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Los neutrones y el fenómeno de la fisión nuclear

Los físicos conocían ya en esa época una partícula muy pesada y sin carga eléctrica: el neutrón. Fue Enrique Fermi quien comenzó a utilizar esta partícula como proyectil, y con ella logró producir un gran número de elementos radiactivos artificiales. Pero lo extraordinario fue el descubrimiento que hizo Fermi con respecto a los neutrones, pues encontró que éstos se volvían más eficaces cuando sus velocidades eran bajas. He aquí lo notable: mientras por un lado los científicos trataban de crear haces de protones y partículas alfa con velocidades fantásticas, desarrollando máquinas gigantes, por el otro Fermi descubría que los neutrones eran proyectiles ideales cuando tenían bajas velocidades. Pero en la Naturaleza los neutrones no existen en forma libre: para obtenerlos hay que sacarlos de los núcleos atómicos. Así, por ejemplo, se pueden obtener neutrones bombardeando los núcleos de berilio con partículas alfa.

Supongamos que sobre una malla tejida arrojamos una munición; si fuese lanzada con mucha velocidad, seguramente rodaría por encima de la malla, pero si en cambio la tiramos muy débilmente, entonces tendrá una gran probabilidad de penetrar por uno de los agujeros de ella. Cuando un neutrón pasa a través de los átomos con baja velocidad, también tiene una gran probabilidad de hacer impacto en un núcleo atómico, o de ser capturado por él, como se dice generalmente. Ya sabemos que los núcleos atómicos pueden aumentar su número de neutrones formando isótopos del mismo elemento, pero ese número tiene un límite, a partir del cual, si es sobrepasado, el núcleo se vuelve inestable, o sea que el elemento se vuelve radiactivo. Esto lo pudo demostrar Fermi con numerosas sustancias.

Muchos investigadores trabajaron desde entonces en el bombardeo de los núcleos con neutrones, y las investigaciones condujeron, en el año 1939, al descubrimiento de un fenómeno muy importante: la fisión nuclear.

Trabajando con elementos que ya naturalmente tenían un elevado número de neutrones, se descubrió que la captura de uno de ellos producía la ruptura del núcleo en dos mitades, con lo cual se liberaba además una elevada energía. Este fenómeno se conoce con el nombre de fisión nuclear.

Sin embargo, debemos señalar que todavía la energía desprendida de los núcleos por medio de la radiactividad artificial era pequeña y prácticamente inaprovechable; ¿era que todavía no se había encontrado el proyectil apropiado? No; el neutrón era una partícula ideal, pero ahora se necesitaba que todos los núcleos se fisionasen al mismo tiempo, rápidamente, a fin de sumar las energías de cada fisión.

Supongamos que tenemos una sucesión de tanques de nafta; bastará que arrojemos un inocente fósforo encendido en uno de ellos para que la explosión se propague a los siguientes, formando, de esta manera, una cadena de explosiones.

El proceso de la fisión nuclear tenía otra característica que lo hacía notable, y era que en el momento de la ruptura quedaban libres nuevos neutrones que salían a gran velocidad. Esto abrió las posibilidades para que se iniciase una fisión en cadena; bastaba simplemente con frenar los neutrones producidos durante la fisión, para que pudiesen ser capturados por los núcleos. El elemento que más fácilmente se fisionaba había resultado ser el uranio 235, el cual dejaba en libertad tres neutrones rápidos, los que podían, si se los frenaba, originar la fisión de tres nuevos núcleos, los cuales dejarían ahora nueve neutrones libres, que podían fisionar nueve núcleos, y así sucesivamente, formando una veloz cadena de explosiones. Sólo bastaba que penetrase un neutrón lento en una mezcla de uranio 235 con un moderador que frenase a los neutrones libres para que en pocos segundos se tuviesen millones de proyectiles bombardeando los núcleos del uranio. Ahora sí se tenían las llaves que podían abrir el tesoro de la energía atómica.

El mundo se hallaba en plena guerra mundial, y la prueba tremenda de la eficacia de las reacciones nucleares en cadenas explosivas la dieron, desgraciadamente, las víctimas de los bombardeos de las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki.