6. Usos De La Energía
Atómica
Bélicos
Armamento nuclear: Con relación a los armamentos
nucleares debe quedar en claro que todos los países que
poseen este tipo de armas las
desarrollaron antes de construir reactores nucleares para
generación eléctrica, por lo tanto el riesgo de
proliferación de armamento nuclear persistirá
independientemente de la cantidad de plantas nucleares
que se construyan para generación eléctrica. Por
otro lado se están llevando a cabo grandes esfuerzos, a
nivel mundial, para fortalecer las salvaguardias, incluyendo
nuevos tipos de control y
métodos
de verificación para detectar cualquier posibilidad de
actividades nucleares bélicas no declaradas.
Afortunadamente existe, en casi todos los países, una
tendencia generalizada a disminuir el arsenal nuclear. 185
países ratificaron la extensión indefinida del
Tratado de No Proliferación Nuclear y las Naciones Unidas
ha declarado un cese total de ensayos de
armamento nuclear. Si, como parece la tendencia, el desarme
continúa, la asociación: "energía
nuclear – armamentos nucleares" será cada vez
más débil.
Armas Nucleares De Fisión
Una pequeña esfera, del tamaño de una
pelota de golf, de un material fisil puro, como el uranio 235, no
mantendría una reacción en cadena.
Escaparían demasiados neutrones de la reacción en
cadena a través de su superficie que es demasiado grande
respecto a su volumen. Sin
embargo, en el caso de una masa de uranio 235 del tamaño
de una pelota de béisbol, el número de neutrones
perdidos en la superficie se compensaría por el
número de neutrones generados por las reacciones internas
de fisión. La cantidad mínima de material fisil con
una forma dada necesaria para mantener la reacción en
cadena se llama masa crítica. Al aumentar el tamaño
de la esfera producimos una configuración
supercrítica en la que las sucesivas generaciones de
fisiones aumentan con mucha rapidez, con lo que se puede llegar a
una posible explosión, como resultado de la
liberación en extremo rápida de una gran cantidad
de energía. Por lo tanto, en una bomba atómica, se
debe ensamblar y mantener en contacto una masa de material fisil
mayor que la crítica durante una millonésima de
segundo. Esto permite que la reacción en cadena se
propague antes de la explosión. Un contenedor, hecho de
algún material pesado, rodea el material fisil y evita su
explosión prematura. El contenedor también reduce
el número de neutrones que se escapan.
Si se dividiese cada átomo de
0,5 kilogramos de uranio, la energía producida
equivaldría a la potencia
explosiva de 9,9 kilotones de TNT. En este hipotético caso
la eficiencia de la
reacción sería del 100%. Pero 0,5 kilos de uranio
es poco para alcanzar la masa crítica.
Armas Termonucleares O De Fusión
Antes de que se fabricara la primera bomba
atómica los científicos ya se dieron cuenta de que
en teoría
era posible una reacción nuclear diferente de la
fisión, como fuente de energía
nuclear. En vez de aprovechar la energía que se
produce en una reacción en cadena en el material fisil,
las armas nucleares
podrían utilizar la energía liberada en la fusión de
los elementos más ligeros. Esta reacción es la
opuesta a la fisión, ya que consiste en la fusión de
dos núcleos de isótopos de algún átomo
ligero como el hidrógeno. Por esta razón, las
bombas de
fusión nuclear se llaman muchas veces bombas de
hidrógeno o bombas H. De los tres isótopos de
hidrógeno, los dos más pesados, deuterio y tritio,
son los que se combinan con más facilidad para formar
helio. Aunque la liberación de energía por
reacción nuclear durante la fusión es menor que en
la fisión, la cantidad de átomos en 0,5 kilogramos
de un material ligero es mucho mayor. La energía que
liberan 0,5 kilogramos de un isótopo de hidrógeno
es equivalente a 29 kilotones de TNT, es decir, tres veces
más que la misma cantidad de uranio. Pero esta
estimación presupone la fusión de todos los
átomos de hidrógeno. La fusión se produce
sólo a temperaturas de varios millones de grados y su
velocidad
sufre un incremento espectacular con la temperatura.
Estas reacciones se llaman, por tanto, reacciones termonucleares
(inducidas por calor).
Hablando en términos estrictos, la palabra termonuclear
denota que los núcleos tienen un rango (o distribución) de energías característico para cada temperatura.
Este hecho es importante, al posibilitar las reacciones de
fusión rápidas mediante un incremento de la
temperatura.
El desarrollo de
las bombas de hidrógeno era imposible antes de que se
perfeccionaran las bombas A, dado que sólo éstas
podían proporcionar la tremenda cantidad de calor
necesaria para iniciar la fusión de los átomos de
hidrógeno. Los científicos atómicos
consideraban las bombas A como el detonador del dispositivo
termonuclear proyectado.
Bombas Nucleares
La primera bomba atómica empleada en tiempos de
guerra fue
lanzada por Estados Unidos el
6 de agosto de 1945. Produjo una explosión que
devastó la ciudad japonesa de Hiroshima y mató a
decenas de miles de personas en menos de un minuto. La bomba era
del tipo cañón de fisión y provocó
una explosión nuclear al disparar un fragmento de material
fisil hacia otro de la misma clase. En este caso la materia era el
uranio. Este tipo de bomba es similar a un cañón en
que una pequeña parte de uranio es disparada hacia un
fragmento mayor que es el objetivo. Al
impactar, las dos piezas se unen un instante con lo que se llega
a la masa supercrítica (es decir a una masa superior a la
que hace falta para mantener una reacción nuclear en
cadena). La rápida liberación de grandes cantidades
de energía en un volumen limitado
provoca la explosión. En el caso del artefacto lanzado
sobre Hiroshima, la masa de uranio era del tamaño de una
manzana y produjo una explosión tan potente como 20
kilotoneladas de TNT.
Las armas nucleares son las más poderosas y
destructivas que existen. Las modernas, que pueden tener una
potencia
equivalente a varios millones de toneladas de TNT, suelen tener
de unas 8 a 40 veces la potencia de las que devastaron Hiroshima
y Nagasaki en 1945. Los artefactos que se muestran son bombas
nucleares y se utilizan en los ejercicios periódicos de
las Fuerzas Aéreas de Estados
Unidos.
Hiroshima
A primeras horas del 6 de agosto de 1945, la ciudad
industrial y portuaria de Hiroshima, en la isla de Hondo, la
mayor del archipiélago japonés, comenzaba a animarse. La ciudad se
había liberado hasta entonces de las calcinantes bombas
incendiarias de los B-29 estadounidenses que habían
devastado Tokio y otros centros urbanos, pero sus habitantes no
se sentían a salvo, pues Hiroshima constituía un
importante enclave militar y albergaba depósitos de
armamento. En previsión de ataques incendiarios, la
población se había reducido,
mediante la evacuación de 400,000 a 245,000
personas.
Poco después de las 7:00 horas sonó la
alarma aérea cuando un avión meteorológico
estadounidense sobrevoló la ciudad. La aparición de
estos aviones era un acontecimiento habitual y la mayoría
de los habitantes no se molestó en buscar refugio. A las
7:32 sonó la señal que ponía fin a la
alarma. Inmediatamente después de las 8:00 los operadores
de radar japoneses detectaron tres aviones más que se
aproximaban a Hiroshima a gran altura, pero supusieron que eran
aviones de reconocimiento y no dieron una segunda
alarma.
Segundos después de las 8:15, dos de los aviones
efectuaron evoluciones descendentes muy cerradas, en direcciones
opuestas. Al girar, un avión dejó caer tres
paracaídas de los que pendía equipo para registrar
la explosión; el otro lanzó una bomba
atómica preparada para detonar a 560 m de altura sobre la
ciudad.
La bomba estalló en un brillante destello,
seguido de una bola de fuego tan intensa que redujo a cenizas a
miles de personas cerca del centro de Hiroshima y produjo
quemaduras a otras situadas en un radio de hasta 4
Km. de distancia. Luego sobrevino el estampido equivalente al
impacto del viento a 800 km/h, que asoló
prácticamente todo en un radio de
más de 3 Km. Los fragmentos desgajados de madera,
ladrillo, tejas y cristal se convirtieron en proyectiles
mortales; las columnas de piedra de un hospital situado
directamente debajo de la explosión quedaron hundidas en
el suelo. Las
conducciones de agua se
hicieron añicos y los incendios
provocados por los millares de estufas de carbón vegetal
volcadas todavía encendidas para la cocción del
desayuno, acabaron la obra que había iniciado el calor y
el estampido. Todos los edificios situados dentro de los 13 km2
del epicentro quedaron destruidos. La ciudad de Hiroshima
quedó arrasada, las consecuencias no acabarían de
conocerse sino años después.
Enormes gotas de humedad condensada de la nube en forma
de hongo que se alzaba a 15,000 m sobre la ciudad
descendían en forma de llovizna negra y grasienta.
Finalmente, cuantos se habían dirigido hacia los
ríos y parques huyendo de las llamas se vieron atrapados
por el gran "viento de fuego" que barrió el centro de la
ciudad, desgajando árboles
y provocando enormes olas en los ríos, que ahogaron a
muchos de los que habían buscado refugio en el
agua.
Por lo menos unas 78,000 personas y quizá
más, resultaron muertas o fatalmente heridas en Hiroshima.
otras tantas sufrieron heridas, y todas sus viviendas quedaron
dañadas o destruidas. La guarnición militar de la
ciudad quedó arrasada. Sólo quedaron vivos un
puñado de médicos; la mayoría de los
hospitales y depósitos de medicina estaban
destruidos. Los habitantes de las ciudades cercanas describieron
a los quemados, vivos y muertos, como seres que no
parecían humanos, que exhibían carne viva y
ennegrecida, que no tenían pelo y mostraban los rasgos
faciales desdibujados.
El día siguiente al bombardeo, el mando supremo
japonés envió a Hiroshima al general Seizo Arisue,
quien describió así las consecuencias de la bomba:
"Cuando nuestro avión sobrevoló Hiroshima
sólo quedaba un único árbol, negro y muerto,
como si un cuervo estuviera posado sobre la ciudad. No
había nada más que ese árbol. Cuando
aterrizamos en el aeropuerto toda la hierba era roja, como si la
hubieran tostado. Ya no había ningún incendio. Todo
se había quemado simultáneamente… la ciudad
misma había sido borrada en su totalidad.".
Arisue no había oído
hablar de la bomba atómica, pero un físico nuclear
japonés que llegó a la ciudad el 8 de agosto
adivinó la causa de la destrucción. El Consejo
Supremo de Guerra
japonés se reunió el nueve de agosto para tratar de
la rendición, pero ya era tarde para impedir otro
desastre. A las 11:02 AM de ese día una segunda bomba
atómica estallaba sobre la ciudad de Nagasaki.
La responsabilidad por la decisión de usar la
bomba atómica, descrita por Winstong Churchill como "el
segundo advenimiento con ira", ha sido discutida exhaustivamente
por los historiadores. La decisión final la adoptó
el presidente Truman, que había ocupado el cargo al morir
Roosevelt el 12 de abril de 1945. Siendo vicepresidente, Truman
no había sido informado del supersecreto Proyecto
Manhattan que creó la bomba ; como presidente, solo
él podía autorizar su empleo.
En el verano de 1945, con Alemania
derrotada y Japón
como única amenaza para los Aliados, los consejeros de
Truman en el Comité Interino redactaron un informe instando
a que se usara la bomba. Recomendaban que el objetivo fuera
al mismo tiempo una
instalación militar y un gran centro de población susceptible del máximo
efecto destructor.
El Comité, al igual que Truman, creía que
la bomba evitaría la invasión masiva de las islas
japonesas que, según las predicciones, hubiera costado
más de un millón de muertos estadounidenses. Otro
factor que influyó en el presidente y sus consejeros fue
el creciente temor a la Unión Soviética. Los
soviéticos se habían apoderado ya de Europa Oriental y
habían expresado su interés en
participar en la invasión y en la ocupación de
Japón.
La era nuclear pudo haber nacido en Alemania nazi
si Adolfo Hitler
hubiera prestado más atención al trabajo de sus
científicos. En diciembre de 1938, en el instituto de
Química
Káiser Guillermo II, de Berlín Otto Hahn y Fritz
Strassmann, después de seis años de investigación, lograban escindir el
átomo de uranio, proceso hasta
entonces considerado contrario a la ley natural. Su
trabajo implicaba la posibilidad de una reacción en cadena
controlada y la liberación de una inmensa cantidad de
energía. Por el mundo científico se extendió
rápidamente la noticia de este hallazgo, el gran
físico danés Niels Bohr se enteró por dos
colegas que habían huido de los nazis. A principios de
1939, Bohr marchó a Estados Unidos y comunicó sus
conocimientos a los científicos estadounidenses. Los
más notables eran dos físicos refugiados, el
italiano Enrico Fermi y el húngaro Leo Szilard. Pero los
esfuerzos para convencer al gobierno
estadounidense de las posibilidades militares del átomo
rindieron escaso fruto, hasta que Szilard logró persuadir
a Albert
Einstein, el científico más famoso de Estados
Unidos y también judío refugiado, para que firmara
una carta dirigida al
presidente Roosevelt en el mes de Octubre de 1939 y, aprovechando
su prestigio, lo convenciera.
Aunque Roosevelt estaba en teoría
convencido, durante los dos años siguientes el avance de
la investigación atómica patrocinado
por el gobierno fue
lento e irregular. Aún así, el proceso
había comenzado y el 1939 la cuestión a la que se
enfrentaban los científicos no era la de construir armas
atómicas, sino como conseguirlo antes que los nazis. Por
fin, el 6 de Diciembre de 1941, un día antes del ataque
japonés a Pearl Harbor, Vannevar Bush, jefe del
Departamento de Investigación y Desarrollo
Científico de Estados Unidos, lograba la aprobación
presidencial de un plan de
acción total el ámbito de la investigación
atómica. El programa
científico, militar, industria que
siguió fue característico de Estados Unidos, con su
relativa invulnerabilidad ante un ataque, su enorme capacidad
industrial y su fe en la ciencia y
la tecnología.
Los genios científicos eran algo corriente en el
proyecto
Manhattan: Oppenheimer, Lawrence, Arthur y Karl Compton, entre
los originarios de Estados Unidos; Szilard, Fermi, Bohr, James
Franck y Edward Teller, entre los refugiados europeos. Trabajaron
en un ambiente de
urgencia, tensión y secreto. Las diversas fases del
proyecto, especialmente en los Álamos, estaban
rígidamente independizadas. Pocos científicos
sabían lo que hacían sus colegas. Todos y todo
tenían un nombre en clave: Fermi era "Henry Farmer", la
bomba era "la bestia" o simplemente "ello" y el programa
atómico británico (iniciado en 1941 y coordinado
por su equivalente en estados Unidos) era "la Dirección de Aleaciones
para Tubos"
El 16 de julio de 1945, en un escondido paraje de la
base aérea da Álamo gordo , en Nuevo México, un
lugar al que Oppenheimer hacía llamar "Trinity", se
probó la primera bomba de plutonio. Conocida en clave como
"Fat Man", la bomba supero todas las predicciones que se
habían hecho en cuanto a destrucción y potencia.
(La bomba de U-235 no se probó nunca por que los
científicos confiaban que funcionaría
bien).
Junto con el proyecto atómico, Truman
había heredado un memorándum secreto redactado por
Roosevelt y Churchill el 19 de Septiembre de 1944, que
establecía que "cuando estuviera por fin disponible una
bomba, podía, después de maduras consideraciones,
quizá emplearse contra los japoneses, quienes
debían ser advertidos de que este bombardeo se
repetiría hasta que se rindieran". El documento no
destacaba el posible uso de armas atómicas contra los
nazis, aunque faltaban ocho meses para la derrota de Alemania, no
hay pruebas de que
ambos estadistas consideraran siquiera la posibilidad.
En septiembre de 1944, Estados Unidos y Gran
Bretaña estaban preocupados por la falta de
cooperación de la Unión Soviética, y el
acuerdo Roosevelt – Churchill señalaba
específicamente que no se transmitiría ninguna
información atómica a los rusos. De
hecho se ha argumentado que la bomba atómica de
Japón no fue la última acción de la Segunda Guerra
Mundial, sino la primera (como advertencia a la Unión
Soviética) de la Guerra
Fría.
En la Confederación de Postdam, Truman
recibió un informe detallado
sobre el éxito
de la prueba realizada en Trinity. El 26 de julio, Estados
Unidos, Gran Bretaña, y la República de China
formularon conjuntamente la proclamación de Postdam. El
documento instaba a los japoneses a la rendición
incondicional o el exponerse a una "rápida y total
destrucción". Aunque la declaración prometía
que los japoneses no serían "esclavizados como raza ni
destruidos como nación", no mencionaba la bomba
atómica ni otra cuestión vital: la continuidad de
la venerada dinastía imperial. Una primera versión
de la proclamación mencionaba el posible mantenimiento
del Emperador, pero el párrafo
se había eliminado por que el secretario de estado
consideró que sonaba demasiado a
apaciguamiento.
Al recibir el ultimátum de Postdam, el gobierno
japonés, dividido entre el orgullo y la
desesperación, llegó a un "compromiso" fatal: el 28
de julio, el primer ministro japonés Kantaro Suzuki
restó importancia públicamente a los
términos aliados, sin rechazarlos. Los japoneses
querían ganar tiempo, pero
Estados Unidos interpretó la respuesta como una negativa
total y se puso en marcha la maquinaria para el lanzamiento de la
bomba.
El 23 de julio, Stimson, que se hallaba en Postdam con
Truman, había sido informado de que "Little Boy", la bomba
de U-235 utilizada en Hiroshima, estaría lista hacia el 1
de agosto y que "Fat Man" (la bomba de Nagasaki) estaría
dispuesta probablemente el 6 de agosto. La unidad especial de la
fuerza
aérea destinada a lanzar la bomba, esperaba órdenes
en la isla Tinian, en las Marianas. Durante un año, el
Grupo 509
había sufrido un riguroso entrenamiento
secreto para bombardeo visual en día despejado, por que
Groves pensaba que el bombardeo por radar no ofrecía
garantías. Los aviones empleados eran superfortalezas B-29
modificados, desprovistos de la mayoría de su armamento
para ganar velocidad y
poder acomodar
una única bomba de 4,500 a 5,800 Kg. de peso.
El 25 de julio se transmitió una orden preparada
por Groves y el jefe de Estado Mayor,
George c. Marshall al general Carl A. Spaatz, general jefe de las
Fuerzas Aéreas Estratégicas de Estados Unidos: "El
grupo mixto
509, de la Vigésima Fuerza
Aérea, lanzara la primera bomba especial tan pronto como
las condiciones meteorológico permitan el bombardeo visual
a partir del 3 de agosto, sobre uno de los objetivos
aprobados: Hiroshima, Kokura, Nigata y Nagasaki… Nuevas bombas
se lanzaran sobre los objetivos
mencionados tan pronto como sean entregadas por el personal del
proyecto…". El 7 de Agosto, Truman envió una
segunda orden a Spaatz para "continuar las operaciones
según lo previsto, salvo instrucciones en
contra".
En esta forma la decisión de utilizar más
bombas quedaba a la discreción de los militares, entre los
que prevalecía la opinión de que se
necesitarían por lo menos dos: una para convencer a
Japón de la potencia del artefacto, y otra para demostrar
que Estados Unidos disponía de más.
Incluso después de Nagasaki, el Emperador tuvo
que enfrentarse con sus altos consejeros militares y sufrir una
breve revuelta en su nombre de los miembros de la Guardia
Imperial, antes de poder aceptar
los términos de rendición de los Aliados. El 15 de
agosto, el Emperador pronunció por radio un discurso sin
precedentes, dirigiéndose a la nación en el lenguaje de
la Corte: "Nos sentimos profundamente conscientes de los
íntimos sentimientos de vosotros todos, nuestros
súbditos. Sin embargo, da acuerdo con el dictado del
tiempo y el destino, nos hemos resuelto preparar el camino de una
gran paz para todas las generaciones venideras soportando lo
insoportable y sufriendo lo insufrible". Tres años y ocho
meses después de Pearl Harbor, la nación que
había jurado luchar hasta la muerte,
capitulaba finalmente. El 2 de septiembre, día de la
victoria sobre Japón, se firmó oficialmente la
rendición a bordo del acorazado Missouri, en la
bahía de Tokio.
En el otoño de 1945 la esperanza de paz en el
mundo parecía radicar en las recién creadas
Naciones
Unidas, pero los delegados que habían firmado su
carta el 26 de
julio de 1945 no estaban preparados para la era nuclear. En junio
de 1946 la propuesta estadounidense de una autoridad para
el desarrollo atómico auspiciadas por las Naciones Unidas
fue socavada por la insistencia soviética en que Estados
Unidos destruyese sus armas almacenadas antes de crear
ningún sistema de
inspección.
Estados Unidos creó su propio organismo civil
para el desarrollo secreto de la energía nuclear, la
Comisión de Energía Atómica, y probó
una nueva bomba atómica en el atolón de Bikini en
el Pacífico. Hacia 1947 los términos "Cortina de
Hierro" y
"Guerra
Fría" eran ya familiares. En 1948 Estados Unidos y la
URSS parecieron hallarse al borde de la guerra por causa de
Berlín. En 1949 la Unión Soviética hizo
estallar su primer artefacto atómico. Hasta el Tratado de
Prohibición de Pruebas
Nucleares de 1963, que Francia y
China se
negaron a firmar, el miedo a la contaminación derivada de la lluvia
atómica se extendió por el mundo.
Le fuerza explosiva de las "superbombas" llegó a
medirse no en toneladas sino en megatones (millones de toneladas
de TNT) y los sistemas de
transporte y
lanzamiento se perfeccionaron cada vez más. Después
de la guerra, pocos creían que ninguna nación se
atreviese a recurrir de nuevo a las armas atómicas. Pero,
al igual que el proceso que condujo a Hiroshima, la carrera
nuclear continúa. En palabras de Albert
Einstein "cada paso parece una inevitable consecuencia del
anterior." . Parece que sólo las víctimas valoran
los peligros.
Little boy, la bomba que se lanzó
en Hiroshima
Hiroshima, 2 minutos después de la
explosión
Agricultura: Los científicos usan la radiación
gama del Co 60 u otras fuentes en la
investigación agrícola para desarrollar granos
resistentes a las enfermedades, o altamente
productivos. Las semillas se exponen a la radiación gama
para inducir mutaciones. Las plantas
más saludables y vigorosas que crecen de semillas
irradiadas, se seleccionan y se propagan para obtener variedad
nuevas y mejoradas para uso comercial. La preservación de
alimentos
mediante radiación es otra aplicación
benéfica. El alimento se expone a radiación gama o
un haz de partículas beta suministradas respectivamente
por Co 60 o Cs 137. Se destruyen los microorganismos que pudieran
causar deterioro del alimento, pero sólo se eleva
ligeramente la temperatura de éste. El alimento no se
vuelve radiactivo como resultado de este proceso, pero aumenta
notablemente su duración en almacén.
Control de plagas: Se ha usado radiactividad para
controlar y en algunas zonas, eliminar al gusano barrenador. Las
larvas de este insecto se introducen en las heridas del ganado.
La mosca hembra, como una abeja reina, sólo se aparea una
vez. Cuando se sueltan gran número de moscas macho
esterilizadas con rayos gama en el momento oportuno y en la zona
infestada con el gusano barrenador, la mayor parte de las hembras
se aparean con machos estériles. Como consecuencia, las
moscas no pueden reproducirse lo suficiente para mantener su
número. Esta técnica se ha usado para erradicar en
algunas zonas la mosca mediterránea de las
frutas.
Para un buen cultivo se necesita un suelo con
suficientes nutrientes y humedad. Las técnicas
nucleares son ideales para medir la eficacia del
aprovechamiento de los fertilizantes por los cultivos y para
vigilar el contenido de humedad.
En la agricultura
moderna, el empleo de
fertilizantes es esencial para aumentar al máximo los
rendimientos de los cultivos; por ejemplo, es corriente alcanzar
en muchos suelos un aumento
del rendimiento de los cereales, de un 50 % gracias a una
fertilización eficiente. Para brindar alimentos a la
población mundial que crece sin cesar, se estima que el
consumo de
fertilizantes dentro de 20 años ha de ser cuatro o cinco
veces superior al actual. Para reducir a un mínimo
absoluto la necesidad de fertilizantes y de este modo rebajar los
costos de
producción de los agricultores y aminorar
el daño al medio
ambiente, se necesitan estudios que permitan conocer las
virtudes relativas de los diferentes procedimientos de
fertilización en los que respecta, por ejemplo, a los
métodos
para aplicar el fertilizante, la oportunidad de su
aplicación y los tipos de fertilizantes que han de usarse.
El método
utilizado para resolver estos problemas
exige introducir en el suelo cantidades conocidas de
fertilizantes marcados con isótopos, en diversos tiempos y
diferentes lugares. Como la planta no distingue entre los
elementos provenientes del fertilizante marcado y los del suelo
natural, es posible medir la cantidad exacta de nutrientes de
fertilizante captados por la planta.
Los resultados de esta investigación se han
incorporado a las prácticas agrícolas relativas a
los cereales y han permitido aumentar de manera importante la
productividad
de los cultivos, reducir la aplicación de fertilizantes
por ende los costos y han sido
favorables para el medio ambiente
al reducir considerablemente los fertilizantes residuales en los
suelos. Las
recomendaciones basadas en los resultados de los experimentos
realizados en este campo se han aplicado en los programas de
fertilizantes organizados por la FAO en muchos países y
han permitido ahorros importantes; un país que utiliza
estas técnicas afirma haber ahorrado, contando
únicamente los cultivos de maíz, nada
menos que 36 millones de dólares de los Estados Unidos al
año.
Se han adaptado métodos naturales similares para
evaluar los depósitos de fosfato de roca, que resulta
barato como alternativa frente a los fertilizantes fosfatados
caros y a menudo importados y para descubrir el modo más
eficiente de utilización de esos depósitos de
fertilizantes con miras a un máximo crecimiento de las
plantas.
Aunque el nitrógeno constituye un 80 % de los
gases de la
atmósfera,
son pocas las plantas que pueden aprovecharlo directamente. Sin
embargo, gracias a un proceso denominado fijación
biológica del nitrógeno, las plantas son capaces de
aprovechar el nitrógeno del aire. El proceso
más importante es resultado de la simbiosis entre una
planta y una bacteria y ha despertado gran interés en
los últimos años.
Las legumbres que fijan el nitrógeno pueden
suministrar abundantes proteínas
para el consumo humano
y animal y también aumentar el nitrógeno del suelo.
La planta acuática Azolla, por ejemplo, puede obtener de
un 80 a un 90 % de su nitrógeno mediante fijación y
es muy valiosa para suministrar nitrógeno a los cultivos
de arroz con cáscara. Con el fin de obtener los
máximos frutos de este proceso biológico
único, se utilizan isótopos para descubrir la
cantidad de nitrógeno que la planta puede fijar y las
formas de aumentar esta fijación. Las técnicas
isotópicas constituyen un medio ideal para distinguir el
nitrógeno derivado de la atmósfera, el del
suelo y del fertilizante aplicado.
Mutaciones: La irradiación aplicada a semillas,
después de importantes y rigurosos estudios, permite
cambiar la información genética
de ciertas variedades de plantas y vegetales de consumo humano.
El objetivo de la técnica, es la obtención de
nuevas variedades de especies con características
particulares que permitan el aumento de su resistencia y
productividad.
Conservación de alimentos: En el mundo mueren
cada año miles de personas como producto del
hambre, por lo tanto, cada vez existe mayor preocupación
por procurar un adecuado almacenamiento y
mantención de los alimentos. Las radiaciones son
utilizadas en muchos países para aumentar el
período de conservación de muchos alimentos. Es
importante señalar, que la técnica de
irradiación no genera efectos secundarios en la salud humana, siendo capaz
de reducir en forma considerable el número de organismos y
microorganismos patógenos presentes en variados alimentos
de consumo masivo. La irradiación de alimentos es
aplicada en Chile en una
planta de irradiación multipropósito ubicada en el
Centro de Estudios Nucleares Lo Aguirre, con una demanda que
obliga a su funcionamiento interrumpido durante los 365
días del año.
Vacunas: Se han elaborado radio vacunas para
combatir enfermedades
parasitarias del ganado y que afectan la producción pecuaria en general. Los
animales
sometidos al tratamiento soportan durante un período
más prolongado el peligro de re infección siempre
latente en su medio natural.
Medicina Nuclear: Se ha extendido con gran rapidez el
uso de radiaciones y de radioisótopos en medicina como
agentes terapéuticos y de diagnóstico.
En el diagnóstico se utilizan
radio-fármacos para diversos estudios de: Tiroides,
Hígado, Riñón, Metabolismo,
Circulación sanguínea, Corazón,
Pulmón, Trato gastrointestinales.
En terapia médica con las técnicas
nucleares se puede combatir ciertos tipos de cáncer. Con
frecuencia se utilizan tratamientos en base a irradiaciones con
rayos gamma provenientes de fuentes de
Cobalto-60, así como también, esferas internas
radiactivas, agujas e hilos de Cobalto radiactivo. Combinando el
tratamiento con una adecuada y prematura detección del
cáncer, se obtienen terapias con exitosos
resultados.
Radioterapia y quimioterapia: Durante muchos años
se ha empleado el radio en tratamientos del cáncer. Hoy se
usan exclusivamente el Co 60 y el Cs 137 en la radioterapia. La
eficacia de
esta terapia depende del hecho, que las células
malignas, que crecen o se dividen rápidamente, son
más susceptibles a los daños por radiación
que las células
normales. El cobalto 60 emite tanto partículas beta, como
rayos gamma. Se enfoca la radiación hacia la zona donde se
localiza el tumor, pero es muy difícil limitar la exposición
sólo a las células malignas. Muchos pacientes
sufren malestares ocasionados por la radiación
después de este tipo de tratamiento.
En 1963, en Costa Rica, se
hizo una campaña para recoger dinero, para
comprar la llamada bomba de cobalto, que aún está
al servicio para
curar el
cáncer.
Se puede emplear el yodo 131 para el tratamiento del
hipertiroidismo. La dosis terapéutica es mayor que la que
emplea en el diagnóstico. La glándula tiroides
concentra selectivamente al Y 131. La sección de la
glándula que es hiperactiva quedará expuesta a una
gran dosis del isótopo y será la que se destruya
específicamente. A Bárbara Bush, primera dama en
Estados Unidos, se le aplicó este tratamiento en 1989. El
mal funcionamiento de la glándula tiroides desarrolla el
bocio en las personas y causa muchos trastornos en el metabolismo.
Diagnóstico: Se emplean los trazadores
radiactivos normalmente en el diagnóstico médico.
Al respecto de cómo se debe detectar la radiactividad
fuera del cuerpo, generalmente se escogen isótopos
radiactivos (radionúclidos) emisores de rayos gama.
También, el radionúclido debe ser efectivo a bajas
concentraciones y debe tener una semivida corta para reducir la
posibilidad de daños al paciente.
Se emplea el yodo radiactivo (I 131) para determinar la
función
tiroidea, que es donde el organismo concentra al yodo. En este
proceso, se ingiere una pequeña cantidad de yoduro
radiactivo de sodio o de potasio. Se enfoca un detector a la
glándula tiroides y se mide la cantidad de yodo en la
glándula. Este cuadro se puede comparar con el de una
tiroides normal para detectar cualquier diferencia.
Los médicos pueden examinar la eficiencia
cardiaca en el bombeo y verificar la evidencia de una
obstrucción en las arterias coronarias mediante el barrido
nuclear. El radionúclido Tl 201, al inyectarse en el flujo
sanguíneo, se aloja en el tejido sano del corazón.
El talio 201 emite radiación gama, que se detecta mediante
un dispositivo especial llamado cámara de centelleo. Los
datos
obtenidos se traducen simultáneamente en cifras mediante
una computadora.
Con esta técnica se puede observar si el tejido cardiaco
ha muerto, después de un ataque al corazón y si la
sangre fluye
libremente a través de los conductores
coronarios.
Una de las últimas aplicaciones de la química nuclear es el
uso de la tomografía de emisión de positrones en la
medida de procesos
dinámicos en el organismo, como el uso de oxígeno
o el flujo sanguíneo. Para esta aplicación, se
fabrica un compuesto que contiene un núclido emisor de
positrones, como C 11, O 15 o N 13. Se inyecta el compuesto en el
organismo y se coloca al paciente en un instrumento que detecta
las emisiones de positrones. Una computadora
produce una imagen
tridimensional de la zona.
Los barridos de emisión de positrones se han
empleado para localizar las zonas del cerebro
relacionadas con los ataques epilépticos. El cerebro emplea la
glucosa a velocidad distinta del tejido normal.
Radioinmunoanálisis: Se trata de un método y
procedimiento
de gran sensibilidad utilizado para realizar mediciones de
hormonas,
enzimas, virus de la
hepatitis,
ciertas proteínas
del suero, fármacos y variadas sustancias.
El procedimiento
consiste en tomar muestras de sangre del
paciente, donde con posterioridad se añadirá
algún radioisótopo específico, el cual
permite obtener mediciones de gran precisión respecto de
hormonas y
otras sustancias de interés.
Radio fármacos: Se administra al paciente un
cierto tipo de fármaco radiactivo que permite estudiar,
mediante imágenes
bidimensionales (centelleo grafía) o tridimensionales
(tomografía), el estado de
diversos órganos del cuerpo
humano.
De este modo se puede examinar el funcionamiento de la
tiroides, el pulmón, el hígado y el
riñón, así como el volumen y
circulación sanguíneos. También, se utilizan
radio fármacos como el Cromo – 51 para la
exploración del bazo, el Selenio – 75 para el estudio del
páncreas y el Cobalto – 57 para el diagnóstico de
la anemia.
Trazadores isotópicos
Los compuestos que contienen un radionúclido se
dice que son trazadores o señaladores. Estos compuestos
participan en sus reacciones
químicas normales, pero se pueden detectar su
ubicación debido a su radiactividad señaladora.
Cuando se suministran otros compuestos a plantas o a animales, se
pueden rastrear o trazar el movimiento del
isótopo a través del organismo, mediante el uso de
un contador Geiger o algún otro detector.
Un uso importante de la técnica de rastreo o
trazado fue la determinación del mecanismo mediante el
cual CO2 se fija en forma de carbohidrato (C6H12O6), durante la
fotosíntesis. La ecuación neta de la
fotosíntesis es
Se inyectó 14CO2 radioactivo en una colonia de
algas verde. Las algas se colocaron en la oscuridad, se
extrajeron muestras a determinados intervalos y se separaron los
compuestos radiactivos mediante cromatografía en papel para
analizarlos. A partir de estos resultados se dilucidaron varias
reacciones fotosintéticas independientes de la luz.
Se tienen algunos otros ejemplos en los que se emplearon
técnicas de trazadores, como son (1) para determinar la
velocidad de ingestión de fósforo por las plantas,
con radio fósforo. (2) El flujo de nutrimento en el tracto
digestivo con compuestos de bario radioactivo. (3) La
acumulación de yodo en la glándula tiroides, con el
empleo de yodo radioactivo y (4) la absorción de hierro por la
hemoglobina de la sangre, con hierro radioactivo. En
química, los usos son ilimitados. El estudio de mecanismos
de reacción, la medición de las velocidades de reacciones
químicas y la determinación de constantes
físicas son sólo algunas de las áreas de
aplicación.
Submarino Nuclear
El submarino nuclear KURSK, hundido en aguas
árticas el sábado 12 de agosto, hasta 107 m de
profundidad, llevaba 118 tripulantes a bordo, de los cuales, 106
eran marinos y 12 oficiales.
Horas antes del anuncio de aceptación de la ayuda
exterior, al 5to día del siniestro y en medio de fuertes
críticas de la opinión
pública rusa ante la resistencia
oficial al ofrecimiento de varios países, un equipo de
rescate británico salió de Escocia a bordo de un
mini-submarino de la clase LRS con todo lo necesario para el
rescate.
Tras fracasar éste intento, la Armada rusa
propuso otras alternativas de rescate con cápsulas o
batíscafos, de transporte,
pero dallaron al intentar acceder a la nave. El fracaso del
batíscafo "Bester" se une al del "Priz", que
después de 4 intentos no puso engancharse a la escotilla
del KURSK. A causa de esto, la Armada rusa propuso utilizar 2
pontones flotantes para elevar el submarino a una profundidad de
30 a 50 m y así facilitar las tareas de salvamento, pero
las condiciones metereológicas no permitieron llevarlo a
cabo.
Otro de los problemas que
hizo que los tripulantes no pudieran acceder a un compartimiento
más seguro fue que el
submarino tardó en hundirse nada más que 30
segundos.
El KURSK llevaba 2 reactores nucleares que pudieron
haber producido una fuga radiactiva con peligro de contaminación del medioambiente, pero las
autoridades aseguraron que la tripulación y los sistemas de
seguridad del
sumergible habían desconectado éstos reactores,
como también negaron la existencia de armas nucleares a
bordo, aunque el KURSK puede llevar 24 misiles tipo Granit con un
eventual poder destructivo de 500 kilotones cada cohete. Esto
equivale a 500000 toneladas de TNT, lo que pudo haber producido
esa gran explosión.
Distintas versiones mencionaron como causa del siniestro
desde el choque contra una mina de la 2da Guerra Mundial,
la explosión de uno de los torpedos, la entrada de
agua por los
tubos de salida de los proyectiles o la colisión contra un
objeto desconocido.
También existe la posibilidad de que el KURSK
fuera alcanzado por un misil procedente de uno de los barcos con
los que participaba en unas maniobras en el mar de
Barents.
Incendio en una planta nuclear
El 11 de marzo de 1997, a pocos
kilómetros de la aldea de Tokai, en la prefectura de
Ibarikai, cerca de Tokio, a las 10 AM, las alarmas de incendio de
la planta de procesamiento nuclear de desperdicios de baja
radiactividad de la estatal Corporación de Desarrollo
Nuclear, propiedad de
Donen, empezaron a sonar.
Cuatro minutos más tarde, debido al
desconcierto de los operarios, un metro cúbico de agua fue
lanzado por las rociaderas del techo sobre los tambores que
contenían asfalto, material utilizado en la
vitrificación de desechos nucleares de desechos nucleares
líquidos.
Después de 24’ de ser controlado el
fuego, se dio la alarma de evacuación de personal, y una
hora más tarde se decidió desalojar al personal de
otras secciones adyacentes. Con todo eso, algunos operarios
fueron expuestos a niveles bajos de
radiactividad.
A las 8:04 PM, una explosión en la misma
planta donde ocurrió el incendio, despedazó parte
de los muros de la tabiquería del edificio de cuatro
pisos. Rompió 29 de 40 ventanas, y desperdigó
restos de cristal trizado a más de 30 m del lugar. Esta
vez, los monitores
ubicados en el exterior, señalaron un incremento anormal
de radiactividad, aunque en niveles supuestamente permitidos. 37
de 112 operarios que se encontraban en la planta y sus
alrededores, fueron expuestos a la
radiactividad.
Aunque no se determinó la causa exacta
del fuego que desencadenó la explosión, se sabe que
el asfalto combustiona a una temperatura superior a los 250°C
y que el comportamiento
de los químicos de la planta es altamente variable
dependiendo del calor.
Si en los 4’ que los trabajadores
esperaban recibir órdenes de los encargados de la
corporación, la explosión hubiera alcanzado otros
sectores de la planta, podría haberse generado un desastre
de magnitud suficiente como para causar la muerte
inmediata de todas las personas en un radio de 100 Km, incluyendo
a los residentes de Tokio.
Las sirenas de Tokai, sonaron 8 horas más
tarde, alrededor de las 6 AM del día siguiente, porque los
ejecutivos de Donen no consideraron apropiado alertar al pueblo
en la oscuridad, ya que eso "habría causado un
pánico innecesario", declararon.
El gobernador de Ibaraki, criticó las falencias
comunicativas de la corporación y cuestionó el
deterioro natural de la planta que ha servido de lugar de
reprocesamiento de combustible nuclear por 16 años, la
única del país. El presidente de Donen,
debió acudió a Tokai para disculparse
públicamente por los errores y perjuicios
causados.
Un tercio de los 33.000 habitantes de Tokai viven de
trabajos relacionados con la industria
nuclear. Por otra parte, la gente entiende que un accidente grave
acabaría con sus vidas.
Donen no sólo retuvo información relevante
a la comunidad de
Tokai, sino que continuó declarando medias verdades, tal
como con el reactor Monju, en diciembre de 1995.
En aquella oportunidad, la corporación
entregó a las autoridades superiores y a los medios de
información una cinta de vídeo editada en que se
aminoraba el severo daño sufrido en el sistema de
refrigeración del primer reactor
japonés de alimentación
rápida: Donen se quedaba con las mejores escenas, que en
realidad eran las peores. En el caso del estallido en la planta
procesadora de Tokai, la corporación estatal negó
la existencia de cámaras de vídeo en el interior de
la sección de vitrificación. Lo que en un principio
era una pequeña explosión se transformó, a
la luz de las nuevas
imágenes, en un desastre de magnitud, que
aún hoy mantiene de baja a la planta.
Las alarmas volvieron a sonar en Tokai a los seis
días de la explosión. Esta ves la señal
indicaba que el plutonio que se conserva en la sección de
combustible nuclear, que había entrado en una
reacción en cadena de fisión, había
alcanzado el estado
crítico. Una explosión de consecuencias masivas
podía ocurrir. Todo resultó ser una falsa alarma.
Algunos expertos dicen que así como el sistema de alarmas
se enciende o se apaga, un día podría ser el turno
de un reactor.
Autor:
Marisel Gruber
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