Recuperada la primera muestra del elemento que arras¨® Nagasaki

En 1941, cuando algunas de las lumbreras cient¨ªficas del mundo ya pensaban en un arma definitiva para detener a Hitler, un investigador de 29 a?os iba a descubrir uno de sus ingredientes fundamentales. En un laboratorio de la Universidad de California en Berkeley (EEUU), Glenn Seaborg y otros colaboradores bombardearon uranio-238 con ¨¢tomos de hidr¨®geno pesado. De aquella manipulaci¨®n de la materia surgi¨® plutonio-239, un nuevo elemento radiactivo que hasta entonces no se hab¨ªa observado en la naturaleza.

Aquel descubrimiento, el segundo elemento qu¨ªmico sint¨¦tico de la historia y el primero de una serie de nuevos elementos artificiales m¨¢s pesados que el uranio, le proporcion¨® a Seaborg el Nobel de F¨ªsica en 1951. Antes, en 1942, le abri¨® la puerta del Proyecto Manhattan, la mayor y m¨¢s controvertida haza?a de la ciencia aplicada de la historia.

Poco despu¨¦s de producir los primeros ¨¢tomos de plutonio, Seaborg y el f¨ªsico italiano Emilio Segr¨¨ descubrieron que, cuando se le disparaban neutrones, el plutonio-239 se escind¨ªa liberando una energ¨ªa inmensa. Los cient¨ªficos sab¨ªan que si se pudiese producir una cantidad suficiente del elemento, se convertir¨ªa en un explosivo monstruoso dentro del artefacto que ya se empezaba a conocer como la bomba at¨®mica.

Poco m¨¢s de seis kilos de plutonio sirvieron para arrasar la ciudad japonesa de Nagasaki

Con esta idea, Seaborg lider¨® un equipo de m¨¢s de 100 cient¨ªficos con el objetivo de obtener suficiente plutonio para poder usarlo con fines b¨¦licos. En solo seis meses, lo hab¨ªan logrado y el nuevo elemento se convirti¨® en el explosivo nuclear de la bomba bautizada como Fat Man. El 9 de agosto de 1945, solo cuatro a?os despu¨¦s de haber sido observado por primera vez, la reacci¨®n en cadena de los poco m¨¢s de seis kilos de plutonio de Fat Man arras¨® Nagasaki y a mat¨® a buena parte de sus habitantes. Menos de una semana despu¨¦s, Jap¨®n se rend¨ªa y acababa la Segunda Guerra Mundial.

Antes de tener el apoyo de un Gobierno acuciado por la guerra y m¨¢s experiencia, Seaborg y sus colegas necesitaron m¨¢s de un a?o de trabajo con aceleradores de part¨ªculas para conseguir tan solo 2,77 microgramos de plutonio (el microgramo es la millon¨¦sima parte de un gramo). Pese a ser min¨²scula, aquella cantidad, conservada en forma de di¨®xido de plutonio, permiti¨® comenzar a comprender aquella nueva sustancia y es un hito para la ciencia con profundas consecuencias hist¨®ricas. Por ese motivo, cuando el trabajo cient¨ªfico termin¨®, se conserv¨® en un tubo de cristal que acab¨® expuesto en el Lawrence Hall of Science de Berkeley. All¨ª permaneci¨® durante varios a?os, pero en alg¨²n momento de la d¨¦cada pasada, seg¨²n cuentan en un art¨ªculo publicado en arXiv y recogido por The Physics arXiv Blog tres ingenieros nucleares de Berkeley, por cuestiones financieras y de seguridad se retir¨® de la exposici¨®n y su pista se perdi¨®.

Una reliquia ignorada

En 2008, en la Instalaci¨®n de Material Peligroso de la Universidad de Berkeley, se encontr¨® una peque?a caja de pl¨¢stico con una etiqueta que dec¨ªa: ¡°Primera muestra de Pu [el s¨ªmbolo del plutonio] pesada. 2.7¦Ìg¡±. Marcada con el n¨²mero de muestra S338 ¡°podr¨ªa haber sido descartada como basura radiactiva¡±, explican los autores del art¨ªculo, liderados por Eric Norman. La reliquia cient¨ªfica se salv¨® gracias a la perspicacia del f¨ªsico Phil Broughton, del Departamento de Salud Medioambiental y Seguridad de la universidad. Pero a¨²n hab¨ªa un problema. Como durante un tiempo se hab¨ªa perdido el rastro de la muestra, no era posible saber con seguridad que, en efecto, se trataba de aquel plutonio original obtenido por Seaborg.

En julio de 2014, tratando de averiguar si la muestra S338 era lo que afirmaba su etiqueta, Broughton la envi¨® al Departamento de Ingenier¨ªa Nuclear de la universidad, al que pertenecen los autores del art¨ªculo publicado en arXiv. Dada su probable importancia hist¨®rica, Norman y sus compa?eros decidieron no abrir la caja ni realizar ninguna prueba que pudiera poner en peligro su integridad.

Los cient¨ªficos contaban con cierta informaci¨®n para lograr su objetivo. El plutonio creado con aceleradores de part¨ªculas, como el de Seaborg, y el que se obtiene del combustible gastado de las centrales nucleares, ahora mismo la principal fuente de ese elemento en el mundo, son diferentes. En el segundo, siempre hay plutonio-241, una variante que no hay en el plutonio de aceleradores. En segundo lugar, ese is¨®topo radiactivo se desintegra progresivamente y se va convirtiendo en americio-241. Por ¨²ltimo, el americio, tambi¨¦n radiactivo, se desintegra produciendo en el camino rayos gamma con una energ¨ªa precisa de 59 kiloelectronvoltios.

Con esos datos, los investigadores midieron la radiaci¨®n que surg¨ªa de la muestra en busca de emisiones propias del americio a la energ¨ªa mencionada. No la encontraron. "Todos los rayos gamma observados se pueden atribuir a la desintegraci¨®n del plutonio-239", explican los autores del trabajo. Despu¨¦s, una estimaci¨®n de la masa de la muestra tambi¨¦n coincidi¨® con la que deb¨ªa de haber en la original de Seaborg. Aunque los ingenieros nucleares reconocen que sus resultados no son concluyentes al 100%, creen que ofrecen la suficiente certeza para pensar que lo que contiene la muestra S338 es el vestigio de aquel plutonio artificial creado hace m¨¢s de 70 a?os. A los autores les gustar¨ªa ahora que la muestra se expusiese en la vieja oficina de Berkeley donde se descubri¨® el elemento.

Seaborg, que muri¨® en 1999, particip¨® durante su vida en el descubrimiento de diez nuevos elementos qu¨ªmicos. Uno de ellos fue bautizado en su honor como seaborgio, convirtiendo al f¨ªsico estadounidense en la ¨²nica persona viva con un reconocimiento as¨ª en la tabla peri¨®dica. Sobre los logros b¨¦licos que se le pueden atribuir y que comenzaron con esa peque?a muestra de plutonio ahora reencontrada, Seaborg siempre consider¨® imprescindible obtener la bomba antes que los alemanes. Despu¨¦s, pidi¨®, con el ¨¦xito conocido, que se mostrase el poder de la nueva arma en una isla desierta y no sobre civiles japoneses. Pas¨® el resto de su vida luchando por el desarme nuclear.