historia de la investigación y tecnología de la fisión
el término fisión fue utilizado por primera vez por los físicos alemanes Lise Meitner y Otto Frisch en 1939 para describir la desintegración de un núcleo pesado en dos núcleos más ligeros de aproximadamente el mismo tamaño. La conclusión de que una reacción nuclear tan inusual puede de hecho ocurrir fue la culminación de un episodio verdaderamente dramático en la historia de la ciencia, y puso en marcha un período de investigación extremadamente intenso y productivo.,
la historia del descubrimiento de la fisión nuclear en realidad comenzó con el descubrimiento del neutrón en 1932 por James Chadwick en Inglaterra. Poco después Enrico Fermi y sus asociados en Italia emprendieron una extensa investigación de las reacciones nucleares producidas por el bombardeo de varios elementos con esta partícula sin carga., En particular, estos trabajadores observaron (1934) que al menos cuatro especies radiactivas diferentes resultaron del bombardeo de uranio con neutrones lentos. Estas especies recién descubiertas emitían partículas beta y se pensaba que eran isótopos de «elementos transuránicos» inestables de números atómicos 93, 94 y quizás superiores. Hubo, por supuesto, un intenso interés en Examinar las propiedades de estos elementos, y muchos radioquímicos participaron en los estudios., Los resultados de estas investigaciones, sin embargo, fueron extremadamente desconcertantes, y la confusión persistió hasta 1939 cuando Otto Hahn y Fritz Strassmann en Alemania, siguiendo una pista proporcionada por Irène Joliot-Curie y Pavle Savić en Francia (1938), demostraron definitivamente que los llamados elementos transuránicos eran en realidad radioisótopos de bario, lantano y otros elementos en el medio de la Tabla periódica.,
que los elementos más ligeros podrían formarse bombardeando núcleos pesados con neutrones se había sugerido anteriormente (en particular por la química alemana Ida Noddack en 1934), pero la idea no se consideró seriamente porque implicaba una desviación tan amplia de los puntos de vista aceptados de la física nuclear y no estaba respaldada por pruebas químicas claras., Armados con los resultados inequívocos de Hahn y Strassmann, sin embargo, Meitner y Frisch invocaron el modelo de gota líquida recientemente formulado del núcleo para dar una interpretación teórica cualitativa del proceso de fisión y llamaron la atención sobre la gran liberación de energía que debería acompañarlo. Hubo una confirmación casi inmediata de esta reacción en docenas de laboratorios en todo el mundo, y en un año se publicaron más de 100 artículos que describían la mayoría de las características importantes del proceso., Estos experimentos confirmaron la formación de partículas pesadas extremadamente energéticas y ampliaron la identificación química de los productos.
la evidencia química que fue tan vital para llevar a Hahn y Strassmann al descubrimiento de la fisión nuclear se obtuvo mediante la aplicación de técnicas de portador y trazador. Dado que se formaron cantidades invisibles de las especies radiactivas, su identidad química tuvo que deducirse de la manera en que siguieron elementos portadores conocidos, presentes en cantidad macroscópica, a través de varias operaciones químicas., Las especies radiactivas conocidas también se añadieron como marcadores y su comportamiento se comparó con el de las especies desconocidas para ayudar a la identificación de estas últimas. A lo largo de los años, estas técnicas radioquímicas se han utilizado para aislar e identificar unos 34 elementos del zinc (número atómico 30) al gadolinio (número atómico 64) que se forman como productos de fisión. La amplia gama de radioactividades producidas en la fisión hace de esta reacción una rica fuente de trazadores para uso químico, biológico e industrial.,
aunque los primeros experimentos involucraron la fisión de uranio ordinario con neutrones lentos, se estableció rápidamente que el raro isótopo uranio-235 fue responsable de este fenómeno. El isótopo más abundante uranio-238 podría ser sometido a fisión solo por neutrones rápidos con energía superior a 1 MeV. Los núcleos de otros elementos pesados, como el torio y el protactinio, también demostraron ser fisionables con neutrones rápidos; y otras partículas, como protones rápidos, deuterones y Alfas, junto con los rayos gamma, demostraron ser eficaces para inducir la reacción.,
en 1939, Frédéric Joliot-Curie, Hans von Halban, y Lew Kowarski encontraron que varios neutrones fueron emitidos en la fisión del uranio-235, y este descubrimiento condujo a la posibilidad de una reacción en cadena autosostenible. Fermi y sus compañeros de trabajo reconocieron el enorme potencial de tal reacción si se podía controlar. El Dic. El 2 de diciembre de 1942, lograron hacerlo, operando el primer reactor nuclear del mundo. Conocido como una» pila», este dispositivo consistía en una serie de bloques de uranio y grafito y fue construido en el campus de la Universidad de Chicago.,
el proyecto secreto Manhattan, establecido poco después de que Estados Unidos entrara en la Segunda Guerra Mundial, desarrolló la bomba atómica. Una vez terminada la guerra, se hicieron esfuerzos para desarrollar nuevos tipos de reactores para la generación de energía a gran escala, dando lugar a la industria de la energía nuclear.