La radiactividad y la energía nuclear

La radiactividad natural fue descubierta en 1896 por Henri Becquerel, pero ni él mismo sabía que la llamada ‘radiación Becquerel’ procedía espontáneamente del núcleo atómico inestable del uranio. El matrimonio Joliot-Curie, en 1934, obtuvo artificialmente isótopos radiactivos bombardeando elementos químicos ordinarios con partículas alfa. Siguiendo esta línea de investigación, el italiano Enrico Fermi bombardeó uranio con neutrones procedentes del berilio radiactivo: si reducía la velocidad de los neutrones haciéndolos pasar a través de parafina obtenía una mezcla de elementos que no fue capaz de identificar por no saber suficiente química. Por este trabajo le dieron el premio Nobel en 1938 y, aprovechando el permiso concedido por Mussolini para que fuese a Suecia a recoger el premio, se escapó con toda su familia del régimen fascista. En 1939, Hanh, Lise Meitner y Strassmann analizaron los productos de la reacción de Fermi y encontraron que el núcleo de uranio se había dividido en la fisión nuclear. Ya en Nueva York, Fermi se encuentra con Niels Bohr, quien le sugiere la posibilidad de una reacción nuclear en cadena: cuando el núcleo del isótopo ligero del uranio es golpeado por un neutrón de velocidad reducida, vibra, se rompe y emite una media de 2,5 neutrones. Estos neutrones pueden fisionar núcleos contiguos, que expulsarían más neutrones y acabarían provocando una reacción en cadena. En la reacción se pierde algo de masa que al multiplicarla por la velocidad de la luz al cuadrado, de acuerdo con la famosa ecuación de Einstein, se transforma en una enorme cantidad de energía.

El presidente F.D.Roosevelt, alertado por una carta firmada por Einstein del peligro que encierra la capacidad de producción de energía de la reacción en cadena en manos del enemigo nazi, da luz verde al proyecto Manhatan.

Fermi construye una ‘pila atómica’ con bloques de grafito, cuyos átomos de carbono moderan la velocidad de los neutrones y el 2 de diciembre de 1942 consigue la primera reacción en cadena auto sostenida. El presidente estadounidense recibe el siguiente comunicado: «El italiano ha descubierto el nuevo mundo». Un descubrimiento de la física había abierto una puerta de gran trascendencia: la energía atómica controlada y la bomba atómica.

Cuando Enrico Fermi domesticó la bomba atómica, lo hizo mediante la construcción de un reactor de fisión, en el que la reacción en cadena ha de alcanzar un estado estacionario: el número de neutrones moderados que producen la fisión del uranio 235 debe ser igual al de neutrones gastados en el proceso. En un reactor de uranio enriquecido al 3-4% desaparece algo de masa y se desprende mucha energía: 30 gramos de U235 perdidos dan lugar a 600.000 kWh, que equivalen a la energía producida por la combustión de 100 toneladas de carbón o 7.500 litros de gasolina.

No obstante a la gran ventaja que representa la energía procedente de la fisión nuclear, la sociedad es consciente de los problemas de seguridad y de contaminación radiactiva que acarrea. Aunque el reactor no es una bomba atómica, ya que la reacción se frena al aumentar la temperatura, puede darse una explosión convencional que expulse el combustible y produzca una fuerte contaminación y, también, si el combustible se funde, produciría mucha radiactividad. Incluso sin accidentes, con el reactor en funcionamiento normal, se producen elementos radiactivos gaseosos (como kriptón y xenón que se envían a la atmósfera), líquidos y sólidos (que pasan a los refrigerantes). Además, después de la combustión, se generan residuos sólidos de baja, media y alta radiactividad. Una central nuclear deja residuos radiactivos con algunos isótopos de vida larga (como estroncio 90, cesio 137 y plutonio 239), residuos que hay que mantener bajo vigilancia durante generaciones.

Según la Organización Mundial de la Salud existe una relación lineal entre las dosis de radiación recibidas por las personas y el cáncer, las mutaciones y las aberraciones cromosómicas; pero la irradiación media de la población, tanto de la próxima a una central nuclear como la mundial, es menor que las irradiaciones medias que provienen de fuentes naturales o de prácticas médicas. Además, los efectos de la radiación sobre la salud son más conocidos que los de otras fuentes de energía.

Por otra parte, las centrales nucleares emiten menos gases de efecto invernadero que las centrales de combustibles fósiles y, salvo Chernóbil, los accidentes ocurridos han producido más pérdidas de capacidad productiva y reacciones emotivas que daño físico. No obstante, aún quedan muchos interrogantes: ¿Son las centrales nucleares excesivamente caras para su corta duración y su problemático desmantelamiento? ¿Serán objeto de sabotajes? ¿Desaparecerá plutonio y será empleado por terroristas en la fabricación de bombas?

Deja un comentario