Uranio-235: El elemento clave en la primera bomba atómica

La primera detonación de un arma nuclear, realizada el 16 de Julio de 1945, marcó un antes y un después no solo a nivel bélico, sino también desde un ámbito social y científico, siendo una de las invenciones más relevantes del siglo XX. Esto, no solo por las implicancias armamentísticas que posteriormente significó, sino también por el enorme potencial energético de la energía nuclear, fuente del 16% de la electricidad mundial de hoy, según la International Energy Agency (IEI), organismo que estima que podría llegar hasta un 22% en 2050.

Todo este avance no habría sido posible sin la utilización del Uranio-235, un isotopo descubierto en 1935 por Arthur Jeffrey Dempster, quien posteriormente fue parte del equipo de científicos encargados de desarrollar la primera bomba atómica en el denominado Proyecto Manhattan, junto a físicos como Robert Oppenheimer y el premio Nobel Niels Bohr. Este proyecto, como describe Hugo Arellano, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad de Chile, utiliza las bases de la física cuántica.

“Los átomos están formados por un núcleo atómico y también tienen los electrones. Toda la física que tiene que ver con el cuerpo humano y los materiales que nosotros conocemos cotidianamente tienen que ver con los electrones de los átomos. Pero, dentro de los átomos, hay un núcleo atómico que tiene una masa, pero también mucha energía. Los procesos dentro de ese núcleo, conllevan a la liberación de energía cuando ocurren”, explica el profesor Arellano.

Este proceso de liberación de energía en el caso del Uranio, siendo un elemento radioactivo, posee ciertas particularidades que lo volvieron perfecto para su uso como material para la generación de grandes cantidades de energía. Así lo indica Hugo Arellano, quien destaca la abundancia de este elemento en la Tierra. Sin embargo, el isotopo (tipo de variedad de un mismo elemento) del Uranio que encontramos en él es el isotopo 238, que por sí solo no posee las características para producir la energía suficiente que genere la reacción en cadena.

“El que tiene un 99% de presencia es el uranio 238, que no sirve para bombas atómicas. Pero también cuando uno toma una roca con Uranio, menos de un 1% es uranio 235. El desafío, y esto fue un desafío tecnológico gigantesco, fue cómo separar el Uranio-235 del Uranio-238. Eso fue un desafío monumental, porque se requería de muchos procesos” señala el académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile. Esta misión fue la que abordó el Proyecto Manhattan, iniciativa que fue capaz de realizar esa separación a través del uso maquinas centrifugas.

“Son precisamente aparatos que permiten, así como uno centrifuga la ropa, crear unos líquidos, en los cuales, por efecto de centrifuga, los menos densos se van al centro de la centrifuga y los más densos se van a la periferia, de esa manera se separa uno del otro. Entonces, había que separar el Uranio-235 y eso Estados Unidos tuvo la capacidad y también la disciplina para poder llevarlo a cabo” relata el físico chileno.

Cuando Chile consideró la energía nuclear

Al igual que esta tecnología fue usada con fines destructivos, con el tiempo esta se fue posicionando como una alternativa de energía limpia. “Tan pronto se detona la primera bomba atómica, se ve que efectivamente se puede extraer energía del núcleo atómico y de ahí en adelante vienen varios conceptos que se empiezan a concebir” explica Arellano. De hecho, la cantidad de energía liberada durante el proceso de fisión nuclear es millones de veces más que la que uno puede obtener con la quema de carbón tradicional, plantea el académico.

Es por ello que en Chile, el 16 de abril de 1964, se creó la Comisión Nacional de Energía Nuclear, actualmente conocida como Comisión Chilena de Energía Nuclear, quienes regulan, autorizan y fiscalizan a nivel nacional las fuentes nucleares y radiactivas catalogadas como de primera categoría y a los operadores de las mismas. En el marco de este rol, el año 2010 trabajaron junto al Comisariado de la Energía Atómica de Francia (CEA) con la intención de construir una central de energía nuclear en Chile.

Así lo recuerda el director del Centro de Energía de la Universidad de Chile, Rodrigo Palma, quien destaca que, pese a ser un proyecto prometedor, finalmente fue descartado por los temores suscitados por el desastre nuclear ocurrido en la ciudad japonesa de Fukushima. Sin embargo, aclara, esta no es la única razón, dado que también resultaba un proyecto inviable económicamente. “Aquí tiene que ver un elemento de costo. Las evaluaciones que yo conozco, uno aspira a tener costos de energía ojalá bajo los 80 dólares por Megawatt hora (MWh). Entonces, todas las evaluaciones que hemos visto de centrales nucleares, incluso con subsidios de todo el montaje y seguridad, que en general paga toda la sociedad, son costos que están sobre los 150- 200 dólares por MWh”, señala Palma.

Fuente: U. de Chile