Cuando un átomo se divide en dos partes, ya sea por desintegración natural o cuando se instiga en un laboratorio, libera energía. Este proceso se conoce como fisión. Tiene un gran potencial como fuente de energía, pero también tiene una serie de problemas de seguridad, medioambientales y políticos que pueden dificultar su uso.
Definición de fisión
Un átomo contiene protones y neutrones en su núcleo central. En la fisión, el núcleo se divide, ya sea por desintegración radiactiva o porque ha sido bombardeado por otras partículas subatómicas conocidas como neutrinos. Los trozos resultantes tienen menos masa combinada que el núcleo original, y la masa que falta se convierte en energía nuclear.
La fisión controlada se produce cuando un neutrino muy ligero bombardea el núcleo de un átomo, rompiéndolo en dos núcleos más pequeños de tamaño similar. La destrucción libera una cantidad significativa de energía -hasta 200 veces la del neutrón que inició el procedimiento-, además de liberar al menos dos neutrinos más.
Las reacciones controladas de este tipo se utilizan para liberar energía dentro de las centrales nucleares. Las reacciones no controladas pueden alimentar las armas nucleares.
La fisión radiactiva, en la que el centro de un elemento pesado emite espontáneamente una partícula cargada al descomponerse en un núcleo más pequeño, no se produce con frecuencia, y sólo ocurre con los elementos más pesados.
La fisión es diferente del proceso de fusión, cuando dos núcleos se unen en lugar de separarse.
Descubriendo la energía atómica
En 1938, los físicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassman bombardearon un átomo de uranio con neutrones en un intento de crear elementos pesados. En un giro sorprendente, acabaron dividiendo el átomo en los elementos bario y criptón, ambos mucho más pequeños que el uranio con el que empezaron. Los esfuerzos anteriores de los físicos habían dado como resultado que sólo se cortaran trozos muy pequeños de un átomo, por lo que la pareja quedó desconcertada por los resultados inesperados.
La física de origen austriaco Lise Meitner, que había huido a Suecia tras la invasión de su país por parte de Hitler, se dio cuenta de que la división también había liberado energía. Trabajando en el problema, estableció que la fisión producía un mínimo de dos neutrones por cada neutrón que provocaba una colisión. Al final, otros físicos se dieron cuenta de que cada neutrón recién liberado podía seguir provocando dos reacciones distintas, cada una de las cuales podía causar al menos dos más. Un solo impacto podía desencadenar una reacción en cadena, impulsando la liberación de aún más energía.
Energía y destrucción
En una reacción intelectual en cadena, los científicos empezaron a darse cuenta de las posibilidades que encerraba el nuevo descubrimiento. En una carta dirigida al presidente estadounidense Franklin Roosevelt al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, redactada por el físico húngaro Leo Szilard y firmada por Albert Einstein, se señalaba que dicha investigación podría utilizarse para crear una bomba de proporciones épicas, y se abordaba la idea de que los alemanes podrían hacer llegar dicha arma a las puertas de Estados Unidos. Roosevelt destinó dinero a la investigación estadounidense y, en 1941, se creó la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico con el objetivo de aplicar la investigación a la defensa nacional.
En 1943, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército se hizo cargo de la investigación para fabricar un arma nuclear. Conocido como el «Proyecto Manhattan», el esfuerzo de alto secreto resultó en la formación de la primera bomba atómica en julio de 1945. Dos armas atómicas posteriores se utilizaron como parte de un ataque militar contra las ciudades de Hiroshima y Nagasaki en Japón.
Desde entonces, la investigación nuclear se considera extremadamente sensible. El conocimiento en sí mismo no es excesivamente complejo, pero los materiales que financian el proceso son significativamente más difíciles de obtener.
Más comúnmente, la fisión se utiliza para generar energía dentro de una planta de energía nuclear. Sin embargo, el proceso crea una cantidad significativa de residuos nucleares que pueden ser peligrosos tanto para las personas como para el medio ambiente. Al mismo tiempo, la gente suele temer los peligros que podrían conllevar las centrales nucleares y no las quiere en su zona. Estos problemas hacen que la energía nuclear no sea tan popular como otros métodos más convencionales de obtención de energía, como el uso de combustibles fósiles.
En la década de 1960, el gobierno estadounidense exploró la posibilidad de utilizar la fisión como método de propulsión de cohetes. Sin embargo, la firma del Tratado de Prohibición Limitada de Pruebas (Nucleares) en 1963 puso fin a la explosión en la superficie de todas las armas nucleares, cerrando la puerta, al menos temporalmente, a las pruebas de cohetes propulsados por fisión.
– Nola Taylor Redd, colaboradora de LiveScience
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