El Sol brilla luminoso (20 page)

Quedaba claro que estas reacciones nucleares producían mucha más energía por masa de materiales en reacción, que como lo hacían las reacciones puramente químicas. (Las reacciones químicas implican sólo a la nube exterior de electrones del átomo.) Sin embargo, parecía improbable que dicha energía nuclear pudiese ser utilizada por los seres humanos. Desgraciadamente, los núcleos atómicos eran tan increíblemente pequeños, y formaban una porción tan diminuta del volumen atómico, que la mayor parte de las partículas subatómicas, disparadas al azar (como en realidad ocurría), fallaban en dar en el núcleo. Esto significaba que la energía consumida al acelerar las partículas, era mayor que la energía nuclear producida por el desvanecimiento, pequeño porcentaje de dichas partículas que conseguían blancos en el núcleo.

Pero la Ciencia nunca permanece inmóvil. En 1930, se consiguieron pruebas respecto de que, cuando los átomos de berilio se exponían a los rayos alfa surgía algo —llamado N— que podía inducir reacciones nucleares. Era como si N fuese un flujo de partículas subatómicas.

El problema era, no obstante, que todos los mecanismos que habían servido para detectar partículas subatómicas no percibían nada de todo esto en el caso de N.

Esto no podía constituir un misterio. Lo que los mecanismos detectaban, de la forma en que reaccionaban ante la presencia de partículas sub atómicas, no eran las partículas en sí, sino la carga eléctrica que existía en las partículas.

En 1932, el físico inglés James Chadwick (1891-1974) señaló que el N podía explicarse con facilidad, si se suponía que consistía en un flujo de partículas que poseían tanta masa como los protones, aunque careciesen de cualquier tipo de carga eléctrica. Eran, eléctricamente, nuestros y, por lo tanto, podían denominarse neutrones.

Si Chadwick tenía razón, ello constituiría el primer caso de neutralidad al nivel de las sustancias, pero los físicos se apropiaron ansiosamente de aquella explicación. No sólo explicaban el N muy nítida y elegantemente, sino que también suministraban una partícula que ya había sido sugerida, como la única forma de contar respecto de ciertas propiedades nucleares, que hasta entonces habían intrigado a los físicos.

Quedó muy claro casi al instante que los núcleos atómicos (todos excepto el isótopo más simple del hidrógeno, que era un simple protón) estaban hechos de combinaciones de protones y neutrones, y que era a causa de la mudable naturaleza de la combinación, por medio del bombardeo con partículas subatómicas, como podían llevarse a cabo las reacciones nucleares.

Una vez los neutrones fueron reconocidos, y los métodos necesarios para producirlos se descubrieron, se comprendió con rapidez que ofrecían un nuevo y particularmente excitante instrumento de bombardeo.

Dado que los neutrones carecían de carga, no eran repelidos por los núcleos atómicos cargados positivamente. Si ocurría que se apuntaban correctamente, no habría ninguna fuerza repulsora que los apartase y rechazase. Los neutrones avanzaban, inmisericordemente, y alcanzaban los núcleos.

El porcentaje de blancos aumentó, pues, de una forma considerable, si se empleaban neutrones en vez de protones o partículas alfa. Sin embargo, incluso así, el porcentaje seguía siendo extremadamente bajo, y las posibilidades de extraer más energía de la que se estaba empleando, seguían pareciendo aún constituir el problema.

Lo desfavorable de la situación radicaba en que no había ninguna manera apropiada de acelerar los neutrones. Las partículas sub atómicas cargadas eléctricamente, eran aceleradas a través de un campo electromagnético apropiadamente manipulado. El campo actuaba sobre la carga eléctrica, que servía como «manija» para la partícula. El neutrón sin carga no tenía manija, por lo que, si era emitido desde los núcleos con cierta cantidad de energía, ésa era toda la energía que se podía obtener. Resultaba imposible conseguir más.

Dado que, al parecer, cuanta menor energía poseía una partícula sub atómica, menos efectivo sería inducir una reacción nuclear, la ventaja de la neutralidad del neutrón se equilibraba, y tal vez más que equilibraba, es decir, presentaba desventajas.

Naturalmente, los neutrones producidos eran capaces de inducir reacciones nucleares. Esto quedó demostrado, en 1932, el auténtico año del descubrimiento de los electrones por, entre otros, el químico norteamericano William Draper Harkins (1873-1951). Se emplearon en esos casos unos neutrones con la suficiente energía.

Sin embargo, en 1934, el físico italiano Enrico Fermi (1901-54) descubrió que los neutrones perdían energía si eran pasados a través de materiales fabricados con átomos ligeros, como el agua y la parafina.

Lo que sucedió fue esto. Si un neutrón alcanza a un átomo masivo, el neutrón debe ser absorbido e inducir una reacción nuclear; pero podía también, simplemente, rebotar. El átomo masivo lo era tanto, que apenas se movía bajo el impacto, y el neutrón rebotaba a su velocidad original de aproximación, como una pelota que choca y vuelve desde una pared. De esta forma, el neutrón mantenía toda su energía.

Sin embargo, si un neutrón alcanza un núcleo relativamente ligero y rebota, el núcleo ligero retrocede un poco y pierde parte de la inercia, de modo que el neutrón rebota con menos velocidad y energía de aquella con la que se había aproximado. Tras varios rebotes de esta clase, el neutrón acaba por no tener más energía que la que los átomos ordinarios poseerían a aquella temperatura. Incluso se mueve con gran lentitud para una partícula subatómica, por lo que hay que referirse a él como «neutrón lento».

Cabía suponer que esos neutrones lentos, al no poseer, virtualmente, energía, serían inútiles en lo que se refería a inducir reacciones nucleares, pero
no
era así.

Fermi realizó el crucial descubrimiento de que los neutrones lentos eran
más
efectivos en inducir reacciones nucleares que los neutrones más rápidos. Lo que sucedía era esto.
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Aunque la repulsión (o atracción) no es un factor en el caso de los neutrones sin carga, existen ciertas fuerzas nucleares que
atraen
a un neutrón si se acerca lo suficiente a un núcleo, y lo haría con mucha mayor fuerza que si se tratase de una carga eléctrica.

De todos modos, puesto que una carga eléctrica puede dejarse sentir a considerable distancia, la atracción nuclear decae con tanta rapidez con la distancia, que se hará sólo sentir en la inmediata vecindad de un núcleo. Dado que un neutrón lento puede permanecer cerca de un núcleo durante más tiempo que uno rápido, el neutrón lento tendría mayores posibilidades de ser absorbido en el núcleo e inducir una reacción nuclear.

Fermi comenzó a emplear neutrones lentos para bombardear, y descubrió que, en muchos casos, había ocurrido que el neutrón era absorbido y añadido al núcleo. En núcleo resultante, con el neutrón extra, era, por lo general, radiactivo y conseguía estabilidad al donar un electrón. Este proceso cambiaba el neutrón es un protón, por lo que el núcleo final poseía un protón más que el original.

La naturaleza química de un átomo depende del número de protones en su núcleo (su «número atómico»), por lo que el bombardeo de neutrones, con frecuencia, cambia un átomo de un elemento particular con un número atómico en concreto, en un átomo de otro elemento que está más alto en la escala del número atómico.

Por ejemplo, si el cadmio (número atómico 48) se bombardea con neutrones, se forma el indio (número atómico 49).

Fermi pensó al instante en el uranio, el elemento con mayor número atómico conocido (92). ¿Qué sucedería si el uranio era bombardeado con neutrones lentos?
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Si le sucedía al uranio lo mismo que ya le había ocurrido a los demás elementos, se formaría un producto con un número atómico más elevado, y Fermi habría producido el elemento 93. Pero el elemento 93 no se presenta en la Naturaleza, como ya se sabía, por lo que Fermi debía de este modo dar origen a un nuevo elemento fabricado por el hombre, y que sería algo tan sensacional como descubrir un nuevo planeta.

En 1934, Fermi comenzó a bombardear uranio con neutrones lentos y, al cabo de cierto tiempo, decidió que podía llegar a triunfar al producir átomos del elemento 93. Pero no estaba seguro de esto. Los resultados no fueron muy claros y había evidencias de radiación que no podían explicarse. Por esta razón, Fermi se reservó el anunciar aquello, pero el dictador fascista italiano, Benito Mussolini, ansioso de conseguir una proeza dramática para Italia, forzó una prematura revelación.

Sin embargo, no resultó en verdad prematura. En 1940, después de que se hubiesen aclarado algunos aspectos confusos de la reacción nuclear, dos físicos norteamericanos, Edwin Mattison McMillan (n. 1907) y Philip Hauge Abelson (n. 1913), mostraron que el elemento 93 ya se había formado. Incluso, después de que se hubiese añadido un neutrón al uranio, y el neutrón se hubiese mudado en un protón, un segundo neutrón llegaba a cambiarse en un protón para formar el elemento 94.

Dado que el uranio había recibido su nombre según el planeta Urano, los siguientes dos elementos fueron denominados según los planetas Neptuno y Plutón, los planetas que se encontraban más allá de Urano. El elemento 93 se convirtió en el neptunio y el elemento 94 fue el plutonio.

A todo esto, Fermi no estaba pensando en utilizar la energía nuclear. Incluso los neutrones lentos no alcanzaban lo suficientemente a menudo el núcleo como para conseguir un adecuado retorno de energía, no la suficiente.

Sin embargo, alguien
sí
estaba pensando en la energía nuclear. Se trataba de Leo Szilard, un físico húngaro (1898-1964). Había estado enseñando en Alemania, pero, dado que era judío, y como parecía probable que Hitler llegase al poder, Szilard fue lo suficiente prudente como para emigrar a Gran Bretaña.

Szilard había estado pensando en la energía nuclear, a causa de uno de los relatos de H. G. Wells, en el que aparecían las «bombas atómicas». A Szilard se le ocurrió que si un núcleo absorbía un neutrón, y sufría una reacción nuclear que liberase dos neutrones, cada uno de ellos podría inducir una similar reacción nuclear que liberaría un total de cuatro neutrones, los cuales, a su vez…

En otras palabras, la inversión inicial de un neutrón desencadenaría una «reacción en cadena», que originaría una vasta cantidad de energía. Las reacciones en cadena eran muy bien conocidas en la química ordinaria: cada vez que una pequeña chispa provoca un incendio forestal o una explosión de dinamita, nos encontramos ante un enorme ejemplo de reacción química en cadena. Así, pues, ¿por qué no una reacción nuclear en cadena?

Szilard pensó que semejante reacción nuclear en cadena podría tener lugar si el elemento berilio era bombardeado con neutrones. Creo que incluso consiguió una patente por un mecanismo que usaba de esta supuesta reacción nuclear y la cedió al Gobierno inglés. Desgraciadamente, las cifras asignadas al núcleo de berilio no eran del todo exactas y, cuando se corrigieron, la posibilidad de una reacción en cadena nuclear, que implicase al berilio, llegaron a desaparecer.

Entonces, Szilard pensó que lo más apropiado que cabía hacer era bombardear cada elemento con neutrones, con la intención de conseguir el resultado de algún caso específico que condujese (con las modificaciones que fuesen necesarias) a una reacción en cadena nuclear. y para esto, necesitaba dinero.

Se puso en contacto con el bioquímico ruso-británico Chaim Weizmann (1874-1952), que era también judío, y quedó impresionado ante la importancia de la idea. Weizmann empezó a recolectar unas cuantas decenas de millares de dólares, pero fracasó. Nadie se interesó lo suficiente como para invertir en ello.

Más tarde, Szilard decidió que se había tratado de un fracaso afortunado. Él y Weizmann eran muy conscientes del peligro del nazismo, como les ocurría a muchos otros judíos. Consideraron que el primer y más fácil (y casi inevitable) empleo de la energía nuclear sería el tipo de bomba de la que H. G. Wells hablaba, y sabían que los nazis no debían ser los primeros.

Si Szilard y Weizmann hubiesen empezado a trabajar en ello a mediados de los años 1930, y se hubiese dado publicidad al asunto (como seguramente así habría sido), las potencias occidentales, ansiosas de conseguir la paz y que anhelaban no enojar a los nazis, nunca la habrían apoyado. Sin embargo, los nazis, que planeaban la guerra, podían muy bien haber empezado a gran escala un esfuerzo que les hubiera permitido conseguir los primeros la bomba.

Resultaba claro que Szilard sólo hubiera podido asegurarse el apoyo occidental, en el caso de que la guerra con Alemania fuese inminente, o ya hubiese comenzado. Pero me estoy adelantando al curso de la Historia.

El anuncio de Fermi del elemento 93 fue llevado a cabo con muy ligera convicción. Otros físicos nucleares trataron de confirmar el descubrimiento, y pasaron por idénticas dificultades que el mismo Fermi había experimentado. Se habían producido cierto número de partículas sub atómicas de diferentes energías, y la formación del elemento 93 no tenía tanta importancia para todos ellos. Además, habían pasado también otras cosa.

Una química alemana, Ida Tacke Noddack (n. 1896), codescubridora del elemento renio, era abiertamente escéptica respecto de que pudiese formarse ninguna clase de elemento 93. Aparentemente, creía que el uranio poseía los más complicados átomos capaces de existir, y que cualquier perturbación importante de los núcleos de los mencionados átomos daría origen a que se rompiesen en fragmentos, o llevasen a cabo la «fisión» (de una palabra latina que significa «desgarrar»). No obstante, no empleó la palabra «fisión» y no tenía pruebas que respaldasen en absoluto sus creencias, por lo que su sugerencia quedó ignorada.

Hasta entonces, todas las reacciones nucleares habían involucrado la emisión de partículas subatómicas de una masa comparativamente pequeña. La partícula emitida de mayor masa era la partícula alfa, con una masa de 4 en la escala del peso atómico. Los físicos se mostraban poco dispuestos a avanzar mucho más allá.

Dos de ellos se hallaban particularmente enzarzados en tratar de resolver el problema de lo que le sucedía al uranio bajo el bombardeo de neutrones. Se trataba del físico alemán Otto Hahn (1879-1968) y su colaboradora austriaca Lise Meitner (1878-1968). Meitner era judía pero de nacionalidad austriaca, por lo que pudo trabajar en la Alemania nazi sin inmediato peligro durante los primeros años de la ascensión del Hitler al poder.