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Se cumplieron 75 años de los ataques a Hiroshima y Nagasaki - La bomba atómica y el avión

24/08/2020 |  Por el Ing. Edgardo Remo Benvenuto Pérez -   Días atrás se cumplieron 75 años de los ataques atómicos contra las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki en el marco de la segunda guerra mundial. Este acto de Estados Unidos desató un infierno en el que murieron decenas de miles de personas, y dejó consecuencias que se sienten hasta el día de hoy. El Ingeniero Edgardo Benvenuto brinda una explicación técnica de lo ocurrido en ese hecho atroz.

La fisión nuclear
En 1895 Henri Becquerel descubrió que algunos cuerpos emiten espontáneamente radiaciones de elevada energía. El fenómeno fue estudiado desde 1896 por Pierre Curie (1859-1906) y María Sklodowska (1867-1934), detectaron que estas radiaciones y su energía eran independientes de las condiciones (presión P, temperatura T, estado del cuerpo, composición química), descubrieron que el origen de las radiaciones era un elemento químico desconocido, lo llamaron radio Ra.
El fenómeno se llamó radiactividad. Luego descubrieron otros elementos químicos radiactivos, por ejemplo, el polonio Po (por Polonia, Marie Sklodowska Curie era polaca).
Desde 1900 Ernest Rutherford (1871-1937) estudió las radiaciones y descubrió que, según el caso, hay distintos tipos de radiaciones, una son los  rayos  , haz de partículas con carga eléctrica positiva (+) relativamente pesadas. En 1911 Rutherford y colaboradores realizaron una experiencia clásica, provocaron el choque (bombardeo) de rayos  [partículas con carga (+) y masa ≈ 4 uma (Da) emitidas por un cuerpo radioactivo] contra una delgada lámina metálica de Au (s) de espesor ≈ 0,0001 mm = 10-4 mm.
El resultado experimental fue sorprendente, si se supone que la lámina está formada por átomos según el modelo de Thompson (“pudín con pasas”), todas las partículas  por su masa y velocidad deberían atravesar la lámina, la mayoría de las partículas  atravesaron la lámina, pero algunas se desviaron y muy pocas, aproximadamente 1/104, rebotaron. Una lámina de Au de 10-4 cm de espesor tiene aproximadamente 10000 átomos en fila.
Rutherford dijo “es como si se disparan balas a un papel y algunas rebotan”.
Los resultados experimentales indican que la carga positiva del átomo se encuentra en un pequeño núcleo central [diámetro del orden 10 12 cm (R = 1,4 fm A1/3)].
En la década de 1930 se descubre el neutrón n* y se realizan experimentos para agregar n* a núcleos de distintos elementos químicos. Otto Hahn (1879-1968) y Lise Meitner (1878-1968) agregaron neutrones n* al núcleo del uranio U (Z = 92), el último elemento químico natural, analizado los resultados se encontró el elemento químico bario Ba (Z = 56). Inicialmente se supuso que el resultado inexplicable del análisis químico era por contaminación con Ba, pero Lise Meitner y Otto Frish (1904-1979) en 1939 propusieron que el núcleo de uranio U se había dividido al agregar un n*: fisión nuclear.
En EEUU se encontraban trabajando un gran número de científicos europeos exiliados desde la Alemania nazi, uno era Leo Szilard (1898-1964) que en 1934 patenta la idea de la reacción nuclear en cadena y cuando conoce en 1939 los resultados del experimento de Hahn y Meitner, cree que la construcción de una bomba nuclear de gran poder es posible y alarmado porque supone que la Alemania nazi lo estaba investigando, visita a Albert Einstein (1879-1955) y le propone enviar una carta al presidente de los EEUU (F.Roosevelt) para que EEUU se ocupe de construir la bomba antes que Alemania.
En la carta, enviada el 1 de agosto de 1939, se destaca que por el tamaño y peso estimado de la bomba según los conocimientos de la época, había que transportarla en un barco hasta el blanco. La carta llegó a Roosevelt cuando la guerra ya había empezado en Europa, Alemania invade Polonia el 1 de setiembre de 1939. En 1940 los EEUU iniciaron las investigaciones de la fisión del U y en 1942 se inicia el Proyecto Manhattan que el 16 de julio de 1945 (la guerra en Europa había terminado 2 meses antes, sino quizás la habrían arrojado en Alemania) explota la primera bomba nuclear en un desierto de EEUU.
La fisión es un fenómeno químico nuclear que se produce cuando un núcleo con más de 230 nucleones absorbe un n* incidente. El  núcleo resultante, en general, se rompe o fisiona en dos núcleos y n* adicionales, lo cual puede iniciar una reacción en cadena con una liberación de gran cantidad de energía que pierde el sistema (en los fenómenos químicos nucleares intervienen elevadas cantidades de energía según la ley de Einstein: ∆E = ∆m.c2).
En una central de energía en el reactor nuclear se controlan los n* adicionales para que la energía producida se libere lentamente, en una bomba nuclear no se controlan los n*, la fisión en cadena se produce muy rápidamente y es explosiva. Ambas aplicaciones se han realizado:
* en 1945, las bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki.
* en 1954 Central de Energía Nuclear: URSS.
No se debe omitir que los efectos de las únicas dos bombas nucleares de fisión usadas contra humanos lanzadas por los Estados Unidos en 1945 sobre civiles en Hiroshima y Nagasaki, son prácticamente eternos y desconocidos. Es inconcebible y denigrante para la especie humana que algunos individuos de la especie con poder de decisión ordenaron usar esta tecnología en contra de sus semejantes, por supuesto, hay muchas y variadas “tecnologías destructivas”, pero la nuclear es mucho peor. Los efectos nocivos y contaminantes de la tecnología nuclear (bombas de fisión o bombas H o de fusión) desde la década del 50, experimentos starfish prime, contaminación de las centrales nucleares, cementerios nucleares, también son desconocidos, catastróficos y eternos para la biósfera de la Tierra.
La energía nuclear de fisión es una fuente de energía de gran utilidad pero también es muy peligrosa (Chernobyl 1986, Fukusima 2011). Se destaca que Hiroshima y Nagasaki fueron reconstruidas en pocos años, mientras que Chernobyl es inhabitable.

 

El avión
De acuerdo con los conocimientos científicos en 1939 respecto a la reacción nuclear de fisión en cadena, se estimaba que por el peso de la bomba (masa crítica del material fisionable) y por lo tanto su tamaño, no existía un avión para llevarla hasta el blanco, en la carta de Einstein y Szilard a Roosevelt se indicaba que era necesario un barco para transportarla.
El desarrollo del avión se inicia fines del siglo XIX y principios del siglo XX, por ejemplo, los hermanos Wrigth en 1903, Santos Dumont en 1906. En la primera guerra mundial 1914-1918 se usaron aviones en lucha aérea, bombardeo y reconocimiento. En la década de 1920 hay aviones comerciales, por ejemplo, el Ford Trimotor (el 24 de junio de 1935 muere en un accidente con este avión Carlos Gardel en Medellín). Desde 1935 vuela uno de los aviones más exitosos, el DC 3. En la segunda guerra mundial la participación de los aviones es muy importante, por ejemplo, el ataque aéreo a Pearl Harbor por el Japón el 7 de diciembre de 1941. En 1935 se fabrica el bombardero B 17 de 23 m de largo pero la Fuerza Aérea de los EEUU pide un bombardero más grande y de mayor alcance, en 1940 se inicia el desarrollo de la súper fortaleza B 29. Un dato muy significativo es que este avión estaba diseñado para operar en el Pacífico, asumiendo que la guerra con Japón era inevitable (quizás el ataque a Pearl Harbor no fue evitado y aun facilitado para iniciar la guerra en el Pacífico y la entrada de EEUU en la Segunda Guerra Mundial).
En 1942 vuela el primer prototipo B 29 de 30 m de largo y en 1944 entra en la guerra, un año antes que explote la primera bomba nuclear: ¡casualmente la bomba y el avión que podía llevarla se obtuvieron casi al mismo tiempo!
La bomba lanzada el 6 de agosto de 1945 sobre Hiroshima por el B 29 “Enola Gay” fue llamada Litlle Boy, era de forma cilíndrica, 3 m de largo, 71 cm de diámetro y 4400 Kg de peso con 64 Kg de uranio 235U fisionable, explotó sobre Hiroshima a las 8.15 de la mañana, murieron instantáneamente más de 70.000 civiles, son incalculables y desconocidos los efectos posteriores.
La bomba lanzada el 9 de agosto de 1945 sobre Nagasaki por el B 29 “Bockstar” fue llamada Fat Man, era de forma pelota de rugby, 3,3 m de largo, 1,5 m de diámetro y 4700 Kg de peso con 6,2 Kg de plutonio 239Pu fisionable, explotó sobre Nagasaki a las 11.02 de la mañana, murieron instantáneamente más de 50.000 civiles, son incalculables y desconocidos los efectos posteriores.