Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Tsunami y plutonio

Tsunami y plutonio
Ilustración :: ÁLEX

El plutonio es un elemento químico tremendamente desconcertante. El de origen natural es escasísimo y su reactividad es tan alta que se combina con casi cualquier otro elemento conocido para crear aleaciones, compuestos o complejos, pudiendo formar, en disolución, hasta 12 enlaces químicos con otras moléculas, algo imposible para cualquier otro elemento. Y ello, dejando aparte el tema de su radiactividad y usos nucleares.

El terremoto y posterior tsunami del pasado 11 de marzo que asoló el litoral japonés, también ha desconcertado por su magnitud a los expertos sismólogos de todo el mundo. Los graves daños del reactor 3 en la central nuclear de Fukushima Daiichi, conteniendo cantidades importantes de plutonio, sirve de nexo de unión entre ambos temas.  

TSUNAMI
El término tsunami, hace unos años era meramente académico. Pero, a partir del desastre de Indonesia, en el año 2004, el de Chile, y el actual del Japón, ha pasado a ser un concepto común para el público. La palabra tsunami procede de las palabras japonesas tsu (puerto) y nami (gran ola) y describe la inmensa ola marina de varios metros de altura que se forma como consecuencia de una explosión volcánica o un sismo marinos, con efectos que pueden afectar en pocos minutos a las vidas de muchos miles de personas y arrasar extensas zonas geográficas.  

¿El tsunami es lo mismo que una ola, pero de tamaño mayor?. Tiene análogo comportamiento, pero sus orígenes son diferentes. La ola es generada por el viento. El tsunami no y se exterioriza por una onda marina que puede tener decenas de metros de altura y velocidades de 700 km por hora, aunque también puede adoptar la variante de una gigantesca marea de poca altura que penetrará tierra adentro muy profundamente.

El 90% de los tsunamis tienen un origen tectónico derivado de los movimientos propios de la Tectónica de placas que constantemente está produciendo deformaciones en el fondo oceánico, causando un abrupto movimiento vertical que hace que una gran masa de agua sea apartada de su posición de equilibrio normal. El otro 10% de tsunamis, en su mayoría, se deben a erupciones volcánicas submarinas.

Conforme sea mayor la profundidad del fondo oceánico la magnitud del tsunami será mayor ya que toda la columna de agua situada en la vertical se desplazará y su volumen depende de la profundidad y aunque los desplazamientos fueran pequeños en el lugar de producción, esos efectos se harán devastadores cuando alcanzan la costa. Por ello, hay zonas del mundo mucho más expuestas al fenómeno que otras frente a cuyas costas no existen grandes profundidades marinas.

PLUTONIO
El equipo científico descubridor del plutonio trabajaba en el proyecto secreto americano Manhattan de construcción de una bomba atómica. El Dr. Glenn T. Seaborg y colaboradores el 14 de diciembre de 1940, fueron capaces de producir y aislar plutonio por primera vez, en el ciclotrón de 60 pulgadas de Berkeley, bombardeando uranio con deuterones. Después también se descubrió la existencia natural de plutonio en el contenido de minerales de uranio. Como se trataba de un secreto militar estratégico el logro no se dio a conocer hasta después de finalización de la II Guerra Mundial

El plutonio como elemento químico pertenece al grupo de los actínidos, es de color blanco plateado, funde a 639,5 °C y se vaporiza a 3.235 °C. Puede cristalizar en seis formas alotrópicas diferentes y presenta una dilatación no uniforme así como un incremento de su conductividad eléctrica con el aumento de la temperatura. Los enlaces entre sus átomos son muy irregulares, por lo que el metal tiene propensión a adoptar estructuras de baja simetría, lo que dificulta su manipulación.

Es un elemento muy electropositivo, con gran tendencia a ceder sus electrones a átomos de oxígeno, carbono y nitrógeno para producir óxidos, carburos y nitruros de estabilidad media, es decir, es muy reactivo. Según el número de electrones que comparta en la combinación los compuestos de plutonio pueden ser tri, tetra, penta o hexavalentes. Todo ello hace del plutonio un metal muy complejo que se comporta de un modo diferente a cualquier otro elemento de la naturaleza.

RADIACTIVIDAD
Desde que se descubrió  el plutonio se han producido en el mundo unas 1.500 toneladas de este raro metal, fundamentalmente para usado en armamentos nucleares y como combustible de centrales nucleares.

La radiactividad de sus átomos les hace emitir radiaciones.  El plutonio-244 (150 neutrones) posee un periodo de semidesintegración de 80,8 millones de años, el plutonio-242 de 373.300 años, y el plutonio-239 (el isótopo de mayor interés en la fisión nuclear) posee un periodo de semidesintegración de 24.110 años. La constatación de su carácter fisionable le hizo convertirse en el combustible nuclear por excelencia, junto al uranio enriquecido del que se obtiene mediante sistemas parecidos a la pila de uranio que fabricó el físico Fermi en 1942

El plutonio fue usado en la bomba atómica de la ciudad japonesa de Nagasaki. En cuanto a su aprovechamiento pacífico se hace a través de la producción de isótopos radiactivos con finalidad terapéutica frente a tumores y enfermedades leucémicas. También se usa como combustible en satélites artificiales.

La masa crítica del plutonio es de unos 300 g. La masa crítica es masa mínima  que es necesario juntar para que se produzca una reacción en cadena auto-sostenida. En los reactores nucleares se utilizan sistemas de enfriamiento y otros para mantener frenado el proceso dentro del límite de la obtención de energía. Un kilo de plutonio puede producir 22 millones de  kWh de energía calorífica en un reactor nuclear. La desintegración de un kilogramo de plutonio en una explosión nuclear equivale a 20.000 toneladas de explosivo convencional.

¿Qué reflexión o enseñanzas nos suscitan los recientes terribles acontecimientos del Japón?. ¿Es demasiado peligroso construir centrales nucleares para la obtención de energía?. O, por el contrario, este desastre de magnitud mayor que cualquiera previsible ¿nos demuestra que el grado de seguridad de las centrales nucleares es muy elevado y que tan sólo es necesario fortalecer las medidas ante posibles amenazas futuras?. Sin duda las contestaciones a estas interrogantes son de suficiente entidad para que no debieran ser emitidas por personas ignorantes o demasiado ideologizadas en uno u otro sentido. Y, desde luego, son los principales expertos mundiales los que deben abordar la cuestión con criterios científicos para poder alcanzar recomendaciones destinadas a nuestros gobernantes para que así puedan tomar las decisiones más adecuadas.