Origen y desarrollo de la energia nuclear

Hay una serie de conjeturas sobre la energía solar que hoy están más actuales que nunca, veamos su historia y desarrollo. Hacia 1847 comienza a conjeturarse que siendo aceptado el principio de conservación de la energía, la edad atribuida al sol y la imposibilidad de explicar sus radiaciones a partir de una simple combustión química debería existir alguna otra fuente de energía inadvertida hasta entonces por la humanidad. En solo medio siglo desde el inesperado descubrimiento de los rayos X por parte de Wilhelm Roetgen en 1895, la ciencia siguiendo la senda de los misteriosos fenómenos radiactivos logra desvelar los secretos de la energía nuclear.  En 1876 los experimentos de Eugen Golstein con rayos catódicos ponen en la pista a los científicos para detectar el electrón…

Origen y desarrollo de la energia nuclear

En 1896 el físico francés Antoine Henri Becquerel comprueba que ciertas sustancias, como las sales de uranio, generan rayos penetrantes de origen misterioso. Las investigaciones de Marie y Pierre Curie con mineral de uranio llevan al descubrimiento de otras sustancias hasta entonces desconocidas y aún más radiantes, entre ellas el radio. No pasa mucho tiempo hasta descubrir que la radioactividad implica emisión de energía. Dos años después, en 1898 Ernest Rutherford distingue rayos que denomina alfa y beta en las radiaciones de uranio, estas últimas resultaran ser electrones. Joseph John Thompson, físico inglés, es el que identifica y mide finalmente al electrón, la primera partícula subatómica en ser descubierta. Ya en el siglo XX, en 1903 se pensaba que los únicos elementos en tener una reserva energética dentro del átomo eran los elementos radiactivos sin embargo Ernest Rutherford sugiere que todos los átomos tienen escondida una enorme reserva de este tipo.

Rutherford y Bohr: primeros modelos atómicos

En 1911 el físico J. J. Thomson aproxima un modelo teórico del átomo en el que los electrones se repartían en el interior de una esfera de carga positiva y describían una órbita alrededor del núcleo. Es sin embargo el neozelandés Ernest Rutherford, quien demuestra la estructura interna del átomo, un pequeño núcleo alrededor del cual giran los electrones, al verificar experimentalmente esa hipótesis mediante bombardeo de rayos alfa descubre desvíos sorprendentes intuyendo impactos contra un núcleo mucho más masivo de lo supuesto y cuya carga era idéntica a la suma de las cargas de los electrones. No es hasta el año 1913 en el que el físico Niels Bohr desarrolla una hipótesis mejorada para explicar la estructura del átomo. Bohr postula que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a determinadas distancias del núcleo cumplimentando ciertas condiciones. Su formulación permite salvar las inconsistencias con la física clásica del primer modelo. Comienza a intuirse progresivamente el funcionamiento de complejas fuerzas dentro del átomo cuya comprensión posibilita dos décadas mas tarde modificar con éxito la estructura de sus propios núcleos. Antes de 1914 se había detectado en los experimentos de rayos catódicos una partícula con carga positiva cuya masa es igual a la masa del hidrogeno, Rutherford sugiere ahora que pese a su desproporcionada masa es equivalente aunque con carga positiva a la del electrón. La nueva partícula será denominada protón…

Protón y neutrón: nuevas partículas

En 1919 Ernest Rutherford encuentra la primera evidencia experimental de un protón. Rutherford expone gas nitrógeno a una fuente radiactiva de partículas alfa, al colisionar algunas de estas partículas con los núcleos de los átomos de nitrógeno se transforman en átomos de oxígeno-17, imprevistamente ha logrado llevar a cabo la primera reacción nuclear hecha por el hombre. En 1932 Chadwick realiza un descubrimiento crucial: el neutrón, partícula de masa equivalente a la del protón, pero carente de carga, lo que le convierte en un proyectil atómico ideal, pues es capaz de penetrar en el átomo sin ser afectado. Los bombardeos cada vez más efectivos, sobre los núcleos atómicos provocan alteraciones en el equilibrio energético de los átomos y abren así el camino a la transmutación de elementos, algo por entonces impensable.

Nueva alquimia en el siglo XX

En 1934 Frederic Joilot-Curie logra fosforo-30, el primer núcleo obtenido mediante reacciones nucleares provocadas por bombardeo de partículas. Entre tanto Fermi ensaya el bombardeo de uranio con neutrones, las extrañas radiaciones beta resultantes confirman 5 años más tarde la obtención de un elemento desconocido, el primero transuránico, que es denominado neptunio y más tarde otro denominado plutonio. Las experiencias de Fermi logran además variantes de átomos de elementos radiactivos ya conocidos con diferente valor másico que comienzan a ser conocidas como radioisótopos. Sus aplicaciones para la medicina en exploración y diagnostico serán revolucionarias. Cinco años después, en 1939 el físico danés Niels Bohr anuncia a la comunidad científica, a pesar de sus reservas iniciales, un fenómeno inédito, la fragmentación del núcleo del uranio. El fenómeno será conocido a partir de entonces como fisión. La fisión del uranio, según se comprueba, libera cerca de diez veces más energía nuclear por núcleo que cualquier otra reacción nuclear de las conocidas hasta entonces y además es susceptible de propagarla mediante una reacción en cadena.

En el 1942 en los EE.UU. el físico Enrico Fermi y sus colaboradores construyen en la Universidad de Princeton, en Chicago, la primera pila atómica, el suceso da paso a la primera reacción nuclear controlada en la historia de la humanidad y servirá de modelo para centrales electro-nucleares y en lo inmediato para construir las primeras bombas atómicas, se produce la primera explosión atómica experimental En 1945, concretamente el 16 de julio, en secreto, en White Sands, en el estado de Nuevo México, EE.UU. siendo detonada en medio de una gran expectativa la primera bomba atómica experimental, de 19 kilotones bajo el nombre clave de Trinity, paso previo a los bombardeos sobre Japón en agosto.  Rusia realiza en Siberia, no es hasta 1949, su primera prueba atómica, siendo a mediados del siglo XX, en 1952, también Gran Bretaña la que se incorpora como potencia nuclear. Francia y China acceden a la bomba durante los años 1960 y 1964 respectivamente.

En 1956, en octubre, Gran Bretaña pone en funcionamiento la primera central nuclear comercial en el mundo. La planta denominada Calder Hall cuenta con una capacidad de generación de 196 megavatios y está localizada junto a un complejo de instalaciones de procesamiento nuclear en las adyacencias de Windscale, sobre el Mar de Irlanda. El complejo será conocido años más tarde como Sellafield. El reactor el primero de una serie de cuatro de un plan aún más ambicioso seguirá en funcionamiento hasta 2003.   El año 1957, un año después, se establece con el apoyo de 81 naciones, la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) con sede en Viena, una iniciativa que reconoce como antecedente la advertencia formulada cuatro años antes ante la ONU por el presidente de EE.UU. Dwight Eisenhower acerca de la necesidad de contar con un estatuto internacional que supervise la seguridad del uso de la energía atómica en el mundo, 54 años después aún sigue el debate…

La Factoria Historica

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