III. ¿SE PUEDE PRODUCIR LA RADIACTIVIDAD?
UNO DE los eslabones de la cadena de descubrimientos del siglo XX, y que tuvo consecuencias muy importantes en el desarrollo de la ciencia, fue encontrar que la radiactividad, descubierta por Becquerel y los esposos Curie en la naturaleza, se podía producir en forma artificial.
LOS DESCUBRIDORES DE LA RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL: JEAN FRÉDÉRIC E IRÈNE JOLIOT-CURIE
Jean Frédéric Joliot fue el hijo menor de la familia Joliot; nació en París, Francia en 1900. En la universidad fue alumno de Paul Langevin, quien influyó mucho en él. Al salir de la universidad, trabajó en la industria; sin embargo, después de realizar su servicio militar, pudo dedicarse a su verdadera vocación: la ciencia. Langevin le ofreció una beca, la cual Frédéric aceptó de inmediato, y fue así como realizó uno de sus más grandes anhelos: trabajó de técnico de Marie Curie en el Instituto del Radio.
Irène Curie, primogénita de los científicos Pierre y Marie Curie, nació en París, Francia en 1897. Durante la primera Guerra Mundial, a los 17 años, ya ayudaba a su madre en los servicios radiológicos que proporcionaba ésta en los hospitales. Marie Curie pudo observar la capacidad de su hija mayor y, después de la guerra, le dio la oportunidad de trabajar en el Instituto del Radio con ella: así nació una colaboración muy estrecha entre madre e hija.
En 1926 se casaron Frédéric Joliot e Iréne Curie. En 1931 Frédéric logró tener un puesto para realizar investigación, lo que le permitió continuar su trabajo, justo en el momento en que se le vencía su beca en el Instituto del Radio.
El primer trabajo en colaboración de Irñne y Frédéric consistió en la obtención de una gran cantidad de polonio, uno de los elementos radiactivos descendientes del radio, acumulado en el transcurso de los años en el radio que el Instituto del Radio disponía gracias a Madame Curie. Utilizaron esta muestra en la preparación de una muestra de polonio de gran pureza y de actividad específica elevada, empleando todo el que extrajeron del radio.
La colaboración científica de Irñne y Frédéric fue ampliamente conocida; sus nombres aparecieron en muchos artículos de la Academia de Ciencias, y fueron conocidos en todo el mundo científico como Frédéric e Irñne Joliot-Curie.
Uno de los experimentos que realizaron los esposos Joliot-Curie (Fig. 20) en
esa época consistió en utilizar su fuente de polonio, elemento emisor de partículas
alfa. Bombardearon con partículas alfa una lámina delgada de aluminio y, para
determinar la interacción de estas partículas con el aluminio, midieron la forma
en que variaba la intensidad de la radiación en el otro lado de la hoja de aluminio.
Su sorpresa fue grande cuando encontraron que aún después de interrumpir el
bombardeo la placa de aluminio seguía emitiendo radiación; se dieron cuenta,
además, de que la intensidad de la radiación emitida por la placa de aluminio
disminuía siguiendo la ley del decaimiento radiactivo encontrada por Rutherford
y Soddy, y que la vida media de este material radiactivo era muy corta. ¿Qué
era lo que estaban observando? Los Joliot-Curie habían descubierto que la radiactividad
se puede producir artificialmente. En realidad, en este experimento habían encontrado
una pieza más del rompecabezas del panorama nuclear. Descubrieron que partiendo
del aluminio, que tiene 13 protones y 14 neutrones, terminaron con fósforo-30
(15 protones y 15 neutrones).
Figura 20. Frédéric e Irène Joliot-Curie con sus hijos Pierre y Hélène.
Pero el fósforo presente en la naturaleza, está constituido por una sola variedad atómica, el fósforo-31, con 15 protones y 16 neutrones. Así pues, habían descubierto el fósforo-30, el cual es un isótopo artificial que no se presenta en la naturaleza. La razón por la que no lo encontraban era evidente: es radiactivo, con una vida media de solamente catorce días. Su radiactividad era la fuente de la continua radiación de partículas que los Joliot-Curie habían observado.
Los Joliot-Curie habían producido el primer caso de radiactividad artificial. De hecho, habían descubierto la radiactividad artificial al producir un isótopo radiactivo del fósforo, que decae por emisión de una partícula beta de carga eléctrica positiva (b+). Lo que observaron fue la desintegración del fósforo-30.
Así fue como el fenómeno misterioso, que Pierre y Marie Curie habían observado sin poderlo modificar, fue producido artificialmente por su hija y su yerno por medio de una reacción nuclear en la que el núcleo de un átomo había interactuado con una partícula alfa. La Academia de Ciencias de Suecia dio el premio Nobel de Química a Frédéric e Irñne Joliot-Curie por sus trabajos sobre la síntesis de elementos radiactivos, siendo éste el tercer premio Nobel concedido a la familia.
La producción artificial de la radiactividad provocó una serie de nuevos descubrimientos. Inmediatamente se hizo evidente que, además de las partículas utilizadas por los esposos Joliot-Curie, podría existir otro tipo de proyectiles para producir la radiactividad artificial con más ventajas que las partículas alfa, que tienen cargas positivas y que son fuertemente repelidas por el núcleo del átomo. Uno de los descubrimientos más importantes fue el de Enrico Fermi, quien consideró la posibilidad de bombardear los núcleos con neutrones, partículas descubiertas en esa época por Chadwick, hecho que no sólo enriqueció el trabajo iniciado por los esposos Joliot-Curie, sino que sentó las bases de un fenómeno que cambiaría completamente el concepto que se tenía sobre el núcleo del átomo. Este fenómeno se conoce como fisión nuclear, y se volverá a hablar de él posteriormente en este libro.
El descubrimiento de la radiactividad artificial permitió ir llenando poco a poco los huecos que todavía existían en la tabla periódica de los elementos.
Así, después de casi 70 años de búsqueda infructuosa del elemento que Mendeleev
llamó ekamanganeso, los físicos italianos Perrier y Segre obtuvieron por primera
vez, en forma artificial, trazas de este elemento. Por ser el primer elemento
creado artificialmente se le dio el nombre de "tecnecio" originado en la palabra
griega que significa artificio, creación (Fig. 21).
Figura 21. El primer elemento creado artificialmente fue un elemento radiactivo, el tecnecio, que llenó uno de los huecos de la tabla periódica de elementos.
