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¿Cómo funciona la bomba atómica?

Te respondemos clara y brevemente
(Foto: WHOI)

Seguro siempre quisiste saber cómo funciona una bomba atómica, pero nunca le preguntaste a tus maestros de física. Eso o cuando les preguntabas te respondían con un discurso de media hora que a penas entendías. A todos nos pasó. Por eso aquí te explicamos de forma breve y clara el funcionamiento básico de una bomba atómica. Trataremos de ahorrarnos los tecnicismos y evitar lo más posible hablar como tus profes.

Algo que quizá no te contaron de la bomba atómica es que, al igual que la carrera espacial entre Estados Unidos y la Unión Soviética, dos países se disputaron la creación de la primera bomba nuclear. Por un lado estuvo, por supuesto, Estados Unidos, y por otro la Alemania nazi. Unos treinta años antes de la carrera por la conquista del espacio exterior, Estados Unidos se enfrentó con la Alemania de Hitler para conseguir el aprovechamiento de la energía nuclear.

Es bien sabido que norteamericanos e ingleses justificaron sus experimentos y pruebas de la bomba nuclear apelando a que, si ellos no conseguían crearla antes, los nazis la aprovecharían para destruir el mundo. Y, aunque no tenían pruebas de que los alemanes trabajaran en tal proyecto, hay algo que sí es un hecho: fueron dos científicos alemanes quienes descubrieron el principio básico que rige el funcionamiento de la bomba atómica.

En 1938 Otto Hahn y Fritz Strassmann descubrieron en el laboratorio el proceso físico que hizo posible la bomba atómica (y los reactores nucleares): la fisión nuclear. Fisión es una palabra rara, pero lo que describe es más que sencillo. Significa que un átomo que está compuesto de diversos núcleos se rompe en átomos con núcleos más sencillos. Si todavía suena un poco extraño échale un ojo a la siguiente imagen.

Como puedes ver, el proceso de fisión es básicamente el hecho de que un átomo se divida. Y hay que añadir dos cosas: en primer lugar, este proceso sucede en átomos de elementos químicos muy complejos (como el uranio). En segundo lugar, el proceso casi siempre es inducido de manera artificial.

Esto fue lo que hicieron en 1938 los científicos alemanes de los que hablábamos. Indujeron la fisión añadiendo neutrones a un átomo de uranio, lo que causó que los átomos integraran esos neutrones a su estructura y liberaran otros neutrones. Todo este proceso desestabiliza el átomo de uranio, pero más importante todavía es que los neutrones liberados por el primer átomo de pueden ser integrados a otros átomos de uranio, causando una reacción en cadena.

La primera reacción en cadena  de la historia fue realizada en 1942 en la Universidad de Chicago, cuatro años antes de la detonación de la bomba atómica en Hiroshima.

Otto Hahn recibió el premio Nobel de química en 1944 por el descubrimiento de la fisión nuclear.

Cada que los átomos complejos (en este caso, los de uranio) se descomponen en átomos más simples hay una pequeña pérdida de masa. O sea, la masa total de los átomos que resultan de la fisión es menor que la masa del átomo inicial. Esta diferencia de masa es la energía que se libera cuando sucede la división del átomo.

Quizá recuerdes la ecuación más famosa de la historia: E = mc2. Pues esta operación describe el proceso de transformación de masa en energía (Energía es igual a la Masa por la velocidad de la luz al cuadrado.)

Entonces recapitulemos: los átomos de uranio se dividen (proceso conocido como fisión nuclear) y liberan energía en el proceso. Mientras más átomos de uranio tengamos la reacción en cadena será más larga y más potente. Ese fue un problema con el que se enfrentaron los científicos que desarrollaban la bomba atómica: ¿cómo saber la cantidad exacta de uranio necesaria para crear una explosión que causara un daño considerable?

Mientras que los científicos alemanes calcularon (quizá por un error en sus datos) que sería necesaria una cantidad colosal de uranio para crear una explosión, los científicos norteamericanos e ingleses llegaron a la conclusión de que bastarían unas decenas de kilogramos del elemento para hacer estallar la bomba. Y fue lo que sucedió en Hiroshima y Nagasaki en 1945.