Traducido del inglés para Rebelión por Germán Leyens
La Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA, por sus siglas en inglés) informó recientemente que hasta noviembre de 2008 Irán ha producido hasta 1.010 kilógramos de uranio de bajo enriquecimiento.
El almirante Mike Mullen, jefe del Estado Mayor Conjunto de las fuerzas armadas de EE.UU. opinó en público que era suficiente masa como para extraer la porción fisible necesaria para construir una bomba atómica, y que un Irán con (un) arma nuclear sería un «resultado muy, muy malo.» Robert Gates, Secretario de Defensa de EE.UU., vio la situación como menos alarmante, y declaró que Irán «no está cerca» de fabricar un arma.
Se requiere poca imaginación para anticipar las obvias estratagemas de cabildeo de los numerosos parásitos del Departamento del Tesoro que presentaron la acumulación persa de uranio como una horrenda amenaza que sólo puede ser apaciguada ofreciendo la yugular financiera de la nación a la penetración profunda por sus ansiosos colmillos, y tal vez para soltar algunos catárticos bombardeos aéreos contra los iraníes, que como truenos de Zeus disipen un mal humor olímpico. Los contratistas de armas nucleares, los militaristas sionistas y estadounidenses son los máximos autómatas de la reducción al absurdo, no importa cuál sea la información que se les lance, sus productos finales son invariablemente los mismos: dennos más.
De modo que, por el momento soslayamos el espejismo de la discusión política sobre la actual acumulación de uranio iraní, y en su lugar describamos algunos hechos físicos sobre el potencial de producción de una bomba por Irán.
El uranio es un metal ligeramente radioactivo, de color plateado-gris, con una densidad un 70% superior al plomo, que existe en la naturaleza como óxidos en minerales. Como en una serie de otros elementos, hay varias formas de átomos de uranio, que son llamados isótopos. Todos los átomos de uranio tienen 92 electrones (partículas con 1 unidad de carga eléctrica, y con polaridad negativa) y 92 protones (partículas con 1 unidad de carga eléctrica, y una polaridad positiva). Cada isótopo de uranio tiene una cantidad diferente de neutrones (partículas eléctricamente neutrales) en su núcleo, y esa cantidad varía entre 141 y 146.
Da la casualidad que la masa de un electrón es pequeña en comparación con la de un protón o neutrón, y que las masas de estos dos tipos de partículas son bastante parecidas. De manera que se puede caracterizar el peso de un isótopo por la combinación de su masa total de protones y la masa total de neutrones (esto es ligeramente inexacto, pero basta para un entendimiento general). La cantidad de protones es llamada «número atómico,» y la cantidad combinada de protones y neutrones es llamada «peso atómico.» De modo que, el uranio tiene un número atómico de 92, y un peso atómico, dependiente del isótopo, de entre 233 y 238. (Vea Notas Finales para detalles superfluos).
La distribución isotópica natural del uranio es: U238 a 99,284%, U235 a 0,711% y U234 a 0,0058% (la suma difiere ligeramente de un 100% por redondeo).
El núcleo de cualquier átomo puede ser roto cuando es impactado por una partícula sub-atómica suficientemente energética o quanta de radiación electromagnética (rayos gamma de alta energía, rayos cósmicos). Esto es fisión nuclear. Los núcleos más pesados que un núcleo de hierro están menos estrechamente ligados ya que son cada vez más grandes. Les es más fácil sufrir la fisión.
Como el neutrón tiene carga eléctrica neutral, no será desviado por los protones y electrones de un átomo, de modo que es un proyectil my efectivo para iniciar la fisión nuclear. Mientras cualquier núcleo atómico puede ser llevado a la fisión mediante alguna forma de impacto de alta energía, el término «fisionable» es generalmente utilizado en un sentido de ingeniería para elementos que sufren fisión cuando son impactados por neutrones.
Es interesante que para todos los isótopos que ocurren en la naturaleza, con la excepción de uno, los neutrones que inician la fisión tienen que tener alta energía (es decir, 14 MeV). El isótopo excepcional es U235, sufrirá fisión cuando es impactado por neutrones de baja energía (por ejemplo 1 MeV). Los núcleos en fisión pueden fragmentarse en múltiples partes, y emitir neutrones de baja energía. Es el motivo por el cual una masa de U235 puede sustentar reacciones de fisión en cadena, mientras que masas de ningún otro isótopo natural puede hacerlo.
El término «fisible» es utilizado para designar materiales que pueden sustentar reacciones de fisión en cadena – materiales que fisionan cuando son impactados por neutrones de baja energía emitidos por reacciones de fisión anteriores. Aparte del U235 que existe en la naturaleza, materiales fisibles son artificialmente «engendrados» en reactores nucleares, y los principales son: plutonio-239 (Pu239), Pu241 y U233. U233 es engendrado de torio-232. Existen quince actínidos (tierra rara) de los cuales se pueden producir isótopos fisibles; uranio y torio son los únicos actínidos que existen naturalmente. El uranio y el plutonio fisibles son los materiales más convenientes para su uso como combustible para reactores nucleares y en explosivos nucleares.
La refinación de combustible nuclear comienza con la extracción de uranio elemental de minerales. Ya que la masa del elemento es de menos de 1% de U235, pasa por un proceso de enriquecimiento, que aprovecha la diferencia de masa entre el U238 y el U235. La porción enriquecida es combustible para reactor que tiene entre un 3% y un 4% de U235, mientras que el resto es U238 ligeramente más concentrado, llamado uranio empobrecido (DU). Es importante señalar que se necesita una considerable inversión tanto en energía como en infraestructura para poder producir combustible de reactor, un aspecto sobre masivas emisiones de CO2 que es pasado por alto por los propugnadores de la energía nuclear como tecnología «verde».
Podemos ver que si Irán tiene ahora 1.010 kilógramos de combustible para reactor, significa que esa masa contendrá una porción de U235 equivalente a entre 30 y 40 kg. Si uno tuviera esa cantidad de U235 como una masa continua en lugar de estar distribuido en 1.010 kilos (más de una tonelada) de metal de uranio, uno podría cortar y tornear el U235 para conformar partes para una bomba de fisión. El combustible de grado para armas puede ser de más de un 90% de U235, y la refinación de combustible para reactor hasta ese punto es una continuación prolongada y extraordinariamente costosa del proceso de enriquecimiento que produjo combustible de grado de reactor con entre 3% y 4% de U235. Por lo tanto, Robert Gates tiene bastante razón cuando dice que Irán «no está cerca» de tener un explosivo nuclear (lo que normalmente queremos decir con la frase «arma nuclear»).
Una industria de producción de bombas al estado actual de la tecnología puede hacer una bomba atómica con 10 kilos de U235 de grado para armas. A medida que disminuye la perfección de, y el control sobre, la implosión y la dinámica crítica de la bomba, aumenta la cantidad necesaria de material fisible. Por lo tanto, un equipo inexperto de diseño de armas podría necesitar entre 20 y 30 kilos de U235 de grado de armas para asegurar que su artefacto produzca «rendimiento nuclear.» La increíblemente ineficiente bomba de uranio Little Boy lanzada sobre Hiroshima tenía 64 kilos de U235, de los cuales 0,7 kg. fueron fisionados, y sólo 0,6 gramos se transformaron en energía (por E = m C al cuadrado). El rendimiento de la explosión de Little Boy fue equivalente a la de entre 13 y 18 kilotones de TNT. La bomba de implosión de plutonio lanzada sobre Nagasaki tenía 6,2 kilos de Pu239, de los cuales 1,2 kilos fueron fisionados y menos de un gramo fue transformado en energía. El rendimiento explosivo de Fat Man fue de 21 kilotones. Si el U235 de Irán fuera concentrado a material de grado de armas, tendría suficiente para por lo menos una bomba.
Electricidad puede ser generada por un reactor que «quema» combustible nuclear. La energía de fisión liberada cuando el movimiento de los fragmentos de fisión es capturado por la masa del núcleo del reactor, que se calienta y por su parte hierve agua para mover turbinas a vapor que impulsan generadores eléctricos (también hay otros tipos de reactores que aprovechan el calentamiento del núcleo). Cuando arde la masa del combustible del reactor, acumula sustancias transmutadas por reacciones nucleares, como ser Pu239, Pu241 y otros isótopos radioactivos. Algunas de esas nuevas sustancias contaminan el proceso de reacciones de fisión en cadena, porque absorben neutrones. Es este efecto, más que un empobrecimiento total del U235, el que limita la utilidad de una masa de combustible. El combustible gastado puede todavía ser 0,5% U235.
El material fisible de combustible de uranio engendrado en reactores puede ser cosechado («reprocesado»). Un programa avanzado de armas de fisión puede engendrar plutonio de uranio, y luego enriquecer el plutonio a una pureza de grado de armas de Pu239 o Pu241. Es el tipo de programa realizado por las principales potencias nucleares. Irán dista mucho de haber llegado a ese nivel. Pero, es posible que haya realizado experimentos «de tamaño de tubos de ensayo» que intenten criar y extraer trazas de plutonio de combustible de reactor de uranio. Cualquier establecimiento científico que trabaja para aprender a reprocesar combustible usado para mejorar los problemas de almacenamiento y disposición a largo plazo (y / o para diseñar ciclos de generación) se ve obligado a trabajar en la busca de métodos para extraer plutonio.
El rendimiento práctico de energía o «quemadura» de una masa de combustible de reactor es caracterizado por la cantidad de días de 24 horas a una producción de 1 megavatio de energía térmica por tonelada métrica de metal de uranio. Cifras típicas para los reactores existentes son 30.000 a 40.000 días-MW por tonelada métrica de masa de combustible. Digamos que los iraníes adquieran o construyan un reactor con 36.500 MW-día/tonelada. Es el equivalente a 100 MW-año/tonelada (ignorando las correcciones por año bisiesto). En vista de sus 1,01 toneladas, podrían esperar un rendimiento de energía de 101 MW-año. Ahora, un megavatio de energía es igual a 1.341 caballos de fuerza (1.360 caballos de fuerza métricos), la potencia de una locomotora de tren moderada, un motor de avión de comienzos de la Segunda Guerra Mundial, un bote de pesca de alquiler de buen tamaño, y una unidad de energía de emergencia para un campus o una instalación industrial de tamaño moderado. La energía nuclear para suministrar electricidad a una red de energía eléctrica de una pequeña nación o a una región nacional fluiría más probablemente a un nivel de 100 MW a 1 GW (gigavatio, equivalente a 1000 MW). Nuestro sistema hipotético de 100 MW-año/tonelada utilizaría el suministro de combustible de 1,01 toneladas en 1 año y 3,7 días de operación continua a 100 MW, o en 37 días en una operación de 1 GW. Es evidente que el suministro de combustible de uranio iraní representa sólo una idea de lo que se necesitaría para operar un sistema civil de energía eléctrica. La aplicación más probable del actual suministro de uranio para reactor es el aprovisionamiento con energía de un pequeño reactor de investigación que es utilizado para posibilitar la experimentación en todos los aspectos de la tecnología de la energía nuclear y de la administración y reprocesamiento de combustible para reactor.
¿Tratan los iraníes de producir una bomba atómica? Debieran hacerlo, considerando su historia de invasiones y guerra (Alejandro Magno, Marco Antonio, Genghis Khan, Tamerlán, Rusia Imperial, el Imperio Británico, Kermit Roosevelt, Jr., Sadam Husein); su proximidad balística a las potencias nucleares eurasiáticas de Rusia, China, India y Pakistán; y a esa enclave de furioso excepcionalismo con armas nucleares en Oriente Próximo – Israel; sus envidiables cantidades de petróleo y gas natural; y la hostilidad arraigada de los imperialistas de EE.UU., ofendidos por la negativa iraní de someterse a su control posesivo y a la violación cultural.
Los iraníes dicen que no están construyendo un arma nuclear, y no se puede refutar su afirmación sobre la base de evidencia física o cálculos de física. Tiene sentido empresarial que Irán ahorre sus recursos de petróleo para el mercado de exportación, y que aumente esa rentabilidad alimentando su economía interior con su propio sistema independiente de energía nuclear. También, considerando la sed mundial de petróleo, tiene sentido desarrollar una alternativa ahora para impulsar una economía para la era post combustibles fósiles. La desconfianza ante la caracterización iraní de su trabajo de energía nuclear se basa en agendas políticas (por ejemplo el sionismo), y en simple prejuicio que remeda una desconfianza basada en principios (por ejemplo, el imperialismo neoconservador), ES posible que los iraníes no hayan sido veraces en cuanto a su propósito, pero no es posible discernirlo basándose en consideraciones físicas. Y, tenemos que tener claro que los iraníes están perfectamente dentro de sus derechos (por los tratados firmados) de continuar con su trabajo de energía nuclear para los propósitos que han declarado: energía eléctrica civil.
Lo que es obvio es que la física de la producción de bombas y la física de la energía nuclear civil están inextricablemente entrelazadas más allá de toda posibilidad de casta separación que pueda satisfacer los deseos políticos de Estados competidores. También es obvio que la inversión de cualquiera nación en un sistema independiente de energía nuclear es un programa de facto de defensa nacional, porque la amenaza de que adquiera armas nucleares está implícita y físicamente encajada en el trabajo de desarrollo para la tecnología.
Lo que tiene que quedar claro es que la inversión en la tecnología de energía nuclear, especialmente si es llevada hacia el desarrollo de armas, va en detrimento del bien social porque agota enormes recursos que podrían ser utilizados para mejorar la salud y el bienestar del público. Parte de ese detrimento público puede deberse a las ambiciones de una dirigencia nacional cuyas maquinaciones para obtener más poder llevan al desvío de riqueza nacional hacia programas militares – y que la energía nuclear es intrínsecamente un programa de gobierno central y de las fuerzas armadas. Por la naturaleza misma del material nuclear, combustible nuclear y reprocesamiento de combustible nuclear, el gobierno central debe controlar la tecnología en aras de la seguridad. El poder nuclear civil es en el mejor de los casos un intento del gobierno de repartir los costes de mantener el combustible nuclear – y la bomba nuclear – , la infraestructura (por ejemplo, una aplicación militar que no es bomba son barcos de guerra con propulsión nuclear). Es el motivo por el cual EE.UU. y Rusia han buscado, y siguen buscando, Estados clientes cuyos sistemas civiles de energía nuclear puedan abastecer y reprocesar (por ejemplo Corea del Sur).
El que Irán no desee convertirse en un semejante Estado cliente es interpretado por los imperialistas de Washington como un acto de desafío, una declaración de construcción de armamento nuclear. Esta independencia en asuntos nucleares se encuentra totalmente dentro de los derechos de Irán como lo señalan los tratados de prohibición de ensayos y de no proliferación. Este acto de independencia puede también ser un programa virtual de armas nucleares iraní que sea una simple ilusión psicológica, y sería considerada exitosa si el grado de precaución y duda que introdujera en la actitud de EE.UU. hacia Irán sobrepasara el inevitable aumento de la irritación de EE.UU. hacia ese país.
La hostilidad de grandes Estados poderosos hacia otros pequeños, más débiles, puede justificablemente llevar a algunos de estos Estados menores a explorar el potencial disuasivo de las armas nucleares. Como las espinas de un erizo de mar, o el sabor nocivo de una mariposa monarca, una pequeña capacidad verosímil en armas nucleares puede ofrecer una protección significativa contra grandes depredadores implacables. Todo el mundo puede ver con cuanta cautela EE.UU. trata a Corea del Norte, con su insignificante y casi fracasada bomba atómica (suponiendo que tenga otra) en comparación con, digamos, Venezuela o Siria o Cuba, que evidentemente carecen de armas nucleares.
Lo que es tan estúpido en la política de EE.UU. respecto a desarrollos nucleares en otros Estados es que su torpe beligerancia refuerza los temores de naciones pequeñas que deciden desviar recursos del desarrollo económico hacia la germinación de espinas políticas con armas nucleares; y lo que es tan triste es que las objetificaciones de esa hostilidad de EE.UU. y del temor de esa nación sujeto hacia esas espinas armamentistas es un impuesto despiadado que desvitaliza la riqueza nacional necesitada urgentemente para satisfacer necesidades humanas básicas. El I Ching podría haberlo dicho de esta manera: la hostilidad del grande es el empobrecimiento del débil.
NOTAS FINALES
La masa física real de un átomo es el producto de su peso atómico – que es simplemente la cantidad de sus protones y neutrones combinados – multiplicados por una «unidad de masa atómica,» (abreviada como AMU), que es una cantidad definida precisamente que redondearemos por conveniencia a 1,66 (10 elevado a la potencia 24) gramos. Por lo tanto, un átomo de U238 tiene una masa de 3,95 (10 elevado a la potencia 22) gramos, una masa excesivamente pequeña.
Una cantidad macroscópica de 238 gramos de U238 puro contendrá 6,022 x (10 elevado a la potencia 23) átomos. Esta última cifra es llamada Número de Avogadro. Es un hecho interesante que toda masa isotópica pura cuya cantidad en gramos es numéricamente igual a su peso atómico (la cantidad combinada de protones y neutrones en un átomo) contendrá el Número de Avogadro de átomos.
El valor numérico de la AMU es el inverso del valor numérico del Número de Avogadro.
Manuel Garcia, Jr. es físico en retiro, y está a disposición para escribir discursos presidenciales a precios excesivos. Su dirección de correo electrónico es: [email protected]. Lea otros artículos de Manuel, o visite su sitio en Internet.