Seguridad
Primera bomba atómica



Reacción nuclear. Experimentos de físicos norteamericanos Desarrollo de la bomba atómica:
Pasos previos en física atómica:
En 1905 Einstein publica dos trabajos abriendo la posibilidad de liberar gran cantidad de energía de una pequeña masa. En 1930 los alemanes Walther Bothe y H.Becker obtuvieron un tipo de rayo muy penetrante dirigiendo un haz de radio sobre un blanco de berilio. Fréderic Joliot y su esposa Irene Curie, en Francia y James Chadwick, en Inglaterra, probaron la existencia de rayos de partículas sin carga. Sus trayectorias, estudiadas en una cámara de niebla, revelan la existencia de choques entre los núcleos, como en los experimentos de Rutherford. En 1932 John Cockcroft y Ernest Walton utilizaron protones para bombardear un blanco de litio muy ligero, produciéndose en el choque partículas que por su espectro resultaron ser de helio. La hipótesis según la cual los núcleos de litio e hidrógeno se unen para formar dos núcleos de helio explica bien el fenómeno. Esto y otros experimentos confirmaron la creencia de que el núcleo de los átomos más pesados que el hidrógeno encierran protones y partículas neutras (neutrones) de masa equivalente. En 1933 Einstein abandona Alemania a causa de las persecuciones contra los judíos. En 1935 el físico Hans Albrecht Bethe se marchó de Alemania a los EE.UU. En 1938 manifestó que la energía liberada por las estrellas proceden de reacciones de fusión.

Teoría sobre la posible forma de conseguir mucha energía:
En 1938 los alemanes Otto Hahn y Fritz Strassman probaron que el átomo de uranio se divide en dos fragmentos del mismo tamaño, aproximadamente, cuando se bombardea con neutrones. Los núcleos resultantes se separan uno de otro a gran velocidad. Parece muy probable que durante la fisión se liberen neutrones libres que puedan a su vez descomponer nuevos núcleos; el proceso se repetiría asi hasta el infinito. A principios de siglo, los físicos que midieron el calor liberado por la lenta desintegración del radio habían calculado que la fisión completa de este en sus productos finales (plomo y helio) originaba una cantidad de calor 250.000 veces mayor que la correspondiente a la combustión de la misma masa de carbón. Si provocamos una reacción en cadena, en la cual unos neutrones iniciales descomponen átomos de uranio con la consiguiente producción de más neutrones que repiten el mismo proceso, se generará una intensa energía explosiva. Se sabía que el espacio libre entre los átomos es relativamente grande, y así la probabilidad de que un neutrón empleado como proyectil choque de frente con un núcleo cuando alcanza un pequeño blanco de uranio es muy remota. Mientras el volumen de uranio no alcanza cierto valor, no se produce ninguna reacción en cadena. Se debe averiguar el tamaño necesario de la muestra. Si se conoce, juntando dos bloques previamente aislados de volumen superior a la mitad del calculado para disparar la reacción en cadena.

Einstein advierte a Roosevelt (1939):
El reducido número de físicos que eran conscientes de la cantidad de energía que podría liberarse con la fisión nuclear se conocían entre sí. Casi todos habían cursado estudios antes de la guerra en la universidad de Gotinga. Edward Teller se enteró de que Niels Bohr, durante una conversación que mantuvo en Copenhague con Weizsácker, había tenido la impresión de que los físicos alemanes estaban trabajando en la fabricación la bomba atómica para Hitler. Junto con otros dos científicos nucleares que a la vez eran refugiados judíos provenientes de Hungría, Leó Szilárd y Eugene Wigner, creían que la energía liberada por la fisión nuclear debía estar siendo perseguida para la producción de bombas por los alemanes, por lo que persuadieron a Einstein, el físico más famoso en Estados Unidos, para que advirtiera de este peligro por medio de una carta que Szilárd bosquejó. Einstein escribe a Roosevelt (2 de agosto de 1939) señalando las inmensas posibilidades de la investigación atómica con el uranio: "este nuevo fenómeno permitiría la fabricación de bombas". A pesar de ser un pacifista convencido y declarado conocía bien el carácter y la carrera armamentista del régimen de Hitler, interesado en la obtención del formidable instrumento de destrucción. No participó en los experimentos para el desarrollo de la bomba de fisión en Los Alamos. Hacia 1940 se investigaba velozmente para conseguir una reacción en cadena en Inglaterra, Francia, Alemania y EE.UU. Británicos, estadounidenses y alemanes estaban convencidos de poder conseguirlo a corto plazo.

Inicio del Proyecto Manhattan:
La investigación científica fue dirigida por el físico Julius Robert Oppenheimer mientras que la seguridad y las operaciones militares corrían a cargo del general Leslie Richard Groves. El proyecto se llevó a cabo en numerosos centros de investigación siendo el más importante de ellos el Distrito de Ingeniería Manhattan situado en el lugar conocido actualmente como Laboratorio Nacional Los Álamos. Roosevelt creó una vez Comité del Uranio ad hoc a cargo de Lyman Briggs, entonces jefe del National Boureau of Standards, el cual inició sus investigaciones en 1939 en el Naval Research Laboratory en Washington, en donde el físico Philip Abelson investigó la separación de los isótopos de uranio. En la Universidad de Columbia, Fermi construyó prototipos de reactores nucleares utilizando diferentes configuraciones de grafito y uranio. En 1940 Vannevar Bush, director del Instituto Carnegie de Washington, organizó del Comité de Investigación de la Defensa Nacional para movilizar los recursos científicos de los Estados Unidos hacia el apoyo de las investigaciones orientadas a la guerra. El Consejo de Investigación de la Defensa Nacional se hizo luego cargo del Proyecto Uranio. En 1940 Vannevar Bush y Roosevelt crearon la Oficina de Desarrollo en Investigación Científica con el fin de ampliar los esfuerzos. El 9 de octubre de 1941, Roosevelt autorizó finalmente el desarrollo. A mediados de 1945, el proyecto empleaba a más de 130.000 personas con un coste de 2.000 millones de dólares.

B-29 Enola Gay Primeros avances prácticos:
Hacia 1942 se tenía idea clara de que con la suficiente cantidad de uranio 235 puro (de 10 a 100kg) podría construirse una bomba atómica. Para extraerlo del inerte uranio 238 se idearon dos formas diferentes de separar los isótopos a gran escala. Uno consistía en separar en un campo magnético los iones cargados de los isótopos de masas diferentes. El segundo método se basaba en las diferencias del ritmo de difusión en los gases como función de las masas isotópicas. Las plantas se construyeron en Oak Ridge (Tenn.), según proyectos de la Universidad de Columbia y de la Universidad de California, en Berkeley. En 1942 se conocía también el plutonio 239, un elemento sintético, descubierto hacía dos años por científicos de la Universidad de California, que era más fisible aún que el uranio 235. La producción de este plutonio 239 por captura de neutrones del abundante isótopo del uranio 238 en una pila de reacción térmica en cadena de neutrones era incluso más fácil de llevar a cabo que la separación de grandes cantidades de uranio 235.

Bombardero B-29 Método de controlar la reacción:
Las posibilidades de fabricación del plutonio quedaron demostradas con la primera creación práctica de energía atómica en una reacción neutrónica en cadena automantenida, iniciada el 2 de diciembre de 1942 por Enrico Fermi y un grupo de colaboradores en la Universidad de Chicago. Este éxito inicial propició una rápida expansión de los esfuerzos técnicos. Se había buscado una forma de produccir una reacción uniforme y controlada, cuya potencia pudiera aminorarse cuando se hiciera demasiado intensa. La posibilidad de control de la fisión se basan en que algunas sustancias como el grafito, reducen la velocidad de los neutrones, y otras, como el cadmio, los capturan y evitan que choquen contra los núcleos de los átomos vecinos. En las primeras pruebas acerca de las reacciones en cadena a gran escala, llevadas a cabo en 1941, se construyó una pila de ladrillos de grafito para separar pequeñas cantidades de uranio. Aproximadamente en esas fechas, británicos y canadienses eran invitados a confrontar muchas de sus investigaciones con los EE.UU. y sus expertos más cualificados se unieron al Proyecto Manhattan. Al principio se trabajaba con pequeñas cantidades de trazadores de plutonio producido por ciclotrones; más tarde, utilizaron los productos de un pequeño reactor nueclear construido en Oak Ridge. Pilas de gran capacidad comenzaron a producir plutonio en cantidad en Hanford, Washington, en 1945.

Explosión de la bomba de Nagasaki. Fat Man. Plutonio En la primavera de 1945 los científicos que trabajaban en un remoto laboratorio en las faldas de los montes Jemez, en Los Alamos, Nuevo México, habían proyectado dos tipos de ingenios altamente explosivos para reunir los materiales en configuraciones tales que pudieran soportar las reacciones en cadena de neutrones rápidos y explosionar. El Fat Man hacía implotar dentro de una esfera trozos de plutonio. El ingenio Little Boy tenía la forma de un cilindro y contenía uranio 235. El voluminoso tamaño de los ingenios se debían a la necesidad de mantener el material fisible agrupados en porciones subcríticas separadas para evitar que los neutrones desperdigados puedan desencadenar una prematura explosión en el material fisible de mayor tamaño que el crítico. El 12 de abril de 1945 muere repentinamente Roosevelt, que meses antes había tomado importantes decisiones en Yalta. Truman adquiere la responsabilidad del uso de la terrible y nueva arma.

El Comité Interino para el uso de la bomba:
Truman ordenó a Stimson, Secretario de la Guerra, que creara un comité para decidir el uso de la bomba que se declaró favorable a utilizarla sin previo aviso. En mayo Truman anuncia al Congreso que sólo aceptará la rendición incondicional de Japón. El nuevo Secretario de Estado de Truman, James Byrnes, quería terminar la guerra antes de que la URSS interviniera exigiendo contrapartidas a cambio. Vetó la idea de ofrecer a Japón la conservación del Mikado en los términos de la rendición. El 1 de junio de 1945, el comité para aconsejar a Truman sobre la utilización, recomendó de forma unánime el lanzamiento contra Japón sin ninguna advertencia previa y lo más pronto posible. También se recomendó que fuese utilizada contra una instalación militar o contra una fábrica de armamentos, rodeadas de casas que pudiesen experimentar grandes daños. Este Comité, del que formaba parte Byrnes como representante personal de Truman, estaba integrado por cuatro físicos nucleares de primera fila: Arthur H.Compton, Enrico Fermi, Ernest O.Lawrence y Robert Oppenheimer. Todos ellos coincidieron en su opinión destructiva: No vemos ninguna alternativa aceptable a la utilización militar directa. El doctor Leo Szilard se opuso una vez más a su uso y una minoría de científicos se levantaron en contra. En la batalla de Okinawa acababan de morir 10.000 norteamericanos y 100.000 japoneses. El 22 de junio el nuevo gabinete japonés hizo su primera tentativa para acordar la paz a través de la URSS. La alta Comandancia Militar japonesa imponía con frecuencia su opinión sobre la del gobierno del partido de la Paz.

Trinity preparada para la detonación Detonación de la prueba con la Trinity (16 julio):
El 16 de julio de 1945, la primera Fat Man llamada Trinity fue detonada en Alamo Gordo, Nuevo México. El 7 de mayo anterior se realizó una detonación de 100 toneladas de TNT como prueba para la calibración de la instrumentación. Para la prueba en sí, el dispositivo nuclear de plutonio, de nombre clave gadget se colocó en la parte superior de una torre de acero de 20 m para su detonación. Una gran canasta de acero de nombre clave Jumbo se encontraba preparada para recuperar el plutonio en caso de que la prueba fallara, pero finalmente no fue utilizada con este propósito. La detonación estaba programada para las 04:00 pero la demoraron hasta las 05:29 esperando por mejores condiciones climáticas. Los colores observados de la iluminación variaban desde morado hasta verde, y eventualmente a blanco. El estampido de la explosión tardó 40 segundos en alcanzar a los observadores y la onda de choque pudo sentirse a 160 kilómetros de distancia. La nube en forma de hongo alcanzó 12 kilómetros. Produjo una cantidad inesperada cantidad de energía, 20 kilotones, equivalente a 20.000 t de TNT. La información fue comunicada de palabra a Truman durante la reunión de Potsdam.

El Missouri preparado para la firma de la rendición japonesa. Bahía de Tokyo 15 de agosto de 1945 Rápida rendición de Japón:
Truman mantuvo con el embajador soviético Molotov una durísima reunión sobre el incumplimiento de Stalin sobre el acordado futuro democrático de Polonia. En la Conferencia de Potsdam Truman informó a Stalin (16 de julio) de que tenía a punto la bomba atómica y Stalin simplemente asiente y agradece la información. Japón había solicitado a Stalin su mediación para una rendición honrosa con EE.UU., gestiones que no se realizaron. El gobierno japonés estaba dividido en el asunto de declarar su rendición. Había posturas que pedían llevar la guerra hasta sus consecuencias más extremas. Los responsables de los bombardeos covencionales sobre Japón estimaban que se quedarían sin objetivos que bombardear en septiembre. El primer ministro Suzuki rechazó la advertencia y solicitud de rendición que Byrnes hizo pública. Truman acordó con Stalin desoír las siguientes gestiones japonesas. A su vuelta de Postdam Truman dio la orden a las Fuerzas Aéreas de lanzar las bombas en cuanto estuvieran listos. Todo el uranio 235 y el plutonio de Los Alamos fue instalado en julio de 1945 en dos bombas que serían entregadas en la isla de Tinian (islas Marianas, 2.415 km al sur de Japón), donde las estaba esperando un escuadrón de bombarderos B-29 especialmente entrenado. El 6 de agosto de 1945 el B-29 Enola Gay despegaba de Tinian con una bomba de uranio de 20 kt. Al mando de la operación estaba Paul Tibbets, que llevaba un año trabajando en ella. Se le uniría un avión de acompañamiento sobre Okinawa. Un tercer avión iba provisto de cámaras para filmar el bombardeo. Se lanzó sobre Hiroshima a las 08:15, tardó 53 segundos en explotar, arrasando la mayor parte de la ciudad, con un balance de 70.000 muertos y 70.000 heridos graves. El 9 de agosto una bomba de plutonio se lanzó sobre Nagasaki matando a 39.000 personas e hiriendo a 25.000.

El mediodía del 15 de agosto Japón ofrecería su rendición incondicional, anunciada por el emperador Hiro Hito por radio a todo su pueblo. Con la exclusividad de la bomba atómica la Doctrina Truman creó la oferta de ayuda militar a todo país amenazado por el comunismo. La rápida consecución del proyecto nuclerar soviético hizo que toda cuestión de seguridad y poder se viera afectada. Los recelos y falta de entendimiento propiciaron la llegada de la guerra fría.


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