. O fotógrafo oficial do teste, Berlyn Brixner, preparou e instalou dezenas de câmaras para capturar a totalidade do evento em filme.

Localização para o teste

O local era parte da Linha de Bombardeamento de Alamogordo, actualmente designado por Campo de Teste de Mísseis de White Sands. O local do teste está situado no extremo norte da Linha, entre as cidades de Carrizozo e Socorro (Novo México), no Deserto Jornada del Muerto.

Origem do nome

A origem exacta do nome é desconhecida, mas é frequentemente atribuída ao chefe do laboratório, Robert Oppenheimer, como referência à poesia de John Donne. Oppenheimer tinha estado exposto ao trabalho de Donne primeiramente pela sua antiga namorada, Jean Tatlock, a qual tinha cometido suicídio em julho de 1944. Em 1962, O General Leslie Groves escreveu a Oppenheimer questionando-o acerca da origem do nome e indagando se este tinha sido escolhido tendo por base nomes comuns, no Oeste americano, de rios ou picos montanhosos, nomes esses que não atrairiam atenção indesejada. Oppenheimer respondeu: "Eu realmente sugeri-o, mas não nessa base… Porque sugeri o nome não me é claro, mas sei que pensamentos me ocupavam a mente. Há um poema de John Donne, escrito pouco antes da sua morte, que eu conheço e amo. Dele, uma citação: As West and East / In all flatt Maps—and I am one—are on, / So death doth touch the Resurrection.' " ("Hymn to God My God, in My Sicknesses"). Oppenheimer continuou, "Isto ainda não constitui 'Trinity', mas noutro mais conhecido e devoto poema, Donne abre com 'Batter my heart, three person'd God;—.' (Holy Sonnets XIV). Para além disto, não faço qualquer ideia."

Predições para os resultados do teste

Várias apostas foram feitas entre os observadores relativamente aos resultados do teste. As previsões variavam do zero, fracasso, até 18 kt de TNT (previsto por I. I. Rabi), destruição do Estado de Novo México, e mesmo a ignição da atmosfera e incineração do planeta (felizmente, foi demonstrado por cálculos ser impossível tal resultado, embora durante algum tempo a possibilidade tenha provocado ansiedade em alguns cientistas). No final, Rabi ganhou a aposta.

Preparando o teste

A 7 de maio houve uma explosão prévia de 100 toneladas de TNT para calibrar os instrumentos de medição e controle. (Desde essa altura, quase todas as detonações nucleares têm sido medidas em unidades de kt, ou o equivalente desses milhares de toneladas de TNT). Para o teste propriamente dito, a arma nuclear de núcleo de plutónio, alcunhada de Invenção ou Engenhoca (do inglês Gadget), foi suspensa no topo de uma torre de aço de 20 m de altura - tal daria uma melhor indicação de como a arma se comportaria quando largada de um avião, já que a detonação no ar maximizaria a quantidade de energia aplicada directamente no alvo à medida que a explosão progredisse com forma esférica, e minimizaria a quantidade de cinza nuclear atirada para a atmosfera.

A "Invenção" foi montada perto da McDonald Ranch House, chegando os seus componentes em 12 de julho. A arma foi completamente montada em 13 de julho e precariamente levantada através de um guindaste para o alto de uma torre no dia seguinte. Em caso de falha, um enorme canastrel de aço, de nome de código "Jumbo", estava preparado para recuperar o valioso plutónio por ordem do General Groves. Pesando 240 toneladas, era suposto que "Jumbo" conteria a detonação de 5 toneladas de explosivos convencionais, usados para comprimir o plutónio, em caso de falha da reacção em cadeia. A construção de "Jumbo", em Pittsburgh (E.U.A.), foi extremamente dispendiosa, tendo o artefacto sido transportado para o local de teste por comboio. No entanto, quando chegou, a confiança dos cientistas do projecto era tal que foi decidido que "Jumbo" não seria usado. Em vez disso, este foi suspenso numa torre de aço, a uma distância de 730 m do ponto de explosão, funcionando como uma medida grosseira do poder destrutivo da arma nuclear. No final da experiência, "Jumbo" sobreviveu, embora o mesmo não tenha acontecido à torre onde estava suspenso.

A detonação estava inicialmente planeada para as 16h00, mas foi adiada devido a chuva e trovoada no início daquela manhã. Em condições de chuva temia-se ser muito maior o perigo da radiação e das cinzas nucleares; por outro lado, os cientistas temiam que relâmpagos pudessem causar uma detonação acidental.

A explosão

Às 04h45 do dia 16 de julho chegou um relatório meteorológico crucial e favorável ao projecto. Às 05h05 inicia-se a contagem decrescente de 20 min. A maioria dos cientistas e oficiais principais encontravam-se a observar a partir de um acampamento-base, 16 km a sudoeste da torre de teste. Muitos outros observadores encontravam-se a cerca de 32 km, e alguns outros encontravam-se dispersos a diferentes distâncias, alguns em situações mais informais (o físico Richard Feynman afirmou ter sido a única pessoa a ver a explosão sem recorrer aos óculos escuros fornecidos, contando apenas com o pára-brisa de um camião para filtrar os comprimentos de onda ultravioleta nocivos). A contagem final foi lida pelo físico Samuel K. Allison.

Às 05h29min45 locais, o artefacto explodiu com uma energia equivalente a 19 kt de TNT (87,5 TJ). Deixou, no deserto, uma cratera de vidro radiactivo de 3 m de esp…