Dentro de cada átomo hay un núcleo y dentro de ese núcleo hay un montón de protones y neutrones.
¿Recuerdas cuando volviste a la escuela primaria cuando intentaste forzar dos imanes de barra juntos en sus extremos “norte”? Así es como los protones interactúan entre sí. Están cargados positivamente y, como todo lo demás en el mundo que tiene la misma carga, se repelen entre sí.
De hecho, se repelen entre sí con tanta fuerza que tienes que arrojarles una cantidad absolutamente absurda de energía y presión para que se toquen. Dentro del núcleo de Júpiter, la masa del planeta se aplasta a 650,000,000 libras de presión. A esas presiones, el hidrógeno, normalmente un gas más ligero que el aire, se convierte en un metal líquido y las temperaturas se elevan a 35,000 grados centígrados. Eso todavía no es suficiente para que los protones se toquen. Necesitas aún más energía y presión que eso … nuestro Sol tiene suficiente masa para que eso suceda.
Una vez que comprenda cuánta energía se necesita para forzar el contacto de los protones, puede comenzar a reflexionar sobre qué los puede mantener unidos dentro del núcleo atómico. Esta es la fuerza nuclear fuerte. Esencialmente, una vez que tienes los protones lo suficientemente cerca uno del otro, una fuerza aún más fuerte se hace cargo y la repulsión electromagnética de los protones se ve empequeñecida por ella.
- ¿Por qué una bomba atómica de uranio es de tipo pistola y una de plutonio es de tipo implosión?
- Energía nuclear: ¿Ha intentado algún experimento iniciar la fisión en elementos más ligeros que el hierro o la fusión en elementos mayores que el hierro?
- En términos simples, ¿cómo funciona una reacción de fisión de neutrones lenta?
- Física nuclear: ¿Cuál es la forma más conocida de neutralizar la radiación?
- ¿Cuántos desechos nucleares tendríamos que verter en los océanos antes de poder medir la diferencia?
Pero la energía no puede ser creada ni destruida.
Si la fuerza nuclear fuerte mantiene a los protones unidos contra su voluntad, esa energía tenía que venir de algún lado. En el caso de elementos muy pesados como el uranio, provino del colapso de los corazones de las estrellas que fusionaron elementos más ligeros para formar ese uranio. La energía de la estrella moribunda se almacena, átomo por átomo, en la fuerza que mantiene unidos a los 92 protones y 143 de los neutrones en el núcleo de uranio.
Pero un núcleo de uranio 235 es como un castillo de naipes: la brisa errante correcta y lo derriba. Esa brisa toma la forma de un solo neutrón. Cuando golpea el átomo, el núcleo se divide, creando dos átomos más pequeños y algunos neutrones de repuesto.
Pero recuerde, que los protones no quieren estar cerca el uno del otro y que una ENORME cantidad de energía quedó atrapada dentro del átomo de uranio para unir esas partículas. Ahora que el núcleo se ha dividido, se necesita menos energía para mantener unida cada mitad que para mantener unido el conjunto.
Pero la energía no puede ser creada ni destruida.
Y eso significa que la diferencia en la energía necesaria para mantener unidas las partes y la energía necesaria para mantener unido el todo tiene que ir a algún lado. De ahí proviene la energía. Por supuesto, de un solo átomo que no es mucha energía, apenas lo suficiente para calentar el metal al tacto.
Pero el átomo U-235 no solo produce dos átomos más pequeños y algo de energía cuando se divide por un neutrón; También produce tres neutrones.
Que se disparan y dividen más átomos de U-235, produciendo más neutrones, más divisiones, más neutrones, divisiones, neutrones, divisiones …
Y esto sucede miles de veces en un lapso de tiempo tan pequeño que la luz puede viajar solo unos pocos metros mientras ocurre. Mientras tanto, la energía de cada división se está acumulando como gotas de lluvia en una inundación hasta que la ola de energía creada por billones y billones de reacciones de fisión grita como una explosión de rayos gamma duros, destellando instantáneamente la carcasa de la bomba y todo lo que está cerca en un plasma incandescente .
Esa es una exposición de 10 nanosegundos en el momento de la detonación. 0.00000001 segundos. El tiempo que tarda la luz en viajar unos 98 pies. Lo que estás viendo es una cubierta de iones y plasma en rápida expansión que, en el segundo antes, era un conjunto de bomba de varias toneladas. La energía que convirtió cinco toneladas de acero, cobre y uranio en una bola brillante todavía está rugiendo desde el centro de la reacción y golpeando en cables guía (esas puntas en el fondo de la bola) y horneando el suelo hasta la incandescencia.
En otras 25 millonésimas de segundo, la bola de fuego tocará el suelo. La bola de fuego aquí significa “aire que está tan caliente que brilla más que la superficie del sol” y, en consecuencia, también se expande hacia afuera desde el hipocentro varias docenas de veces la velocidad de sonido.
La superficie lisa de la bola de fuego es la onda de choque, iluminada por el aire incandescente y el resplandor causado por la compresión atmosférica. A medida que la onda de choque se expande y se enfría, se volverá más transparente y la luz interior podrá penetrarla, dando lugar al característico “doble destello” de una detonación nuclear.
El resto es solo la energía dentro de encontrar su salida.