Fundamentos nucleares #0. Introducción: de la incertidumbre y el prejuicio, a la fascinación
Conviene reflexionar durante unos breves instantes sobre el significado que otorgamos a la palabra nuclear: ¿a qué nos evoca la palabra nuclear?
- Energía nuclear
- Tecnología nuclear
- Física nuclear
- Guerra nuclear
- Reacción nuclear
- Bomba nuclear
- Accidente nuclear
- Medicina nuclear
Pocas palabras poseen un poder semántico tan grande como el que atesora nuclear.
Basta añadirla a un término aparentemente cotidiano para transformar inmediatamente aquello que imaginamos. No provoca la misma reacción hablar de energía que de energía nuclear, de tecnología que de tecnología nuclear o de un accidente que de accidente nuclear.
Durante más de ochenta años, la palabra ha quedado ligada a algunas de las imágenes más impactantes de nuestra historia reciente:
- Hiroshima y Nagasaki.
- Chernóbil.
- Pruebas nucleares en lugares remotos.
- Símbolos de radiación.
- Desecho de residuos radiactivos de forma inapropiada.
No resulta extraño, por tanto, que lo nuclear despierte miedo, rechazo, incertidumbre o desconfianza.
Y a decir verdad, forma parte de la historia, pero no es toda la historia.
Porque detrás de la misma física que permitió construir las primeras armas nucleares existe un campo científico extraordinariamente amplio. Un campo que nos ha permitido estudiar la materia, diagnosticar y tratar enfermedades, producir electricidad, explorar lugares del Sistema Solar a los que apenas llega la luz del Sol y comprender, incluso, por qué brillan las estrellas.
Porque cuando pensamos en nuclear, quizás a muchos les viene esto a la mente...
El 26 de abril de 1986, el reactor número 4 de la central de Chernóbil sufrió el accidente nuclear más grave ocurrido en una instalación nuclear civil. Una combinación de factores, derivados del propio diseño del reactor RBMK, así como graves errores durante una prueba de seguridad provocó un incremento descontrolado de potencia, explosiones y la liberación de grandes cantidades de material radiactivo.
Chernóbil se convirtió desde entonces en uno de los grandes símbolos del riesgo asociado a la energía nuclear.
o esto otro...
El 6 de agosto de 1945, una bomba atómica fue detonada sobre Hiroshima. Tres días después otra lo fue sobre Nagasaki.
Por primera y única vez en la historia, las armas nucleares fueron utilizadas en una guerra contra ciudades habitadas. Sus efectos inmediatos y posteriores dejaron cientos de miles de víctimas y mostraron al mundo una capacidad destructiva que hasta entonces pertenecía prácticamente al terreno de la imaginación.
Es comprensible que buena parte de nuestra percepción colectiva de la palabra nuclear proceda de acontecimientos como estos.
Nube en forma de hongo fotografiada desde uno de los B-29 que acompañaron al Enola Gay.
Fotografía de Hiroshima anterior (izquierda) y posterior (derecha) al bombardeo.
Prueba nuclear «Bravo» (potencia de 15 Mt) en el atolón de Bikini. La prueba formaba parte de la Operación Castle. La prueba «Bravo» fue una explosión en superficie con un dispositivo termonuclear experimental.
Crédito: United States Department of Energy - US gov
US DoE
La historia no termina aquí. Esto es únicamente una cara de la moneda, por desgracia, la más desagradable.
Porque también es una aplicación nuclear esto…
La física nuclear y el estudio de las radiaciones permiten observar y tratar el interior del cuerpo humano.
Gammagrafía PET.
Radioisótopos empleados como trazadores permiten estudiar el funcionamiento de órganos y tejidos.
Un medio de contraste yodado en angiografía cerebral.
La radioterapia utiliza radiación de alta energía para destruir células tumorales. Por ejemplo, la protonterapia aprovecha las propiedades de los haces de protones para concentrar gran parte de la dosis en regiones determinadas del organismo, reduciendo la irradiación de tejidos circundantes.
Equipo para terapia de protones. A día de hoy, en España hay dos centros de protonterapia (en el sector privado) en funcionamiento: el centro de Protonterapia Quirónsalud, y la clínica Universitaria de Navarra, ambos situados en Madrid. No obstante, existe un proyecto nacional para su expansión en hospitales públicos para instalar varios equipos de este tipo en distintas comunidades autónomas.
Y tecnologías estrechamente relacionadas con el estudio y control de las radiaciones, como la radiografía o la tomografía computarizada, se han convertido en herramientas fundamentales de la medicina moderna.
La misma palabra que asociamos a destrucción también forma parte del vocabulario cotidiano de hospitales y centros de investigación.
y esto otro...
En 1977, las sondas Voyager comenzaron uno de los viajes más extraordinarios emprendidos por nuestra especie.
Décadas después continúan alejándose del Sol. A esas distancias, los paneles solares dejan de ser una solución práctica. Su energía procede de generadores termoeléctricos de radioisótopos, dispositivos capaces de transformar en electricidad el calor generado durante la desintegración radiactiva de determinados materiales.
El plutonio-238 ha permitido así mantener operativas durante décadas algunas de las sondas espaciales más longevas jamás construidas. La tecnología nuclear no solo nos permite estudiar lo infinitamente pequeño. También nos ayuda a explorar lo extraordinariamente lejano.
y…
La fisión de núcleos pesados permite producir enormes cantidades de energía a partir de cantidades relativamente pequeñas de combustible.
Central nuclear de Ascó.
Desde mediados del siglo XX, los reactores nucleares forman parte del sistema eléctrico de numerosos países y constituyen una de las principales tecnologías disponibles para producir electricidad a gran escala con bajas emisiones directas de dióxido de carbono.
y formará parte de la energía del futuro…
Mientras los reactores actuales obtienen energía principalmente mediante fisión, numerosos laboratorios de todo el mundo intentan dominar otro proceso: la fusión nuclear.
Proyectos como ITER tratan de reproducir de manera controlada algunas de las condiciones necesarias para fusionar núcleos ligeros y estudiar si este fenómeno puede convertirse algún día en una fuente energética viable a gran escala.
Conseguirlo significa enfrentarse a plasmas extremadamente calientes, campos magnéticos gigantescos, intensos flujos de neutrones y algunos de los mayores desafíos tecnológicos que ha planteado la ingeniería moderna.
Por el momento no tenemos centrales comerciales de fusión, pero estamos aprendiendo a controlar el proceso que alimenta las estrellas.
Porque en realidad, todo comenzó allí.
Mucho antes de Hiroshima, y mucho antes de Chernóbil. Antes incluso de que existiera siquiera nuestra especie. En el interior del Sol, núcleos de hidrógeno participan en una sucesión de reacciones que terminan formando helio, y en este proceso, una pequeña parte de la masa involucrada se transforma en energía.
Un proceso que lleva ocurriendo miles de millones de años.
La luz que permite crecer a una planta, calienta un océano, mueve la atmósfera terrestre o alcanza nuestra retina después de recorrer unos 150 millones de kilómetros tiene, en última instancia, un origen nuclear.
Comprender antes de juzgar
La física nuclear no es una tecnología concreta ni una determinada posición ideológica respecto a la energía. Es, antes que nada, el estudio del núcleo atómico y de los fenómenos asociados a él.
A partir de ese conocimiento han surgido armas, sin precedentes en su potencial destructivo, eso es innegable. Pero también reactores, radiofármacos, técnicas de diagnóstico, tratamientos contra el cáncer, métodos de datación, herramientas para estudiar materiales, sistemas de propulsión, detectores, instrumentos científicos y tecnologías para la exploración espacial.
Algunas de esas aplicaciones encierran enormes posibilidades. Otras implican riesgos, pero riesgos que se pueden mitigar con las medidas y los protocolos adecuados. Y precisamente por eso conviene comprenderlas. Y ese es el propósito de esta serie, arrojar luz sobre la naturaleza del núcleo atómico.
Partiremos de las preguntas más elementales — qué es realmente un núcleo, por qué algunos son estables y otros no, qué significa que un material sea radiactivo o de dónde procede la energía nuclear — y avanzaremos progresivamente hacia la fisión, la fusión, los tipos de radiaciones, sus aplicaciones y los problemas tecnológicos que todavía quedan por resolver.
No se trata de presentar la tecnología nuclear como algo bueno o malo. Se trata de comprender mejor para poner todo este potencial a disposición de la sociedad.
