Escrito por Tendenzias

19 de diciembre de 1938: Descubrimiento de la fisión nuclear

A ninguno se nos escapa la importancia de Irene Curie y su esposo en el descubrimiento de la radiactividad. Ellos abrieron la puerta a un nuevo campo de investigación, investigación que tuvo sus resultados el 19 de diciembre de 1938 con el descubrimiento de la fisión nuclear.

19 de diciembre de 1938: Descubrimiento de la Fisión Nuclear

Considerada la mayor fuente de energía, hasta la fecha, quizás sus inicios no fueron los mejores. Sus inicios bélicos, hicieron temblar a los hombres. La fisión nuclear se aplicó por primera vez en la fabricación bombas de destrucción, bombas atómicas. Sin duda todo lo que puede proporcionar un beneficio para la humanidad, también es capaz de dañarla, de ahí su gran importancia y lo necesario que es hacer un buen uso de ella.

19 de diciembre de 1938: Descubrimiento de la Fisión Nuclear | Los Inicios

Todo comenzó en 1934, cuando la pareja de científicos formada por Irene Curie y su marido Pierre Curie, descubrieron que al bombardear el boro y el aluminio con rayos alfa procedentes del plutonio, éstos se volvían reactivos. Sin pretenderlo habían descubierto como crear radiactividad de manera artificial.

Tal descubrimiento volvió a acaparar el interés de la comunidad científica sobre un tema que prácticamente había quedado apartado, como era la radiactividad.

En 1934 Enrico Fermi, había llegado a la conclusión tras distintos experimentos basados en los estudios del matrimonio Curie, que los neutrones que tenía poca energía y por lo tanto eran lentos, eran absobidos sin problemas por los núcleos de los átomos. Sin embargo esto no ocurría cuando lo neutrones estaban cargados de energía y por lo tanto eran mucho más rápidos.

Tras distintos estudios Fermi no llegaba a entender como unas veces isótopos pesados formados por neutrones, son estables y como otras veces son inestables y por lo tanto radiactivo.

Fermi consiguió en 1934, bombardear uranio con neutrones con el fin de conseguir el número atómico más elevado de la escala, el del mayor número atómico que hasta el momento era el 92, el Uranio. El experimento fue un éxito ya que si hubo absorción de neutrones y se consiguió emitir más allá de las partículas alfas, se emitió partículas beta lo que indicaba haber alcanzado el número atómico 93. Sin embargo no logró identificar los resultados obtenidos.

19 de diciembre de 1938: Descubrimiento de la Fisión Nuclear | El Descubrimiento

Estos estudios iniciados por Fermi pronto fueron difundidos y todas las sociedades científicas del momento, se hicieron eco de este descubrimiento. Entre ellos se encontraban un grupo de científicos alemanes Otto Hahn y Lise Meitner, una importante física austríaca.

Este equipo pensó en añadir algún elemento que aportase estabilidad para ello se pensó en el bario cuyo nº atm. es 56. Los resultados fueron que gran parte de la radiactividad era abosobida por el bario.

La conclusión fue que el isótopo que proporcionaba la radiactividad debía ser un elemento cuya química fuera muy parecida a la del bario. El más parecido químicamente era el radio, cuyo nº atom. es 88, pero químicamente parecido al bario, por lo tanto un buen candidato para llevar a cabo la reacción química necesaria.

Las propiedades químicas del radio eran muy parecidas a la del bario pero no eran las mismas y aunque en distintas ocasiones se intentó separar y aislar los isótopos radiactivos, jamás lo consiguieron.

Lise Meitner que había tenido que huir de Austria tras la ocupación, por su condición de Judía, viéndose obligada al exilio en Suecia donde siguió con sus investigaciones en paralelo al resto del equipo Alemán, equipo al que se habían anexionado el físico y químico Fritz Strassman.

Los informes que Hahn la mandaban sobre sus dudas en los resultados con el radio, y tras largos estudios, Meitner sólo encontró una explicación y esa era que se hubiese partido por la mitad el núcleo de uranio.

El 19 de diciembre de 1938 tubo lugar el gran hallazgo. La fuerza del núcleo tiene un corto alcance, tan corto que es prácticamente incapaz de atravesar un núcleo de uranio. Si a esa fuerza nuclear no se la activa, ésta se mantendrá estable pero cuando un neutrón externo penetra en el núcleo aportando una energía extra, pude ocurrir dos cosas:

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  • La primera es que el núcleo de uranio es capaz de recuperarse, retener al neutrón y luego emitir una partícula de energía beta.  
  • Otras veces el núcleo se deforma tras el impacto del neutrón, hasta tal punto que la fuerza del núcleo es incapaz de contener la energía, el núcleo comienza a deformarse, llegando a tomar forma de pesa, terminando por escindirse en su totalidad tras la repulsión electromagnética que se produce entre las dos mitades del núcleo.

Como estas dos mitades del núcleo no eran exactamente iguales y el núcleo puede romperse por cualquier sitio, las opciones de comportamiento de cada fragmento son varias. Por ejemplo, una de las posibilidades es que la fragmentación de lugar a formas más simples como el kripton y el bario, donde sus números atómicos, arrojan el siguiente resultado (56+36=92).

19 de diciembre de 1938: Descubrimiento de la Fisión Nuclear | La Difusión Internacional

Este estudio realizado por Meitner fue plasmado en un artículo que escribió la propia Meitner con la colaboración de su sobrino Otto Frisch, donde se explicaba las conclusiones y cuales eran los procesos que estaban ocurriendo.

Este artículo vio la luz en enero de 1939. El artículo llegó a manos de distintas autoridades científicas como Niels Bohr. Otro científico que por aquel entonces se encontraba en la capital sueca, el americano William Achibald Arnold, tras leer el estudio propuso dar un nombre al descubrimiento. Este nombre fue Fisión, por tratarse de una fragmentación en el núcleo, nombre con el que pasaría a la historia, Fisión Nuclear.

La fisión nuclear les supuso el mayor de los reconocimientos, el Premio Nobel de Química en el año 1944. Sin embargo y como triste anécdota, el reconocimiento sólo se hizo a Otto Hahn, se cree que Lise Meitner, verdadera artífice del descubrimiento, no se le reconoció por ser de origen Judío y Mujer.

19 de diciembre de 1938: Descubrimiento de la Fisión Nuclear |  Reacción en Cadena

Se trata de una reacción donde un núcleo estable y pesado se convierte en totalmente inestable cuando es bombardeado por neutrones. Esta inestabilidad conduce a la descomposición del núcleo en dos fragmentos, estos fragmentos adquieren el mismo tamaño a la vez que desprenden una gran cantidad energía, con ella además desprenden entre 2 y 3 neutrones.

Pero qué ocurre cuando estos neutrones que han sido desprendido, interaccionan con otros núcleos estables y pesados, pues la respuesta es sencilla, más fisiones. Provocará una nueva reacción que desprenderá otros dos o tres neutrones, así sucesivamente provocando lo que se llama una reacción en cadena. 

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Basta una sola fracción de segundo para que la liberación de energía por parte la fisión se 1.000.000 de veces superior a la conseguida al dinamitar un bloque equiparable en masa.

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