DESARROLLO DEL ARMAMENTO NUCLEAR:
PROCESOS DE FISIÓN Y FUSIÓN
Lucía Fernández Cogolludo 2ºEXC
PROCESOS DE FISIÓN Y FUSIÓN
Lucía Fernández Cogolludo 2ºEXC
Este proyecto se propone dar a conocer el desarrollo de la primera bomba nuclear, uno de los acontecimientos más importantes de la física contemporánea, ya que gracias a esta invención surgen y se ponen en práctica los procesos de fisión y fusión. Además, se analizará la evolución de estas tecnologías hasta su situación actual.
ABSTRACT. Physics is the science that studies the characteristics and transformations of matter, as well as the different phenomenon that take place in nature, in order to obtain mathematical laws that explain how the world around us works. Of all the events that have marked its development, the discovery of the nuclear fission and fusion processes were the key of the creation of the two nuclear bombs ‘Little Man’ and ‘Fat Boy’, which were detonated on 6 and 9 August 1945 in Hiroshima and Nagasaki respectively, and which put an end to the Second World War, should be highlighted.
CONTEXTO HISTÓRICO.
En diciembre de 1939, en su laboratorio de Berlín, los radioquímicos Otto Hahn y Fritz Strassmann, desarrollaron el proceso de fisión nuclear: durante el bombardeo del núcleo atómico del Uranio con neutrones, este se divide en dos nuevos elementos atómicos (isotopo radioactivo del Bario y Kriptón), se libera gran numero de neutrones e inmensas cantidades de energía (E=mc2).
Ante el peligro que suponían los avances alemanes, EE.UU. creó un comité gubernamental para coordinar y destinar fondos a las primeras investigaciones sobre el Uranio. Todo esto tuvo lugar meses antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial (Septiembre 1939 - Agosto 1945).
COMITE ASESOR DE URANIO
Se financiaron dos investigaciones independientes, la primera dedicada exclusivamente al proceso de fisión, y la segunda enfocada en la separación de isótopos del Uranio.
Destacan las siguientes investigaciones:
Cálculo del número de neutrones secundarios producidos en un proceso de fisión nuclear en cadena.
"Sección transversal" (probabilidad de que una partícula o núcleo atómico actúe de una manera determinada). Se pueden distinguir tres tipos: "Sección transversal de fisión", "Sección transversal de captura" y "Sección transversal de dispersión".
El Uranio es un elemento radiactivo que se encuentra en la naturaleza, cuyo número atómico es 92. Este elemento presenta tres isótopos: Uranio-234, Uranio-235 y Uranio-238. De estos tres, únicamente el Uranio-235 es fisible, por lo tanto, será el isótopo empleado como combustible en el proceso de fisión nuclear. Sin embargo, como este isótopo tan solo constituye el 0,72%, se emplearan distintos procesos de enriquecimiento para aumentar su concentración hasta un 0,94%.
Los procesos que se usaron para enriquecer el uranio son los siguientes:
CENTRIFUGACIÓN
SEPARACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
DIFUSIÓN GASEOSA
DIFUSIÓN TÉRMICA
PLUTONIO
En 1941, se descubrió el Plutonio, elemento que se produce de manera artificial al partir de uranio, por tanto es denominado elemento transuránico. Su proceso de creación es el siguiente:
Para producir plutonio a gran escala:
PROYECTO MANHATTAN
El 6 de diciembre de 1941, tras aprobar la viabilidad de construcción de un dispositivo nuclear, se aprobó de manera oficial el Proyecto Manhattan. Las dos bombas resultantes de este proyecto pusieron fin a la Segunda Guerra Mundial.
FUNDAMENTO: Proceso de fisión nuclear
COMBUSTIBLE: Uranio
DISEÑO: Tipo cañón o pistola
DETONACIÓN: 6 de agosto de 1945, Hiroshima
FUNDAMENTO: Proceso de fisión nuclear
COMBUSTIBLE: Uranio
DISEÑO: Implosión
DETONACIÓN: 9 de agosto de 1945, Nagasaki
FUSIÓN NUCLEAR
Tras la II Guerra Mundial, las investigaciones científicas se centraron en el proceso de fusión nuclear, con el objetivo de crear un nuevo dispositivo armamentístico. Así, fue construido el primer dispositivo termonuclear o bomba de hidrógeno ("Ivy Myke"), que combinaba los dos procesos mencionados, tanto el de fisión como el de fusión, de la siguiente manera:
CONCLUSIÓN. El desarrollo del armamento nuclear supuso un antes y un después en la historia, ya que, no solo marcó el fin de la segunda guerra mundial, sino que la colaboración de más de 13.000 científicos y 82.000 trabajadores, inauguró el inicio de una nueva etapa científica centrada en el ámbito nuclear.
Este tipo de armamento supone una de las mayores amenazas para la humanidad, debido a su capacidad de destrucción masiva y a sus consecuencias a largo plazo. Durante la época de la guerra fría, las grandes potencias como Estados Unidos y Rusia, se dedicaron a la producción masiva de este tipo de armamento. Sin embargo, los esfuerzos por limitar su proliferación, como los tratados mencionados anteriormente, muestran el deseo de las naciones de reducir el riesgo de un conflicto nuclear. En gran medida, estos tratados regularon la producción, pero actualmente, desde el inicio de la guerra de ucrania el 24 de febrero de 2022, han aumentado las tensiones y se han iniciado nuevamente los ensayos.
Es deseable que, en los años venideros, las investigaciones sobre tecnología nuclear se dirijan a mejorar el bienestar de la humanidad y no a su potencial destrucción.