El uranio: el elemento más polémico

Cuando, en 1938, Otto Hahn descubri la increble cantidad de energa que se poda liberar al dividir el tomo de uranio, abri el camino para conseguir no slo una fuente de electricidad potencialmente ilimitada, sino tambin para lograr la bomba atmica.

Hoy, el potencial de este elemento nos sita en una nueva encrucijada, que divide a los ecologistas.La irona est en que los primeros usos del uranio ni siquiera alumbraban su increble potencial.

En la mesa de laboratorio del departamento de Qumica del University College de Londres, el profesor Andrea Sella sita en fila varios objetos de cristal de un color verde amarillento, un salero y un vaso de vino.Sella apaga las luces del laboratorio y enciende una bombilla ultravioleta.

De pronto, la fila de vasos se enciende con una misteriosa fluorescencia. El color y el brillo extraordinario es el resultado de las sales de uranio del vaso, explica.

Este fenmeno deleitaba y perturbaba por igual a los hombres de la poca victoriana.

Pensaban, incluso algunos de los cientficos que investigaban las propiedades del uranio, que los misteriosos colores y las luces eran indicios de un vnculo con el mundo sobrenatural.

Solo a finales del siglo XIX se descubri que el uranio tena, de hecho, propiedades de otro mundo.

Radioactividad

En 1896, Henri Becquerei descubri que al colocar sales de uranio sobre una placa fotogrfica, la placa se ennegreca a causa de la radiacin emitida por las sales de uranio. La radiacin atravesaba papeles negros y sustancias opacas.

Fue su estudiante doctoral Marie Curie la que llam a esta propiedad radioactividad, utilizando el prefijo radio de la palabra griega que denomina el rayo o el haz de luz.

[embed:993981] Fue Marie Curie la que le puso nombre a la radioactividad.

La inestabilidad del tomo de uranio es la fuente de un misterioso poder.

El uranio, con 92 protones, es el elemento de mayor peso atmico de los que se encuentran en la naturaleza, y su ncleo sobredimensionado puede descomponerse, emitiendo partculas alfa: uniones de dos neutrones y dos protones.

Estas partculas son los ncleos de los tomos de helio, y es por la descomposicin radioactiva del uranio y otros elementos inestables que existe el helio en el planeta Tierra.

Las partculas alfa salen despedidas del ncleo del uranio como la metralla de una explosin.

Estos misiles minsculos viajan a una velocidad increble, de 16.093 kilmetros por segundo.

En el contexto de las radiaciones no es muy peligroso: una hoja de papel es suficiente para proteger el cuerpo de la radiacin alfa.

Pero cada vez que un elemento inestable como el uranio desprende una partcula de radiactividad, decae, transformndose en otro elemento.

As, el uranio se transforma en torio, que a su vez se convierte en protactinio, hasta que al final se convierte en plomo.

Riesgos para la salud

Estos elementos que decaen producen otras formas de radiacin, beta y gamma, que puede penetrar el cuerpo humano, produciendo muchsimo dao.

Destrozan y matan las clulas, lo que produce envenenamiento por radiacin.Tambin pueden interrumpir el funcionamiento de las clulas.

Aunque el cuerpo humano puede muchas veces repararse a s mismo, las clulas daadas proliferan de forma salvaje (lo que sucede en el cncer) o provocar mutaciones genticas que transmitimos a nuestros hijos.

Marie Curie nunca fue completamente consciente de los riesgos de la radiacin para la salud. Al contrario, se dice que dorma con una brillante ampolla de istopos radioactivos junto a la cama.

Pero ella y muchos de sus colegas murieron de enfermedades relacionadas con la exposicin a la radiacin.

La radiacin puede ser peligrosa, pero cada vez que un tomo radioactivo dispara uno de esos misiles minsculos, se genera un producto secundario potencialmente muy til (adems del helio): el calor.

Y el calor producido por el uranio todava juega un papel crucial en dar forma al ambiente fsico de nuestro mundo.

Se estima que la desintegracin del uranio y otros elementos radioactivos es la fuente de alrededor de la mitad del calor que existe en el interior de la Tierra. El resto proviene del proceso de formacin del planeta.

Lo que esto significa es que el uranio y sus similares han dado forma a la Tierra tal y como la conocemos.

Su legado termal ayuda a las corrientes de conveccin energticas que son la fuente del campo magntico terrestre, y tambin dirige el movimiento de las placas tectnicas que forman la superficie de la Tierra.

El movimiento tectnico ha esculpido las capas de Tierra en las que vivimos.

La capacidad de nuestra especie de liberar la energa de los tomos del uranio deriva de otra propiedad relacionada de este inseguro elemento.

Fisin

En 1930, cientficos descubrieron que si disparas un neutrn (una partcula subatmica sin carga) hacia algunos tomos del uranio, puedes dividirlos en dos, liberando enormes cantidades de energa en el proceso. Esto se llama fisin, de la forma latina divisin.

La divisin del tomo representa un punto de inflexin en la historia, el primer paso para hacerse con una energa hasta ese momento inimaginable.

Las cosas evolucionaron rpido desde ese primer descubrimiento.

El mundo estaba al borde de una guerra y tanto los estadounidenses como los alemanes se dieron cuenta de que podra ser posible utilizar la fisin para crear nuevas y devastadoras bombas.

Esto es porque la fisin se puede utilizar para provocar una reaccin nuclear en cadena.

Cada vez que se divide un tomo de uranio, libera tres neutrones que a su vez pueden dividir otros ncleos fisibles, liberando an ms neutronescon consecuencias explosivas.

El reto para los cientficos que intentaban desarrollar estas nuevas armas terrorficas era conseguir suficiente material fisible.

Como en el caso de otros elementos, el uranio se presenta en formas levemente distintas conocidas como istopos, que se diferencian entre ellas en el nmero de neutrones del ncleo.

El uranio natural contiene una mezcla de dos istopos principales. El ms comn con diferencia es el uranio-238 que no se divide fcilmente. Supone el 99,3% del uranio que se encuentra en la Tierra.El restante 0,7% es el tipo fisible, el uranio-235.

Proyecto Manhattan

En 1942, un equipo estadounidense del Proyecto Manhattan liderado por el fsico italiano Enrico Fermi, construy el primer reactor nuclear en el suelo de una pista de squash en el campus de la universidad de Chicago.

Se le denomin Chicago Pile-1 y Fermi lo utiliz para crear la primera reaccin en cadena auto-sostenida.

Mostr que incluso el uranio natural, con una proporcin muy baja de material fisible, podra utilizarse para crear una reaccin en cadena. El truco estaba en usar el grafito como moderador.

Los moderadores provocan reacciones en cadena con ms facilidad al ralentizar a los neutrones, lo que hace ms probable que puedan dividir otros ncleos.Las bombas, sin embargo, no tienen nada que ver con la moderacin.

Las reacciones nucleares incontroladas de las bombas atmicas requieren una elevada concentracin de material fisible.

Pero separar el uranio-235 del uranio-238 es muy difcil. Qumicamente son casi idnticos y tienen casi la misma masa.

Es posible utilizando centrifugadoras, pero la tecnologa centrfuga estaba muy poco desarrollada.El reactor nuclear de Fermi ofreca una ruta alternativa hacia la bomba.

Cuando un neutrn golpea uno de los ncleos no fisibles del uranio-238, lo puede convertir en un nuevo elemento, el plutonio.

Destruccin mutua asegurada

Los ncleos de plutonio son fisibles y los primeros reactores nucleares del mundo se convirtieron en fbricas para convertir el uranio en plutonio para programas de construccin de bombas.

El xito del Proyecto Manhattan estuvo marcado de forma espeluznante por el lanzamiento de las dos bombas atmicas, una de uranio, la otra de plutonio.

Las bombas mataron a ms de 150.000 personas y, pocos das despus, los japoneses se haban rendido, poniendo fin a la segunda Guerra Mundial.

Lo que sigui fue un largo punto muerto. Durante dcadas, el mundo se qued atrapado por la Guerra Fra.El conflicto se contuvo por la magnitud de las consecuencias en caso de que estallase.

Esto se llam la doctrina de la destruccin mutua asegurada, con la consecuencia de llevar a ambos bandos a desarrollar armas cada vez ms terrorficas para asegurar un equilibrio de poder.

Pero, al mismo tiempo, la atencin se dirigi hacia usos ms pacficos de la fisin nuclear.

Generar energa fue una ocurrencia tarda con los primeros reactores.

Estos reactores necesitaban ser enfriados, y utilizar el gas que los enfriaba para mover las turbinas era un buen acto de relaciones pblicas.

Silencio

En la dcada de 1950, una nueva rama de investigacin nuclear empez a investigar la posibilidad de desarrollar reactores nucleares especficamente para generar electricidad.

Hoy, alrededor del 10% de la electricidad mundial se genera a partir de la fisin de tomos de uranio.

Las plantas nucleares estn envueltas en un silencio que da miedo.

Lo nico que se oye, incluso en la planta Sizewell B en la costa de Suffolk, es un leve zumbido.Aburrido est bien, dice Colin Tucker, encargado de la seguridad de la planta.

Pero el milagro diablico en el centro de un reactor moderno est lejos de ser aburrido.

En el centro del reactor se dividen 1.000.000.000.000 (un trilln) de tomos cada segundo, dice Tucker.

Cada da, la reaccin nuclear controlada en Sizewell B genera el calor equivalente a la energa de la bomba que destruy Hiroshima multiplicada por tres.

Esa energa se guarda en dos piscinas con agua sper caliente atrapada bajo presin en un cilindro de acero.

Este es el aspecto del proceso que pone ms la piel de gallina.

El director de la planta, Jim Crawford, me lleva a travs de una serie interminable de pasillos acolchados con aluminio.

Alcanzamos una puerta de seguridad formidable donde me dice que presione un medidor de radiacin Geiger.

Entro en un gran sarcfago de hormign. Un diseador de plats de Hollywood tendra dificultades para construir algo tan inquietante y ominoso.

Hay una valla que da a una piscina profunda. Las luces dentro del agua inusualmente azul iluminan el panel plateado. Esto es lo que se conoce como la piscina de combustible nuclear gastado.

Miro hacia el agua que est abajo.

Ests observando parte del material ms radioactivo del mundo, dice Crawford.

Una piscina olmpica

En esta piscina se guardan las barras de combustible de uranio gastado.

Como estas barras han estado expuestas a una reaccin nuclear, muchos de los tomos de uranio-238 se han transformado en plutonio todava ms radioactivo.

Me sorprende lo pequea que es: sobre 40 metros de largo y quizs unos 15 metros de ancho.

Sizewell proporciona entre el 3% y el 4% de la electricidad del Reino Unido, y lleva en marcha casi dos dcadas.Pero todo el combustible utilizado en esos aos cabe en una piscina olmpica.

Es el peligro que supone la energa nuclear y los deshechos que produce lo que ha provocado que la tecnologa sea tan impopular en el mundo y lo que explica por qu, durante dcadas, los ecologistas se opusieron de forma implacable.

Pero a medida que aumentan las evidencias sobre el cambio climtico, el equilibrio del riesgo est cambiando.

El peligro de un desastre nuclear necesita sopesarse contra el consenso mayoritario de que las emisiones de efecto invernadero estn provocando un cambio en el clima.