El Proyecto Dayton fue un proyecto de investigación y desarrollo para producir polonio durante la Segunda Guerra Mundial, como parte del Proyecto Manhattan para construir las primeras bombas atómicas. Los trabajos se llevaron a cabo en varios lugares de Dayton (Ohio) y sus alrededores. Los que trabajaron en el proyecto fueron en última instancia los responsables de crear los iniciadores de neutrones modulados a base de polonio que se utilizaron para iniciar las reacciones en cadena de las bombas atómicas.
El Proyecto Dayton comenzó en 1943 cuando Charles Allen Thomas, de Monsanto, fue reclutado por el Proyecto Manhattan para coordinar el trabajo de purificación y producción de plutonio que se llevaba a cabo en varios sitios. Los científicos del Laboratorio de Los Álamos calcularon que una bomba de plutonio requeriría un iniciador de neutrones. Las fuentes de neutrones más conocidas utilizaban polonio y berilio radiactivos, por lo que Thomas se encargó de producir polonio en los laboratorios de Monsanto en Dayton. Si bien la mayor parte de la actividad del Proyecto Manhattan se llevó a cabo en lugares remotos, el Proyecto Dayton se ubicó en un área urbana poblada. Funcionó desde 1943 hasta 1949, cuando se completaron los Laboratorios Mound en las cercanías de Miamisburg (Ohio), y el trabajo se trasladó allí.
El Proyecto Dayton desarrolló técnicas para extraer polonio del mineral de dióxido de plomo en el que se encuentra de forma natural, y de objetivos de bismuto que habían sido bombardeados por neutrones en un reactor nuclear. En última instancia, los iniciadores de neutrones basados en polonio se utilizaron tanto en el Little Boy (de tipo cañón) como en el Fat Man (de tipo implosión), utilizados en los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki, respectivamente. El hecho de que el polonio se utilizara como iniciador ese mantuvo como secreto hasta la década de 1960; sin embargo, George Koval, quien era un técnico del Destacamento de Ingenieros Especiales (Special Engineer Detachment, SED) del Proyecto Manhattan, se infiltró en el Proyecto Dayton como espía de la Unión Soviética.
Antecedentes En diciembre de 1942, durante la Segunda Guerra Mundial, Charles Allen Thomas, químico y director de investigación de Monsanto en San Luis, se unió al Comité de Investigación de Defensa Nacional (National Defense Research Committee, NDRC) como jefe adjunto de su octava División, que era responsable de propulsores, explosivos y similares. A principios de 1943, viajó al este con Richard C. Tolman, miembro de la NDRC, y James B. Conant, presidente de la Universidad de Harvard y presidente de la NDRC, para presenciar una demostración de un nuevo explosivo submarino. Conant y Tolman aprovecharon la oportunidad para investigar en silencio los antecedentes de Thomas. Luego fue invitado a una reunión en Washington D. C., con el general de brigada Leslie R. Groves, Jr., director del Proyecto Manhattan en tiempos de guerra, responsable de la construcción de una bomba atómica. Cuando llegó allí, Thomas descubrió que Conant también estaba presente.
Groves y Conant esperaban aprovechar la experiencia industrial de Thomas. Le ofrecieron un puesto como adjunto de Robert Oppenheimer, el director del Laboratorio de Los Álamos en Nuevo México, pero él no deseaba trasladar a su familia ni renunciar a sus responsabilidades en Monsanto. En su lugar, aceptó el papel de coordinar el trabajo de purificación y producción de plutonio que se llevaba a cabo en Los Álamos, el Laboratorio Metalúrgico en Chicago, el Laboratorio de Radiación en Berkeley y el Laboratorio Ames en Iowa. La química y la metalurgia en Los Álamos serían dirigidas por el joven Joseph W. Kennedy.
En Los Álamos, el físico Robert Serber propuso que, en lugar de depender de la fisión espontánea, la reacción en cadena dentro de la bomba atómica debería ser desencadenada por un iniciador de neutrones. Las fuentes de neutrones más conocidas fueron el radio-berilio y el polonio-berilio. Se eligió este último, ya que el polonio tiene una vida media de 138 días, lo que lo hace lo suficientemente intenso como para ser útil, pero no lo suficientemente longevo como para almacenarlo. Thomas se encargó del desarrollo de técnicas para refinar industrialmente el polonio para su uso con berilio en los iniciadores de neutrones internos "erizo". Este esfuerzo se convirtió en el Proyecto Dayton.
Organización vínculo=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dayton_Project_-_Unit_III_in_September_1943.jpg|derecha|miniaturadeimagen|Proyecto Dayton: Unidad III en septiembre de 1943 Thomas trajo personal clave de la planta de Monsantos en Dayton (Ohio), incluyendo a Caroll Hochwalt, James Lum y Nicholas Samaras. Thomas se convirtió en Director del Proyecto Dayton, con Hochwalt como Director Asistente del Proyecto y Lum como Director de Laboratorio. Decidieron que se necesitarían unos doce químicos, y Lum se dedicó a reclutar profesores, estudiantes de posgrado y químicos industriales de universidades y laboratorios de la zona. El primero de estos reclutas comenzó en agosto de 1943, pero pocos tenían experiencia con la radioquímica. El número aumentó de 46 empleados a tiempo completo a finales de 1943 a 101 a finales de 1944, 201 a finales de 1945 y 334 a finales de 1946, incluyendo 34 miembros del Destacamento de Ingenieros Especiales del Ejército.
Ubicaciones El espacio de oficinas se encontró inicialmente en las oficinas de Monsanto en 1515 Nicholas Rd, que se conoció como Unidad I. La Unidad II fue la fábrica de propulsores de cohetes de Monsanto en Betty Lane, cerca de la Ruta Estatal 741 de Ohio. Si bien fue administrado por Monsanto, no fue utilizado por el Proyecto Dayton. En el lugar se manejaban explosivos, como nitrato de amonio y picrato de amonio, pero no se manipulaban materiales radiactivos. El trabajo en la Unidad II cesó en el otoño de 1945. Se consideró su uso en diciembre de 1946, pero esta propuesta fue rechazada a favor de la construcción de una barraca Quonset en la Unidad III.
Se encontró un sitio de laboratorio en el 1601 W. Primera calle que originalmente había sido construida para albergar el Seminario Bonebrake. Era un edificio de ladrillo de tres pisos construido en 1879 y propiedad de la Junta de Educación de Dayton, que lo utilizaba como almacén. Monsanto arrendó el sitio el 15 de octubre de 1943 y comenzó a convertirlo en un laboratorio conocido como Unidad III. El edificio estaba en mal estado cuando el Proyecto Dayton se hizo cargo de él, con muchas ventanas rotas, y faltaba la escalera entre el segundo y el tercer piso. Se instalaron nuevas instalaciones de calefacción e iluminación, se reemplazaron las ventanas, se colocaron nuevos pisos y se volvieron a enlucidar algunas habitaciones. Se agregaron un par de casetas de vigilancia conocidas como edificios J y K, así como un cobertizo de almacenamiento de productos químicos conocido como edificio F, y una cerca de alambre. El 25 de septiembre se trasladaron allí las actividades de laboratorio desde la Unidad I. Inicialmente, solo se ocuparon los dos pisos inferiores, lo que proporcionó 560 metros cuadrados (6,000 pies cuadrados) de espacio para laboratorios. Más tarde, también se tomó el tercer piso, proporcionando otros 280 metros cuadrados (3,000 pies cuadrados). En mayo de 1945, se construyeron cinco edificios temporales adicionales en terrenos arrendados a la Junta de Educación que albergaban oficinas, una cafetería, vestuarios, un laboratorio de física y una lavandería. También se construyó una nueva caseta de vigilancia. A esto se sumaron dos edificios portátiles en 1946. vínculo=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dayton_Project_-_Unit_IV_in_October_1947.jpg|izquierda|miniaturadeimagen|Proyecto Dayton: Unidad IV en octubre de 1947 En 1944, el espacio se estaba agotando, y Monsanto comenzó las negociaciones para adquirir el Runnymede Playhouse en el rico suburbio residencial de Dayton (Oakwood). Construido en 1927, el Playhouse era una instalación de ocio que incluía una piscina al aire libre, un salón de baile, una cancha de squash, una cancha de tenis con piso de corcho y un escenario para teatro comunitario. Tenía duchas con mármol italiano y un garaje de pisos. La finca era propiedad de Talbott Realty Company, que estaba controlada por la familia de la esposa de Thomas. Los Talbott estaban entre los herederos de la compañía Delco, que por entonces formaba parte de General Motors. El Ayuntamiento de Oakwood quería el Playhouse como centro comunitario. Thomas compareció ante el consejo y les aseguró que no sufriría daños, aunque no pudo revelar para qué pensaba utilizarlo. Cuando Talbott Realty se mostró reacio a vender, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos condenó la propiedad, que se convirtió en la Unidad IV el 15 de febrero de 1944. El 10 de marzo de 1944 se firmó un contrato de arrendamiento, en virtud del cual Talbott Realty recibía 4.266,72 dólares anuales por la propiedad. El arrendamiento era inicialmente hasta el 30 de junio de 1944, pero luego se prorrogó anualmente hasta el 30 de junio de 1949. El contrato de arrendamiento especificaba que la propiedad se devolvería en su estado original. Se dijo a Talbott Realty que la propiedad se utilizaría para producir películas de entrenamiento. vínculo=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dayton_Project_-_Unit_III_in_October_1947.jpg|derecha|miniaturadeimagen|Proyecto Dayton: Unidad III en octubre de 1947 La remodelación comenzó el 17 de marzo de 1944. Las pistas de tenis se subdividieron en varias salas. Se rebajó el techo y se añadieron sistemas de calefacción, aire acondicionado y filtración de aire. Uno de los invernaderos se convirtió en muelle de carga. La propiedad se rodeó de una alambrada iluminada por la noche y patrullada las 24 horas del día por guardias armados; había 43 guardias en las unidades III y IV. El Grupo de Producción comenzó a instalarse el 1 de junio. Se añadieron tres casetas de vigilancia y una alambrada. Los cambios en el emplazamiento se redujeron al mínimo para facilitar su restauración posterior. Al estar situado en una zona residencial, también se intentó minimizar el ruido y otras molestias.
En mayo de 1945, Monsanto alquiló a General Electric tres plantas de un almacén en el 601 East Third Street. Al principio se utilizó para recibir y almacenar los equipos utilizados por el Proyecto. Más tarde, la cuarta planta se utilizó como espacio de oficinas, y en la quinta se estableció un laboratorio donde se llevaron a cabo estudios sobre los efectos del polonio en animales de laboratorio. El análisis de las muestras de bioensayo se realizaba allí para minimizar el peligro de contaminación de las muestras por polonio.
Investigación Pocas personas habían visto antes el polonio. Era un metal plateado. En una habitación oscura, desprendía un inquietante resplandor púrpura. El polonio se encuentra de forma natural en diversos minerales, y se calcula que los residuos de dióxido de plomo de la refinería de Port Hope (Ontario), sobrantes tras la eliminación del uranio y el radio, contenían entre 0,2 y 0,3 miligramos (entre 0,0031 y 0,0046 gr) de polonio por tonelada métrica. Un curie de polonio pesa aproximadamente 0,2 miligramos (0,0031 gr). Port Hope ya tenía un contrato con el Proyecto Manhattan para el suministro y refinado de mineral de uranio. Los primeros 3.290 kilogramos (7.250 lb) de dióxido de plomo radiactivo se entregaron al Proyecto Dayton el 10 de noviembre de 1943. El primer lote de 230 kilogramos (500 lb) se procesó el 8 de diciembre, lo que permitió disponer de 30 microcuries (1,1 MBq) de polonio para experimentos una semana más tarde.
Se investigaron tres procesos para extraer el polonio del mineral. J. H. Dillon, de la Firestone, había patentado un proceso en el que el óxido de plomo se disolvía en ácido clorhídrico:
+ 4 HIC → + + 2