ENERGÍA NUCLEAR: EL PODER DEL ÁTOMO

CÓMO FUNCIONA UNA BOMBA NUCLEAR EN LA TEORÍA



    El 16 de Julio de 1945 estalló la primera bomba atómica en el campo de pruebas de Trinity, cerca de Álamo Gordo (Nuevo Méjico). Desde ese preciso instante la historia de la humanidad ha pasado a una nueva era, la era nuclear.

Otro ejemplo de explosión nuclear. Pinche para ver más grande

Nunca hasta entonces se habían tenido los conocimientos necesarios como para saber que la masa puede convertirse en grandes cantidades de energía y cómo podía realizarse ese proceso, hasta entonces reservado tan sólo a las estrellas.

La famosa fórmula E=mc2 ha pasado ya a formar parte de la cultura popular aun sin que en realidad se llegue a saber qué implica. En ella se expresa la relación entre masa y energía, es decir, que una cantidad de masa puede convertirse en ingentes cantidades de energía, y viceversa. Por ejemplo, de un gramo de uranio, si se convirtiese totalmente en energía, se obtendrían 25 millones de Kw.

Esquema de la fisión nuclear

Aplicado en forma de bomba nuclear basta decir que para asolar Hiroshima sólo se convirtió un gramo de masa(aunque toda la bomba como mecanismo pesara cuatro tonelada); su potencia fue de 12´5 kilotones, es decir, para igualar su potencia serían necesarias 12.500 toneladas de TNT. La materia usada en una bomba nuclear suele ser uranio 235 o plutonio 239, ya que debido a su gran densidad las hace ideales como combustibles de fisión. Cuando en un espacio se reúne la suficiente cantidad de materia (denominada masa crítica) se produce una reacción en cadena espontánea; esto es, el núcleo de los átomos del material se divide liberando energía y varios neutrones "rápidos" que provocan que otros núcleos también se dividan y liberen más energía y neutrones.

Devastadores efectos de la bomba de Hiroshima

Sin embargo, si la densidad no es suficiente la energía liberada hace que el material se expanda y se detenga el proceso. Para evitar que se pare la reacción se recurre a una materia muy densa de por sí (isótopos del uranio y plutonio) que además se comprime de manera muy rápida para lograr una altísima densidad que permite que los neutrones "rápidos" choquen antes con otros núcleos y se produzca antes el mayor número de divisiones.

Como la cantidad de divisiones aumenta exponencialmente (por ej.: 2, 4, 16, 256...) es casi al final del proceso cuando se libera más energía. Para una explosión de 100 kilotones son necesarias 58 generaciones, las 7 últimas generan el 99,9 % de la energía en período cortísimo de tiempo. También puede liberarse energía con la fusión; en este proceso los núcleos se unen en 

Fotografía de una explosión nuclear. Pinche para verla más grande
vez de separarse, pero se requieren altísimas temperaturas (del ordende millones de grados) para que el mismo se lleve a cabo. Para esta reacción se usan átomos ligeros (más fáciles de unir), generalmente hidrógeno osus isótopos (deuterio y tritio). Para unir dos átomos "basta" con hacerlos chocar. Los protones de cada átomo se repelen debido a que ambos tienen carga positiva, de modo que no llegan a acercarse lo suficiente para que se unan (gracias a la fuerza nuclear fuerte). Por eso, para que se lleve a cabo la fusión deben comprimirse fuertemente los núcleos, y una vez hecho sólo podrán continuar unidos si pierden un equivalente de la energía que les hizo apretarse. En el caso de usar deuterio y tritio se libera violentamente un neutrón. Esta energía liberada es la que forma una bomba de fusión, también denominada bomba H.