USS ‘Nautilus’, o primeiro submarino nuclear – parte 3

No começo de 1949, os obstáculos políticos ao desenvolvimento do submarino nuclear tinham começado a desaparecer.
A Comissão de Energia Atômica havia autorizado o desenvolvimento do STR (Submarine Thermal Reactor) no Laboratório Nacional de Argonne.

A Westinghouse Electric Corporation havia firmado contrato com a Argonne para construir o reator e o sistema de transferência de calor. Rickover havia conseguido persuadir o Bureau of Ships a criar uma Divisão de Energia Nuclear e a Comissão de Energia Atômica a estabelecer um setor de Reatores Navais e tinha obtido sua nomeação para dirigir tanto uma como outro. Ele agiu rapidamente para converter este primeiro degrau numa posição de onde pudesse controlar todas as atividades importantes relativas ao submarino nuclear.

Tendo sobrevivido a longas e amargas lutas políticas e econômicas, o Grupo Naval, reforçado em número, voltou-se com alívio para a tarefa de transformar os planos do STR em realidade.
Uma especificação dos gastos que seriam necessários para a construção do STR revelava que os engenheiros metalúrgicos absorveriam 36,8% do total, engenheiros mecânicos, 28,1%, engenheiros elétricos e eletrônicos, 11,3%, físicos, 11,2%, químicos e engenheiros químicos, 6,9% e outras especialidades, 5,7%.

Logo se tornou claro que a verdadeira batalha do submarino nuclear, o problema de engenharia, não tinha nem mesmo começado a ser travada.

O reator STR (Submarine Thermal Reactor), o coração do USS Nautilus

As principais dificuldades técnicas

“Quando começamos a trabalhar no STR”, recorda um dos elementos do Grupo Naval, “pensávamos saber quais eram os problemas a enfrentar e imaginávamos que nosso trabalho consistiria em encontrar respostas. Logo percebemos que não conhecíamos nem mesmo os problemas”.

O ponto central do problema era dar ao reator nuclear um tamanho suficientemente reduzido para caber num casco de submarino. Para isso, era necessário usar uma porção concentrada de urânio 235 enriquecido sob a forma de uma grade de elementos combustíveis, através da qual a água refrigeradora pudesse circular.

Mas a exposição do urânio à água produzia sua rápida corrosão, reduzindo a capacidade de transferência de calor e a duração de todo o núcleo de combustão. Além disso, elementos de fissão eram produzidos, contaminando a água refrigeradora com material radioativo.

A solução foi recobrir o urânio com outro metal, o zircônio, depois de muitas tentativas com outros materiais. Outro metal, o háfnio, também teve sua utilidade descoberta para uso nas barras de controle do reator, por causa da sua propriedade de reter nêutrons.

Técnicas de fundir, forjar, laminar e soldar o zircônio e o háfnio tiveram que ser elaboradas, tarefa que coube em primeiro lugar à Westinghouse.

Vazamentos e corrosão

Em busca de bombas à prova de vazamentos, os engenheiros do Grupo Naval seguiram tantas pistas falsas e se depararam com tantos becos sem saída que chegaram, por vezes, a desesperar de encontrar uma solução.

Dúzias de bombas, com enorme variedade de tampos supostamente herméticos, foram submetidas a testes. Uma após a outra, todas falharam.
O problema ocorria devido a alta pressão da água refrigeradora, que circulava pelas bombas, e a pressão externa muito inferior.

Ao fim de persistente esforço, encontrou-se a solução: colocar a bomba toda, sua proteção e tudo o mais, na cabine de pressão, junto com a cápsula reatora, o refrigerador e o gerador de vapor, eliminando o problema de vedação e os vazamentos.

Mas, para isso, foi necessário criar um mecanismo remoto de operação das bombas, transmitindo eletromagneticamente energia para os rotores das mesmas.

O problema da corrosão ainda persistia e poderia comprometer a confiabilidade do sistema. Os engenheiros empenharam-se num estudo pormenorizado da química de corrosão para conseguir purificar continuamente a água refrigeradora, através do intercâmbio químico de íons.

Continua em próximo post…