En 1938, el físico italiano Enrico Fermi, que había huido a Nueva York para escapar del fascismo, descubrió un material en el que ocurrió un proceso de este tipo: uranio. Temiendo que los nazis también puedan descubrir la capacidad de este elemento de producir una reacción en cadena, el Proyecto de Manhattan Nació en 1940, un programa secreto para el desarrollo de armas nucleares dirigidas por Arthur Compton. Compton formó un grupo de investigación, que también incluía Fermi y Szilard, que continuaría realizando experimentos sobre reacciones en cadena nuclear. El físico teórico Julius Robert Oppenheimer también formó parte del equipo.
El 2 de diciembre de 1942, el primer experimento real tuvo lugar debajo del campo de fútbol de la Universidad de Chicago; En una cancha de squash, los físicos construyeron un reactor apodado “Pila de Chicago 1” Eso logró la primera reacción nuclear sostenida creada por los humanos, proporcionando confirmación de la idea de Szilard. En 1943, Oppenheimer se convirtió en gerente de proyecto en los Laboratorios de Los Alamos en Nuevo México, donde se diseñaría y construiría el primer dispositivo nuclear verdadero en la historia. El 16 de julio de 1945, Estados Unidos lo detonó en el desierto de Nuevo México. Veinte días después, el 6 de agosto, una bomba similar cayó en la ciudad japonesa de Hiroshima, y el 9 de agosto en la ciudad de Nagasaki, lo que condujo a la rendición de Japón varios días después y al final de la Segunda Guerra Mundial.
Una cuestión de núcleos
Como todos aprendemos en la escuela, los átomos están compuestos por un núcleo de neutrones y protones, alrededor del cual los electrones órbita. Los núcleos atómicos pueden unirse para formar átomos más grandes, o fragmentos para formar átomos más pequeños. El primer caso se llama fusión nuclear, y es el proceso que ocurre en las estrellas, y que los investigadores de hoy están tratando de recrear en el laboratorio como un medio para producir energía. Bajo calor y presión infernales, los átomos se fusionan para formar átomos más pesados. Por ejemplo, en una estrella como el sol, los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar núcleos de helio. Este proceso libera energía, que irradia en el sistema solar, creando condiciones habitables en la Tierra.
Sin embargo, cuando un núcleo se divide, lo llamamos fisión nuclear, que explotamos de manera controlada en las centrales nucleares y de una manera deliberadamente no controlada en las bombas nucleares. En este caso, los átomos inestables más pesados se fragmentan en átomos más ligeros, un proceso que también libera energía. Además de la energía, también se liberan excesos de neutrones, lo que desencadena precisamente la reacción de la cadena de fisión concebida por Szilard. Sin embargo, para sostener una reacción en cadena, el material fissil debe alcanzar la criticidad, un estado donde se liberan suficientes neutrones y golpeando otros átomos para seguir desencadenando más átomos para dividirse. En un reactor nuclear, lograr la criticidad es el objetivo; En una bomba atómica, debe superarse, donde una reacción desencadena múltiples reacciones adicionales y hace que el proceso se intensifique.
De la fisión a la fusión
Esas armas discutidas hasta ahora son bombas atómicas “clásicas”, basadas en la fisión. Típicamente, una bomba atómica se desencadena por una explosión química, que comprime una masa de uranio o plutonio hasta que supera la criticidad. Los desarrollos posteriores en este campo de investigación, sin embargo, condujeron a otro tipo de dispositivo nuclear, llamado bomba de fusión. Estas se llaman bombas termonucleares, en las que ocurre una secuencia de dos explosiones. La explosión primaria es equivalente a una bomba de fisión, con la secuencia antes mencionada de explosión química y cadena de fisión. La energía liberada por la explosión primaria conduce a una explosión secundaria, utilizada para desencadenar la fusión de átomos de hidrógeno. El dispositivo más poderoso de este tipo jamás diseñado y probado es la famosa bomba del zar, que fue detonada en el Ártico en 1961 por la Unión Soviética.
Cómo ocurre la explosión
Todos tenemos la imagen de una nube de hongos en nuestras mentes. Pero, ¿cómo se origina? Tan pronto como explota una bomba atómica, en el primer segundo, hay una liberación repentina de energía en forma de neutrones libres y rayos gamma. La explosión aparece como una esfera ardiente que se expande hasta decenas de kilómetros desde el punto de activación. Esta ardiente explosión, que se eleva a la atmósfera, crea la típica forma de hongo. Se produce un flash térmico; El calor emitido puede iniciar incendios y causar quemaduras incluso kilómetros lejos del centro de la explosión (dependiendo del poder de la bomba).
Al expandirse tan rápidamente, la explosión crea una onda de choque, un cambio repentino en la presión atmosférica que crea gran parte de la destrucción asociada con bombas atómicas. Sin embargo, la peculiaridad de las bombas atómicas es la consecuencia radiactiva: una lluvia de productos de fisión que se extiende sobre el área que rodea la explosión y que puede contaminarlo con elementos radiactivos durante décadas.
Esta historia apareció originalmente en Cableado Italia y ha sido traducido del italiano.