Selecciona Edició
Connecta’t

Recuperada la primera mostra del plutoni que va arrasar Nagasaki

Un equip d'enginyers dels EUA identifica la primera mostra de plutoni de la història

Glenn Seaborg el 1962 al laboratori on havia sintetitzat el plutoni. Ampliar foto
Glenn Seaborg el 1962 al laboratori on havia sintetitzat el plutoni.

El 1941, quan algunes de les llumeneres científiques del món ja pensaven en un arma definitiva per detenir Hitler, un investigador de 29 anys descobriria un dels seus ingredients fonamentals. En un laboratori de la Universitat de Califòrnia a Berkeley (EUA), Glenn Seaborg i altres col·laboradors van bombardejar urani-238 amb àtoms d'hidrogen pesat. D'aquella manipulació de la matèria va sorgir plutoni-239, un nou element radioactiu que fins llavors no s'havia observat en la naturalesa.

Aquell descobriment, el segon element químic sintètic de la història i el primer d'una sèrie de nous elements artificials més pesats que l'urani, va proporcionar a Seaborg el Nobel de Física el 1951. Abans, el 1942, li va obrir la porta del Projecte Manhattan, la gesta més gran i més controvertida  de la ciència aplicada de la història.

Poc després de produir els primers àtoms de plutoni, Seaborg i el físic italià Emilio Segrè van descobrir que, quan se li disparaven neutrons, el plutoni-239 s'escindia alliberant una energia immensa. Els científics sabien que si es pogués produir una quantitat suficient de l'element, es convertiria en un explosiu monstruós dins de l'artefacte que ja es començava a conèixer com la bomba atòmica.

Poc més de sis quilos de plutoni

van servir per arrasar la ciutat japonesa de Nagasaki

Amb aquesta idea, Seaborg va liderar un equip de més de 100 científics amb l'objectiu d'obtenir prou plutoni per poder fer-lo servir amb finalitats bèl·liques. Al cap de només sis mesos, ho havien assolit i el nou element es va convertir en l'explosiu nuclear de la bomba batejada com Fat Man. El 9 d'agost de 1945, solament quatre anys després d'haver estat observat per primera vegada, la reacció en cadena dels poc més de sis quilos de plutoni de Fat Man va arrasar Nagasaki i va matar bona part dels seus habitants. Menys d'una setmana després, el Japó es rendia i acabava la Segona Guerra Mundial.

Abans de tenir el suport d'un Govern acuitat per la guerra i més experiència, Seaborg i els seus col·legues van necessitar més d'un any de treball amb acceleradors de partícules per aconseguir tan sols 2,77 micrograms de plutoni (el microgram és la milionèsima part d'un gram). Malgrat ser minúscula, aquella quantitat, conservada en forma de diòxid de plutoni, va permetre començar a comprendre aquella nova substància i és una fita per a la ciència amb profundes conseqüències històriques. Per aquest motiu, un cop acabat el treball científic, es va conservar en un tub de vidre que va acabar exposat al Lawrence Hall of Science de Berkeley. Allí va romandre durant diversos anys, però en algun moment de la dècada passada, segons expliquen en un article publicat a l'arXiv i recollit per The Physics arXiv Blog tres enginyers nuclears de Berkeley, per qüestions financeres i de seguretat es va retirar de l'exposició i se'n va perdre la pista.

Una relíquia ignorada

El 2008, en la Instal·lació de Material Perillós de la Universitat de Berkeley, es va trobar una petita caixa de plàstic amb una etiqueta que deia: “Primera mostra de Pu [el símbol del plutoni] pesada. 2.7μg”. Marcada amb el nom de mostra S338 “podria haver estat descartada com a escombraries radioactives”, expliquen els autors de l'article, liderats per Eric Norman. La relíquia científica es va salvar gràcies a la perspicàcia del físic Phil Broughton, del Departament de Salut Mediambiental i Seguretat de la universitat. Però encara hi havia un problema. Com que durant un temps s'havia perdut el rastre de la mostra, no era possible saber amb seguretat que, en efecte, es tractava d'aquell plutoni original obtingut per Seaborg.

El juliol de 2014, intentant esbrinar si la mostra S338 era el que afirmava la seva etiqueta, Broughton la va enviar al Departament d'Enginyeria Nuclear de la universitat, al qual pertanyen els autors de l'article publicat a l'arXiv. A causa de la seva probable importància històrica, Norman i els seus companys van decidir no obrir la caixa ni fer cap prova que pogués posar en perill la seva integritat.

Caixa en la qual es va trobar el primer plutoni artificial de la història. ampliar foto
Caixa en la qual es va trobar el primer plutoni artificial de la història. Arxiv

Els científics disposaven de certa informació per aconseguir el seu objectiu. El plutoni creat amb acceleradors de partícules, com el de Seaborg, i el que s'obté del combustible gastat de les centrals nuclears, ara mateix la principal font d'aquest element al món, són diferents. En el segon, sempre hi ha plutoni-241, una variant que no hi ha en el plutoni d'acceleradors. En segon lloc, aquest isòtop radioactiu es desintegra progressivament i es va convertint en americi-241. Finalment, l'americi, també radioactiu, es desintegra produint en el camí raigs gamma amb una energia precisa de 59 quiloelectrons-volts.

Amb aquestes dades, els investigadors van mesurar la radiació que sorgia de la mostra a la recerca d'emissions pròpies de l'americi a l'energia esmentada. No la van trobar. "Tots els raigs gamma observats es poden atribuir a la desintegració del plutoni-239", expliquen els autors del treball. Després, una estimació de la massa de la mostra també va coincidir amb la que devia haver-hi en l'original de Seaborg. Encara que els enginyers nuclears reconeixen que els resultats no són concloents al 100%, creuen que ofereixen prou certesa per pensar que el que conté la mostra S338 és el vestigi d'aquell plutoni artificial creat fa més de 70 anys. Als autors els agradaria ara que la mostra s'exposés en la vella oficina de Berkeley on es va descobrir l'element.

Seaborg, que va morir el 1999, va participar durant la seva vida en el descobriment de deu nous elements químics. Un d'ells va ser batejat en el seu honor com seaborgi, que ha convertit el físic nord-americà en l'única persona viva amb un reconeixement així en la taula periòdica. Sobre els assoliments bèl·lics que se li poden atribuir i que van començar amb aquesta petita mostra de plutoni ara retrobada, Seaborg sempre va considerar imprescindible obtenir la bomba abans que els alemanys. Després, va demanar, amb l'èxit conegut, que es mostrés el poder de la nova arma en una illa deserta i no sobre civils japonesos. Va passar la resta de la seva vida lluitant pel desarmament nuclear.