LA BOMBA ATÓMICA

Mientras en las grandes instalaciones de Hanford y Clinton se empezaban a producir los explosivos plutonio y actinuranio en cantidades suficientes, se comenzó la construcción de la bomba atómica en una meseta montañosa muy alejada, elevada y desértica, en Los Alamos, cerca de Santa Fe, Nuevo Méjico. (Los datos de este artículo han sido tomados del libro de Hans Thirring- Historia de la bomba atómica. Aquí se instaló un gigantesco laboratorio de química y física nuclear, ya que, antes de que los teóricos pudieran dar indicaciones decisivas para la resolución de determinados problemas técnicos, era pre­ciso encontrar una respuesta experimental a muchas cuestiones relativas al comportamiento de los neutrones, su velocidad de difusión, su absorción, dispersión, etc. Un ensayo directo quedaba excluido debido a los temibles efectos devastadores de una explosión. Todas las premisas para la correcta elaboración de la bom­ba atómica tuvieron que establecerse teóricamente. En Los Álamos se reunieron los físicos nucleares más famosos de los Estados Unidos y del mundo entero, entre los cuales se encontraban Bohr, Fermi y Robert Oppenheimer.

Proyecto Manhattan (1942-1946): el proyecto encabezado por el Gobierno de E.U. para producir la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial.

El Proyecto Manhattan desplegado en 1942, cuyo resultado fundamental fue el arma atómica, marcó la nueva era que se abría ante la ciencia. Megaproyectos orientados a fines prácticos, activa intervención gubernamental, trabajo interdisciplinario, gran complejidad organizacional y cuantiosos recursos, serán rasgos que distinguirán en lo adelante la Big Science que desplazará a la Little Science[1]. Otra de las transformaciones fundamentales que convierten este momento en un punto de inflexión en el desarrollo institucional de la ciencia moderna es la estrecha conexión entre la comunidad científica y el poder militar. La solidez de esta alianza se ha robustecido en las últimas décadas y sus consecuencias han sido harto elocuentes: por un lado, ha influido extraordinariamente en el desarrollo de la tecnociencia contemporánea, por el otro, ha permitido el despliegue sin precedentes de la carrera armamentista, con su correspondiente secuela de guerras, destrucción y muerte.

La génesis del Proyecto Manhattan está estrechamente asociada a la presencia en territorio estadounidense a finales de la década de 1930 de un grupo de notables científicos europeos, la mayoría de origen judío, obligados a emigrar desde sus naciones de origen por el avance del nazismo. Uno de ellos fue Leo Szilard, brillante académico húngaro, quien en 1933 fue el primero en concebir la posibilidad de producir una reacción en cadena utilizando para ello núcleos pesados que se romperían −fisionarían− al ser golpeados por neutrones. Este descubrimiento resultó capital para el nacimiento más tarde del arma nuclear pues defendía la idea de que una reacción en cadena controlada podía liberar enormes cantidades de energía

El 25 de abril, Stimson y Groves presentaron al presidente el primer informe completo sobre el Proyecto Manhattan. Primero presentaron un memorándum que informaba: "Dentro de cuatro meses habremos completado con toda probabilidad el arma más terrible jamás conocida en la historia de la humanidad, una bomba de la cual podría destruir una ciudad entera". El memorándum continuaba diciendo que, aunque en la actualidad Estados Unidos tenía el monopolio del arma, este monopolio no duraría mucho. Predijo que "la única nación que podría entrar en producción en los próximos años es la Unión Soviética". Además afirmaba: "El mundo, en su actual estado de avance moral comparado con su desarrollo técnico, quedaría finalmente a merced de un arma de este tipo. En otras palabras, la civilización moderna podría quedar completamente destruida".

A continuación, Stimson entregó al presidente un segundo memorando, redactado por Groves, que trataba del aspecto técnico de la bomba atómica. La parte más importante de este informe era el calendario detallado de la producción de la bomba. Prometía que la primera bomba "de tipo cañón" "debería estar lista hacia el 1 de agosto de 1945". La primera bomba de tipo implosión debería estar disponible para pruebas "a principios de julio". A Stimson le preocupaba lo que consideraba la cuestión más fundamental del mundo de posguerra: el control internacional de las armas nucleares. En opinión de Stimson, todavía era prematuro enfrentarse a la Unión Soviética en la cuestión de Polonia. Ese momento sólo llegaría cuando Estados Unidos hubiera completado con éxito la producción de las bombas atómicas.

Las cuestiones decisivas eran la determinación exacta de la «masa crítica» y la obtención de las premisas para una reacción en cadena que se desarrollara suficientemente rápida de modo que abarcara a toda la masa de la sustancia explosiva antes de que ésta resultara esparcida en todas direcciones por una explosión parcial de una parte de la misma. A fin de evitar una pérdida prematura de neutrones y de conseguir mediante una demora -aunque ciertamente muy corta- la explosión completa, se rodeó la sustancia explosiva de una capa gruesa de metal pesado, con átomos pesados como, por ejemplo, acero o plomo. Al chocar los neutrones con los átomos muy pesados de esta envoltura metálica resultan reflejados de nuevo hacia el interior de la bomba, con lo que se ayuda al desarrollo de la reacción en cadena. Este manto metálico se denomina «tamper».

Un factor clave en el éxito del proyecto fue situar al brillante y polémico físico teórico Julius Robert Openheimer al frente del laboratorio de investigación y desarrollo de bombas. Bajo su liderazgo se agruparon los más prestigiosos químicos, físicos, matemáticos e ingenieros de la época: Niels Bohr, Edward Teller, Hans Bethe, John Von Neumann, Richard Feynman, Enrico Fermi y el propio Leo Szilard, junto a muchos otros. El trabajo desplegado por este grupo se fundamentó en resultados anteriores de otros grandes científicos como Marie Curie, Ernest Rutherford, Otto Hahn y Fritz Stassman que cimentaron el camino de la nueva ciencia.

Los científicos del Proyecto Manhattan lograron superar no pocos escollos teóricos y prácticos para fabricar la primera bomba atómica. Quizás unos de los principales fue la fabricación del combustible para lograr la fisión nuclear. Para lograr tal propósito se emplearon dos tipos diferentes de combustibles: los isótopos de uranio-235 y de plutonio-239.La razón para ello estribaba en la necesidad de poseer más de una bomba en condiciones de ser empleadas contra sus enemigos y en las dificultades que comportaba la producción de ambos isótopos radiactivos, sobre todo del primero de ellos.

El diseño de la bomba de Uranio quedó concluido en febrero de 1945 y se consideró innecesario e imposible someterlo a una prueba antes del lanzamiento en territorio enemigo. Resultaba innecesario, porque confiaban plenamente en la tecnología empleada; e imposible porque solo había U-235 para una bomba que bautizaron como Litle Boy, por sus dimensiones. La bomba elaborada con Plutonio, denominada Fat Man por las mismas razones, quedó lista al mes siguiente, pero en este caso sí se programó una prueba atómica – la primera del mundo- que fue denominada Trinity por el propio Oppenheimer. El 16 de julio a las 5:30 a.m., en el desierto Jornada del Muerto, cerca de Alamogordo, Nuevo México se escuchó una explosión colosal, seguida de una repentina ola de calor y una tremenda onda expansiva. La bola de fuego ocupó una extensión de 12 mil metros y el poder explosivo de la bomba fue similar al de 20 toneladas de TNT[4]. La mayoría de las predicciones de los científicos se cumplieron.

Los científicos que participaban en el Proyecto Manhattan, conocían mejor que nadie las catastróficas consecuencias que el empleo de las armas atómicas creadas podía generar, sobre todo si se lanzaban en las ciudades. Así que, casi un mes antes de la prueba Trinity, en junio de 1945, 155 de ellos firmaron una declaración que exigía detonar una de las bombas en territorio deshabitado, demostrando así a Japón su poder destructivo y provocar su rendición sin mayores daños.

El Brigadier Groves al confirmar que la iniciativa, luego denominada como Franck Report, podía adquirir mucha mayor fuerza aún, realizó un sondeo entre los científicos nucleares preguntando que pensaban de una demostración de este tipo. El 83% de los consultados respondió que era preferible cualquier acción disuasoria antes de lanzar las bombas contra civiles. Para entonces, el presidente Truman, sucesor del fallecido Roosevelt, había adoptado la decisión final de lanzar las bombas sobre ciudades japonesas. La nación nipona, a diferencia de Alemania, se negaba a rendirse y además quedaba pendiente “la cuenta” de Pearl Harbor, así que Groves decidió bloquear la petición y cualquier otro reclamo similar hasta después de que las bombas cayeran sobre Japón.

Evidentemente, la existencia de esta envoltura metálica no representa obstáculo alguno para la explosión frente a la enorme energía con que se produce ésta; por otra parte, la momentánea demora provoca una desintegración más completa y con ello se obtiene la máxima cantidad de energía posible.

Debido a que al alcanzarse o superarse el volumen crítico la reacción en cadena provocada por los neutrones de los rayos cósmicos se extiende en una millonésima de segundo a toda la masa y provoca la explosión momentánea, la sustancia explosiva de la bomba debía colocarse en dos mitades separadas, e inferiores cada una de ellas al volumen crítico, de modo que éste se alcanzase o superase solamente en el momento del lanzamiento de la bomba mediante la unión de ambas partes. Esto puede conseguirse, por ejemplo, construyendo ambas partes de modo que encajen completamente, dando a una forma de cavidad y a la otra forma de tapón de idénticas dimensiones al orificio de la primera. El tapón se lanza veloz a su correspondiente cavidad con una es­pecie de cañón, superándose así el volumen crítico y provocándose inmediatamente la reacción en cadena.

La prueba general de la primera bomba atómica se realizó el 16 de julio de 1945. Hans Thirring informa con las siguientes palabras:

«En un lugar apartado de la base aérea de Alamogordo, en me­dio de un desierto de rocas de Nuevo Méjico, unos 200 km al sudeste de Albuquerque, se había levantado una torre de acero de 45 m de altura en la que se colocó la bomba. El puesto de observación más ­próximo estaba situado a 10 km y el punto central de observación, con el personal científico, se encontraba a 17 km. Se habían es­cogido las primeras horas de la mañana, pero la atmósfera estaba perturbada por aguaceros y tormenta. Faltan dos minutos para el momento previsto, la tensión está en su punto culminante, los observadores, con los ojos protegidos con gafas oscuras contra las intensas radiaciones UV, se echan al suelo para no presentar una gran superficie a la fuerte onda expansiva. A las 5.30 horas en punto se eleva como un rayo una llamarada verdosa, más deslum­brante que la luz solar directa, y al cabo de unos segundos llega la onda expansiva. Dos observadores que se habían arriesgado a permanecer de pie fuera del refugio fueron derribados, un rugido llenó el aire y su eco resonó potente hasta las lejanas montañas. Tuvo que esperarse cierto tiempo antes de poder arriesgarse a acercarse al centro de la explosión, hasta que éste se hubiera enfriado suficientemente. De la torre de acero no quedaba el menor rastro. En el mismo lugar en que ésta se elevaba, la onda expansiva había provocado una amplia depresión en el duro suelo. El suelo de piedra aparecía cubierto de una capa vítrea; la superficie de las rocas resultó fundida por acción de las temibles radiaciones. No debe olvidarse que la potencia de una radiación es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura y que, además, la tempe­ratura en la explosión de la bomba atómica es varios millares de veces superior a la temperatura de la superficie solar. Así se ex­plica que se produzca un rayo de tal intensidad que en una milé­sima de segundo provoca la fusión de la superficie de las rocas.

El dictamen de los físicos, sus previsiones, resultaron confirmados.

El 6 de agosto de 1945 la ciudad de Hiroshima resulta destruida por el lanzamiento de la primera bomba atómica; y tres más tarde, el 9 de agosto Nagasaki sufre las consecuencias del lanzamiento de la segunda bomba atómica.

La teoría de la relatividad de Einstein

Einstein formuló en 1905 la ecuación que 40 años más tarde serviría de base teórica para fabricar la bomba. Su contribución podría haberse quedado ahí si en julio de 1939 su viejo amigo Leó Szilárd no se hubiese presentado en Long Island, donde veraneaba el científico, con noticias inquietantes. Szilárd era un físico húngaro judío que, como Einstein, se había exiliado a EE.UU. huyendo de los nazis.

Al bombardear núcleos de uranio con neutrones, los núcleos se dividen (se fisionan) en núcleos más livianos. Sumando las masas de los productos de fisión vemos que el resultado es menor a la masa inicial. ¿Qué ha pasado con el resto? La diferencia se ha convertido en energía. Ya que el factor C² es muy grande, esa energía también lo es. Mediante la fisión, se libera una cantidad relativamente grande de energía. Además, se liberan también algunos neutrones. Si estos inciden sobre otros el resto de núcleos, estos también se fisionan, produciéndose una reacción en cadena. Si esta es controlada, podemos tener una fuente de energía. Si en cambio la reacción nuclear es explosiva y escapa de control, lo que tenemos es una bomba atómica, como la de Hiroshima

Finaliza la Segunda Guerra Mundial

En la primavera de 1945 la Alemania nazi había sido derrotada, pero Japón resistía a pesar de la campaña de bombardeos que había llevado a cabo Estados Unidos y que había destruido algunas de las ciudades importantes y se había cobrado cientos de miles de vidas.

En julio de ese año, en Potsdam (Alemania), los líderes de Estados Unidos, Reino Unido y la URSS se reunieron para fijar el orden que regiría en la Europa de la posguerra y solicitar la rendición incondicional de Japón.

El reloj marcaba las 08.15 ese 6 de agosto de 1945 cuando un bombardero Boeing B-29 llamado Enola Gay lanzó sobre Hiroshima la bomba de uranio Little Boy. Justo 43 segundos después, cuando se encontraba a 600 metros del suelo, estalló en una bola de fuego de hasta un millón de grados centígrados, arrasando con casi todo lo que estaba a su alrededor.

Ya antes del lanzamiento de la primera bomba, el 6 de agosto de 1945, sobre la ciudad de Hiroshima, un grupo de investigadores atómicos americanos bajo la dirección del entonces profesor en Gottingen, Dr. James Franck, se pronuncian en el informe contra el lanzamiento de la bomba por motivos morales. En este informe se advierte ya que al empleo de la primera bom­ba atómica seguirá lógicamente una carrera mundial de armas nucleares, tal como luego sucedió.

Después del lanzamiento de la segunda bomba atómica sobre la ciudad de Nagasaki, la producción de bombas atómicas y otras armas nu­cleares se ha desarrollado extraordinariamente en los Estados Unidos y luego en la Unión Soviética. Los numerosos ensayos atómicos han provocado la contaminación radiactiva no sólo de los lugares de explosión, sino que, como consecuencia de las corrientes de aire, sus efectos se han extendido hasta lugares muy apartados del centro de prueba.

En el polvo radioactivo se encuentra el estroncio 90, cuyo período de semidesintegración asciende a los 28 años. Desde las capas superiores del aire cae a la tierra con la lluvia, siendo absorbido por las plantas y de ahí pasa al cuerpo de los animales y de los hombres, en el proceso de alimentación, concentrándose particularmente en los huesos, una de las partes sensibles a las radiaciones, y desde el interior del organismo se produce una radiación constante que influye en forma muy especial sobre todos los procesos bioquímicos.

Hiroshima y Nagasaki