La Energía Nuclear

LA RADIACTIVIDAD

En 1895, el físico alemán Wilhelm Konrad Roentgen (1845-1923) estaba realizando experimentos con un tubo de Crookes (o tubo de rayos catódicos) cuando observó que, además del resplandor que producen estos tubos al vacío cuando se les aplica un voltaje suficientemente alto, una placa cercana, de platinocianuro de bario, también emitía luz.

Como los rayos catódicos (electrones, como hoy sabemos) no pasan a través de las paredes del tubo completamente sellado, supuso correctamente que la placa había sido activada por otro tipo de rayos, a los cuales denominó rayos X.

También se percató de que los rayos X atraviesan diferentes materiales. Años más tarde, los aparatos de rayos X comenzaron a utilizarse como instrumentos de diagnóstico médico. Roentgen recibió, en 1901, el primer premio Nobel de Física otorgado.

En 1896, el físico francés Antoine Henri Becquerel (1852-1908) descubrió accidentalmente la radiactividad natural. Había dejado una muestra de un mineral de uranio encima de una placa fotográfica sellada. La placa estaba velada cuando  Becquerel la examinó, lo cual era un indicio seguro de que el uranio emitía rayos similares a los rayos X.

En 1897, el físico inglés Joseph John Thomson (1856-1940), al estudiar los rayos catódicos, descubrió que estaban constituidos por partículas de carga negativa a las cuales denominó electrones. Esta fue la primera partícula elemental o subatómica identificada. Thomson también propuso, al año siguiente, una primera concepción (hoy desechada) de la estructura atómica, donde el átomo consiste en una esfera de carga positiva dentro de la cual se mueven los electrones. Thomson recibió, en 1906, el premio Nobel de Física.

 

Marie Sklodowska Curie (1867-1934). Físico polaca. Personalidad
emblemática de la ciencia mundial durante el siglo XX. Marie y su
esposo Pierre recibieron en 1903, conjuntamente con Becquerel, el
premio Nobel de Física, por sus investigaciones básicas sobre la
radiactividad. Al fallecer Pierre, Marie lo sustituyó como profesor titular
en la Universidad de París. En 1911 recibió el premio Nobel de
Química por el aislamiento del radio. Durante la Primera Guerra
Mundial organizó el primer servicio radiográfico ambulatorio, en 20
ambulancias habilitadas al efecto, y ella misma condujo uno de estos
vehículos. Falleció de leucemia, probablemente causada por su
exposición a la radiación nuclear.

El estudio de las radiaciones, a partir de los trabajos de Roentgen y Becquerel, fue continuado por los esposos Pierre Curie (1859-1906) y Marie Sklodowska Curie.

Descubrieron que, además del uranio, el elemento químico torio también emite rayos. Los Curie se percataron de que el mineral llamado pechblenda emitía más radiación que la que se podía atribuir al uranio y al torio que contenía, lo cual apuntaba hacia la presencia de otro elemento radiactivo.

En 1898, los Curie anunciaron haber descubierto en la pechblenda trazas de un nuevo elemento químico, que Marie denominó polonio (en homenaje a su patria) y más tarde dieron a conocer que, después de haber procesado 8 toneladas de pechblenda, habían logrado obtener 1 gramo de cloruro de otro elemento químico hasta entonces desconocido, el radio.

El radio mostraba una alta radiactividad (como denominó Marie Curie a esta emisión de rayos invisibles). El ulterior perfeccionamiento de las técnicas de extracción del radio (por Marie Curie y sus colaboradores) permitió su extenso uso para el tratamiento del cáncer por irradiación.

Ernest Rutherford (1871-1937). Físico británico, nacido en Nueva
Zelanda. Muchos lo consideran “el padre de la física nuclear”, teniendo
en cuenta que propuso el primer modelo de la estructura del átomo
donde el núcleo quedó claramente distinguido, que estudió las
radiaciones como resultados de procesos de transformación del núcleo
atómico y llevó a cabo la primera fisión nuclear. Fue además el
profesor de numerosos físicos que luego alcanzaron renombre
universal. Recibió el premio Nobel de Física en 1908.

En 1899, el químico francés André Louis Debierne (1874- 1949) descubrió el elemento radiactivo actinio y, en el propio año, los británicos Ernest Rutherford y Frederick Soddy (1857-1956) descubrieron un gas noble radiactivo, el radón. Rutherford también propuso un modelo atómico, donde -por primera vez- se distingue el núcleo como una gran esfera masiva, en torno a la cual se mueven los electrones.

En 1913-1915, el físico danés Niels Bohr (1885-1962) postuló un nuevo modelo atómico (el más conocido en la actualidad, por ser utilizado como emblema de diferentes organizaciones), el llamado “modelo planetario”, que fue considerablemente modificado, en los años 20, por Erwin Schrödinger, uno de los creadores de la mecánica cuántica.

Rutherford logró demostrar que el radio emitía dos tipos de radiación, alfa y beta. Identificó los rayos alfa como núcleos de helio, y los beta como electrones. Años más tarde, los rayos gamma (descubiertos en 1900) se describieron como ondas electromagnéticas de alta energía, similares a los rayos X. Estas radiaciones difieren, entre otros aspectos, en cuanto a su capacidad de penetración. En la ilustración se observa que, mientras las partículas alfa no atraviesan el papel, y las beta no traspasan una lámina de aluminio, los rayos gamma sólo son detenidos por una masa de concreto.