70 años de bomba de fisión nuclear

En Hiroshima el 6 y en Nagasaki el 9 de agosto de 1945, Estados Unidos dejó caer las bombas atómicas que desaparecieron centenares de miles de vidas humanas. Estos hechos opacaron los grandes beneficios que traen las aplicaciones de la física nuclear.
Antes de la explosión, los científicos del Laboratorio Los Alamos de EE.UU., dirigidos por el físico Robert Oppenheimer, basaban sus expectativas en deducciones teóricas a partir de un hecho experimental: la fisión nuclear. En ese período de la historia de la física, poco se conocía las características del mencionado fenómeno.
En diciembre de 1938, los científicos alemanes Otto Hahn y Friedrich Strassmann descubrieron que un núcleo de uranio 235 se parte en dos fragmentos cuando absorbe un neutrón (un núcleo de uranio 235 está constituido por 92 protones y 143 neutrones). Los fragmentos, que salen expulsado a gran velocidad, son radiactivos.
En marzo de 1939, el físico Fréderic Joliot y sus colaboradores descubrieron que los fragmentos emiten neutrones, éstos, fisionan núcleos vecinos de uranio 235, los que, a su vez, emiten otros neutrones, dando lugar a la reacción en cadena que se manifiesta con una explosión.
Aunque el principio de la explosión nuclear es simple, debe considerarse una serie de aspectos que complican su aplicación. El uranio 235 debe estar concentrado en un volumen pequeño y en una cantidad (masa crítica) que aproveche todos los neutrones para que fisionen la mayor parte de núcleos.
En la naturaleza, el uranio 235 se encuentra en un 0.7% mezclado con el uranio 238 (99.3%). El enriquecimiento del  uranio 235, necesario para obtener el volumen y masa crítica para la explosión, es la parte más compleja del proceso. La dificultad reside en el hecho de que ambos isótopos (igual número de protones pero diferente número de neutrones) tienen el mismo comportamiento químico.
El principio que más se ha usado hasta ahora, para el enriquecimiento de uranio 235, es la difusión, a través de filtros, de ambos isótopos. La diferencia de masas favorece la difusión al uranio 235. El método de difusión requiere de gigantescas plantas enriquecimiento.
Actualmente se usa también el principio de la centrifugación, el que aprovecha, también, la diferencia de masas para separar los isótopos de uranio que giran en una centrifugadora a gran velocidad. Este método requiere de plantas de talla pequeña.
Ahora se tiene el método de rayos láser que explota las pequeñas diferencias entre las disposiciones electrones en torno a los núcleos de uranio 235 y 238.
Existen otros elementos que se usan como combustible para la bomba. Entre éstos se tiene él plutonio 239 (94 protones y 145 neutrones) que se producen en determinados tipos de reactores nucleares. Este plutonio viene mezclado con los diferentes productos de la reacción en el núcleo de los reactores. Su uso para la construcción de la bomba necesita una previa separación.
La fisión nuclear, conocida sobre todo por los terribles efectos de la bomba atómica, es útil también en los reactores nucleares. Estos, de acuerdo a su uso, pueden clasificarse en, reactores de potencia, como fuente de energía eléctrica, y en reactores de investigación, como fuente de radiación. La fisión no sólo es un fenómeno que se estudia para mejorar sus aplicaciones inmediatas, sino que permite comprender la profunda naturaleza de materia a niveles subatómicos.
Su estudio se realiza con poderosos medios técnicos que ofrecen los propios reactores, usando técnicas de electrónica y de la informática, las que facilitan el procesamiento de millones de eventos de fisión por segundo.
En la historia, la fisión nuclear ha dado lugar a la diplomaco-militares del átomo. Sin embargo, como se ha señalado, sus aplicaciones pacificas son menos espectaculares, pero de gran utilidad en la vida diaria.

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