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jueves, 13 de agosto de 2020

Carta de Einstein al Presidente Roosevelt.

“Si hubiera sabido que ese miedo (a que Alemania fabricara la bomba) no estaba justificado… no habría participado en abrir esta caja de Pandora”.

Hoy, 75 años después, la caja de Pandora de donde salieron las bombas de Hiroshima y Nagasaki, aún sigue abierta.

Texto completo de la carta traducida al español:

2 de agosto de 1939

F.D. Roosevelt,

Presidente de Estados Unidos,

Casa Blanca

Washington, D.C.

Señor:

Algunos trabajos recientes de E. (Enrico) Fermi y L. Szilard, que me han sido comunicados por manuscrito, me llevan a esperar que el elemento uranio pueda convertirse en una nueva e importante fuente de energía en el futuro inmediato.

Ciertos aspectos de la situación que ha surgido parecen requerir vigilancia y, si es necesario, acción rápida por parte del gobierno. Por lo tanto, creo que es mi deber llamar su atención sobre los siguientes hechos y recomendaciones:

En el transcurso de los últimos cuatro meses se ha hecho probable, a través del trabajo de (Jean Frédéric) Joliot en Francia, así como de Fermi y Szilard en Estados Unidos, que sea posible establecer una reacción en cadena nuclear en una gran masa de uranio, mediante la cual se generarían grandes cantidades de energía y grandes cantidades de nuevos elementos similares al radio. Ahora parece casi seguro que esto podría lograrse en el futuro inmediato.

Este fenómeno también podría conducir a la construcción de bombas, y es concebible, aunque mucho menos seguro, que se puedan construir bombas extremadamente potentes de un nuevo tipo. Una sola bomba de este tipo, transportada por barco y explotada en un puerto, podría destruir todo el puerto junto con parte del territorio circundante. Sin embargo, tales bombas podrían ser demasiado pesadas para el transporte aéreo.

Estados Unidos solo tiene minas muy pobres de uranio en cantidades moderadas. Hay buen mineral en Canadá y la antigua Checoslovaquia, mientras que la fuente más importante de uranio es el Congo Belga.

Ante esta situación, puede pensar que es deseable establecer un contacto permanente entre el gobierno y el grupo de físicos que trabajan en reacciones en cadena en Estados Unidos. Una posible forma de lograr esto podría ser confiarle esta tarea a una persona que tenga su confianza y que quizás pueda servir en una capacidad no oficial. Su tarea podría abarcar lo siguiente:

a) acercarse a los departamentos gubernamentales, mantenerlos informados sobre el desarrollo futuro y presentar recomendaciones para la acción del gobierno, prestando especial atención al problema de asegurar un suministro de mineral de uranio para Estados Unidos.

b) acelerar el trabajo experimental, que actualmente se lleva a cabo dentro de los límites de los presupuestos de los laboratorios universitarios, proporcionando fondos, si se requieren, a través de sus contactos con personas privadas que estén dispuestas a hacer contribuciones para este causa, y quizás también mediante la obtención de la cooperación de laboratorios industriales que cuentan con el equipo necesario.

Entiendo que Alemania en realidad ha detenido la venta de uranio de las minas checoslovacas sobre las que ha tomado el control. El hecho de que haya tomado esa acción temprana puede quizás entenderse sobre la base de que el hijo del subsecretario de Estado alemán, von Weizsäcker, está adscrito al Instituto Kaiser Wilhelmen Berlín, donde parte del trabajo estadounidense sobre uranio está siendo replicado.

Atentamente,

Albert Einstein

lunes, 13 de abril de 2020

_- CIENCIA. LA CRISIS DEL CORONAVIRUS. TRIBUNA. Los Álamos. Los grandes cerebros del mundo diseñaron la bomba atómica. Ahora necesitamos una vacuna.

_- Leó Szilárd, un brillante físico húngaro, se hizo muy amigo de Einstein en el Berlín de los felices años veinte, los mismos años que tan mal han empezado en nuestro siglo. Aprovechando la experiencia del alemán como oficinista de patentes, inventaron una nevera y la registraron, con menos éxito que el que asó la manteca. Sabemos esto gracias a una larga entrevista que el FBI hizo a Einstein veinte años después. No constan moretones. La entrevista está en la red y cualquiera puede comprobar que procedió de una forma civilizada. Lo que el FBI pretendía en 1940, con la guerra más devastadora de la historia empezando a hervir en medio planeta, era evaluar si Szilárd merecía una acreditación de seguridad en Estados Unidos. El FBI decidió que sí, y las consecuencias fueron seguramente enormes.

Tras el fiasco del refrigerador en los felices veinte, Szilárd, que además de húngaro era judío, tuvo que salir pitando de la Alemania nazi como tantos otros de los mejores cerebros de la época. Se largó primero a Inglaterra y luego a Nueva York. Mientras esperaba en un semáforo en rojo en una calle de Londres, se le ocurrió de pronto la idea de una reacción nuclear en cadena que aprovechara la ecuación más famosa de su amigo, E = mc2, para desatar un apocalipsis. Unos años después conoció las investigaciones sobre la fisión del uranio y percibió de inmediato que ese elemento pesado era la clave.

Szilárd ató cabos enseguida. Las mayores reservas de uranio estaban en el Congo, una colonia belga en la época. ¿Y si lo compraban los nazis? De pronto recordó algo extraordinario: su colega Einstein, con quien había patentado el peor refrigerador del siglo XX, era amigo de la reina madre de Bélgica. Corría 1939, y Szilárd se enteró de que Einstein estaba pasando unos días en Long Island, así que se plantó allí con un coche y preguntó al primer chaval que se encontró en la cuneta: “¿Muchacho, sabes dónde vive el doctor Einstein?”. Y el muchacho lo sabía.

Si la bomba podía construirse, Estados Unidos debía construirla. Einstein no tenía que escribir a la reina madre, sino al presidente Roosevelt. Ese fue el origen del proyecto Manhattan Lo demás es historia del siglo XX. Szilárd explicó a su amigo los avances sobre la fisión del uranio y la reacción en cadena, y Einstein comprendió el problema de inmediato y redactó una carta para la reina madre de Bélgica. Unos días después, el economista de Lehman Brothers (lo que son las cosas) Alexander Sachs vio más allá de lo que habían percibido los dos físicos geniales. Si la bomba podía construirse, Estados Unidos debía construirla. Einstein no tenía que escribir a la reina madre, sino al presidente Roosevelt. Ese fue el origen del proyecto Manhattan, que arrancaría al año siguiente en el laboratorio secreto de Los Álamos.

El enemigo actual no es un psicópata con bigote, sino un coronavirus que nos han cedido amablemente murciélagos y pangolines. En vez de escribir a la reina madre, construyamos la vacuna.

https://elpais.com/ciencia/2020-04-11/los-alamos.html

jueves, 6 de noviembre de 2014

El uranio: el elemento más polémico

Cuando, en 1938, Otto Hahn junto a Fritz Strassmann (y Lise Meitner 1) descubrieron la increíble cantidad de energía que se podía liberar al dividir el átomo de uranio, abrió el camino para conseguir no sólo una fuente de electricidad potencialmente ilimitada, sino también para lograr la bomba atómica. Hoy, el potencial de este elemento nos sitúa en una nueva encrucijada, que divide a los ecologistas.

La ironía está en que los primeros usos del uranio ni siquiera alumbraban su increíble potencial.
En la mesa de laboratorio del departamento de Química del University College de Londres, el profesor Andrea Sella sitúa en fila varios objetos de cristal de un color verde amarillento, un salero y un vaso de vino.

Sella apaga las luces del laboratorio y enciende una bombilla ultravioleta.
De pronto, la fila de vasos se enciende con una misteriosa fluorescencia. El color y el brillo extraordinario es el resultado de las sales de uranio del vaso, explica.
Este fenómeno deleitaba y perturbaba por igual a los hombres de la época victoriana.
Pensaban, incluso algunos de los científicos que investigaban las propiedades del uranio, que los misteriosos colores y las luces eran indicios de un vínculo con el mundo sobrenatural.
Solo a finales del siglo XIX se descubrió que el uranio tenía, de hecho, propiedades de otro mundo.

Radioactividad
En 1896, Henri Becquerei descubrió que al colocar sales de uranio sobre una placa fotográfica, la placa se ennegrecía a causa de la radiación emitida por las sales de uranio. La radiación atravesaba papeles negros y sustancias opacas. Fue su estudiante doctoral Marie Curie la que llamó a esta propiedad "radioactividad", utilizando el prefijo "radio" de la palabra griega que denomina el rayo o el haz de luz.

Marie Curie
Fue Marie Curie la que le puso nombre a la "radioactividad".
La inestabilidad del átomo de uranio es la fuente de un misterioso poder.
El uranio, con 92 protones, es el elemento de mayor peso atómico de los que se encuentran en la naturaleza, y su núcleo sobredimensionado puede descomponerse, emitiendo partículas alfa: uniones de dos neutrones y dos protones.
Estas partículas son los núcleos de los átomos de helio, y es por la descomposición radioactiva del uranio y otros elementos inestables que existe el helio en el planeta Tierra.

Las partículas alfa salen despedidas del núcleo del uranio como la metralla de una explosión.
Estos misiles minúsculos viajan a una velocidad increíble, de 16.093 kilómetros por segundo.
En el contexto de las radiaciones no es muy peligroso: una hoja de papel es suficiente para proteger el cuerpo de la radiación alfa.
Pero cada vez que un elemento inestable como el uranio desprende una partícula de radiactividad, "decae", transformándose en otro elemento.
Así, el uranio se transforma en torio, que a su vez se convierte en protactinio, hasta que al final se convierte en plomo.

Riesgos para la salud
Estos elementos que decaen producen otras formas de radiación, beta y gamma, que puede penetrar el cuerpo humano, produciendo muchísimo daño.
Destrozan y matan las células, lo que produce envenenamiento por radiación.

Radiación
La radiación puede ser peligrosa para la salud.
También pueden interrumpir el funcionamiento de las células.

Aunque el cuerpo humano puede muchas veces repararse a sí mismo, las células dañadas proliferan de forma salvaje (lo que sucede en el cáncer) o provocar mutaciones genéticas que transmitimos a nuestros hijos.

Marie Curie nunca fue completamente consciente de los riesgos de la radiación para la salud. Al contrario, se dice que dormía con una brillante ampolla de isótopos radioactivos junto a la cama.
Pero ella y muchos de sus colegas murieron de enfermedades relacionadas con la exposición a la radiación.

La radiación puede ser peligrosa, pero cada vez que un átomo radioactivo dispara uno de esos misiles minúsculos, se genera un producto secundario potencialmente muy útil (además del helio): el calor.

Y el calor producido por el uranio todavía juega un papel crucial en dar forma al ambiente físico de nuestro mundo. Se estima que la desintegración del uranio y otros elementos radioactivos es la fuente de alrededor de la mitad del calor que existe en el interior de la Tierra. El resto proviene del proceso de formación del planeta.

Lo que esto significa es que el uranio y sus similares han dado forma a la Tierra tal y como la conocemos.
Su legado termal ayuda a las corrientes de convección energéticas que son la fuente del campo magnético terrestre, y también dirige el movimiento de las placas tectónicas que forman la superficie de la Tierra.
El movimiento tectónico ha esculpido las capas de Tierra en las que vivimos.

La capacidad de nuestra especie de liberar la energía de los átomos del uranio deriva de otra propiedad relacionada de este inseguro elemento.

Fisión
En  el final de la década de 1930, científicos descubrieron que si disparas un neutrón (una partícula subatómica sin carga) hacia algunos átomos del uranio, puedes dividirlos en dos, liberando enormes cantidades de energía en el proceso. Esto se llama fisión, de la forma latina "división".

La división del átomo representa un punto de inflexión en la historia, el primer paso para hacerse con una energía hasta ese momento inimaginable.

Las cosas evolucionaron rápido desde ese primer descubrimiento.

Planta nuclear
Las plantas nucleares cuentan con torres de refrigeración.
El mundo estaba al borde de una guerra y tanto los estadounidenses como los alemanes se dieron cuenta de que podría ser posible utilizar la fisión para crear nuevas y devastadoras bombas.
Esto es porque la fisión se puede utilizar para provocar una reacción nuclear en cadena.
Cada vez que se divide un átomo de uranio, libera tres neutrones que a su vez pueden dividir otros núcleos fisibles, liberando aún más neutrones…con consecuencias explosivas.
El reto para los científicos que intentaban desarrollar estas nuevas armas terroríficas era conseguir suficiente material fisible. Como en el caso de otros elementos, el uranio se presenta en formas levemente distintas conocidas como "isótopos", que se diferencian entre ellas en el número de neutrones del núcleo.

El uranio natural contiene una mezcla de dos isótopos principales. El más común con diferencia es el uranio-238 que no se divide fácilmente. Supone el 99,3% del uranio que se encuentra en la Tierra.
El restante 0,7% es el tipo fisible, el uranio-235.

Proyecto Manhattan
En 1942, un equipo estadounidense del Proyecto Manhattan liderado por el físico italiano Enrico Fermi, construyó el primer reactor nuclear en el suelo de una pista de squash en el campus de la universidad de Chicago.

Edward Teller
Edward Teller fue uno de los participantes en el Proyecto Manhattan liderado por Enrico Fermi.
Se le denominó "Chicago Pile-1" y Fermi lo utilizó para crear la primera reacción en cadena auto-sostenida.
Mostró que incluso el uranio natural, con una proporción muy baja de material fisible, podría utilizarse para crear una reacción en cadena. El truco estaba en usar el grafito como "moderador".

Los moderadores provocan reacciones en cadena con más facilidad al ralentizar a los neutrones, lo que hace más probable que puedan dividir otros núcleos.
Las bombas, sin embargo, no tienen nada que ver con la moderación.
Las reacciones nucleares incontroladas de las bombas atómicas requieren una elevada concentración de material fisible.
Pero separar el uranio-235 del uranio-238 es muy difícil. Químicamente son casi idénticos y tienen casi la misma masa.
Es posible utilizando centrifugadoras, pero la tecnología centrífuga estaba muy poco desarrollada.
El reactor nuclear de Fermi ofrecía una ruta alternativa hacia la bomba.
Cuando un neutrón golpea uno de los núcleos no fisibles del uranio-238, lo puede convertir en un nuevo elemento, el plutonio.

Destrucción mutua asegurada
Los núcleos de plutonio son fisibles y los primeros reactores nucleares del mundo se convirtieron en fábricas para convertir el uranio en plutonio para programas de construcción de bombas.

Bomba
Las bombas atómicas mataron a más de 150.000 personas.
El éxito del Proyecto Manhattan estuvo marcado de forma espeluznante por el lanzamiento de las dos bombas atómicas, una de uranio, la otra de plutonio.

Las bombas mataron a más de 150.000 personas y, pocos días después, los japoneses se habían rendido, poniendo fin a la segunda Guerra Mundial.
Lo que siguió fue un largo punto muerto. Durante décadas, el mundo se quedó atrapado por la Guerra Fría.
El conflicto se contuvo por la magnitud de las consecuencias en caso de que estallase.
Esto se llamó la doctrina de la "destrucción mutua asegurada", con la consecuencia de llevar a ambos bandos a desarrollar armas cada vez más terroríficas para asegurar un equilibrio de poder.
Pero, al mismo tiempo, la atención se dirigió hacia usos más pacíficos de la fisión nuclear.
Generar energía fue una ocurrencia tardía con los primeros reactores.
Estos reactores necesitaban ser enfriados, y utilizar el gas que los enfriaba para mover las turbinas era un buen acto de relaciones públicas.

Silencio
En la década de 1950, una nueva rama de investigación nuclear empezó a investigar la posibilidad de desarrollar reactores nucleares específicamente para generar electricidad.
Hoy, alrededor del 10% de la electricidad mundial se genera a partir de la fisión de átomos de uranio.
Las plantas nucleares están envueltas en un silencio que da miedo.

Planta nuclear
La energía nuclear tiene partidarios y detractores.
Lo único que se oye, incluso en la planta Sizewell B en la costa de Suffolk, es un leve zumbido.
"Aburrido está bien", dice Colin Tucker, encargado de la seguridad de la planta.
Pero el milagro diabólico en el centro de un reactor moderno está lejos de ser aburrido.
En el centro del reactor se dividen 1.000.000.000.000 (un trillón) de átomos cada segundo, dice Tucker.
Cada día, la reacción nuclear controlada en Sizewell B genera el calor equivalente a la energía de la bomba que destruyó Hiroshima multiplicada por tres.
Esa energía se guarda en dos piscinas con agua súper caliente atrapada bajo presión en un cilindro de acero.
Este es el aspecto del proceso que pone más la piel de gallina.
El director de la planta, Jim Crawford, me lleva a través de una serie interminable de pasillos acolchados con aluminio.
Alcanzamos una puerta de seguridad formidable donde me dice que presione un medidor de radiación Geiger.
Entro en un gran sarcófago de hormigón. Un diseñador de platós de Hollywood tendría dificultades para construir algo tan inquietante y ominoso.
Hay una valla que da a una piscina profunda. Las luces dentro del agua inusualmente azul iluminan el panel plateado. Esto es lo que se conoce como la piscina de combustible nuclear gastado.
Miro hacia el agua que está abajo.
"Estás observando parte del material más radioactivo del mundo", dice Crawford.

Una piscina olímpica
En esta piscina se guardan las barras de combustible de uranio gastado.
Como estas barras han estado expuestas a una reacción nuclear, muchos de los átomos de uranio-238 se han transformado en plutonio todavía más radioactivo.
Me sorprende lo pequeña que es: sobre 40 metros de largo y quizás unos 15 metros de ancho.

Piscina
El combustible utilizado en Sizewell cabe en una piscina olímpica.
Sizewell proporciona entre el 3% y el 4% de la electricidad del Reino Unido, y lleva en marcha casi dos décadas.
Pero todo el combustible utilizado en esos años cabe en una piscina olímpica.
Es el peligro que supone la energía nuclear y los deshechos que produce lo que ha provocado que la tecnología sea tan impopular en el mundo y lo que explica por qué, durante décadas, los ecologistas se opusieron de forma implacable.
Pero a medida que aumentan las evidencias sobre el cambio climático, el equilibrio del riesgo está cambiando.
El peligro de un desastre nuclear necesita sopesarse contra el consenso mayoritario de que las emisiones de efecto invernadero están provocando un cambio en el clima.
Fuente: BBC

1. Meitner, "no aria", Hahn, conocido por sus puntos de vista antinazi y Strassmann, el valiente joven que se negó a unirse al Partido Nazi o a cualquier organización afín, y que por lo tanto tenía todas las puertas cerradas fuera del Instituto.

No fue sino en marzo de 1938 (cuando se produjo la anexión de Austria por los nazis) que empezaron a propagarse rumores de que Lise Meitner (judía austriaca) podría perder su plaza y de que se le impediría salir de Alemania para proteger los secretos científicos. El 13 de julio de 1938, Meitner se escapo literalmente "de contrabando" con la ropa que traía puesta y unas cuantas monedas en el bolsillo. Logró llegar a Holanda gracias a sus amigos Dirk Coster y Adrian Fokker. Iba sin pasaporte ni papeles pero logró pasar después a Dinamarca y luego a Suecia, en donde Manne Siegbahn la acogió en el Instituto Nobel de Estocolmo. Ella fue la que alertó del experimento de fisión nuclear que despertaría los temores y la posibilidad de fabricar la bomba atómica.