El corazón del demonio atómico

El corazón del demonio atómico
Esfera de plutonio rodeada de carburo de wolframio
Fuente: A Review of Criticality Accidents.
Pocos lugares más seguros, y llenos de actividad, podían encontrarse en el mundo que fueran comparables al Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México en el verano de 1945.

Dos bombas atómicas habían hecho caer al Imperio del Japón, con lo que la Segunda Guerra Mundial había encontrado un brusco y trágico final.

Pero la carrera para desarrollar armas nucleares no había hecho más que nacer.

Entre el ejército de científicos y técnicos que trabajaban en el laboratorio donde se crearon esas primeras armas nucleares se hallaba Harry K. Daghlian, un físico de apenas veinticuatro años al que le quedaban pocos días de vida, aunque el incauto chaval no tenía ni idea del destino que le esperaba.

Al término de la guerra, cuando la mayor parte del material fisible del laboratorio había sido destinado a las bombas que arrasaron Hiroshima y Nagasaki, era necesario realizar algo parecido a un inventario.

Sí, entre manos tenían todavía material como para fabricar otra bomba. Ese material, concretamente plutonio, fue inicialmente reunido para dar vida a una tercera bomba destinada también a Japón.

El fin de la contienda mundial cambió el destino de la siniestra partida de plutonio: a partir de entonces serviría para ensayar diversas técnicas de mejora en el procedimiento de creación de armas nucleares y, finalmente, formaría parte de las explosiones de prueba del experimento Crossroads.

Allí estaba, aparentemente inofensivo, confinado en instalaciones blindadas, incapaz de alcanzar masa crítica pues nadie iba a ser tan inconsciente de jugar con la esfera de plutonio o, al menos, nadie pensaba en la posibilidad de tal error.

Una noche, en soledad y saltándose varias normas de seguridad y de sentido común, Daghlian decidió continuar con uno de los experimentos previstos. La verdad, no me imagino qué se le pudo pasar por la cabeza porque, ¡estamos hablando de plutonio no de plastilina!

El núcleo de plutonio se encontraba reposando frente a Daghlian, incapaz de alcanzar la condición crítica gracias a que a su alrededor se hallaba dispuesta toda una selva incompleta de ladrillos de carburo de wolframio reflectores de neutrones.

El rompecabezas era intrincado y muy delicado, todo se hallaba dispuesto para que los ladrillos de carburo actuaran de tal forma que el núcleo de plutonio pudiera alcanzar una reacción de fisión controlada en el momento previsto.

En ese punto Daghlian decidió continuar con el experimento en medio de la noche y, además, completamente solo. Nada parecía poder salir mal, pero así fue.

Cuando procedía a cambiar la configuración de los bloques de carburo, uno de ellos se le escurrió de las manos y cayó. Podría haber terminado en el suelo, o haber golpeado el armazón de metal pero fue a caer donde no debía.

Si alguna vez se preguntó qué sucedería si uno de los bloques golpeaba el núcleo de plutonio y cerraba la “pantalla” de neutrones, estaba a punto de averiguarlo. Ni siquiera pudo parpadear, un destello azulado invadió la sala y Daghlian comprendió que nada bueno estaba sucediendo.

 Apresuradamente, como si tuviera entre manos una sartén candente, manipuló torpemente el laberinto de ladrillos de carburo para atrapar la pieza que había caído en el núcleo.

Ya era demasiado tarde porque, aunque pudo volver a colocar el conjunto en el lugar preciso y detener la reacción, para entonces había recibido una dosis de radiación ionizante de neutrones cercana de los 510 rems procedente de una reacción que implicó unas 1016 fisiones, tal y como estableció más tarde la comisión encargada de investigar el accidente. Apenas cuatro semanas más tarde, el 15 de septiembre de 1945, con graves quemaduras y daños causados por radiación, Daghlian falleció.

Por desgracia, el núcleo de plutonio permaneció en las instalaciones, sometido a muchos otros experimentos, pero no había terminado su cosecha de accidentes con la vida del joven físico. El incidente sucedido el 21 de agosto de 1945 fue seguido de incluso más grave.

Fue el 21 de mayo de 1946 cuando Louis Slotin, un físico mucho más experimentado que Daghlian y, esta vez sí, acompañado de un equipo de colaboradores y siguiendo, al menos inicialmente, todos los protocolos de seguridad establecidos por entonces para manipular plutonio, se enfrentó a un error mortal. Slotin y sus siete compañeros se encontraban colocando dos hemisferios de berilio capaces de reflejar neutrones alrededor del núcleo de plutonio.

Desde entonces toda manipulación de este tipo se efectúa a distancia, gracias a sistemas de control remoto y robots porque, lamentablemente, Slotin pudo comprobar que trabajar con uno de los elementos más peligrosos no era cosa de broma, por mucha precaución que se tomara siempre podía cometerse un error. Todo marchaba bien, las dos piezas de berilio se iban aproximando, a mano, hasta encajar y rodear por completo al núcleo.

Pero, ay, algo que parece tan sencillo como unir dos piezas perfectamente diseñadas para que casen una con la otra se convirtió en algo complicado. Slotin improvisó y, pensando que sería buena idea, manipuló los hemisferios de tal forma que un destornillador hizo las veces de cuña separadora entre ellos de forma temporal.

El protocolo del experimento no contemplaba el uso del destornillador pero, ¿acaso podía causar algún daño? Lo hizo, las dos piezas liberadas de sus soportes y apenas separadas por la punta del destonillador se movieron entre las manos de Slotin.  

El destonillador cayó, junto con una de las piezas de berilio y, libre de apantallamiento de forma súbita, el núcleo de plutonio entró en reacción crítica de la que emanó tal cantidad de radiación ionizante que el aire en la sala empezó a brillar con siniestro tono azulado. Apenas fueron unos segundos, lo suficiente como para que Slotin sintiera cómo le comenzaba a arder el interior de su cuerpo y la boca se le llenaba de un desagradable sabor.

Soltó instintivamente la otra pieza de berilio y la reacción se detuvo, ya no había vuelta atrás, pero al menos el resto de los presentes no estuvo tan expuesto a la radiación como Slotin. Se estima que recibió cerca de 2100 rems de radiación de forma súbita o, lo que es lo mismo, tanta radiación como la que hubiera recibido de haberse encontrado cerca de una explosión nuclear.

El 30 de mayo de 1946 falleció irremediablemente a causa de los daños provocados por la radiación surgida del pedazo de plutonio que, a partir de entonces, fue conocido en Los Álamos como el corazón del demonio.


Otro tipo de Corazón nuclear

Los marcapasos, que hoy día han alcanzado un nivel de refinamiento asombroso, constituyen una de las tecnologías médicas más sobresalientes. No descubro nada si comento que la función de los marcapasos consiste en velar por que la actividad eléctrica que controla el corazón sea lo más adecuada posible.

Otro tipo de Corazón nuclear
Ahora bien, lo que ya no es tan conocido es que, al margen de baterías de todo tipo y sistemas de recarga a distancia y similares, hubo un tiempo en el que se pensó seriamente que los marcapasos alimentados por energía nuclear serían lo común en el futuro.

No fue así pero, sin embargo, sí llegó a desplegarse una cantidad nada desdeñable de marcapasos de ese tipo.

Naturalmente, un marcapasos alimentado por plutonio es algo “eterno”, al menos desde el punto de vista de quien lo lleva en su interior, porque la vida útil de esos aparatos nucleares se mide en décadas.

¿Plutonio en el pecho? Sí, la idea parece hoy una locura, pero a mediados y finales de los años setenta, cuando se desplegaron los marcapasos nucleares, era algo considerado innovador, más que nada porque las baterías de la época eran bastante problemáticas.

Los marcapasos nucleares todavía están animando el corazón de algunas personas en el mundo, gentes que los llevan en su interior desde hace décadas. Esos marcapasos están blindados, de tal forma que su peligroso contenido radiactivo está protegido contra accidentes e incluso contra cremación o disparos y, claro está, deben ser retirados y almacenados de forma adecuada tras la muerte del portador.

En los marcapasos nucleares, a los circuitos convencionales generadores de los impulsos eléctricos propios de los marcapasos tradicionales, se une una fuente de energía en forma de pila termoeléctrica conteniendo una minúscula cantidad de plutonio-238.

El calor generado de forma continua por el plutonio radiactivo es el que se aprovecha para alimentar al circuito. La pila termoeléctrica de plutonio está blindada con titanio. Los diseñadores estimaron que la radiación recibida por el usuario era despreciable, es más, quien conviviera estrechamente con el portador del marcapasos recibiría más radiación que él, aunque también sería muy baja.

Las primeras baterías de litio empleadas en marcapasos comenzaron a generalizarse en la segunda mitad de la década de los setenta. Esto hizo que, a comienzos de los ochenta, los marcapasos nucleares dejaran de fabricarse y, por lo tanto, de implantarse.

El primer ejemplo de marcapasos nuclear data de finales de los años sesenta y fue fabricado por Medtronic junto con Alcatel. Esa primera experiencia con este tipo de tecnología culminó con éxito en 1970 cuando se implantó en París el primer marcapasos nuclear. Lo que sigue es un texto que he seleccionado del contenido de la patente española de uno de aquellos marcapasos nucleares.

En concreto, se trata de la patente ES 432.173, del año 1974, solicitada por la compañía Coratomic Inc. En la patente se deja muy claro que el sistema termoeléctrico minuaturizado estaba pensado para marcapasos, pero no se descartaba ver pronto todo tipo de pequeños aparatos alimentados con el mismo tipo de energía.

Muy optimistas eran, sin duda, aunque, visto desde nuestros días, nos hemos librado de tener que pensar qué hacer con una plaga de aparatitos nucleares para reciclar. He aquí un pequeño extracto de esa patente:

El marcapasos nuclear incluye una fuente primaria de material radiactivo, un convertidor termoeléctrico que convierta el calor de la fuente en electricidad, y un circuito eléctrico alimentado por el convertidor, que convierte en impulsos la salida del convertidor termoeléctrico y controla la circulación de los impulsos al corazón.

La fuente primaria está compuesta típicamente de plutonio-238, que emite partículas alfa.

Estas partículas son de corto alcance, pero al pasar a través del material, las partículas alfa emiten rayos X, que tienen un alcance largo. También se producen neutrones.

La cantidad de plutonio se encuentra comprendida entre un tercio de gramo y medio gramo.

Es deseable que se minimice esta cantidad de material radiactivo, tanto para reducir a un mínimo los rayos X de gran penetración y los neutrones, como también porque el coste del plutonio es muy elevado. [...]

Este marcapasos incluye una unidad termoeléctrica de estado sólido que está empotrada o embebida en un medio capaz de aplicar un esfuerzo hidrostático. El medio es comprimido hidrostáticamente, sometiendo a la unidad termoeléctrica a una precompresión hidrostática.

Cuando el marcapasos es sometido a un choque físico, la precompresión contrarresta el esfuerzo comunicado por el choque y la unidad termoeléctrica no sufre daños.

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