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lunes, 5 de mayo de 2014

Teoria Nuclear



¿QUE ES LA TEORIA NUCLEAR?


La teoría nuclear consiste prácticamente en cumulo de teorías y estudios que intenta explicar como es la estructura mas básica y pequeña de la materia. A lo largo de la historia se ha intentado dar explicación a estos interrogantes y eso por eso que este campo de estudio ha sido uno de los percusores de la ciencia.


La teoría nuclear moderna se basa en la idea de que los núcleos están formados por neutrones y protones que se mantienen unidos por fuerzas "nucleares" extremadamente poderosas. Para estudiar estas fuerzas nucleares, los físicos tienen que perturbar los neutrones y protones bombardeándolos con partículas extremadamente energéticas. Estos bombardeos han revelado más de 200 partículas elementales, minúsculos trozos de materia, la mayoría de los cuales, sólo existe durante un tiempo mucho menor a una cienmillonésima de segundo.


Este mundo subnuclear salió a la luz por primera vez en los rayos cósmicos. Estos rayos están constituidos por partículas altamente energéticas que bombardean constantemente la Tierra desde el espacio exterior; muchas de ellas atraviesan la atmósfera y llegan incluso a penetrar en la corteza terrestre. La radiación cósmica incluye muchos tipos de partículas, de las que algunas tienen energías que superan con mucho a las logradas en los aceleradores de partículas. Cuando estas partículas de alta energía chocan contra los núcleos, pueden crearse nuevas partículas. Entre las primeras en ser observadas estuvieron los muones (detectados en 1937). El muón es esencialmente un electrón pesado, y puede tener carga positiva o negativa. Es aproximadamente 200 veces más pesado que un electrón. La existencia del pión fue profetizada en 1935 por el físico japonés Yukawa Hideki, y fue descubierto en 1947. Según la teoría más aceptada, las partículas nucleares se mantienen unidas por "fuerzas de intercambio" en las que se intercambian constantemente piones comunes a los neutrones y los protones. La unión de los protones y los neutrones a través de los piones es similar a la unión en una molécula de dos átomos que comparten o intercambian un par de electrones común. El pión, aproximadamente 270 veces más pesado que el electrón, puede tener carga positiva, negativa o nula.






EL ATOMO


Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra "átomo" se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa "partícula fundamental", por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego "no divisible". El conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él.


Con la llegada de la ciencia experimental en los siglos XVI y XVII (véase química), los avances en la teoría atómica se hicieron más rápidos. Los químicos se dieron cuenta muy pronto de que todos los líquidos, gases y sólidos pueden descomponerse en sus constituyentes últimos, o elementos. Por ejemplo, se descubrió que la sal se componía de dos elementos diferentes, el sodio y el cloro, ligados en una unión íntima conocida como compuesto químico. El aire, en cambio, resultó ser una mezcla de los gases nitrógeno y oxígeno.


Teoría Atómica


La teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos, en contraposición a la creencia antigua de que la materia se podía dividir en cualquier cantidad arbitrariamente pequeña.






El primero en utilizar este término fue Demócrito (filósofo griego, del año 500 a.de C.), porque creía que todos los elementos estaban formados por pequeñas partículas indivisibles. Átomo, en griego, significa indivisibles. Es la porción más pequeña de la materia. Los átomos son la unidad básica estructural de todos los materiales de ingeniería.


En el período 1803-1808, Jonh Dalton, utilizó los dos leyes fundamentales de las combinaciones químicas, es decir: la "Ley de conservación de la masa"(La masa total de las sustancias presentes después de una reacción química es la misma que la masa total de las sustancias antes de la reacción) y la "Ley de composición constante"(Todas las muestras de un compuesto tienen la misma composición, es decir las mismas proporciones en masa de los elementos constituyentes.) como base de una teoría atómica.


La esencia de la teoría atómica de la materia de Dalton se resume en tres postulados:


1. Cada elemento químico se compone de partículas diminutas e indestructibles denominadas átomos. Los átomos no pueden crearse ni destruirse durante una reacción química.


2. Todos los átomos de un elemento son semejantes en masa (peso) y otras propiedades, pero los átomos de un elemento son diferentes de los del resto de los elementos.


3. En cada uno de sus compuestos, los diferentes elementos se combinan en una proporción numérica sencilla: así por ejemplo, un átomo de A con un átomo de B (AB), o un átomo de A con dos átomos de B (AB2).






Esta teoría tuvo diversos precedentes.


El primero fue la ley de conservación de la masa, formulada por Antoine Lavoisier en 1789, que afirma que la masa total en una reacción química permanece constante. Esta ley le sugirió a Dalton la idea de que la materia era indestructible.


El segundo fue la ley de las proporciones definidas. Enunciada por el químico francés Joseph Louis Proust en 1799, afirma que, en un compuesto, los elementos que lo conforman se combinan en proporciones de masa definidas y características del compuesto. Dalton estudió y amplió el trabajo de Proust para desarrollar la “ley de las proporciones múltiples” que establece lo siguiente: “Si dos elementos forman más de un compuesto sencillo, las masas de un elemento que se combinan con una masa fija del segundo elemento, están en una relación de números enteros sencillos.” Cuando dos elementos se combinan para originar diferentes compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes cantidades del otro se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros sencillos.






La ley de Avogadro le permitió deducir la naturaleza diatómica de numerosos gases, estudiando los volúmenes en los que reaccionaban.










Hasta 1897, se creía que los átomos eran la división más pequeña de la materia, cuando J.J. Thomson descubrió el electrón mediante su experimento con el tubo de rayos catódicos


Mediante la experimentación, Thomson descubrió que los rayos se desviaban al aplicar un campo eléctrico (además de desviarse con los campos magnéticos, cosa que ya se sabía). Afirmó que estos rayos, más que ondas, estaban compuestos por partículas cargadas negativamente a las que llamó "corpúsculos" (más tarde, otros científicos las rebautizarían como electrones).


Thomson creía que los corpúsculos surgían de los átomos del electrodo. De esta forma, estipuló que los átomos eran divisibles, y que los corpúsculos eran sus componentes. Para explicar la carga neutra del átomo, propuso que los corpúsculos se distribuían en estructuras anilladas dentro de una nube positiva uniforme; éste era el modelo atómico de Thomson o "modelo del plum cake"






Ernest Rutherford, que descubrió que la mayor parte de la masa y de la carga positiva de un átomo estaba concentrada en una fracción muy pequeña de su volumen, que suponía que estaba en el mismo centro. En 1918, Rutherford logró partir el núcleo del átomo al bombardear gas nitrógeno con partículas alfa, y observó que el gas emitía núcleos de hidrógeno. Rutherford concluyó que los núcleos de hidrógeno procedían de los núcleos de los mismos átomos de nitrógeno.


Más tarde descubrió que la carga positiva de cualquier átomo equivalía siempre a un número entero de núcleos de hidrógeno. Esto, junto con el hecho de que el hidrógeno —el elemento más ligero— tenía una masa atómica de 1, le llevó a afirmar que los núcleos de hidrógeno eran partículas singulares, constituyentes básicos de todos los núcleos atómicos: se había descubierto el protón. Un experimento posterior de Rutherford mostró que la masa nuclear de la mayoría de los átomos superaba a la de los protones que tenía. Por tanto, postuló la existencia de partículas sin carga.






En 1913, Niels Bohr incorporó esta idea a su modelo atómico, en el que los electrones sólo podrían orbitar alrededor del núcleo en órbitas circulares determinadas, con una energía y un momento angular fijos, y siendo proporcionales las distancias del núcleo a los respectivos niveles de energía. Según este modelo, los átomos no podrían describir espirales hacia el núcleo porque no podrían perder energía de manera continua; en cambio, sólo podrían realizar "saltos cuánticos" instantáneos entre los niveles fijos de energía. Cuando esto ocurre, el átomo absorbe o emite luz a una frecuencia proporcional a la diferencia de energía






En 1924, Louis de Broglie propuso que todos los objetos —particularmente las partículas subatómicas, como los electrones— podían tener propiedades de ondas.






En la actualidad no cabe pensar en el átomo como partícula indivisible, en él existen una serie de partículas subatómicas de las que protones neutrones y electrones son las más importantes.


Los átomos están formados por un núcleo, de tamaño reducido y cargado positivamente, rodeado por una nube de electrones, que se encuentran en la corteza.






Teoría de Dalton


John Dalton, profesor y químico británico, estaba fascinado por el rompecabezas de los elementos. A principios del siglo XIX estudió la forma en que los diversos elementos se combinan entre sí para formar compuestos químicos. Aunque muchos otros científicos, empezando por los antiguos griegos, habían afirmado ya que las unidades más pequeñas de una sustancia eran los átomos, se considera a Dalton como una de las figuras más significativas de la teoría atómica porque la convirtió en algo cuantitativo. Dalton mostró que los átomos se unían entre sí en proporciones definidas. Las investigaciones demostraron que los átomos suelen formar grupos llamados moléculas. Cada molécula de agua, por ejemplo, está formada por un único átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H) unidos por una fuerza eléctrica denominada enlace químico, por lo que el agua se simboliza como HOH o H2O. Véase Reacción química.


Todos los átomos de un determinado elemento tienen las mismas propiedades químicas. Por tanto, desde un punto de vista químico, el átomo es la entidad más pequeña que hay que considerar. Las propiedades químicas de los elementos son muy distintas entre sí; sus átomos se combinan de formas muy variadas para formar numerosísimos compuestos químicos diferentes. Algunos elementos, como los gases nobles helio y argón, son inertes; es decir, no reaccionan con otros elementos salvo en condiciones especiales. Al contrario que el oxígeno, cuyas moléculas son diatómicas (formadas por dos átomos), el helio y otros gases inertes son elementos monoatómicos, con un único átomo por molécula.


Ley de Avogadro


El estudio de los gases atrajo la atención del físico italiano Amedeo Avogadro, que en 1811 formuló una importante ley que lleva su nombre (véase ley de Avogadro). Esta ley afirma que dos volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas si sus condiciones detemperatura y presión son las mismas. Si se dan esas condiciones, dos botellas idénticas, una llena de oxígeno y otra de helio, contendrán exactamente el mismo número de moléculas. Sin embargo, el número de átomos de oxígeno será dos veces mayor puesto que el oxígeno es diatómico.


Masa atómica


De la ley de Avogadro se desprende que las masas de un volumen patrón de diferentes gases (es decir, sus densidades) son proporcionales a la masa de cada molécula individual de gas. Si se toma el carbono como patrón y se le asigna al átomo de carbono un valor de 12,0000 unidades de masa atómica (u), resulta que el hidrógeno tiene una masa atómica de 1,0079u, el helio de 4,0026, el flúor de 18,9984 y el sodio de 22,9898. En ocasiones se habla de "peso atómico" aunque lo correcto es "masa atómica". La masa es una propiedad del cuerpo, mientras que el peso es la fuerza ejercida sobre el cuerpo a causa de la gravedad.


La observación de que muchas masas atómicas se aproximan a números enteros llevó al químico británico William Prout a sugerir, en 1816, que todos los elementos podrían estar compuestos por átomos de hidrógeno. No obstante, medidas posteriores de las masas atómicas demostraron que el cloro, por ejemplo, tiene una masa atómica de 35,453 (si se asigna al carbono el valor 12). El descubrimiento de estas masas atómicas fraccionarias pareció invalidar la hipótesis de Prout hasta un siglo después, cuando se descubrió que generalmente los átomos de un elemento dado no tienen todos la misma masa. Los átomos de un mismo elemento con diferente masa se conocen como isótopos. En el caso del cloro, existen dos isótopos en la naturaleza. Los átomos de uno de ellos (cloro 35) tienen una masa atómica cercana a 35, mientras que los del otro (cloro 37) tienen una masa atómica próxima a 37. Los experimentos demuestran que el cloro es una mezcla de tres partes de cloro 35 por cada parte de cloro 37. Esta proporción explica la masa atómica observada en el cloro.


Durante la primera mitad del siglo XX era corriente utilizar el oxígeno natural como patrón para expresar las masas atómicas, asignándole una masa atómica entera de 16. A principios de la década de 1960, las asociaciones internacionales de química y física acordaron un nuevo patrón y asignaron una masa atómica exactamente igual a 12 a un isótopo de carbono abundante, el carbono 12. Este nuevo patrón es especialmente apropiado porque el carbono 12 se emplea con frecuencia como patrón de referencia para calcular masas atómicas mediante el espectrómetro de masas. Además, la tabla de masas atómicas basada en el carbono 12 se aproxima bastante a la tabla antigua basada en el oxígeno natural.


La tabla periódica


A mediados del siglo XIX, varios químicos se dieron cuenta de que las similitudes en las propiedades químicas de diferentes elementos suponían una regularidad que podía ilustrarse ordenando los elementos de forma tabular o periódica. El químico ruso Dmitri Mendeléiev propuso una tabla de elementos llamada tabla periódica, en la que los elementos están ordenados en filas y columnas de forma que los elementos con propiedades químicas similares queden agrupados. Según este orden, a cada elemento se le asigna un número (número atómico) de acuerdo con su posición en la tabla, que va desde el 1 para el hidrógeno hasta el 92 para el uranio, que tiene el átomo más pesado de todos los elementos que existen de forma natural en nuestro planeta. Como en la época de Mendeléiev no se conocían todos los elementos, se dejaron espacios en blanco en la tabla periódica correspondientes a elementos que faltaban. Las posteriores investigaciones, facilitadas por el orden que los elementos conocidos ocupaban en la tabla, llevaron al descubrimiento de los elementos restantes. Los elementos con mayor número atómico tienen masas atómicas mayores, y la masa atómica de cada isótopo se aproxima a un número entero, de acuerdo con la hipótesis de Prout.


El tamaño del átomo


La curiosidad acerca del tamaño y masa del átomo atrajo a cientos de científicos durante un largo periodo en el que la falta de instrumentos y técnicas apropiadas impidió lograr respuestas satisfactorias. Posteriormente se diseñaron numerosos experimentos ingeniosos para determinar el tamaño y peso de los diferentes átomos. El átomo más ligero, el de hidrógeno, tiene un diámetro de aproximadamente 10-10 m (0,0000000001 m) y una masa alrededor de 1,7 × 10-27 kg. (la fracción de un kilogramo representada por 17 precedido de 26 ceros y una coma decimal). Un átomo es tan pequeño que una sola gota de agua contiene más de mil trillones de átomos.


Radiactividad


Una serie de descubrimientos importantes realizados hacia finales del siglo XIX dejó claro que el átomo no era una partícula sólida de materia que no pudiera ser dividida en partes más pequeñas. En 1895, el científico alemán Wilhelm Conrad Roentgen anunció el descubrimiento de los rayos X, que pueden atravesar láminas finas de plomo. En 1897, el físico inglés J. J. Thomson descubrió el electrón, una partícula con una masa muy inferior al de cualquier átomo. Y, en 1896, el físico francés Antoine Henri Becquerel comprobó que determinadas sustancias, como las sales de uranio, generaban rayos penetrantes de origen misterioso. El matrimonio de científicos franceses formado por Marie y Pierre Curie aportó una contribución adicional a la comprensión de esas sustancias "radiactivas" (véase radio). Como resultado de las investigaciones del físico británico Ernest Rutherford y sus coetáneos, se demostró que el uranio y algunos otros elementos pesados, como el torio o el radio, emiten tres clases diferentes de radiación, inicialmente denominadas rayos alfa (a), beta (b) y gamma (g). Las dos primeras, que según se averiguó están formadas por partículas eléctricamente cargadas, se denominan actualmente partículas alfa y beta. Posteriormente se comprobó que las partículas alfa son núcleos de helio (ver más abajo) y las partículas beta son electrones. Estaba claro que el átomo se componía de partes más pequeñas. Los rayos gamma fueron finalmente identificados como ondas electromagnéticas, similares a los rayos X pero con menor longitud de onda (véase radiación electromagnética).


El átomo nuclear de Rutherford


El descubrimiento de la naturaleza de las emisiones radiactivas permitió a los físicos profundizar en el átomo, que según se vio consistía principalmente en espacio vacío. En el centro de ese espacio se encuentra el núcleo, que sólo mide, aproximadamente, una diezmilésima parte del diámetro del átomo. Rutherford dedujo que la masa del átomo está concentrada en su núcleo. También postuló que los electrones, de los que ya se sabía que formaban parte del átomo, viajaban en órbitas alrededor del núcleo. El núcleo tiene una carga eléctrica positiva; los electrones tienen carga negativa. La suma de las cargas de los electrones es igual en magnitud a la carga del núcleo, por lo que el estado eléctrico normal del átomo es neutro.


El átomo de Bohr


Para explicar la estructura del átomo, el físico danés Niels Bohr desarrolló en 1913 una hipótesis conocida como teoría atómica de Bohr (véase teoría cuántica). Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo. La disposición de los electrones se denomina configuración electrónica. El número de electrones es igual al número atómico del átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un determinado número de electrones. La primera capa está completa cuando contiene dos electrones, en la segunda caben un máximo de ocho, y las capas sucesivas pueden contener cantidades cada vez mayores. Ningún átomo existente en la naturaleza tiene la séptima capa llena. Los "últimos" electrones, los más externos o los últimos en añadirse a la estructura del átomo, determinan el comportamiento químico del átomo.


Todos los gases inertes o nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón) tienen llena su capa electrónica externa. No se combinan químicamente en la naturaleza, aunque los tres gases nobles más pesados (criptón, xenón y radón) pueden formar compuestos químicos en el laboratorio. Por otra parte, las capas exteriores de los elementos como litio, sodio o potasio sólo contienen un electrón. Estos elementos se combinan con facilidad con otros elementos (transfiriéndoles su electrón más externo) para formar numerosos compuestos químicos. De forma equivalente, a los elementos como el flúor, el cloro o el bromo sólo les falta un electrón para que su capa exterior esté completa. También se combinan con facilidad con otros elementos de los que obtienen electrones.


Las capas atómicas no se llenan necesariamente de electrones de forma consecutiva. Los electrones de los primeros 18 elementos de la tabla periódica se añaden de forma regular, llenando cada capa al máximo antes de iniciar una nueva capa. A partir del elemento decimonoveno, el electrón más externo comienza una nueva capa antes de que se llene por completo la capa anterior. No obstante, se sigue manteniendo una regularidad, ya que los electrones llenan las capas sucesivas con una alternancia que se repite. El resultado es la repetición regular de las propiedades químicas de los átomos, que se corresponde con el orden de los elementos en la tabla periódica.


Resulta cómodo visualizar los electrones que se desplazan alrededor del núcleo como si fueran planetas que giran en torno al Sol. No obstante, esta visión es mucho más sencilla que la que se mantiene actualmente. Ahora se sabe que es imposible determinar exactamente la posición de un electrón en el átomo sin perturbar su posición. Esta incertidumbre se expresa atribuyendo al átomo una forma de nube en la que la posición de un electrón se define según la probabilidad de encontrarlo a una distancia determinada del núcleo. Esta visión del átomo como "nube de probabilidad" ha sustituido almodelo de sistema solar.


Líneas espectrales


Uno de los grandes éxitos de la física teórica fue la explicación de las líneas espectrales características de numerosos elementos (véase Espectroscopia: Líneas espectrales). Los átomos excitados por energía suministrada por una fuente externa emiten luz de frecuencias bien definidas. Si, por ejemplo, se mantiene gas hidrógeno a baja presión en un tubo de vidrio y se hace pasar una corriente eléctrica a través de él, desprende luz visible de color rojizo. El examen cuidadoso de esa luz mediante un espectroscopio muestra un espectro de líneas, una serie de líneas de luz separadas por intervalos regulares. Cada línea es la imagen de la ranura del espectroscopio que se forma en un color determinado. Cada línea tiene una longitud de onda definida y una determinada energía asociada. La teoría de Bohr permite a los físicos calcular esas longitudes de onda de forma sencilla. Se supone que los electrones pueden moverse en órbitas estables dentro del átomo. Mientras un electrón permanece en una órbita a distancia constante del núcleo, el átomo no irradia energía. Cuando el átomo es excitado, el electrón salta a una órbita de mayor energía, a más distancia del núcleo. Cuando vuelve a caer a una órbita más cercana al núcleo, emite una cantidad discreta de energía que corresponde a luz de una determinada longitud de onda. El electrón puede volver a su órbita original en varios pasos intermedios, ocupando órbitas que no estén completamente llenas. Cada línea observada representa una determinada transición electrónica entre órbitas de mayor y menor energía.


En muchos de los elementos más pesados, cuando un átomo está tan excitado que resultan afectados los electrones internos cercanos al núcleo, se emite radiación penetrante (rayos X). Estas transiciones electrónicas implican cantidades de energía muy grandes.


El núcleo atómico


En 1919, Rutherford expuso gas nitrógeno a una fuente radiactiva que emitía partículas alfa. Algunas de estas partículas colisionaban con los núcleos de los átomos de nitrógeno. Como resultado de estas colisiones, los átomos de nitrógeno se transformaban en átomos de oxígeno. El núcleo de cada átomo transformado emitía una partícula positivamente cargada. Se comprobó que esas partículas eran idénticas a los núcleos de átomos de hidrógeno. Se las denominó protones. Las investigaciones posteriores demostraron que los protones forman parte de los núcleos de todos los elementos.


No se conocieron más datos sobre la estructura del núcleo hasta 1932, cuando el físico británico James Chadwick descubrió en el núcleo otra partícula, el neutrón, que tiene casi exactamente la misma masa que el protón pero carece de carga eléctrica. Entonces se vio que el núcleo está formado por protones y neutrones. En cualquier átomo dado, el número de protones es igual al número de electrones y, por tanto, al número atómico del átomo. Los isótopos son átomos del mismo elemento (es decir, con el mismo número de protones) que tienen diferente número de neutrones. En el caso del cloro, uno de los isótopos se identifica con el símbolo 35Cl, y su pariente más pesado con 37Cl. Los superíndices identifican la masa atómica del isótopo, y son iguales al número total de neutrones y protones en el núcleo del átomo. A veces se da el número atómico como subíndice, como por ejemplo }Cl.


Los núcleos menos estables son los que contienen un número impar de neutrones y un número impar de protones; todos menos cuatro de los isótopos correspondientes a núcleos de este tipo son radiactivos. La presencia de un gran exceso de neutrones en relación con los protones también reduce la estabilidad del núcleo; esto sucede con los núcleos de todos los isótopos de los elementos situados por encima del bismuto en la tabla periódica, y todos ellos son radiactivos. La mayor parte de los núcleos estables conocidos contiene un número par de protones y un número par de neutrones.


Radiactividad artificial


Los experimentos llevados a cabo por los físicos franceses Frédéric e Irène Joliot-Curie a principios de la década de 1930 demostraron que los átomos estables de un elemento pueden hacerse artificialmente radiactivos bombardeándolos adecuadamente con partículas nucleares o rayos. Estos isótopos radiactivos (radioisótopos) se producen como resultado de una reacción o transformación nuclear. En dichas reacciones, los algo más de 270 isótopos que se encuentran en la naturaleza sirven como objetivo de proyectiles nucleares. El desarrollo de "rompeátomos", o aceleradores, que proporcionan una energía elevada para lanzar estas partículas-proyectil ha permitido observar miles de reacciones nucleares.


Reacciones nucleares


En 1932, dos científicos británicos, John D. Cockcroft y Ernest T. S. Walton, fueron los primeros en usar partículas artificialmente aceleradas para desintegrar un núcleo atómico. Produjeron un haz de protones acelerados hasta altas velocidades mediante un dispositivo de alto voltaje llamado multiplicador de tensión. A continuación se emplearon esas partículas para bombardear un núcleo de litio. En esa reacción nuclear, el litio 7 (7Li) se escinde en dos fragmentos, que son núcleos de átomos de helio. La reacción se expresa mediante la ecuación


Aceleradores de partículas


Alrededor de 1930, el físico estadounidense Ernest O. Lawrence desarrolló un acelerador de partículas llamado ciclotrón. Esta máquina genera fuerzas eléctricas de atracción y repulsión que aceleran las partículas atómicas confinadas en una órbita circular mediante la fuerza electromagnética de un gran imán. Las partículas se mueven hacia fuera en espiral bajo la influencia de estas fuerzas eléctricas y magnéticas, y alcanzan velocidades extremadamente elevadas. La aceleración se produce en el vacío para que las partículas no colisionen con moléculas de aire. A partir del ciclotrón se desarrollaron otros aceleradores capaces de proporcionar energías cada vez más altas a las partículas. Como los aparatos necesarios para generar fuerzas magnéticas intensas son colosales, los aceleradores de alta energía suponen instalaciones enormes y costosas.


Fuerzas nucleares


La teoría nuclear moderna se basa en la idea de que los núcleos están formados por neutrones y protones que se mantienen unidos por fuerzas "nucleares" extremadamente poderosas. Para estudiar estas fuerzas nucleares, los físicos tienen que perturbar los neutrones y protones bombardeándolos con partículas extremadamente energéticas. Estos bombardeos han revelado más de 200 partículas elementales, minúsculos trozos de materia, la mayoría de los cuales, sólo existe durante un tiempo mucho menor a una cienmillonésima de segundo.


Este mundo subnuclear salió a la luz por primera vez en los rayos cósmicos. Estos rayos están constituidos por partículas altamente energéticas que bombardean constantemente la Tierra desde el espacio exterior; muchas de ellas atraviesan la atmósfera y llegan incluso a penetrar en la corteza terrestre. La radiación cósmica incluye muchos tipos de partículas, de las que algunas tienen energías que superan con mucho a las logradas en los aceleradores de partículas. Cuando estas partículas de alta energía chocan contra los núcleos, pueden crearse nuevas partículas. Entre las primeras en ser observadas estuvieron los muones (detectados en 1937). El muón es esencialmente un electrón pesado, y puede tener carga positiva o negativa. Es aproximadamente 200 veces más pesado que un electrón. La existencia del pión fue profetizada en 1935 por el físico japonés Yukawa Hideki, y fue descubierto en 1947. Según la teoría más aceptada, las partículas nucleares se mantienen unidas por "fuerzas de intercambio" en las que se intercambian constantemente piones comunes a los neutrones y los protones. La unión de los protones y los neutrones a través de los piones es similar a la unión en una molécula de dos átomos que comparten o intercambian un par de electrones común. El pión, aproximadamente 270 veces más pesado que el electrón, puede tener carga positiva, negativa o nula.


Partículas elementales


Durante mucho tiempo, los físicos han buscado una teoría para poner orden en el confuso mundo de las partículas. En la actualidad, las partículas se agrupan según la fuerza que domina sus interacciones. Todas las partículas se ven afectadas por la gravedad, que sin embargo es extremadamente débil a escala subatómica. Los hadrones están sometidos a la fuerza nuclear fuerte y al electromagnetismo; además del neutrón y el protón, incluyen los hiperones y mesones. Los leptones "sienten" las fuerzas electromagnética y nuclear débil; incluyen el tau, el muón, el electrón y los neutrinos. Los bosones (una especie de partículas asociadas con las interacciones) incluyen el fotón, que "transmite" la fuerza electromagnética, las partículas W y Z, portadoras de la fuerza nuclear débil, y el hipotético portador de la gravitación (gravitón). La fuerza nuclear débil aparece en procesos radiactivos o de desintegración de partículas, como la desintegración alfa (la liberación de un núcleo de helio por parte de un núcleo atómico inestable). Además, los estudios con aceleradores han determinado que por cada partícula existe una antipartícula con la misma masa, cuya carga u otra propiedad electromagnética tiene signo opuesto a la de la partícula correspondiente. Véase Antimateria.


En 1963, los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y George Zweig propusieron la teoría de que los hadrones son en realidad combinaciones de otras partículas elementales llamadas quarks, cuyas interacciones son transmitidas por gluones, una especie de partículas. Esta es la teoría subyacente de las investigaciones actuales, y ha servido para predecir la existencia de otras partículas.


Liberación de la energía nuclear


En 1905, Albert Einstein desarrolló la ecuación que relaciona la masa y la energía, E = mc2, como parte de su teoría de la relatividad especial. Dicha ecuación afirma que una masa determinada (m) está asociada con una cantidad de energía (E) igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz . Una cantidad muy pequeña de masa equivale a una cantidad enorme de energía. Como más del 99% de la masa del átomo reside en su núcleo, cualquier liberación de grandes cantidades de energía atómica debe provenir del núcleo.


Hay dos procesos nucleares que tienen gran importancia práctica porque proporcionan cantidades enormes de energía: la fisión nuclear -la escisión de un núcleo pesado en núcleos más ligeros- y la fusión termonuclear -la unión de dos núcleos ligeros (a temperaturas extremadamente altas) para formar un núcleo más pesado. El físico estadounidense de origen italiano Enrico Fermi logró realizar la fisión en 1934, pero la reacción no se reconoció como tal hasta 1939, cuando los científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann anunciaron que habían fisionado núcleos de uranio bombardeándolos con neutrones. Esta reacción libera a su vez neutrones, con lo que puede causar una reacción en cadena con otros núcleos. En la explosión de una bomba atómica se produce una reacción en cadena incontrolada. Las reacciones controladas, por otra parte, pueden utilizarse para producir calor y generar así energía eléctrica, como ocurre en los reactores nucleares.


La fusión termonuclear se produce en las estrellas, entre ellas el Sol, y constituye su fuente de calor y luz. La fusión incontrolada se da en la explosión de una bomba de hidrógeno. En la actualidad, se está intentando desarrollar un sistema de fusión controlada. Véase Energía nuclear; Armas nucleares.


















Estructura nuclear


El conocimiento de la estructura nuclear o estructura de los núcleos atómicos es uno de los elementos clave de la física nuclear. En principio, las interacciones de los constituyentes de los núcleos, los nucleones (protones y neutrones formados, a su vez, por los quarks), están abarcadas en las predicciones de la cromodinámica cuántica, dentro de lo que es una teoría cuántica de campos. Pero debido a la complejidad de la interacción fuerte los cálculos son muy complicados y es necesario, hoy día, recurrir a modelos más sencillos. No existe un único modelo; en el desarrollo de la física nuclear se han ido creando modelos teóricos para describir cómo se estructura el material nuclear que constituye los núcleos de los átomos. Algunos de estos modelos son el de la gota líquida, el modelos de capas (de partículas independientes, de campo medio, etc.), rotacional, vibracional, vibracional y rotacional, etc.


MODELO DE GOTA LIQUIDA
Este es uno de los primeros modelos de la estructura nuclear, propuesto por Bohr en 1935. En él se describe el núcleo como un fluido clásico compuesto por neutrones y protones y una fuerza central coulombiana repulsiva proporcional al número de protones Z y con origen en el centro de la gota. La naturaleza mecano-cuántica de estas partículas se introduce a partir del principio de exclusión de Pauli, que establece que fermiones (los nucleones son fermiones) del mismo tipo no puede estar en el mismo estado cuántico. Así, el líquido es en realidad lo que se conoce como líquido de Fermi, en alusión al gas de Fermi que forman los electrones. Este sencillo modelo reproduce las principales características de la energía enlace de los núcleos. Es un buen modelo para predecir niveles energéticos en núcleos poco deformados.
MODELO DE CAPAS
La idea del modelo es muy parecida a la planteada para el caso de la corteza electrónica —el modelo de capas electrónico— .En el caso de los electrones, teníamos partículas idénticas que se agrupaban en capas de números cuánticos espaciales distintos (n,l). El número de electrones permitidos en cada capa venía impuesto por el principio de exclusión de Pauli para fermiones. Los número cuánticos asociados vienen como resolución de la ecuación de Schrödinger para un potencial coulombiano (~ 1/r) y centrífugo.
En el caso nuclear, tendremos fermiones (los nucleones) en un potencial nuclear. Estos nucleones tendrán un número cuántico adicional, el isospín, cuya proyección nos dirá si el nucleón se trata de un protón o un neutrón.
La elección del potencial es clave para la resolución del espectro de energías. El potencial más usual, es el potencial de Wood-Saxon, pero la resolución de la ecuación de Shröedinger se hace no analítica.
Al igual que el modelo de capas, da buenos resultados en núcleos poco deformados.
La expresión «modelo de capas» es un tanto ambigua aludiendo a la técnica, pues ha tenido varias etapas. Fue utilizado para describir la existencia de agregados de nucleones en el núcleo acuerdo con un enfoque más cercano en lo que actualmente se denomina teoría de campo medio. Hoy en día, el modelo se refiere a un conjunto de técnicas que ayudan a resolver algunas de las variantes del problema nuclear de N cuerpos.
Las hipótesis básicas se hacen con el fin de dar un marco conceptual preciso para el modelo de capas:
El núcleo atómico es un sistema cuántico de N cuerpos.
El núcleo no es un sistema físico relativista. La ecuación del movimiento del sistema que viene dada por una función de onda (que contiene toda la información posible del sistema, según la mecánica cuántica), es la ecuación de Schrödinger.
Las interacciones entre los nucleones es solamente de a dos cuerpos. Esta limitación es en realidad una consecuencia práctica del principio de exclusión de Pauli: el recorrido libre medio de un nucleón es muy grande en comparación con el tamaño de núcleo, y la probabilidad de que tres nucleones interactuar simultáneamente se considera lo suficientemente pequeña como para ser insignificante.
Los nucleones se consideran en este modelo partículas puntuales, sin estructura.
MODELO VIVRACIONAL Y ROTACIONAL
Este modelo recurre a la descripción de las vibraciones y rotaciones de la superficie del núcleo en términos de coordenadas colectivas y así predecir el espectro de frecuencias asociado a los niveles energéticos. Da buenos resultados en núcleos poco deformados y parcialmente deformados.
PRIMER CIENTIFICO EN DAR A CONOCER LA TEORIA ATOMICA
John Dalton.
Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas materiales separadas e indestructibles;
Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás cualidades.
Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes masa y propiedades
Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla. Los «átomos» de un determinado compuesto son a su vez idénticos en masa y en todas sus otras propiedades.
Aunque el químico irlandés HIGGINS, en 1789, había sido el primero en aplicar la hipótesis atómica a las reacciones químicas, es Dalton quien le comunica una base más sólida al asociar a los átomos la idea de masa.
Los átomos de DALTON difieren de los átomos imaginados por los filósofos griegos, los cuales los suponían formados por la misma materia primordial aunque difiriendo en forma y tamaño. La hipótesis atómica de los antiguos era una doctrina filosófica aceptada en sus especulaciones científicas por hombres como GALILEO, BOYLE, NEWTON, etc., pero no fue hasta DALTON en que constituye una verdadera teoría científica mediante la cual podían explicarse y coordinarse cuantitativamente los fenómenos observados y las leyes de las combinaciones químicas.

 La teoría atómica constituyó tan sólo inicialmente una hipótesis de trabajo, muy fecunda en el desarrollo posterior de la Química, pues no fue hasta finales del siglo XIX en que fue universalmente aceptada al conocerse pruebas físicas concluyentes de la existencia real de los átomos. Pero fue entonces cuando se llegó a la conclusión de que los átomos eran entidades complejas formadas por partículas más sencillas y que los átomos de un mismo elemento tenían en muchísimos casos masa distinta. Estas modificaciones sorprendentes de las ideas de DALTON acerca de la naturaleza de los átomos no invalidan en el campo de la Química los resultados brillantes de la teoría atómica.
LEYES PONDERALES
Ley de la conservación de la materia.
Por ser los átomos indivisibles e indestructibles los cambios químicos han de consistir únicamente en un reagrupamiento de átomos y, por tanto, no puede haber en el mismo variación alguna de masa al no variar el número de átomos presentes.
Ley de las proporciones definidas.
Si se combinan n átomos del elemento A con m átomos del elemento B y los pesos respectivos de estos átomos son a y b
Ley de las proporciones múltiples.
Si dos elementos se unen en varias proporciones para formar distintos compuestos quiere decir que sus átomos se unen en relaciones numéricas diferentes. Si un átomo del elemento A se une, por ejemplo, con uno y con dos átomos del elemento B, se comprende que la relación en peso de las cantidades de este elemento (uno y dos átomos) que se unen con una misma cantidad de aquél (un átomo) estén en relación de 1 : 2. Si los átomos de los elementos A y B se unen en otras cualesquiera relaciones numéricas, siempre de números enteros sencillos, se encontrará igualmente una relación sencilla entre las cantidades de uno de los elementos que se unen con una cantidad determinada del otro elemento.
Ley de las proporciones recíprocas.
Si suponemos que los elementos se uniesen siempre en la relación atómica 1 : 1, la ley de las proporciones recíprocas no sólo sería evidente sino que los pesos de combinación serían a su vez los pesos atómicos. Aunque los elementos se unen en relaciones atómicas diferentes, 1 : 2, 1 : 3, 2 : 3 etcétera, puede fácilmente calcularse que las cantidades en peso de distintos elementos que se unen con una cantidad fija de un elemento dado han de estar en relación sencilla con sus respectivos pesos atómicos y que dichas cantidades, multiplicadas necesariamente en todo caso por números enteros sencillos, han de ser las que se combinen entre sí en las correspondientes combinaciones mutuas.

HISTORIA DE LA TEORIA NUCLEAR.
La búsqueda por una teoría atómica, una teoría de la naturaleza de las materias, que afirman que están compuestas por pequeñas partículas llamadas átomos, comenzó desde tiempos casi remotos en la Antigua India, aproximadamente en el siglo VI a. C..1 A pesar de eso, los vaisesika y los niaiá desarrollaron elaboradas teorías de cómo los átomos se combinaban en objetos complejos. Los griegos continuaron con su búsqueda, pero a diferencia de otros, estos no querían explicar la estructura interna, sino el cambio y la permanencia. La teoría atómica fue abandonada durante mucho tiempo y se restauró su investigación hasta el Renacimiento y sus siglos posteriores, cuando se plantearon las bases de lo que hoy se considera es el correcto modelo atómico; introducido por John Dalton.

Antes del modelo atómico, existieron gran cantidad de modelos para tratar de explicar la materia como el modelo cinético de Daniel Bernoulli, y en el siglo XX el modelo cinético de partículas o molecular que intentaba, mayoritariamente, explicar el comportamiento de los gases a través de ciertos supuestos. Asimismo, surgieron teorías que ayudaron a explicar dichos modelos como la ley de Avogadro y el movimiento browniano.

La falta de solidez del modelo de partículas para explicar algunos fenómenos obligó a los científicos a modificar la idea de que la materia estaba constituida por partículas con la única propiedad de tener masa. En la actualidad, el modelo más aceptado es el modelo atómico, según el cual los componentes fundamentales de la materia tienen otras propiedades que permiten explicar dichos fenómenos. La creación de este modelo permitió la apertura de nuevas ramas de estudio como la fuerza nuclear, la fuerza atómica; de igual forma, se dio lugar a nuevos avances que permitieron incrementar el saber humano como la tabla periódica de los elementos hecha por Dimitri Ivanovich Mendeleev y que anteriormente había tenido predecesores que no fueron tan aceptados debido a los argumentos que sostenían.

Actualmente el objetivo de la teoría atómica es cooperar a la interpretación de la composición, propiedades, estructura y transformaciones del universo, pero para hacer todo se empezó desde lo más simple y eso son los átomos, que hoy se conocen gracias a esas teorías enunciadas a lo largo de la historia. Estas teorías que tanto significan para la química se estudiaron con precisión y dejaron un legado.
PRIMEROS MODELOS
El pensamiento en la India
Los primeros modelos que trataron de explicar cómo estaba compuesta la materia surgieron en los últimos siglos a. C. en la Antigua India, en los vaisesika y los niaiá, apareciendo en la religión yainista.10 El primer filósofo que formuló ideas sobre el átomo de una manera sistemática fue Kanada.11 Pakudha Katyayana, que también vivió en el siglo VI a. C., fue otro filósofo que propuso ideas sobre la constitución atómica del mundo material.12 Los atomistas indios creían que el átomo podría ser uno de hasta seis o siete elementos, y que cada uno de ellos poseía hasta 24 propiedades. Desarrollaron detalladas teorías sobre cómo podrían combinarse los átomos, reaccionar, vibrar, moverse, y realizar otras acciones primordiales. Tenían teorías muy elaboradas sobre cómo se combinaban los átomos, pues decían que estos se unían primero por parejas, pero después se agrupaban en tríos de pares, que son las unidades visibles más pequeñas de la materia (electrón, neutrón y protón). También habían concebido la posibilidad de partir un átomo. Con el tiempo, sus ideas fueron desechadas por algunas personas, pero en cambio en otras, fue una inspiración para continuar con la investigación.

El pensamiento en Grecia


Recreación del cuadro aristotélico de los cuatros «elementos», junto con la oposición de sus propiedades.
En los griegos, uno de los primeros filósofos en dar respuesta a cómo estaba constituida la materia fue Tales de Mileto. Él propuso que la materia básica o «elemento» que formaba todas las cosa del Universo era el agua, ya que de todas las sustancias es la que parece encontrarse en mayor cantidad. El agua rodea la Tierra, impregna la atmósfera en forma de vapor, corre a través de los continentes, y la vida tal como la conocemos sería imposible sin ella. Anaxímenes (585-524 a. C.), otro filósofo griego de la ciudad de Mileto, propuso que el aire era esa sustancia elemental.14 Heráclito, de la ciudad de Éfeso, pensaba que lo que caracterizaba todo en el Universo era el constante cambio y pensó que la «sustancia» que mejor se adecuaba y describía esto era el fuego.15 Empédocles (490-439 a. C.), nacido en Sicilia, pensó que la respuesta a esta pregunta no era un solo «elemento», sino todos los que ya se habían propuesto:16 el agua, el aire, el fuego y agregó un cuarto «elemento»; la tierra. Aseguraba que cada «elemento» tenía un lugar en el orden del Universo; en la parte superior estaba el fuego, después el aire, el agua y por último la tierra.

La búsqueda por tratar de definir lo que no se percibía de la materia continuó por Aristóteles,17 cuyas ideas dominaron el mundo europeo occidental durante más de 2000 años. Él pensaba que los «elementos» a los que se refería Empédocles eran combinaciones de dos pares de propiedades opuestas: frío y calor; humedad y sequedad. Estas propiedades podían combinarse entre sí excepto con sus opuestos, de tal manera que podían formarse cuatro parejas distintas, cada una de las cuales daba origen a un «elemento» distinto: calor y sequedad originan el fuego; calor y humedad, el aire; frío sequedad, la tierra; y frío y humedad, el agua.

Aristóteles también pensaba que los cielos estaban formados por un «quinto elemento», al que llamó éter.18 Consideró que el éter era perfecto, eterno e inmutable, lo que hacía distinto de los cuatro elementos imperfectos de la Tierra. Sin embargo, Aristóteles no consideraba que cada uno de los «elementos» propuestos fuera igual a las sustancias que les daban nombre y existían en la realidad. Por ejemplo, el agua, como elementos, no era la que se podía tocar en el río o la lluvia. Consideraba que la experiencia sensorial era el mejor camino para conocer el mundo, y por ello escogió dos pares de la cualidades sensibles (caliente-frío y húmedo-seco) para explicar el origen de los elementos primarios. Este planteamiento explicaba fácilmente el cambio entre una sustancia y otra por lo que fue ampliamente aceptado por los alquimistas. Por eso es importante aclarar que cuando Aristóteles decía, por ejemplo «agua» se refería a cualquier material que sensorialmente produjera frío y húmedo. Cabe aclarar que la idea de «elemento» que tenían los antiguos griegos no es la misma que se utiliza hoy en Química. En la Antigüedad se pensaba que los elementos eran «principios» que mediante cambios originaban todas las cosas. Actualmente se sabe que el agua está formada por átomos de hidrógeno y oxígeno; la tierra es una mezcla de diferentes sustancia de casi todos los elementos químicos conocidos; el aire es una mezcla de diferentes gases de diferentes elementos, y el fuego es una de las manifestaciones de la energía que se genera al producirse una reacción química (acompañado de la liberación de luz y calor).

El modelo cinético molecular


Daniel Bernoulli, posible creador del modelo cinético de la materia.
La información que se puede obtener de la materia está limitada a la observación y medición de algunas de sus propiedades como son su volumen, masa, temperatura, color, entre otros. Para explicar las propiedades que se observan de la materia se propuso el modelo cinético molecular o modelo cinético corpuscular, que requirió mucha imaginación, ya que establecía que las partículas que forman la materia son tan pequeñas que eran invisibles para el ojo humano. Este modelo cambió con el tiempo y pretendía explicar tanto las propiedades macroscópicas como las microscópicas de la materia.

El modelo cinético de la materia surgió a principios del siglo XVIII, cuando el gran matemático suizo Daniel Bernoulli empleó el modelo de una esfera rígida para representar a las partículas que forman la materia.19 Sin embargo, esta idea ―así como la existencia de los átomos y las moléculas― no fue aceptada durante mucho tiempo. Años más tarde, en 1811, asumiendo20 que los gases estaban constituidos por partículas, el italiano Amadeo Avogadro propuso lo que actualmente se conoce como la Ley de Avogadro en la que argumentaba:

Si tomamos dos o más gases, cuales quiera que estos sean, los combinamos en recipientes de igual volumen, y los mantenemos en iguales condiciones, el número de partículas de todos estos gases es el mismo.
Avogadro
Durante las décadas de 1860 y 1870, el escocés James C. Maxwell y el austriaco Ludwig Boltzmann desarrollaron la idea de que un gas está constituido por muchísimos átomos o moléculas,21 que pueden considerarse pequeñas esferas duras en movimiento continuo que colisionan entre sí y contra las paredes del recipiente que lo contiene. La importancia de estas ideas fue que el comportamiento de un gas podía ser explicado aplicando las leyes de Newton a las moléculas.22 En 1872, Boltzmann sentó las bases de lo que hoy se conoce como teoría cinética moderna.23 Su aporte fue tan importante que los resultados de su teoría todavía siguen vigentes, aunque transcurrieron muchos años antes de que sus estos fueran conocidos. Él pasó los últimos años de sus vida tratando de convencer a quienes se oponían a las teorías microscópicas de la materia. Enfermo y desanimado por la continua oposición de muchos científicos a su teoría, se suicidó en 1906, ignorando el trabajo que unos meses antes Albert Einstein había publicado acerca del movimiento de partículas en un fluido y que probaba la existencia de átomos.8

Einstein estudió las observaciones de un botánico inglés llamado Robert Brown,24 quien en 1827 había descubierto el fenónemo del movimiento browniano al observar que grano de polen en suspensión en un líquido presentaba un continuo movimiento al azar. Pasaron muchos años sin que se encontrara una explicación adecuada de este fenómeno, hasta que Albert Einstein hizo un estudio complejo y un análisis matemático. Propuso que el movimiento browniano se produce por el choque de las moléculas del líquido contra las partículas suspendidas en él y dedujo ecuaciones mediante las cuales estableció:

El desplazamiento de las partículas en movimiento browniano debe aumentar si se eleva la temperatura.
El desplazamiento de las partículas en movimiento browniano debe ser mayor si la partícula es menor.
El desplazamiento de las partículas en movimiento browniano debe ser menor cuando la viscosidad del líquido es mayor.
Albert Einstein
El modelo atómico de la materia
La historia del modelo atómico se puede dividir en tres etapas en que se propuso la existencia para comprender la composición de la materia: la primitiva; en la que surgieron las primeras ideas con el fin de dar una explicación crédula sobre cómo la materia estaba compuesta en su interior, la clásica; en la que se retomaron las primeras ideas surgidas años antes durante un período conocido como el Renacimiento donde científicos y expertos comenzaron debates e investigaciones por crear un modelo tanto creíble como verdadero, y la moderna; donde las ideas al fin se unificaron y dieron lugar al modelo aceptado hasta el día de hoy.

La etapa primitiva
Las primeras ideas del modelo atómico surgieron del filósofo griego Leucipo y de su discípulo Demócrito; estos, definían una unidad fundamental de la composición de la materia.9 Su razonamiento fue el siguiente:

Si tengo un trozo de materia —el que sea— y comienzo a partirlo en pedazos cada vez más pequeños y vuelvo a partir los pedazos que me queden una y otra vez, llegará el momento en que tenga partículas que ya no se podrán partir más.
A estas partículas les dieron el nombre de átomos (Griego: ἄτομος), palabra que se traduce como «indivisible». Así, todo está formado por átomos. Las cosas difieren por los átomos que las constituyen y por la manera en que estos están arreglados. Es importante aclarar que el objetivo de los filósofos griegos de la Antigüedad no era explicar la estructura interna de la materia, sino el cambio y la permanencia. A ellos les intrigaba el hecho de que las cosas cambiaran constantemente y sin embargo el cosmos pareciera siempre el mismo, o que un mismo objeto o ser cambiara pero no dejara de ser el mismo: «como el ser humano que ha cambiado desde que nace, pero que sigue siendo el mismo». Así, los atomistas griegos propusieron que en el Universo algo siempre permanecía: los átomos, y que los cambios se referían a las combinaciones de estos.

La teoría atómica fue abandonada durante siglos porque incluía la idea de que entre los átomos solo hay vacío, es decir, nada. De acuerdo con los atomistas, las cosas están hechas de átomos y vacío.
La etapa clásica


El químico escéptico, o Dudas y paradojas químico-físicas, libro escrito por Robert Boyle en el que presenta la hipótesis de que la materia está formada por átomos y agrupaciones de átomos en movimiento, y que cada fenómeno es el resultado de colisiones entre estas partículas.26
Para algunos filósofos, entre ellos Aristóteles y Platón, pensar en la existencia del vacío iba en contra de su propia lógica. Con el surgimiento del método científico propuesto por Galileo y el de las leyes de Newton, en los siglo XVII y XVIII respectivamente, se retomó la idea del átomo como partícula fundamental constituyente de la materia. Así surgió la etapa clásica de la historia de la composición de la materia, durante la cual se estableció el modelo de partículas.

Para llegar al concepto de lo que se conoce, el modelo sobre la estructura de la materia evolucionó. En su obra El químico escéptico (1660), Robert Boyle fue el primero en establecer el criterio moderno por el cual se define un elemento: una sustancia que puede combinarse con otros elementos para formar compuestos y que no puede descomponerse en una sustancia más simple. Sin embargo, Boyle conservaba aún cierta prspectiva antigua acerca de los elementos. Por ejemplo, creía que el oro no era un elemento y que podía formarse de algún modo a partir de otros metales. Las mismas ideas compartía su contemporáneo Isaac Newton, quien dedicó gran parte de su vida a la alquimia. Newton tuvo en mente el concepto de átomo en sus trabajos de Física, específicamente en óptica.

A finales del siglo XVIII, dos leyes sobre las reacciones químicas surgieron sin hacer referencia a la noción de una teoría atómica. La primera fue la ley de conservación de la materia formulada por Antoine Lavoisier en 1789, en la que establecía que en toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos. La segunda fue la ley de las proporciones constantes, una de las observaciones fundamentales de la química moderna hecha por Louis Proust, donde argumenta que cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constantes.

El científico inglés John Dalton basado en sus trabajos siguientes y en sus propios experimentos, desarrolló una teoría atómica en la cual proponía que cada elemento químico estaba compuesto de un único átomo, y aunque no pueden ser alterados o destruidos por medios químicos, estos pueden combinarse para formar estructuras más complejas (compuestos químicos). Esto marcó la primera teoría científica verdadera del átomo, desde que Dalton llegó a sus conclusiones mediante la experimentación y el examen de sus resultados de una manera empírica. No está claro hasta qué punto su teoría atómica podría haber sido inspirada por las ideas anteriores. Dalton creía que la teoría atómica podría explicar porqué el agua absorbía diferentes gases en diferentes proporciones, hipotetizando que esto se debe a las diferencias en la masa y a la complejidad de las partículas de los gases.


Teoria nuclear
Dalton fue el primero en preguntarse por el valor de la masa de los átomos y la midió indirectamente. No disponía de una báscula que midiera la masa de los átomos, por lo que utilizó métodos indirectos, que consistieron en combinar elementos para formar compuestos. Dalton se dio cuenta de que los elementos siempre se combinan en las mismas proporciones para formar un mismo compuesto y concluyó que las cantidades de dichos elementos pueden reducirse a números enteros sencillos. Haciendo comparaciones entre distintos elementos y las proporciones que guardan en diversos compuestos, Dalton descrubrió que los átomos de hidrógeno tienen la masa más pequeña. Así, tomando como unidad la masa del átomo del hidrógeno, asignó la masa atómica de otros elementos conocidos en esa época.





Que es la energía nuclear y sus características


La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.1 Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.


Cuando se habla de las caracteristicas de la energia nuclear, probablemente la más importante es la cantidad de energía que puede producirse por unidad de masa de material, la cual es mucho mayor a cualquier otra conocida y empleada por el ser humano. Además de hablar de las caracteristicas de la energia nuclear, es importante también mencionar los reactores nucleares y cómo funcionan. Los reactores nucleares son instalaciones físicas donde se producen, mantienen y controlan las reacciones nucleares en cadena. De ésta manera, en un reactor nuclear se utilizan ciertos combustibles que permiten la obtención de la energía. Algunos reactores, incluso, aprovechan el calor obtenido durante la reacción para luego producir energía eléctrica.




Existen dos tipos de reactores, y si bien no están demasiado relacionados con las caracteristicas de la energia nuclear, si lo están con sus derivados. Estos dos tipos de reactores son los de investigación y los de potencia. Los primeros utilizan los neutrones para producir radioisótopos o realizar diferentes estudios de materiales, mientras que los segundos utilizan el calor generado para la producción de energía eléctrica. Algo digno de mencionar, a la hora de hablar de las caracteristicas de la energia nuclear, es que los primeros usos que se le dio a la misma fue como un arma nuclear. En las décadas del 30’ y del 40’, se utilizó la energía nuclear para crear una bomba atómica.



La primera explosión de una bomba atómica creada por el ser humano sucedió el 16 de Julio de 1945 y fue llamada la Prueba Trinity. El 6 de agosto de 1945, se realizó una segunda explosión en la ciudad de Hiroshima, siendo ésta una reacción de fisión en cadena descontrolada, y significando el fin de la Segunda Guerra Mundia.l Luego de ésta explosión, la cual resulto extremadamente dañina y al día de hoy tiene secuelas, se aceptó el uso de la energía nuclear dado que el consumo de combustible de la misma era mínimo. Sin embargo, en los años 80’, volvió la controversia al alertarse los peligros por la radiación, los cuales no son menores. Al día de hoy, la energía nuclear vuelve a ser tomada en cuenta para su uso civil; sin embargo, su utilización como arma nuclear está totalmente prohibida, dado las graves consecuencias que tuvo en el pasado.


Ventajas y desventajas de la energía nuclear


Antes de entrar directamente a las ventajas y desventajas de lo que es la energía nuclear como se obtiene la energía nuclear, hay dos formas de obtenerla con la fision y la fusión nuclear.La primera ocurre en el núcleo de un átomo, el cual debe ser dividido en dos o más núcleos para así liberar otros subproductos. Por otro lado, la fusión nuclear es el proceso por el que varios núcleos se unen para formar un núcleo más pesado.

Una de sus mas grande ventajas es: En primer lugar vale aclarar que la energía nuclear es sumamente ventajosa en numerosos aspectos y que a pesar de todo lo que se pueda decir, actualmente es una forma de generar energía siempre a tener en cuenta. Por ejemplo, genera gran parte de la energía eléctrica que consumimos día a día y sólo en la Unión Europea un tercio de la energía eléctrica utilizada se obtiene gracias a la energía nuclear, evitando que unas 700 millones de toneladas de CO2 se envíe hacia la atmósfera.

Al ser una energía no contaminante, su uso garantiza un daño menor al medio ambiente, evitando el uso de combustibles fósiles, generando mucha energía con poco combustible.

Garantiza el suministro eléctrico: La energía nuclear es la fuente de energía que más horas funciona al año. Está disponible las 24 horas y los 365 días al año, asegurando así el abastecimiento eléctrico. Otras fuentes energéticas como la eólica o la solar carecen de seguridad de suministro al estar expuestas a las condiciones meteorológicas.

Se trata de una de las fuentes más baratas de producción de electricidad. Según el Foro Nuclear Español, 32,3 kilos de uranio tienen la energía equivalente de 100.000 toneladas de carbón. El peso de la materia prima uranio es pequeño con relación al coste total dela producción de electricidad y su precio es estable, obteniendo el kilovatio-hora (kWh) a unos costes razonables.





Los vertidos de las centrales nucleares al exterior son mínimos. La mayor parte de ellos se expulsan en forma gaseosa de la chimenea de la central (aire con muy poca radiactividad), y en forma líquida a través del canal de descarga. Por su bajo poder contaminante, las centrales nucleares frenan la lluvia ácida y la acumulación de residuos tóxicos en el medio ambiente.


Generan empleo. Las centrales nucleares, al igual que otras instalaciones eléctricas, generan empleo y riqueza en su zona de influencia. Se estima que en cada reactor trabajan unas 500 personas. En total, el sector nuclear español emplea a unas 30.000 personas entre puestos directos e indirectos.


La producción de energía eléctrica es continua. Una central nuclear está generando energía eléctrica durante prácticamente un 90% de las horas del año. Esto reduce la volatilidad en los precios que hay en otros combustibles como el petróleo. El hecho que sea continua también favorece a la planificación eléctrica ya que no se tiene tanta dependencia de aspectos naturales. Con esto se solventa el gran inconveniente de las energías renovables en que los horas de sol o de viento no siempre coinciden con las horas de más demanda energética.


Al ser una alternativa a los combustibles fósiles no se necesita consumir tanta cantidad de combustibles como el carbón o el petróleo, de forma que en consecuencia se reduce el problema del calentamiento global, el cual, se cree que tiene una influencia más que importante con el cambio climático del planeta.


Ahora bien ya vimos varias de las ventajas que nos ofrece la energía nuclear también tiene su lado malo sus desventajas a continuación:


Probablemente el inconveniente más alarmante sea el uso que se le puede dar a la energía nuclear en la industria militar. Curiosamente, la energía nuclear debutó ante el mundo en forma de dos bombas lanzadas sobre Japón al fin de la Segunda Guerra Mundial.


A nivel civil, un gran inconveniente es la generación de residuos nucleares y la dificultad para gestionarlos ya que tardan muchísimos años en perder su radioactividad y peligrosidad.


Los reactores nucleares, una vez construidos, tienen fecha de caducidad. Pasada esta fecha deben desmantelarse, de modo que en los principales países de producción de energía nuclear para mantener constante el número de reactores operativos deberían construirse aproximadamente 80 nuevos reactores nucleares en los próximos diez años.


La inversión para la construcción de una planta nuclear es muy elevada y hay que recuperarla en muy poco tiempo, de modo que esto hace subir el coste de la energía eléctrica generada.


Las centrales nucleares son objetivo para las organizaciones terroristas.


Genera dependencia del exterior. Poco países disponen de minas de uranio y no todos los países disponen de tecnología nuclear, por lo que tienen que contratar ambas cosas en el extranjero.


Los reactores nucleares actuales funcionan mediante reacciones nucleares por fisión.Estas reacciones se producen en cadena de modo que si los sistemas de control fallasen cada vez se producirían más y más reacciones hasta provocar una explosión radiactiva que sería prácticamente imposible de contener.


losriesgos de accidentes nucleares ya son más que conocidos. Las catástrofes de Chernobyl y la más reciente en Fukushima, son realmente paradigmáticas en este aspecto y si no se toman los recaudos de seguridad necesarios, el riesgo para la humanidad es enorme.


Dificulta el control de las armas nucleares.


Aumenta la dependencia de los productores de Uranio y de los fabricantes de Uranio enriquecido.


En el caso de un accidente nuclear se puede llegar a deshabitar una gran población.Se usa esta energía con fines bélicos, para hacer armas y para la guerra.La sobre dosis de radiación es mortal para los seres humanos.


Por un accidente se puede producir cáncer y mutaciones genéticas.


La gente que trabaja en plantas nucleares tiene un gran riesgo de sufrir cáncer.


Pues como ven la energía nuclear puede ser muy beneficiosa pero a la vez muy peligrosa para la salud y protección para el ser humano y animales en este planeta ya por su alto grado de peligro que brinda esta energía pero siempre habrá ese debate la energía nuclear es buena o mala.


Como saben la energía nuclear en beneficiosa y a la vez peligrosa claro ejemplo de esto es Chernóbil en donde El 26 de Abril del año 1986 en la actual Ucrania específicamente en Chernóbil se destruye uno de los reactores de una planta nuclear, este sera catalogado como uno de los desastres más grandes de la historia nuclear. Debido a que la radiación se expandía muchas ciudades fueron abandonadas para nunca volver a ser habitadas.


El Accidente De Chernobil.


fue un accidente nuclear sucedido en la central nuclear Vladímir Ilich Lenin

Aquel día, durante una prueba en la que se simulaba un corte de suministro eléctrico, un aumento súbito de potencia en el reactor 4 de esta central nuclear produjo el sobrecalentamiento del núcleo del reactor nuclear, lo que terminó provocando la explosión del hidrógenoacumulado en su interior. Básicamente se estaba experimentando con el reactor para comprobar si la energía de las turbinas podía generar suficiente electricidad para las bombas de refrigeración en caso de fallo.La cantidad de dióxido de uranio, carburo de boro, óxido deeuropio, erbio, aleaciones de circonio y grafito expulsados, materiales radiactivos y/o tóxicos que se estimó fue unas 500 veces mayor que el liberado por la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945, causó directamente la muerte de 31 personas y forzó al gobierno de la Unión Soviética a la evacuación de 116.000 personas provocando una alarma internacional al detectarse radiactividad en al menos 13 países de Europacentral y oriental.Después del accidente, se inició un proceso masivo de descontaminación, contención y mitigación que desempeñaron aproximadamente 600.000 personas denominadas liquidadores en las zonas circundantes al lugar del accidente y se aisló un área de 30 km de radio alrededor de la central nuclear conocida como Zona de alienación, que sigue aún vigente.Solo una pequeña parte de los liquidadores se vieron expuestos a altos índices de radiactividad. Los trabajos de contención sobre el reactor afectado evitaron una segunda explosión de consecuencias dramáticas que podría haber dejado inhabitable a toda Europa.Dos personas, empleadas de la planta, murieron como consecuencia directa de la explosión esa misma noche y 31 en los tres meses siguientes. Mil personas recibieron grandes dosis de radiación durante el primer día después del accidente, 200.000 personas recibieron alrededor de 100 mSv, 20.000 cerca de 250 mSv y algunos 500 mSv. En total, 600.000 personas recibieron dosis de radiación por los trabajos de descontaminación posteriores al accidente. 5.000.000 de personas vivieron en áreas contaminadas y 400.000 en áreas gravemente contaminadas, hasta hoy no existen trabajos concluyentes sobre la incidencia real, y no teórica, de este accidente en la mortalidad poblacional.

Tras prolongadas negociaciones con el gobierno ucraniano, la comunidad internacional financió los costes del cierre definitivo de la central, completado el 15 de diciembre de 2000. Inmediatamente después del accidente se construyó un "sarcófago", para aislar el interior del exterior, que se ha visto degradado en el tiempo por diversos fenómenos naturales por lo que corre riesgo de desplomarse. Desde 2004 se lleva a cabo la construcción de un nuevo sarcófago para el reactor. El resto de reactores de la central están cerrados.


El desastre nuclear de Hiroshima


El 26 de julio de 1945, el presidente norteamericano Harry Truman lanzó una proclama al pueblo japonés, conocida luego como la Declaración de Potsdam, pidiendo la rendición incondicional del Japón so pena de sufrir una devastadora destrucción aunque sin hacer referencia a la bomba atómica. Según la proclama, Japón sería desposeído de sus conquistas y su soberanía quedaría reducida a las islas niponas. Además los dirigentes militares del Japón serían procesados y condenados restableciéndose la libertad de expresión, de cultos y de pensamientos.

El Japón quedaba sujeto a pagar indemnizaciones, sus ejércitos serían desmantelados y el país tendría que soportar la ocupación aliada. Conociendo la mentalidad de los japoneses, es evidente que Truman buscaba el efecto contrario al que manifestaba públicamente. Los japoneses, humillados en su orgullo, no se rendirían y entonces Truman podría lanzar su anhelada bomba atómica, más como un mensaje intimidatorio hacia Stalin que pensando en la derrota japonesa que ya era casi un hecho. El 29 de julio el premier japonés Suzuki como era previsible rechazó la propuesta de Truman. El 3 de agosto, Truman dio la orden de arrojar las bombas atómicas en Hiroshima, Kokura, Niigata o Nagasaki. El objetivo le era indistinto y la suerte de cientos de miles de almas inocentes parecieron no importarle demasiado. El 6 de agosto despegaba rumbo a Hiroshima la primera formación de bombarderos B-29.Uno de ellos, el Enola Gay, piloteado por el coronel Paul Tibbets, llevaba la bomba atómica; otros dos aviones lo acompañaban en calidad de observadores. Súbitamente apareció sobre el cielo de Hiroshima el resplandor de una luz blanquecina rosada, acompañado de una trepidación monstruosa que fue seguida inmediatamente por un viento abrasador que barría cuanto hallaba a su paso. Las personas quedaban calcinadas por una ola de calor abrazador. Muchas personas murieron en el acto, otras yacían retorciéndose en el suelo, clamando en su agonía por el intolerable dolor de sus quemaduras. Quienes lograron escapar milagrosamente de las quemaduras de la onda expansiva, murieron a los veinte o treinta días como consecuencia de los mortales rayos gamma. Generaciones de japoneses debieron soportar malformaciones en sus nacimientos por causa de la radiactividad. Unas cien mil personas murieron en el acto y un número no determinado de víctimas se fue sumando con el paso de los días y de los años por los efectos duraderos de la radiactividad.A pesar de la magnitud del desastre, los japoneses decidieron seguir luchando hasta el final en una prueba de su valor como pueblo guerrero. El 9 de agosto otra bomba, esta vez de plutonio, caía sobre la población de Nagasaki. Los efectos fueron menos devastadores por la topografía del terreno pero 73.000 personas perdieron la vida y 60.000 resultaron heridas. Contra todos los pronósticos, el ministro de guerra japonés KorechikaAnami comunicó inmediatamente que el Japón seguiría peleando hasta perder a su último hombre. Por esas horas dramáticas, los oficiales del Ejército y la Armada se enfrentaban al pesimismo del emperador Hirohito que se mostraba dispuesto a firmar la rendición incondicional. Un intento de golpe de estado causó la muerte de soldados leales al emperador y de algunos oficiales rebeldes, lo cual demuestra que aún después del devastador efecto de las bombas atómicas, los japoneses seguían debatiéndose entre pelear y rendirse sin amedrentarse ante el peligro de una tercera bomba. Numerosos oficiales incluyendo al propio Anami se suicidaron por medio del harakiri, ritual milenario, antes de rendirse al enemigo. La misma actitud la siguieron muchos soldados y civiles en el campo de batalla que se mataban entre ellos frente a los captores que no podían dar crédito a semejante fanatismo.


Recién el 15 de agosto, casi una semana después de Nagasaki, el pueblo japonés escuchaba por primera vez la voz de su emperador que había tenido que descender de su condición divina para convencer a su pueblo de que debía rendirse. Sin pronunciar la palabra “rendición” dijo que la guerra había terminado. Contra la creencia de muchos, Japón decidió rendirse no tanto por el efecto de las bombas atómicas sino por el ataque artero de la Unión Soviética desde Manchuria el día 8 de agosto de 1945. Cuando un millón y medio de rusos con sus fuerzas blindadas se lanzaron en el interior de Manchuria, los japoneses comprendieron que era inútil seguir resistiendo. Este hecho desmiente el típico cinismo de los historiadores occidentales que aún hoy sostienen que las bombas atómicas fueron necesarias para acortar la guerra y, por ende, para “ahorrar” la vida de miles de soldados que los aliados habrían perdido en su intento por invadir el Japón. Aún si esto fuera cierto, nada justifica haberle provocado la muerte instantánea a civiles inocentes que no eran soldados ni formaban parte de un objetivo militar.Se estima que hacia finales de 1945, las bombas habían matado a 140.000 personas en Hiroshima y 80.000 en Nagasaki, aunque sólo la mitad había fallecido los días de los bombardeos. Entre las víctimas, del 15 al 20% murieron por lesiones o enfermedades atribuidas al envenenamiento por radiación. Desde entonces, algunas otras personas han fallecido de leucemia, 231 casos observados, y distintos cánceres, 334 observados, atribuidos a la exposición a la radiación liberada por las bombas. Japón fue ocupado por fuerzas aliadas lideradas por los Estados Unidos con contribuciones de Australia, la India británica, el Reino Unido y Nueva Zelanda, además de que adoptó los “Tres principios no nucleares”, lo que prohibía a Japón tener armamento nuclear.


Corazón del Demonio






Fue el sobrenombre aplicado a una masa subcrítica de plutonio de forma esférica con un peso de 6.2 kg que accidentalmente alcanzó la masa crítica en dos eventos separados dentro del Laboratorio Nacional Los Álamos en los años 1945 y 1946. Cada incidente tuvo como resultado la radiación aguda y envenenamiento y subsecuente muerte de un científico. El 21 de agosto de 1945, el núcleo de plutonio produjo una corriente de irradiación ionizante que dio directo a Harry Daghlian, un físico que cometió un error al trabajar sólo, en experimentos de reflexión de neutrones con el núcleo. Éste fue colocado dentro de una pila de ladrillos reflectores de neutrones para que el ensamble se acercara a la masa crítica, mientras intentaba colocar un ladrillo alrededor del ensamble lo dejó caer accidentalmente en el núcleo lo cual disparó el ensamble a una masa supercrítica, a pesar de haber retirado el ladrillo rápidamente Daghlian recibió una dósis fatal de radiación.Después, el 21 de mayo de 1946, el físico Louis Slotin y otros científicos se encontraban en el Laboratorio de Los Álamos dirigiendo un experimento que implicaba la generación de una reacción de fisión al colocar dos semiesferas de berlio (material reflector de neutrones) alrededor del mismo núcleo de plutonio. La mano de Slotin portaba un destornillador separando los hemisferios teniéndolos parcialmente cerrados, el núcleo alcanzó el nivel supercrítico, liberando una alta dosis de radiación. Louis separó rápidamente las dos mitades, deteniendo la reacción en cadena y salvando inmediatamente las vidas del resto de los científicos en el laboratorio. Louis Slotin murió nueve días después de envenenamiento por radiación aguda.


Accidente de un B-52 en Goldsboro


Esta ha sido una de las 11 bombas nucleares que Estados Unidos "extravió" por todo el mundo, las llamadas Flechas Rotas, durante la Guerra Fria.
El día 24 de Enero de 1961, un Boeing B-52 Stratofortress que llevaba dos bombas de 24 megatones cada una (la energía liberada por la explosión de un megatón es de 4,18x10^15 julios) se estrelló cuando despegaba de la base militar de Goldsboro, en Carolina del Norte.
Una de las dos bombas se hundió en un pantano y no ha sido localizada hasta el día de hoy.
Los restos del avión y de la otra bomba cayeron alrededor de un area de 5.2 kilometros cuadrados de plantaciones de algodón y tabaco. Muchos de los dispositivos de esa bomba habían empezado a activarse, además de que el mecanismo de seguridad de la bomba no fue puesto en funcionamiento, por lo que el material radioactivo fue expulsado a la atmósfera.
La segunda bomba cayó en un pantano a alrededor de 1200 kilómetros por hora. Esta se desintrgró y la cola de la bomba fue descubierta a unos 6 metros bajo tierra. Algunos de los componentes de la bomba fueron recuperados, como el plutonio o la botella de tritio, sin embargo la excavación fue interrumpida por la dificultad de la misma por el desocntrol de las aguas subterraneas , por lo que todo el uranio que contenía la bomba ha quedado bajo el suelo de Carolina del Norte.


La explosión de Baneberry


El terreno de pruebas de Nevada es una reserva del Departamento de Energía de Estados Unidos. Este sitio es el escenario de múltiples pruebas nucleares desde el año 1951 (928 en total), y ocurriendo varios accidentes. El más importante fue el ocurrido el 11 de Diciembre de 1970 durante la serie de pruebas nucleares de la Operación Emery. La bomba Baneberry fue detonada según lo previsto en el fondo de un pozo a 275 metros de profundidad, sin embargo la energía desprendida por la bomba agrietó el suelo de la tierra de una manera inesperada, lo cual provocó una nube de gases calientes y polvo radioactivo que comenzó 3 minutos y medio después de la explosión y durando varias horas.
El clima invernal no ayudó a la situación y la nube caliente subió hasta tres alturas separadas entre sí, lo que hizo que se dispersasen por sitios distintos, como Nevada, Idaho, Oregón y algunos sectores de Whasington.


El hundimiento del submarino K-219


El K-219 era un submarino usado por la Unión Soviética durante la Guerra Fría. Llevaba 34 misiles incorporados y aproximadamente 16 armas nucleares. El 3 de Octubre de 1986 se encontraba a unos 1000 kilómetros al Este de las Bermudas cuando el sello en una de las escotillas falló. Esto permitió que el agua del mar entrase en el tubo de misiles y reaccionase con los residuos de combustible líquido, produciendo ácido nítrico. Posteriormente el submarino sufrió una explosión.
Un carguero soviético intentó llevar el submarino a flote, pero la inundación que este sufría lo hizo totalmente imposible, hundiéndose hasta el fondo de la llanura abisal de Hateras, a unos 5500 metros de profundidad.


Bomba pérdida en la Isla de Tybee


En la noche del 5 de febrero de 1958 un bombardero B-47 Stratojet que llevaba una bomba de hidrógeno en un vuelo nocturno de entrenamiento frente a la costa de Georgia chocó con una caza F-86 a 11.000 metros de altura. La colisión destruyó al caza, dañó gravemente un ala del bombardeo y desencajó parcialmente uno de sus motores. Instruyeron al piloto del bombardero, mayor Howard Richardson, para que se deshiciera de la bomba H antes de intentar un aterrizaje. Richardson lanzó la bomba a las aguas poco profundas de WassawSlough, cerca de la desembocadura del río Savannah, a unos pocos kilómetros de la ciudad Tybee Island, donde pensaba que la bomba sería recuperada rápidamente.
Equipos de búsqueda y rescate fueron enviados rápidamente al lugar. WarsawSound fue misteriosamente acordonada por soldados de la Fuerza Aérea. Durante seis semanas, la Fuerza Aérea buscó sin éxito la bomba. Buzos submarinos buscaron en la profundidad, los soldados pisotearon las salinas cercanas, y un dirigible sobrevoló el área tratando de encontrar un agujero o un cráter en la playa o el pantano. Luego, sólo un mes después, la búsqueda fue abruptamente detenida.
la bomba también incluía un explosivo nuclear secundario, o bujía, diseñado para convertirla en termonuclear. Se trata de un obturador ahuecado de un diámetro de cerca de una pulgada hecho de plutonio o de uranio altamente enriquecido (el Pentágono nunca ha dicho de cuál se trata) repleto de combustible de fusión, con gran probabilidad litio-6 deuteride. El litio es altamente reactivo en el agua. El plutonio de la bomba fue fabricado en la Hanford Nuclear Site en el Estado de Washington y sería el más antiguo en EE.UU. Es una mala noticia: el plutonio se hace más peligroso a medida que envejece. Además, la bomba contendría otros materiales radioactivos, como ser uranio y berilio.
La bomba está cargada con 181 kilos de TNT, hecho para causar que el disparador de plutonio implosione e inicie así la explosión nuclear. A medida que pasan los años, esos altos explosivos se hacen escamosos, quebradizos y delicados. Es probable que la bomba esté enterrada a entre 1,5 y 4,5 metros de arena y que esté filtrando lentamente radioactividad hacia los ricos terrenos de caza de cangrejos del WarsawSound.


Fuego de Windscale.


En Windscale, condado de Cumbria, extremo norte de Inglaterra, se erigía una instalación nuclear con fines militares. Su objetivo era producir plutonio para investigación, y posterior uso en los submarinos nucleares. Este reactor estaba explotado bajo la Autoridad del Gobierno Británico.
El incidente ocurrió cuando el grafito se incendió . El fuego dio lugar a una liberación de una cantidad importante de contaminación radiactiva. Gases radioactivos, como Yodo 131 y gases nobles, fueron emitidos al ambiente. La investigación posterior dio que alrededor de 20.000 curios de Yodo 131 fueron emitidos: aprox.740 mil millones de becquerels (miden la contaminación radioactiva), contaminado Inglaterra.
Como la instalación era secreta, consiguieron que la noticia no se filtrara. Con argucias legales, por 45 días se prohibió la venta de leche en un área de 500 km². El “Medical Research Council Commitee” concluyó en que el accidente no tuvo consecuencias directas para la población y “ninguna” medida especial a parte de la citada, se debía tomar.


Incidente del Equinoccio de Otoño


Esta no fue una catástrofe nuclear, pero bien pudo ser la mayor de todo los tiempos si no llega a ser por StanislavPetrov (el hombre que salvó al mundo), un teniente coronel del ejército soviético durante la Guerra Fría. Es recordado por haber identificado correctamente una alerta de ataque con misiles como una falsa alarma en 1983, por lo que evitó lo que podía haber escalado en una guerra nuclear etre la Unión Soviética y los Estados Unidos.
El 26 de septiembre de 1983, se produjo este incidente, que colocaría al mundo a escasos segundos del Apocalipsis atómico. A las 00.14 (hora de Moscú) un satélite soviético dio la alarma: un Misil balístico intercontinental estadounidense se habría lanzado desde la base de Malmstrom (Montana, EEUU) y en 20 minutos alcanzaría la URSS.
StanislavPetrov estaba a cargo del búnker Serpujov-15, el centro de mando de la inteligencia militar soviética desde donde se coordinaba la defensa aeroespacial rusa, estaba sustituyendo a un compañero esa noche, pero tuvo que hacer frente al incidente. Su misión era verificar y alertar de cualquier ataque a sus superiores, con lo que se iniciaría el proceso para contraatacar con armamento nuclear a los Estados Unidos.
A pesar de la alarma que se apoderó del bunker, su primera reacción fue de escepticismo. Si Estados Unidos decidía lanzar un ataque, era poco probable que lo hiciera con un solo misil y dando la oportunidad al enemigo de responder. Podía ser un error informático, -el radar ya había fallado antes- asi que ordenó suspender la alarma que hubiera lanzado el contraataque y esperar. Pero minutos después, el ordenador informó de un segundo misil, luego de un tercero, un cuarto y un quinto.
Petrov seguía teniendo dudas, pero la presión para que respondiera alcanzó límites extremos. Podía elegir entre seguir su instinto que le indicaba que se trataba de un error, asumiendo que si se equivocaba podían morir miles de rusos en su propio país, o lanzar la respuesta nuclear hacia suelo americano que ordenaba el protocolo estratégico. Optó por lo primero, y cuando pasaron los minutos y fue evidente que había tenido razón, se dieron cuenta de que posiblemente habían evitado la tercera guerra mundial y un posible holocausto nuclear.
Luego la investigación reveló que el error se debió a un rarísimo alineamiento de rayos solares y nubes que los ordenadores interpretaron como un misil. Petrov era un heroe que había salvado al mundo, pero para sus superiores militares había desobedecido el protocolo de seguridad poniendo en riesgo a sus compatriotas. Además había dejado en mal lugar al sistema. Asi que le jubilaron anticipadamente dejándolo con una pensión de 200 dólares al mes. Y lo que es peor, mantuvieron el incidente en secreto hasta 1998.
Al ser preguntado por que no habia dado la alerta, Petrov contesto "La gente no empieza una guerra nuclear con solo cinco misiles".


Incidente de Palomares.


Otra de las llamadas "Flechas Rotas". Este incidente ocurrió cuando en la localidad almeriense de Palomares el 17 de enero de 1966, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos perdió un avión cisterna, un bombardero estratégico y las armas nucleares que transportaba este último.
En el accidente se vieron implicados un bombardero estratégico norteamericano B-52 y un KC-135 de reaprovisionamiento en vuelo (cargado con 110.000 litros de combustible) que colisionaron a 30.000 pies sobre la costa del Mediterráneo mientras intentaban practicar esta operación en el transcurso de unas maniobras de la Fuerza Aérea Norteamericana. Un error provocó que el bombardero volara demasiado bajo, lo que causó que chocara con la panza de la otra aeronave. Este accidente se produjo cuando estos aviones volvían desde Turquía destino a su base en Carolina del Norte. Ambos aviones se desintegraron instantáneamente y cayeron en llamas entre la tierra y la mar. Siete tripulantes resultaron muertos y cuatro lograron saltar en paracaídas.
El B-52 transportaba al menos cuatro, y puede que cinco, bombas termonucleares B28 de 1,5 megatones. Dos de ellas quedaron intactas, una en tierra y otra en el mar. Las dos bombas restantes cayeron cerca del pueblo y explotó el detonante convencional que portan para conseguir la primera reacción nuclear. Estas explosiones convencionales esparciendo unos 20 kilogramos de plutonio altamente radiactivo por los alrededores.
Finalmente tras 80 días de búsqueda la bomba fue localizada por el minisubmarinoAlvin a 869 metros de profundidad y 5 millas de la costa gracias a la ayuda de un pescador local.
La recuperación y limpieza de las armas caídas a tierra supuso otro tipo de dispositivo. Varios miembros de las fuerzas armadas de Estados Unidos se presentaron en las cercanías del pueblo equipados


con trajes NBQ. Durante varios días permanecieron en la zona, retirando la arena contaminada de 25 000 metros cuadrados de suelo.
Se calcula que el 15% del plutonio, unos 3kg en estado natural, en óxidos y en nitratos, quedó esparcido en forma pulverizada y fue irrecuperable Actualmente, Palomares es la localidad más radiactiva de España.


Castle Bravo


El 1 de marzo de 1954 a las 06:45 horas de la mañana, el ejército de Estados Unidos detonó sobre el atolón Bikini, situado en las Islas Marshall, una bomba termonuclear de hidrógeno a la que llamaron Castle Bravo. Un segundo después de la detonación se formó una bola de fuego de casi 7 Km de altura visible desde 450 Km de distancia. La explosión creó un cráter de 2 Km de diámetro y 75 metros de profundidad, mientras que la nube con forma de hongo que se generó alcanzó una altura de 14 Km en sólo un minuto. 10 minutos después tenía ya un diámetro de 100 Km y seguía creciendo a un ritmo de 6 kilómetros cada 60 segundos.
La explosión fue 2,5 veces mayor de lo que esperaban en las filas norteamericanas, debido a un error de cálculo que cometieron los diseñadores de la bomba en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Como consecuencia, la contaminación radioactiva superó ampliamente las previsiones que manejaban los mandos militares de la época y acabó provocando una auténtica catástrofe medioambiental, cuyas consecuencias se vieron agravadas además por los fuertes vientos que azotaban la zona en aquellos días.
La contaminación radioactiva sobrepasó los límites del atolón Bikini y llegó hasta los atolones Rongelap y Rongerik, donde sus habitantes sufrieron en sus carnes las consecuencias de tal despropósito. Aunque fueron evacuados rápidamente, un número significativo de sus descendientes han sufrido malformaciones congénitas debidas a las altas cotas de radiación a las que se vieron expuestos sus padres.
Años después, el físico y premio Nobel de la Paz polaco Joseph Rotblat demostró que la contaminación generada por Castle Bravo fue miles de veces superior a la prevista y, desde luego, mucho mayor que la reconocida oficialmente por EEUU. Su estudio llegó a los medios de comunicación y ocasionó un enfrentamiento diplomático entre el gobierno japonés y el norteamericano, que fue zanjado tras llegar a un acuerdo por el que se compensó con 5.550 dólares de la época a los supervivientes del LuckyDragon.


Ciudades Abandonadas Por Radiacion


Sanzhi

Ubicación: distrito de Sanzhi, Nueva Taipei, Taiwán

Historia: Esta zona llamada Sanzhi era originalmente un lugar de vacaciones atendiendo a militares de EE.UU. al norte de Taipei. La arquitectura se podría llamar ovni Futuro chic, y la comunidad turística abandonada tuvo dificultades desde el principio. Durante la construcción, muchos trabajadores murieron enaccidentes de tráfico, y otros accidentes raros eran comunes. La leyenda urbana coloca la cifra de muertos cerca de veinte. Las muertes fueron atribuidas a causas sobrenaturales. Algunos especularon que el complejo fue construido sobre un cementerio holandés, mientras que otros atribuyen las desgracias a unaestatua de un dragón destruída durante la construcción. De cualquier manera, las ruinas nunca tuvieron su primer invitado, y el proyecto fue abandonado muerto.

Abandonada desde: 1980


Craco

Ubicación :Craco, Basilicata, Italia

Historia: Construida sobre una cumbre, la utilidad de Craco derivó inicialmente de su capacidad para repeler a los invasores. La situación de la ciudad al borde de un precipicio también amenaza su integridad. Después de haber sido sacudido por una serie de terremotos y deslizamientos de tierra posteriores, Craco fue abandonada por tierras más bajas. Hoy en día, el pueblo vacío es perfecto para explorar y alberga una serie de interesantes iglesias del viejo mundo como la de Santa Mariadella Stella.

Abandonada desde: 1963


Kolmanskop

Ubicación: Kolmanskop, Namibia

Historia: Una vez que una comunidad de extracción de diamantes se fue, Kolmanskop es ahora un pueblo fantasma del desierto, donde las casas solo acogen la arena. La ciudad del desierto fue construida cuando los alemanes descubrieron una gran riqueza mineral en la zona. Construyeron la ciudad en un estilo arquitectónico alemán con un salón de baile, un teatro, y el sistema de tranvía por primera vez en África. Eldesierto recuperó la ciudad cuando los mineros se trasladó. Las arenas han llenado las casas, cubierto las calles, y poco a poco borrado la mayoría de los signos de civilización, aparte de las casas torres y edificios públicos. La visión de una ciudad alemana en descomposición en las arenas movedizas del desierto del Namib es anacrónicamente delicioso.Abandonada desde: 1954




Isla Espíritu

Ubicación: Isla Hashima , Nagasaki, Japón

Historia: Durante la revolución industrial en Japón, la empresa Mitsubishi construyó esta isla de civilización remota cerca de grandes yacimientos de carbón en las islas Nagasaki. La isla alberga algunos de los primeros edificios altos de hormigón de Japón, y durante casi un siglo, la minería prosperó en la isla. En su apogeo, la isla de 15 acres ubicó más de cinco mil habitantes -mineros y sus familias. Hoy en día, un ambiente post-apocalíptico persigue la isla abandonada y las torres en ruinas y calles vacías existentes en un silencioespeluznante. En 2009, la isla se abrió a los turistas, por lo que ahora se puede viajar allí para explorar la isla de Espíritu, las abandonadas salas de cine, torres de apartamentos y tiendas.Abandonada desde: 1974


Oradour-sur-Glane

Ubicación: Oradour-sur-Glane, Limousin, Francia

Historia: Durante la Segunda Guerra Mundial, las tropas nazis llegaron a Oradour-sur-Glane, y destruyeron por completo el pueblo, asesinando a 642 personas. Los coches quemados y edificios permanecen congelados en el tiempo como estaban en 1944, un reflejo de la monstruosidad de la guerra y un monumento a los campesinos que perdieron sus vidas. La matanza fue uno de los momentos mas horrendos de la humanidad. A todos los visitantes del "pueblo mártir" se les pide permanecer en silencio mientras deambulan por las melancólicas calles de la tragedia.Abandonada desde: 1944


Centralia

Ubicación: Centralia, Pennsylvania, Estados Unidos

Historia: La ciudad entera de Centralia fue condenada por el estado de Pennsylvania y su código postal fue revocado. El camino que una vez llevó a Centralia está bloqueado. Es como si la ciudad no existiera en absoluto, pero lo hace, y se ha incendiado durante cincuenta años casi. En 1962, se produjo un incendio en un vertedero cerca del cementerio de los OddFellows. El fuego se extendió rápidamente a través de un agujero a la mina de carbón debajo de la ciudad, y los incendios han estado ardiendo desde entonces. Olas de humo salen de las grietas en el camino y grandes fosas en la tierra al azar liberan miles de grados de calor y vapores peligrosos al aire. La ciudad ha sido evacuada poco a poco en los últimos años, aunque algunos residentes han optado por quedarse, creyendo que la evacuación es una conspiración por parte del Estadopara obtener sus derechos mineros a la antracita que hay debajo de sus casas. Me huele a abogados.


Humberstone

Ubicación: Norte del desierto de Atacama, Chile

Historia: Declarada por la UNESCO Patrimonio de la Humanidad en 2005, Humberstone fue una vez una animada refinería de salitre en el desierto del norte de Chile. La vida en el paisaje lunar de la pampa chilena es extremadamente escasa, y puestos de avanzada, como Humberstone sirvieron como trabajo y hogar para muchos Pampinos mineros. El ambiente hostil demostró ser una parte amenazadora de la vida cotidiana de los residentes de Humberstone. Sus esfuerzos para extraer los nitratos procedentes de los depósitos de salitre más grandes del mundo transformó la agricultura en Europa y América en forma defertilizante de nitrato de sodio.
Abandonada desde: 1960




Bodie

Ubicación: Bodie, California, Estados Unidos

Historia: El típico cartel para un pueblo fantasma. Bodie es absolutamente impresionante en su abandono. El auge de una ciudad a más de 8.000 metros de altura en la Sierra Nevada era un lugar de la fiebre del oro, y, en su apogeo en la década de 1880, supuestamente una de las ciudades más grandes de California. 65 salones se alineaban en la polvorienta calle principal. Más allá de los bebedores de cervezas sin embargo,Bodie se convirtió en una ciudad llena de características de gran ciudad, como iglesias, hospitales, cuatro departamentos de bomberos, e incluso un barrio de Chinatown. Hoy en día, los visitantes son libres de caminar por las calles desiertas de esta ciudad construida en oro. Abandonada desde: 1942


Kayaköy

Ubicación: Kayaköy, Muğla, Turquía

Historia: Miles de cristianos de habla griega vivieron en esta ciudad al sur de Fethiye en el suroeste de Turquía durante cientos de años. Un gran pueblo, no ha sido un pueblo fantasma desde el final de la Guerra Greco-Turca. Más de 500 casas y varias iglesias ortodoxas griegas pueblan este jardín de estructuras en decadencia. Algunos esperan que exista un resurgimiento de esta antigua ciudad, mientras los agricultores ecológicos y artesanos han comenzado a llegar a esta comunidad marginal.Abandonada desde: 1923









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