El neutrino es una partícula esquiva, en apariencia insignificante, pero necesaria para explicar el mundo. Ni la radiactividad, ni el big bang, ni el Modelo Estandar de la física de partículas serían posibles sin él. Con El neutrino, un blog nacido en febrero de 2009, el físico y escritor Germán Fernández pretende acercar al lector, y ahora al oyente, al mundo de la ciencia a partir de cualquier pretexto, desde un paseo por el campo o una escena de una película, hasta una noticia o el aniversario de un investigador hace tiempo olvidado.
En 1942, en una cancha de squash situada bajo las gradas del ala oeste del campo de fútbol americano de la Universidad de Chicago, por aquel entonces abandonado, el físico Enrico Fermi dirigió la construcción del primer reactor nuclear fabricado por el hombre. Este reactor experimental formaba parte de las investigaciones secretas del Proyecto Manhattan, y el 2 de diciembre consiguió una reacción nuclear en cadena automantenida. Pero no fue esa la primera reacción nuclear automantenida de la historia de la Tierra. La naturaleza se adelantó al ser humano en unos 1800 millones de años.
En esa época remota, cuando sólo vivían en la Tierra organismos unicelulares, una veta de uranio situada en la región de Oklo, en el este de Gabón, se inundó; el agua, al frenar los neutrones rápidos generados en la desintegración espontánea de los átomos de uranio, permitió que aquéllos chocaran más eficazmente con otros átomos, y provocó una fisión nuclear en cadena. Con el calor de la reacción nuclear, el agua se evaporaba, lo que frenaba la reacción. Al bajar la temperatura, afluía más agua, y la reacción se intensificaba de nuevo. Ese proceso de calentamiento y enfriamiento era cíclico, con un periodo de actividad de unos treinta minutos, seguido de unas dos horas y media de inactividad; esta regulación espontánea fue tan eficaz que, a lo largo de los cientos de miles de años que los reactores de Oklo estuvieron activos, jamás se produjo una explosión nuclear.
El descubrimiento de los reactores naturales de Oklo fue una historia detectivesca que comenzó con una sospecha de terrorismo nuclear. Las minas de uranio de Oklo se descubrieron en 1956, cuando Gabón era una colonia francesa. Durante cuarenta años, Francia explotó el uranio de Oklo para la generación de energía eléctrica, hasta que las minas se agotaron. Pero antes de que eso ocurriera, en 1972, en una planta de procesado de uranio en Francia se descubrió que en unas muestras de mineral extraídas de esas minas la proporción de los distintos isótopos de uranio no era la que debería ser; esa proporción es la misma en todos los minerales de uranio extraídos en la Tierra, ya que sólo depende de los diferentes periodos de desintegración de los isótopos.
En la naturaleza, el uranio está constituido mayoritariamente por el isótopo uranio-238, con un 0,72% de uranio-235, el único isótopo natural relativamente abundante que es fisionable. Sin embargo, en el uranio procedente de Oklo, el uranio-235 sólo representaba el 0,717% del total. Esto significaba que faltaban en las muestras unos doscientos kilos de uranio 235, lo suficiente para fabricar media docena de bombas atómicas.
Una vez descartado el robo de uranio fisionable, la única explicación coherente era que el uranio-235 se había consumido en reacciones nucleares en el propio yacimiento. Pero para producir estas reacciones es necesario enriquecer el uranio, aumentar la proporción de uranio-235 hasta al menos el 3%; hoy en día es imposible producir reacciones nucleares con el uranio tal cual se obtiene en la naturaleza. Sin embargo, debido a la diferente vida media de estos isótopos (el uranio-235 se desintegra más deprisa que el uranio-238), la proporción natural de uranio-235 en la Tierra ha ido disminuyendo a lo largo de la historia; y hace 1800 millones de años era justamente del 3%, suficiente para que las reacciones nucleares se produjeran espontáneamente.
Podría uno preguntarse por qué las reacciones nucleares comenzaron precisamente hace 1800 millones de años y no antes, cuando la proporción de uranio-235 era aún mayor. La culpa la tiene la fotosíntesis: El uranio sólo se disuelve en el agua en presencia de oxígeno. La atmósfera primitiva de la Tierra no contenía oxígeno; fue precisamente en esa época, hace 1800 millones de años, cuando el oxígeno comenzó a ser abundante en la atmósfera. Así, el uranio disuelto podía ser transportado y acumulado en vetas con la riqueza necesaria para iniciar y mantener las reacciones nucleares.
Desde 1972, se han descubierto dieciséis de estos reactores nucleares naturales en las minas de uranio de Oklo, Okelobondo y Bangombe, todos en la misma región de Gabón. De su estudio físico-químico se ha podido deducir con todo detalle su historia y funcionamiento. En total consumieron unas seis toneladas de uranio-235; alcanzaban temperaturas de varios centenares de grados, con una potencia de unos cien kilovatios. Después de cientos de miles de años de actividad, cuando la proporción de uranio-235 no fue suficiente para mantener las reacciones, se extinguieron para siempre.
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