OPPENHEIMER: Toda la física que tienes que saber ANTES de ir al cine (3/5) #dateunvlog #dateunvlog

la energía del átomo liberada en forma de arma definitiva se dice que al ver el hongo de destrucción openheimer dijo ahora me he convertido en la muerte destructora de mundos políglota y amante de la literatura universal openheimer recitaba un verso del bacavad guita un texto hindú y una vez más en la historia de la humanidad la ciencia se había liado con la guerra para sembrar el mundo de muerte y destrucción Pero por qué es tan destructiva este arma cómo funciona Cómo opera y más importante aún cómo fue su historia pues vamos con el tercer vídeo de esta serie calentando motores para el estreno que ya se ha venido hoy en Date un blog todo sobre la física y la historia de la bomba atómica yo algo en tu flipé tío os lo han pedido vamos ya con el tercer vídeo de la serie los anteriores dos han sido súper exitosos estoy muy contento con el recibimiento el cariño de todos ustedes ahí lo hemos conseguido todos juntos las 15 unidades de verdad muchas gracias a todos y de nuevo la misma fórmula y a darle duro al like y seguimos con esta serie 5 vídeos Yo te agradezco mucho de corazón cuerpo ya directamente con el contenido Este vídeo este tercer capítulo de la serie en este caso vamos a ver toda la física detrás de las armas nucleares Cómo funcionan Cómo operan vamos con el descubrimiento clave lo hicieron cuatro científicos ottojan y Freezer strassman en Berlín Que observan varios en una reacción con uranio mientras que otro freeze y su tía Liz miner en Suecia lo interpreta como un proceso de fisión el uranio se ha roto algo que nadie absolutamente nadie pensaba que pudiera ocurrir y cabría infinitas posibilidades y este amigos es el clave el uranio tiene tantos nucleones que es inestable y puede romperse fisionarse los productos tienen menos masa que el uranio inicial pero como la masa es energía y esta se conserva este proceso libera energía Este es el primer punto el uranio se fisiona dando energía check seguimos este efecto de masa es decir esta diferencia en la masa que es de unos 200 MB la energía que se libera estamos hablando de 3,2 por 10 elevado a menos 11 julios pues esto no es nada esto no da ni para encender una simple bombilla Entonces por qué tanto rollo Pues porque un molde uranio es decir unos pocos gramos contiene el número de avogadro de átomos es decir si se libera la energía de un átomo de un año es poca cosa Pero y si logramos liberar de golpe la energía de miles de millones de millones de millones de millones de millones de millones de millones de trillones de átomos a la vez amigos ahí está la clave y este proceso tiene nombre es lo que se conoce como reacción en cadena y se logra así una todo un año se fisiona cuando le llega un neutrón los neutrones rompen el uranio genial pero aquí está la clave lo que observaron los científicos por otro y es que cuando este átomo de uranio se fisiona emite a su vez varios neutrones que pueden a su vez viajar e impactar con otros átomos de un año que nos fisionan y lanzan neutrones a su vez que una vez y otra vez y otra vez ya reacción en cadena liberando la energía de golpe de todos los átomos del uranio eso sería la bomba Y es que este crecimiento es rápido haz de esta prueba en la calculadora multiplica 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 verás que al cabo de poca generaciones esto se ha disparados un crecimiento exponencial es así como crecen los virus lo que pasó durante la pandemia fue un crecimiento exponencial porque este contagio poco a poco acumulándose aumentando lo mismo con los memes por eso decimos que se hacen virales pues este es el segundo punto importante es el crecimiento exponencial de la reacción en cadena check pero los científicos cuando hacen los primeros pruebas la cosa tampoco para mucho cómo podía ser nesburguió con la tercera clave el uranio natural es 99% uranio 238 un átomo que no fusiona solo es el uranio 235 que forma solo un 1% de la muestra el que sí lo hace Pero qué es esto Bueno pues ahí te va el concepto importante y Soto los átomos están formados por dos partes un núcleo con protones y neutrones y girando alrededor los electrones que una sustancia se comparte como lo hace por ejemplo que el oro brille o que el carbono forme cadenas muy largas como el ADN o que el helio te haga hablar así como si fueras un Pitufo pues esto es siempre debido al número de electrones y protones que tiene es decir lo que hace que el oxígeno sea oxígeno el nitrógeno nitrógeno es el número de electrones y protones y que vaina con los neutrones te estarás diciendo pues su función es hacer de pegamento del núcleo Fíjate que los protones están pegados en el núcleo pero los protones tienen carga positiva y las cargas iguales se repelen porque el núcleo se rompe entonces La respuesta es por los neutrones sumando neutrones al núcleo se genera ese pegamento que mantiene el núcleo estable pero así si tienes por ejemplo un átomo de carbono que tiene protones y seis neutrones sería Entonces el carbono 12 y si añades un neutrón pues seguirá siendo carbono carbono 13 y sin añadas otro neutrón te preguntarás pues ir haciendo también carbono sus propiedades químicas serán iguales se comporta como carbono sería el famoso carbono 14 es decir sumando neutrones tenemos carbono 12 13 y 14 son los tres isótopos del carbono pues aunque las propiedades químicas de todos los carbonos son las mismas no así sus propiedades nucleares por ejemplo su estabilidad así el uranio 235 y el uranio 238 son los dos isótopos del uranio pero mientras que el 238 no fusiona el dos tres cinco sí es decir si creamos un arma atómica el uranio 238 nos estorba no nos funciona queremos un año dos tres cinco Pero sabemos que la naturaleza del uranio es casi todo 238 Así que hay que tomar toneladas y toneladas y toneladas de uranio e ir filtrando quitando el molesto 238 y quedándose con el dos tres cinco Así que este es el tercer punto clave el enriquecimiento del uranio al 80% check tenemos además un cuarto elemento fermi descubrió que al contrario de lo que ocurre cuando se lanzan otro tipo de partículas como las partículas Alfa que usaba rathford o los julieuu cuando fisionas usando neutrones estos no deben ser rápidos es mejor que sean lentos así el núcleo tiene más tiempo de captar y absorber este neutrón para tras eso romperse Bueno pues esto no fue ninguna tontería este fue un descubrimiento verdaderamente vital totalmente inesperado y que se hizo por completa casualidad los chicos de la vía panisperna de los que ya hemos hablado haciendo pruebas observaron que funcionaba mejor la ficción con el dispositivo sobre madera que sobre mármol fermy que tiene un ojo clínico vital para la física entendió lo que estaba sucediendo la madera funcionaba ralentizando los neutrones frenaba a estos neutrones de manera natural esto hacía que la eficiencia de la afición se disparaba Y qué medio sería lo último para frenar los neutrones por lo ideal se trata de elementos químicos que sean lo más ligeros posibles punto uno y segundo que no resuene con los neutrones que no los absorban que son los frenen mirando la tabla periódica tenemos elementos ligeros como el hidrógeno y el carbono el resto por otros motivos no sirven dando lugar a dos posibilidades muy importantes por un lado tenemos el agua pesada o agua con deuterio un isótopo del hidrógeno y por otro lado tenemos un compuesto del carbono llamado grafito es con lo que escriben los lápices no hay más misterio así con esto ya tenemos el cuarto elemento clave lo que llamamos moderador es elemento que frena check estos amigos y amigas son los ingredientes para entender esta historia y comprender el funcionamiento de la bomba desde la física Pero esto no es todo porque en el transcurso de las investigaciones aparece una segunda posibilidad un segundo camino para producir la fisión el protagonista en este caso es un químico se trata de Clean Cyborg también Premio Nobel trabajando en el laboratorio Lawrence en Berkeley seabour operando el ciclotrón con el que lanzaba deuterio sobre un blanco de uranio observó algo verdaderamente interesante una cadena de reacción que sobre el uranio 238 producía un elemento nuevo mayor que el uranio 92 sería el elemento 93 y tras la desintegración de este surgía otro elemento nuevo se trataba de un elemento aún mayor el 94 ambos serán elementos nunca antes había descubierto dos elementos químicos nuevos los primeros Más allá del uranio los llamados tras uranios serían llamados neptunio y plutonio Pues resulta que el plutonio pudo haber sido cumplía todas las características para ser una bomba primero porque no sólo era visible de hecho el doble que el uranio por lo que la masa crítica será menor sino que además era estable su vida media era de unos 30. 000 años Comparado con el uranio el plutonio como bomba presentaba ventajas e inconvenientes como ventajas no había que enriquecerlo y su separación era mucho más sencilla porque podía ser química como desventaja no existe en la naturaleza plutonio no se puede recoger en una mina por ejemplo Así que hay que crearlo de cero con esto surgían Dos caminos para la bomba tomar uranio enriquecerlo en dos tres cinco al 80% y detonarlo o tomar uranio bombardearlo producir con ello plutonio separarlo y detonarlo el reto del camino del uranio era el enriquecimiento mientras que del plutonio en su caso era la producción ahora sí que sí ya tenemos todos elementos para entender esta historia que está súper loca empecemos por el final del primer vídeo que hice 2 de Agosto de 1939 de un mes antes de iniciar la Segunda Guerra Mundial ahí están enviar una carta al presidente Franklin Roosevelt alertando al peligro de la bomba atómica 27 de junio de 1940 se crea un comité El Nacional para informar sobre el potencial de la bomba y un paso más el 28 de junio de 1941 se forma el Office of Search and the Blood presidido Bush en estos primeros compases Estados Unidos actuaba con cautela observador ante los suceso que se estaban desarrollando en Europa el proyecto de bomba Entonces no acababa de arrancar sin embargo todo se aceleraría sobremanera con un suceso totalmente inesperado que despertaría al Gigante Dormido a Estados Unidos 7 de diciembre de 1941 se produce el ataque japonés a Pearl Harbor cuatro días después de decir el 11 de diciembre de 1941 Estados Unidos entraba en la guerra Así que ante un nuevo panorama este proyecto de bomba atómica toma más relevancia que nunca traslados informes e intercambios de información con el comité británico el mouse Se confirma la viabilidad del proyecto y se le da a luz verde bajo el de distrito Manhattan o como conocemos hoy proyecto Manhattan es el 13 de agosto de 1942 que contaría finalmente con tres patas fundamentales el laboratorio x o site x cerca de Knoxville Tennessee laboratorio W en Hanford Washington y el laboratorio y el laboratorio de Los Álamos fíjense como esta distinción recorre las dos líneas propuestas el abartero X sería dedicado al camino 1 el enriquecimiento del uranio Mientras que el laboratorio W el camino 2 la producción de plutonio el laboratorio griega es decir Los Álamos se encargaría del ensamblaje de la bomba pero situémonos en el inicio de todo 1942 Estados Unidos entra en guerra y la bomba se convierte en prioridad nacional sin embargo todo lo que hoy Parece un camino firme y directo en ese momento era un auténtico mar de dudas No se sabía apenas nada de la fisión era algo muy reciente se intuía que algo así como una bomba de ficción era posible pero no se sabía ni el Cómo ni el cuánto tiempo ni el cuánto de dinero no se sabía nada era todo tan nuevo incipiente que no se sabía siquiera qué Barrera se encontrarían o si habría En definitiva callejones sin salida solo se sabía que si querían adelantarse a los nazis el proyecto debería tener resultados a principios de 1945 es decir había apenas 2 años Así que ante los dos caminos posibles producir una bomba de uranio enriquecido o una bomba de plutonio se tomarían las dos empecemos viendo la bomba de uranio ya hemos visto que el mayor reto es el enriquecimiento ya que es un proceso muy muy muy complejo Porque siendo tan parecidos los dos uranios el dos tres nueve y el dos tres cinco es decir es el mismo elemento químico las técnicas químicas tradicionales de separación que se usan en laboratorios no van a funcionar Esto hace que el proceso sea muy lento muy caro pero sobre todo muy incierto acaso lo conseguirían en dos años Pues un comité experto dirigido por el famoso físico Arthur compton también Premio Nobel planteó cuatro posibles tecnologías de enriquecimiento un proceso de difusión gaseosa pasando hexafluoruro de uranio que es un gas muy corrosivo por una barrera porosa el proceso de difusión térmica con una diferencia de temperatura la separación electromagnética usando un ciclotrón o a través de una centrifugadora y este punto era todo tan novedoso que no tiene ni idea de qué barreras encontrarían o Cuáles serían callejones sin salida era un puro proceso de investigación y diseño Así que la decisión aunque muy costosa en dinero era Clara lanzarse por las cuatro al padre de la física de partículas y amigo Benjamín el ya premió Nobel en aquel entonces Ernest Lawrence creador del ciclotrón no le pierde de vista en la película porque seguro no lo ha visto pero seguro que tiene un papel importante recuerde que se trata de un tipo muy ambicioso muy directo con ideas políticas muy diferentes a opi y una auténtica estrella en ciencia si esto no lo han visto bien el vídeo lo cuento con mucho detalle pues a él se le encargó el proceso de separación electromagnética pues su método de separación se basa en la diferencia de masas de los dos isótopos cuando una partícula gira en un campo magnético su arco de giro depende de su masa de los masa menos radio Para ello se podría usar un potente ciclotrón como los que ya operaba Lawrence con potentes Campos magnéticos se consigue la separación él era experto y pionero en esta técnica líder mundial pues tras varias pruebas muy prometedoras en su instituto en California el liderado por él el gobierno le concede 400. 000 dólares para su proyecto instala una gran planta para producción industrial de uranio enriquecido en el laboratorio x conocido como Rich sería el enclave más grande y con mayor presupuesto del proyecto Manhattan creando una ciudad desde cero de 70.

000 personas sumisión generar 60 kilogramos enriquecido al 80% para Julio de 1945 Pues en junio de 1942 comienzan las obras para enero de 1943 ya producían 225 microgramos al día al 30% de requerimiento para diciembre ya tenían 4 gramos al día se había convertido en el método más esperanzador de los cuatro lo llamarían y12 sin embargo la solución final sería una combinación junio de 1944 instalan en okdrich una planta difusión dirigida por el también novel Harol urey llamado k25 para enero de 1945 el método de Lawrence y 12 producía 250 gramos al día de uranio 235 al 30% y mezclando esto con el k-25 de eure y unas con unas térmicas se enriquecían al 80%. es decir con estos números a este ritmo para uno de Julio lo tendrían los 60 kilos de uranio enriquecido al 80%, lo habían logrado sería el material de la bomba de uranio más tarde llamada Little boy en paralelo por si este camino fallaba se lanzaba una segunda vía la del plutonio un camino donde el mayor reto es la reacción en cadena que genera plutonio a partir del uranio se trata el segundo camino y todo empezó en Chicago en 1942 con el género italiano enrico fermy bajo las órdenes del también premio novelas subcontun su misión era producir esa reacción en cadena que mostrara la posibilidad de producir plutonio había que hacer una pila usarían un año puro que sería insertado en bricks de grafito funcionando como moderador barras de seguridad controlaría la velocidad de la reacción nota el estudiar moderador los gringos habían descartado el uso de agua pesada que es agua donde el hidrógeno en realidad es deuterio un isótopo de hidrógeno En beneficio del grafito según sus cargos el grafito también funcionaría pero es que además es mucho mejor dar lo difícil Caro que es conseguir agua pesada Mientras que el grafito es la mina de los lápices es decir es fácil barato este fue un notable punto disparidad entre los proyectos Alemania y America por el bando alemán el Nobel Walter Body estudió el grafito como moderador y lo descartó erróneamente por no servir al propósito en favor del agua pesada estratégicamente los nazis llegaron al punto a hacerse con la única fábrica de agua pesada de Europa en Noruega invadiendo el país y luchando para que no fuera atacado por los aliados todo su estrategia Girón torno al agua pesada como moderador todo para más tarde comprender que era un callejón sin salida y que la solución inteligente era usar el grafito se dieron cuenta el error experimental imperdonable de Body ya en 1944 era demasiado tarde el director del proyecto alemán le echaría la culpa de su fracaso en la producción de la bomba a este terror puntual experimental de Body con un impacto histórico brutal pues toca hacer la pila y debido a una huelga en la empresa que debería producirla el mismo fermi con su equipo se pone a cortar Y colocar los brics de grafito Y ante la urgencia y ante la falta de un lugar mejor decidieron hacerlo en una pista de squash el uso tono de la Universidad de Chicago el nombre del proyecto en clave sería cp1 habría que ponerse en marcha tiempo que perder en noviembre de 1942 comenzaba la instalación y el 2 de diciembre el hito conseguí en la primera reacción en cadena lo habían conseguido el método era factible funcionaba así comenzaba la fase de producción primero a pequeña escala montándose p2 una ampliación de cpu 1 allí mismo en el Confort en Chicago que tendría una Potencia de 100 kw 100. 000 veces más que uno para tras ello pasar una escala mayor con una planta en Tennessee y además de reactores de 100 millones de vatios en el sidew en antford Washington de la separación del plutonio se encargaría el genial químico descubridor del plutonio que ya hemos conocido en esta historia se trata el americano la carrera había comenzado junio de 1943 la empresa dupont monta la planta de Bridge ese manaya produce gramos de Plutón al día abril de 1943 de la misma dupont comienza la producción a gran escala en Hanford en el laboratorio W se crearía también de acero una ciudad de unas 50.

000 personas todas dedicadas a este proyecto y a las órdenes de Cyborg todo iba según lo previsto 200 toneladas de uranio eran irradiadas para producir un de plutonio cada 200 días consiguiendo sus críticos 6 kilogramos de plutonio en fecha mayo de 1945 que dan lugar a la bomba que llamaron fatman pero para para porque todavía no lo tenemos todo con el plutonio Salta la alarma la región en cadena de la bomba tanto de uranio como de plutonio requiere una cierta masa crítica una masa mínima para que se dé esta reacción pero claro tiene una masa crítica en tu almacén ahí tranquila Pues a mí no me dejaría muy tranquilo cualquier neutrón la puede detonar Así que se usa un método muy inteligente para detonar esta bomba de forma muy segura es el método de pistola tienes dos masas críticas que por separado no fusionan para detonar la bomba se dispara con una explosión convencional una de las masas críticas sobre la otra para juntarlas la suma de estas dos masas subcríticas ya crítica ya puede explotar este método era sencillo y está controlado y funcionaba bien con el uranio enriquecido pues la alarma Está ya en 1944 en Los Álamos cuando descubren que para el plutonio este método no funcionaría había que encontrar a toda prisa la solución un método alternativo el método se llamaría de implosión con explosivos repartidos de forma simétrica por una esfera se hace implosionar el núcleo de plutonio alcanzando una masa crítica con ello el problema es que este método era mucho más novedoso y delicado es por ello y porque la producción de plutonio iba mucho mejor que la de uranio enriquecido se podía hacer dos bombas por lo que se dedica unas bombas a producir una prueba o llamaría esta prueba Trinity por una posibilidad de John Dong una prueba que seguro aparece en la película La prueba tendrá lugar en el homogordo el 16 de Julio la primera explosión nuclear de la historia una vez probadas las dos bombas serían lanzadas solo un mes después 6 de agosto de 1945 la de uranio llamada littley en el avión en Hola gays o en la ciudad de Hiroshima deja 66. 000 muertos de forma directa y solo unos días después es decir el 9 de agosto de 1945 se lanza la de plutonio llamada fatman que cae sobre nagasaki con un saldo de 70.