III. LA RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL

SUILMA M. FERN�NDEZ-VALVERDE SILVIA BULBULIAN

LOS DESCUBRIDORES: FR�DERIC E IRÈNE JOLIOT CURIE.

JEAN FR�DERIC, hijo menor de la familia Joliot, naci� en Par�s, Francia, el 19 de marzo de 1900. Era un ni�o bullicioso e impulsivo. Fue su padre un industrial franc�s, quien le transmiti� el gusto por la caza, la pesca y las actividades al aire libre; su madre, en�rgica y culta, le leg� sus ideas republicanas. Era un alumno como muchos en la escuela secundaria, sobresaliente en gimnasia. No fue sino hasta el bachillerato cuando se interes� en la f�sica y la qu�mica y construyo un peque�o laboratorio en el ba�o de su casa, el cual adornó con fotograf�as, entre las que destacaba la de los esposos Curie, pues Fr�deric admiraba enormemente a Pierre Curie.

Ya en la universidad, en la Escuela de F�sica y Qu�mica, fue alumno de Paul Langevin, quien influy� notablemente en Fr�deric, tanto en el dominio de la ciencia como en el de la pol�tica. Langevin apreciaba la mente l�cida de Fr�deric y admiraba la claridad de su razonamiento. Siendo todav�a estudiante, Fr�deric se interes� por el desarrollo tecnol�gico. Egres� de la escuela en 1922 con el t�tulo de ingeniero. S�lo pudo trabajar seis semanas en la industria antes de incorporarse al servicio militar; no fue sino hasta que se reintegr� a la vida civil cuando se revel� su verdadera vocaci�n: la ciencia.

Tuvo la oportunidad de entrar en contacto con Langevin y de hacerlo part�cipe de sus inquietudes cient�ficas. Langevin le ofreci� entonces una de las becas Rothschild. Aun cuando la beca implicaba una retribuci�n econ�mica menor a la que pod�a recibir en la industria, Fr�deric la acept� de inmediato. Poco despu�s Langevin le comunic� que ser�a t�cnico de Marie Curie en el Instituto del Radio. Trabajar con ella fue, para Fr�deric, la realizaci�n inesperada de su m�s grande anhelo.

Irène era la primog�nita de Pierre y Marie Curie. Naci� en Par�s, Francia, en 1897. A la edad de 17 a�os ya ayudaba a su madre en los servicios radiol�gicos de los hospitales durante la primera Guerra Mundial, tarea muy dura, ya que desde temprana edad tuvo que enfrentarse a los horrores de la guerra. El hecho de trabajar con los rayos X sin la protecci�n adecuada le origin�, sin duda, los males que le aquejaron m�s tarde. Estas actividades le dieron la oportunidad a Marie Curie de observar el talento de su hija mayor. Despu�s de la Guerra, Irène empez� a trabajar en 1919, en el Instituto del Radio con su madre; as� naci� la colaboraci�n m�s estrecha que en el plano cient�fico se haya dado en ese Instituto. Irène ide� un electroscopio de hojas de oro para medir la radiactividad (figura III.1). M�s tarde se dedic� a la investigaci�n b�sica y prepar� su tesis sobre los rayos del polonio, tesis que sustent� en 1925.

Desde los veinte a�os, Irène Curie ya ten�a la personalidad que la iba a caracterizar siempre. Serena y pensativa, contrastaba fuertemente al lado de Fr�deric, elegante y simp�tico; no obstante, ten�an en com�n sus ideas avanzadas y el gusto por los deportes al aire libre, la nataci�n, los barcos de vela y esquiar.

Figura III.1. Electroscopio de hojas de oro. Las hojas divergen por repulsi�n el�ctrica, debido a la carga de la barra; en caso de que las descargas sean iguales, y se atraen cuando las cargas son diferentes.

El matrimonio de Jean Fr�deric e Irène, el 4 de octubre de 1926, asombr� profundamente a sus amigos y conocidos. Transcurri� mucho tiempo antes de que se apagaran los rumores generados por esta boda. Diez a�os despu�s Fr�deric comentaba con amargura que no lo hab�an entendido y que su matrimonio con Irène no se deb�a al inter�s por su profesi�n. Fr�deric hab�a sentido adem�s el rechazo de los cient�ficos de Par�s, por provenir de la Polit�cnica y esto no lo olvid� jam�s.

En esta �poca, despu�s de pasar sus ex�menes de doctorado, Fr�deric solicit� una plaza de tiempo completo en la universidad, la cual le fue negada. En 1930 el matrimonio ten�a ya una hija, Helène. Posteriormente, en 1932 nacer�a Pierre y por lo tanto la beca Rothschild de que dispon�a Fr�deric era insuficiente para sus necesidades econ�micas. Como sus oportunidades en el Instituto del Radio estaban bloqueadas a pesar de ser yerno de Marie Curie, Fr�deric pens� seriamente en abandonar la ciencia. Fue entonces cuando inici� sus clases de medidas el�ctricas en la Escuela de Electricidad Industrial Charliat, pudiendo as� continuar su trabajo cient�fico. Marie Curie opinaba que su yerno era un hombre muy brillante, dec�a que "produc�a destellos".

Hasta el a�o de 1927 Irène y Fr�deric hab�an trabajado en forma independiente y hab�an publicado una gran cantidad de estudios pero, ninguno de los dos se hab�a afirmado c�mo investigador.

INVESTIGACIONES EN EL INSTITUTO DEL RADIO

Los nuevos elementos, el polonio y el radio, hab�an despertado debido principalmente a una de sus principales caracter�sticas: emitir radiaci�n ionizante. Marie Curie llamo radiactividad a esta propiedad de la materia.

El primer experimento en el que se mostr� la transmutaci�n de la materia fue en el a�o de 1919 en Inglaterra, por Rutherford, con part�culas alfa provenientes de la desintegraci�n radiactiva del polonio (v�ase el cap�tulo sobre la estructura del �tomo). Rutherford bombarde� n�cleos de nitr�geno con part�culas alfa y encontr� que, en esta reacci�n los n�cleos de nitr�geno se transforman en n�cleos de ox�geno. Rutherford mostr� as� que un elemento qu�mico puede transformarse artificialmente en otro con propiedades f�sicas y qu�micas diferentes a las del original, lo cual s�lo se hab�a observado anteriormente en los elementos radiactivos naturales.

Irène y Fr�deric utilizaron el radio separado por Marie (1.5 g de radio al cual se hab�a acumulado polonio en el transcurso de los a�os). Su primer trabajo en colaboraci�n consisti� en la preparaci�n de una muestra de polonio de gran pureza y de actividad espec�fica elevada utilizando la t�cnica de electr�lisis. [Se llama electr�lisis a la producci�n de un cambio qu�mico que se realiza haciendo pasar una carga el�ctrica por ciertos l�quidos conductores (electrolitos). La corriente se conduce por migraci�n de iones. Los positivos, cationes, van al c�todo (electrodo negativo) y los negativos, aniones al �nodo (electrodo positivo).] Lograron obtener fuentes de 200 milicuries sobre superficies de 20 mil�metros cuadrados y resumieron sus resultados en una nota a la Academia de Ciencias de Francia sobre el n�mero de iones producidos por los rayos alfa del polonio.

A fines de 1930 los experimentos m�s comunes en f�sica nuclear en Europa consist�an en tomar dos sustancias, una radiactiva y otra inerte, ponerlas en contacto y estudiar los resultados. En principio, se pod�a deducir lo que pasaba cuando una part�cula chocaba con un �tomo de la sustancia bombardeada, pero en la pr�ctica normalmente no era posible identificar a los productos de la reacci�n. Dos investigadores alemanes, Walter Bothe y Herbert Becker, bombardearon un fragmento de berilio con part�culas alfa provenientes de una fuente de radio y comprobaron que se produc�a una radiaci�n muy penetrante, capaz de atravesar 2 cm de plomo.

Muchos investigadores, entre ellos Fr�deric e Irène, pensaron que se trataba de una nueva clase de radiaci�n gamma. Con el prop�sito de esclarecer este problema, los esposos empezaron a trabajar, a principios de 1932, con la fuente de polonio que hab�an preparado, la cual ten�a la ventaja sobre el muy utilizado radio, de emitir casi �nicamente radiaci�n alfa (figura III.2).

Figura III.2. Esquema del decaimiento del polonio 210.

EL NEUTR�N

Los esposos Joliot observaron intrigados que cuando se expon�a el boro o el berilio a la radiaci�n alfa de su fuente de polonio detectaban las misteriosas radiaciones (o part�culas) penetrantes. M�s adelante decidieron colocar frente a estas radiaciones diversos elementos, en particular el m�s ligero de todos, el hidr�geno de la parafina, del celof�n o del agua. Observaron con asombro que, por efecto de las radiaciones desconocidas, los �tomos de hidr�geno sal�an despedidos a gran velocidad. Este trabajo se public� el 18 de enero de 1932, en las Actas de la Academia de Ciencias de Francia El fen�meno que se describe se encuentra representado en la figura III.3 para el caso particular de una mol�cula de propano.

Figura III.3. Proyecci�n de los �tomos de hidr�geno, en una mol�cula de propano, por los neutrones producidos en la reacci�n nuclear.

James Chadwick (189-1974), del Laboratorio Cavendish de Cambridge, al leer el trabajo publicado por los cient�ficos franceses intuy� de inmediato que esta nueva radiaci�n comprend�a no s�lo radiaci�n gamma sino una part�cula a�n no descubierta, el neutr�n, que hab�a sido propuesta te�ricamente por su maestro Rutherford, pero en diez a�os no se hab�a logrado probar su existencia. Aun cuando la participaci�n de los esposos Joliot fue fundamental en el descubrimiento del neutr�n, su desilusi�n fue muy grande al enterarse de cu�n cerca hab�an estado de identificarlo. En efecto, el equipo de detecci�n con que contaban en el Instituto del Radio no les hubiera permitido nunca llegar a ese hallazgo. Chadwick, en cambio, contaba con un detector asociado a un amplificador que le permit�a seguir las part�culas emitidas, y pudo as� probar experimentalmente que la nueva radiaci�n estaba constituida, de hecho, tanto por rayos gamma como por neutrones.

Fr�deric e Irène Joliot hab�an estado muy cerca de descubrir el neutr�n. Sin embargo, fue Chadwick quien pudo explicar el fen�meno observado por los esposos franceses y fue �l tambi�n quien recibi� el premio Nobel por el descubrimiento del neutr�n. Se cuenta que Rutherford (187-1937) habr�a comentado "Ser�a mejor esperar un a�o antes de dar el premio a Chadwick. Me extra�ar�a mucho que los dos j�venes franceses no hicieran ning�n descubrimiento de aqu� a entonces."

ELECTRONES POSITIVOS

En 1928 el f�sico Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984), en Cambridge, formul� su teor�a cu�ntica relativista del electr�n que ten�a en cuenta su movimiento de rotaci�n sobre s� mismo, como si fuera un trompo. Esta rotaci�n se conoce con el nombre de spin. Esta teor�a conduc�a a una ecuaci�n con dos soluciones: una parte negativa y una parte positiva. La primera soluci�n correspond�a al electr�n y Dirac pens� que la segunda correspond�a al prot�n. No fue sino hasta 1931 que por una cr�tica de J. Robert Oppenheimer (1904-1967) se propuso la existencia del antielectr�n o positr�n.

Ese mismo a�o Fr�deric desarroll� un nuevo modelo de c�mara de Wilson de presi�n variable que pod�a situarse en un campo magn�tico. [La c�mara de Wilson o c�mara de niebla es una c�mara con vapor de agua, en la cual, al aumentar el volumen de la c�mara, se provoca una disminuci�n de la temperatura y la condensaci�n del vapor en forma de gotitas de niebla. En condiciones adecuadas la condensaci�n de las gotitas se efect�a sobre los iones producidos por una radiaci�n (el paso de una part�cula a, un electr�n o un prot�n, ioniza el gas que atraviesa, es decir, crea a lo largo de su recorrido un cierto n�mero de pares de iones), las gotitas se forman sobre estos iones, y as� se obtiene la trayectoria de las part�culas cargadas visibles a simple vista, las cuales se pueden fotografiar. En la primavera de 1911, Wilson observ� las trayectorias de los electrones creados al atravesar los rayos X su c�mara.]

El 2 de agosto de 1932, Carl David Anderson (1905-) en una c�mara de Wilson vertical construida por �l y R. A. Millikan, observ� una trayectoria de carga positiva, la cual no correspond�a a ninguna de las part�culas conocidas hasta entonces. No pod�a tratarse de un prot�n a causa de la longitud de la huella y por el hecho de que hab�a atravesado seis mil�metros de plomo (v�ase el cap�tulo I sobre las propiedades de las part�culas). Por sus observaciones experimentales dedujo que ten�a una masa comparable a la del electr�n y le dio el nombre de electr�n positivo o positr�n, lo que le vali�, en 1936, el premio Nobel. La existencia del positr�n demostr� corresponder a la segunda soluci�n a la ecuaci�n de Dirac mencionada anteriormente.

En tanto, Fr�deric realizaba nuevas pruebas sobre la emisi�n de neutrones. Fr�deric e Irène se preguntaban sobre la reacci�n implicada en el caso del aluminio, estudiada por Bothe y Becker. Entre diferentes hip�tesis, especularon con la posibilidad de una reacci�n.

²⁷Al + a � ³⁰P + n

El ³⁰P ser�a un is�topo a�n desconocido del f�sforo, hip�tesis que les planteaba dificultades, ya que para ellos, como para todos los f�sicos de la �poca, el n�cleo final resultante s�lo pod�a ser un n�cleo estable:

A partir de las observaciones que hicieron en la c�mara de Wilson, Fr�deric e Irène hab�an se�alado "ciertas trayectorias desviadas en sentido contrario por el campo magn�tico", que ellos explicaron como cierto n�mero de electrones de energ�a cu�ntica elevada que se dirig�a hacia la fuente. Despu�s del descubrimiento del positr�n por Anderson, esta observaci�n quedaba explicada: se trataba de los electrones positivos que deb�an ser producidos por la radiaci�n g.

Fred�ric e Irène Joliot establecieron que los rayos g energ�ticos de los elementos naturales se materializaban, es decir, produc�an un par e⁺e^- (positr�n-electr�n). Confirmaron que esta materializaci�n s�lo aparece en el caso de energ�as gamma superiores a 1.02 MeV, lo que corresponde a la masa del par e⁺e^- , y finalmente pudieron, observar, en la c�mara de Wilson, el par positr�n-electron.

EL DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACTlVIDAD ARTIFICIAL.

Continuando con esta l�nea de investigaci�n, y realizando los experimentos con el equipo mostrado en la figura III.4, Irène y Fr�deric irradiaron aluminio con las part�culas alfa de su fuente de polonio y observaron que produc�a una radiaci�n muy penetrante y de vida larga que no se pod�a explicar con los conocimientos de entonces. Se la detectaba a�n despu�s de suprimir la fuente emisora de part�culas alfa y su intensidad disminu�a siguiendo una ley exponencial. Hab�an realizado uno de los descubrimientos m�s importantes en la ciencia: el de la radiactividad artificial.

En efecto, la radiaci�n alfa transforma al aluminio en un is�topo del f�sforo, el f�sforo 30. Este is�topo radiactivo a su vez se desintegra y forma silicio. La reacci�n se puede expresar de la siguiente manera:

La pareja determin� si se hab�a creado f�sforo en la hoja de aluminio. El trabajo era bastante dif�cil, ya que el nuevo elemento ten�a una vida media breve, de tan s�lo cinco minutos, por lo que necesitaban separar r�pidamente el f�sforo y el aluminio para poder identificar al nuevo n�cleo radiactivo. Esto lo consiguieron con el m�todo esquematizado en la figura III.5.

Figura III.4. Diagrama del equipo utilizado en el descubrimiento de la radioactividad artificial. (a) muestra de Po. (b) c�mara de vidrio con CO2. (c) ventana de Al (d) deetector de radiaciones.

Figura III.5. Producci�n de is�topos radiactivos por irradiaciones con neutrones. El n�cleo X captura un neutr�n (n) para dar un n�cleo compuesto. * el cual es a su vez se desintegra para dar un is�topo radiactivo.

El entusiasmo de Fr�deric por este descubrimiento fue tal que empez� a saltar y correr en el laboratorio dici�ndole a su colaborador Gentner: "Para el neutr�n llegamos tarde, para el positr�n llegamos demasiado tarde, pero esta vez llegamos a tiempo."

Llamaron a Marie Curie, quien lleg� r�pidamente acompa�ada de Langevin. Y, con el fin de verificar por s� misma el descubrimiento, tom� entre sus manos el tubo con el aluminio reci�n irradiado con las part�culas a y lo coloc� frente a su detector Geiger, que empez� a emitir se�ales indicando presencia de radiactividad por el ³⁰P producido artificialmente.

El fen�meno misterioso que Pierre y Marie observaron sin poderlo modificar fue inducido por sus hijos, facilitando con ello su estudio. Antes de morir, Marie Curie alcanz� a ver que la obra que ella y Pierre Curie hab�an realizado con tanto ah�nco era coronada por el �xito: el descubrimiento de la radiactividad artificial realizado por su hija Irène y su yerno Fréderic.

EL PREMIO NOBEL

La Academia de Ciencias de Suecia le otorg� el premio Nobel de qu�mica a Fr�deric e Irène Joliot-Curie el 12 de diciembre de 1935 por sus trabajos sobre la s�ntesis de elementos radiactivos. Fue el tercer premio Nobel concedido a la familia.

El d�a en que se anunci� oficialmente la concesi�n del premio Nobel a los Joliot-Curie, Irène, que no hab�a olvidado la invasi�n de periodistas cuando premiaron a sus padres, se refugi� en el mercado con su esposo, donde compr� un mantel de pl�stico para su casa.

El matrimonio Joliot-Curie se volvi� entonces tan popular en Francia como lo era anteriormente el matrimonio Curie; el rector de La Sorbona ofreci� una gran cena en su honor. Marie Curie ya no se encontraba entre los presentes, pero la madre de Fr�deric todav�a asisti� a este evento.

El dinero del premio Nobel les permiti� mudarse del centro de Par�s e instalarse en Sceaux, un suburbio Parisino, all� recib�an a sus amigos los domingos por la tarde. Hac�an reuniones sociales informales en las que acostumbraban jugar tenis, baraja, o�r m�sica, leer poemas, etc. A pesar de todas estas actividades, Irène antepon�a sus obligaciones para con sus hijos sobre todas las otras; un d�a Fr�deric coment� que el descubrimiento de la c�mara de Wilson le parec�a lo m�s grandioso del mundo, ya que permit�a a los investigadores de esa �poca observar las trayectorias de las radiaciones emitidas por las fuentes radiactivas. Irène le contest� que ella estar�a de acuerdo con �l si no existiera la experiencia de la maternidad. No fue sino despu�s de haber sido galardonados con el premio Nobel cuando Fr�deric Joliot fue nombrado profesor en el Colegio de Francia e Irène profesora de la Universidad de Par�s.

Mientras Fr�deric deb�a trabajar en nuevos laboratorios, Irène continuaba en el Instituto del Radio. Es en esta �poca en la que la colaboraci�n de los esposos se hizo menos estrecha. En 1936 Irène fue nombrada subsecretaria de Estado de la Investigaci�n Cient�fica. Acept� este cargo para apoyar la investigaci�n y demostrar la capacidad de la mujer para desarrollar este tipo de trabajos, y a que desde peque�a se hab�a percatado de que los prejuicios de su �poca no permit�an que las mujeres ocuparan el lugar que les correspond�a en la sociedad. Por ejemplo, su madre Marie Curie, no logr� ingresar a la Academia de Ciencias de Francia, a pesar de haber sido galardonada dos veces con el premio Nobel.

LOS NEUTRONES, COMO PROYECTlLES PARA EL URANIO Y EL TORIO

En el medio cient�fico exist�a gran competencia entre los radioqu�micos para descubrir nuevos elementos irradiando, principalmente con neutrones, elementos conocidos como el uranio y el torio, t�cnica que desde 1934 hab�a utilizado Enrico Fermi para producir is�topos radiactivos (figura III.5).

En 1937 Irène Joliot-Curie en colaboraci�n con Savitch, bombardeaba torio y uranio con neutrones para obtener elementos m�s pesados; observ� que uno de los elementos obtenidos ten�a las propiedades del lantano. Fr�deric, Irène y Savitch discutieron largamente este resultado ins�lito, trataron de explicarlo como producido por el rompimiento del elemento irradiado en dos fracciones, pero despu�s de muchas discusiones desecharon esta hip�tesis y publicaron �nicamente que hab�an encontrado un elemento radiactivo que se pod�a separar junto con el lantano al usar �ste como portador. [Los portadores son elementos qu�micos que poseen las mismas propiedades que los �tomos radiactivos que se desean separar, por lo que al utilizar lantano el elemento separado deber�a ser el mismo, o un elemento con propiedades qu�micas similares.]

Las controversias y las discusiones que tuvieron los Joliot-Curie con Lise Meitner, excelente radioqu�mica, y con Otto Hahn, fueron conocidas por todo el medio cient�fico. En particular Lise Meitner los criticaba porque en experimentos semejantes obten�an resultados diferentes de los del grupo franc�s. En 1938 Fréderic se encontr� con Otto Hahn en un congreso en Roma y le hizo saber que no cre�a que las medidas realizadas en Francia estuviesen bien hechas. Sin embargo, para confirmar sus propios resultados Otto Hahn repiti� los experimentos en compa��a de Strassmann, pero en esta ocasi�n sin la ayuda de Lise, que ya se encontraba refugiada en Suecia. En un principio, los cient�ficos del grupo de Otto Hahn pensaban que el elemento separado por los Joliot-Curie era radio, pero se dieron cuenta de que utilizando bario como portador, elemento dos veces m�s ligero que el uranio, encontraban que el elemento radiactivo separado no se distingu�a qu�micamente del bario. Verificando la t�cnica utilizada por Irène y Savitch, encontraron efectivamente lantano en la mezcla.

LA FISI�N NUCLEAR

Los experimentos realizados y sus resultados fueron interpretados brillantemente por el grupo dirigido por Otto Hahn. Concluyeron que el uranio, al ser bombardeado con neutrones, se part�a en dos y produc�a elementos m�s ligeros. Hab�an descubierto algo inconcebible seg�n los conocimientos de esa �poca: el fen�meno de la fisi�n, el rompimiento del n�cleo del �tomo en fragmentos.

El art�culo publicado por el grupo de Otto Hahn el 6 de enero de 1939 lleg� a manos de Fr�deric unos diez d�as despu�s. Resulta f�cil imaginar la nueva desilusi�n de los cient�ficos franceses al saber que la idea que hab�an desechado era la respuesta a sus experimentos.

Dejando a un lado todas sus actividades, Fr�deric se dedic� de inmediato a investigar el fen�meno reci�n descubierto de la fisi�n nuclear, en el que los neutrones al penetrar en el n�cleo del uranio pueden fisionarlo en partes, formando as� is�topos de elementos diferentes al uranio, llamados productos de fisi�n. En pocos d�as lleg� a dos conclusiones de primordial importancia: en primer lugar, que cada fisi�n nuclear deber�a liberar una cantidad de energ�a considerable y, en segundo lugar, que junto con los productos de fisi�n, tales como el bario o el lantano, con menos neutrones que el �tomo de uranio original deber�a emitirse uno o varios neutrones en cada fisi�n. Con el prop�sito de comprobar estas hip�tesis, Fr�deric form� un grupo de trabajo en el Colegio de Francia con Hans Halban y Low Kowarski para dedicarse �ntegramente al estudio de la fisi�n nuclear. Estos investigadores supusieron que el conjunto de neutrones formados en la fisi�n es an�logo a una poblaci�n humana. Hay numerosos individuos que nacen, crecen y mueren sin haber tenido descendencia. Consideraron que �ste es el caso de los neutrones que no producen fisi�n y que s�lo son absorbidos por la materia; para que la poblaci�n de neutrones en el material fisionable se mantenga constante, cada fisi�n debe dar origen a m�s de un descendiente.

Joliot, Halban y Kowarski evaluaron la rapidez de natalidad de los neutrones, es decir, el n�mero de neutrones emitidos por cada fisi�n que, consideraron, deber�a ser entre dos y cuatro. Ahora sabemos que ese n�mero es m�s reducido: en cada fisi�n se liberan de dos a tres neutrones. Sus resultados mostraron la posibilidad de que los neutrones generados en la reacci�n de fisi�n pudieran producir m�s fisiones y dar origen a m�s neutrones y as� sucesivamente, haciendo posible la generaci�n de reacciones en cadena. Tambi�n se�alaron el posible uso de la fisi�n para producir energ�a �til para la vida cotidiana y la industria pero, adem�s, evidenciaron el peligro que representaba como arma b�lica.

As�, el grupo formado por Joliot lleg� a una nueva etapa en su trabajo. Despu�s de la verificaci�n del fen�meno de la fisi�n, del descubrimiento de la producci�n de neutrones, de la medici�n del n�mero de neutrones por fisi�n, estudiaron la energ�a aprovechable producida por las reacciones de fisi�n nuclear en cadena. En esta nueva etapa, el grupo del Colegio de Francia compet�a en una carrera cient�fica en la que participaban los pa�ses m�s poderosos de esa �poca, Gran Breta�a, Alemania y, despu�s, Estados Unidos.

LA REACCI�N EN CADENA

Despu�s de muchos estudios llegaron a la conclusi�n de que podr�an mantener una reacci�n en cadena de forma constante utilizando uranio enriquecido en uranio-235 o bien uranio natural (figura III.6). Para hacer funcionar un reactor nuclear con uranio natural era necesario contar con un material que les permitiera frenar los neutrones producidos a velocidades bajas, ya que s�lo �stos son �tiles en la fisi�n en cadena. Consideraron que el agua pesada era el material adecuado para moderar la velocidad de estos neutrones. Afortunadamente exist�a en Noruega una sociedad industrial que hab�a utilizado agua pesada en sus procesos y todav�a le quedaba cierta cantidad. Ya en plena segunda Guerra Mundial, y debido a la importancia que el agua pesada ten�a en la creaci�n de los reactores, Fr�deric logr� despu�s de muchas vicisitudes que llegaran muy discretamente a Par�s, el 16 de marzo de 1940, 92 kilogramos de agua pesada; toda la que exist�a entonces.

Los trabajos en los que estos cient�ficos describieron la fisi�n como fuente de energ�a y su posible aplicaci�n b�lica fueron escritos en cinco informes secretos depositados en el Centro Nacional de la Investigaci�n Cient�fica de Francia (CNRS) entre los a�os 1939 y 1940.

LAS PERIPECIAS DEL GRUPO FRANC�S EN LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL

El primero de septiembre de 1939 Alemania hab�a invadido Polonia. Temiendo bombardeos alemanes sobre Par�s, Fréderic e Irene enviaron a sus lujos Pierre y Helène a Arcouest. Durante este periodo los acontecimientos se sucedieron de manera incoherente y con mucha rapidez. Fr�deric recibi� �rdenes de su gobierno de llevarse todo el equipo cient�fico posible al sur de Francia, donde se pensaba correr�a menos peligro de ser capturado por los nazis, pero no fue sino hasta el 12 de junio de 1940 cuando Fr�deric sac� los �ltimos equipos port�tiles de su laboratorio, quem� los documentos y parti� con Irène a Clermont-Ferrand. Sin embargo, pocos d�as despu�s recibi� �rdenes de salir del pa�s llev�ndose consigo el agua pesada, mientras el instrumental quedaba guardado en Burdeos, capital de la Tercera Rep�blica Francesa. Fr�deric organiz� su partida junto con sus colaboradores Halban y Kowarski. Estos lograron partir a bordo de un carguero brit�nico que los condujo a Inglaterra, pero ese d�a el puerto fue bombardeado y Joliot, al no poder pasar a trav�s de los escombros, se qued� en Francia.

Figura III.6. Reacci�n en cadena producida en la fisi�n del uranio-235.

Halban y Kowarski llegaron a Londres el 22 de junio de 1940 y fueron a trabajar al laboratorio Cavendish de Cambridge. La �nica informaci�n que recibi� Joliot durante la guerra fue un mensaje desde Suiza del padre de Halban en el que le informaba que su hijo hab�a sido bien acogido en su nuevo medio y que trabajaba en excelentes condiciones. Halban y Kowarski decidieron que ser�a mejor llevar a cabo su trabajo en Estados Unidos o Canad�, para evitar interrupciones por la guerra. As� fue como Canad� y la Gran Breta�a llegaron a un acuerdo por el cual Canad� asumi� la responsabilidad del grupo franc�s del Cavendish. Halban y Kowarski llegaron a Canad� en 1942 y Halban fue nombrado director de investigaci�n.

Durante este periodo la pareja de cient�ficos franceses Joliot-Curie se refugi� en una peque�a ciudad de Burdeos. Fue all� donde, a mediados de julio, Fr�deric recibi� la noticia de que los oficiales alemanes estaban interesados en su laboratorio y regres� a Par�s para intercambiar opiniones. El int�rprete, en su primera conversaci�n, fue Wolfgang Gentner, quien hab�a trabajado bajo las �rdenes de Joliot en el Instituto del Radio. Despu�s de la entrevista, Gentner cit� secretamente a Fr�d�ric para hacerle saber que los alemanes pensaban llevarse el ciclotr�n a Alemania.

Con esta informaci�n y con el prop�sito de no perder el equipo cient�fico, Joliot decidi� llegar a un acuerdo con los alemanes. Logr� un convenio por el cual se le daba el nombramiento de director del laboratorio y se estipulaba que deb�a manten�rsele informado de todos los trabajos all� realizados. Adem�s, convenci� a los alemanes de que se deb�an efectuar solamente investigaciones sobre ciencias b�sicas, excluy�ndose cualquier programa militar.

Cuando Langevin fue arrestado el 30 de octubre de 1940 por sus actividades antinazis, Joliot reuni� a los alumnos y profesores del Colegio de Francia para informarles que no dejar�a entrar al Colegio a nadie, franc�s o alem�n, hasta que su maestro fuera liberado. Fue Gentner quien obtuvo el acuerdo de las autoridades alemanas en Par�s por el cual Langevin fue liberado y enviado a una residencia vigilada en Troyes. Los eventos de esta �poca llevaron a Joliot a unirse al movimiento de la resistencia francesa contra los alemanes.

El 29 de Junio de 1941 Fr�deric fue arrestado por la polic�a y enviado a los alemanes bajo la acusaci�n de ser comunista. Sin embargo, debido a las relaciones de Gentner fue liberado inmediatamente, a partir de ese momento estuvo continuamente bajo la protecci�n de Gentner, aun cuando �ste no quer�a tener conocimiento de sus actividades antinazis. Entre �stas podemos citar la creaci�n, en 1942, de la Sociedad de Estudio de las Aplicaciones de los Elementos Radiactivos Artificiales (SEDARS), que ten�a el prop�sito oculto de expedir certificados de trabajo a los j�venes cient�ficos franceses para evitar que fueran enviados a Alemania. La protecci�n de Gentner dur� hasta fines de 1943, cuando fue llamado a Alemania, ya que la Gestapo empezaba a dudar de su lealtad.

ESFUERZOS PARA LA PAZ

En ese mismo a�o, el secretario de Estado de la Producci�n Industrial le pidi� a Joliot seguir con los estudios de la energ�a nuclear; como Fr�deric sab�a que estos trabajos podr�an servir para fines b�licos y estaba resuelto a no participar en ellos, lo convenci� de que era m�s importante realizar otros estudios b�sicos y formar el mayor n�mero posible de investigadores.

En junio de 1944 muchos laboratorios clandestinos franceses se dedicaron a hacer explosivos, probablemente coordinados por Fr�deric Joliot. �ste, viendo que la situaci�n se agravaba en Francia, envi� a su esposa e hijos a Suiza. �l, por su parte, se qued� en Francia.

Al finalizar la segunda Guerra Mundial el 2 de septiembre de 1945, los partidos pol�ticos trataron de asegurar sus posiciones para las luchas internas. El partido Comunista puso a la cabeza del Centro Nacional para la Investigaci�n Cient�fica (CNRS) a Fr�deric Joliot y en el momento en que De Gaulle lleg� al gobierno como presidente interino, confirm� el nombramiento. Poco despu�s, Fr�deric comenz� a luchar por la fundaci�n de un organismo para estudiar la energ�a nuclear y con este prop�sito se entrevist� con De Gaulle en mayo de 1945, sin obtener su apoyo. Sin embargo, despu�s de las explosiones de las bombas at�micas estadunidenses en Hiroshima y Nagasaki fue llamado por el propio De Gaulle, quien le pidi� su ayuda para la creaci�n de un organismo dedicado al estudio de la energ�a nuclear. As� naci� el 18 de octubre de 1945 la CEA (Comisi�n de Energ�a At�mica) de Francia. Fr�deric qued� como el jefe de la Comisi�n e Irène encargada de la divisi�n de materias primas y prospecci�n de uranio.

En 1946, a�o en que Irène fue nombrada directora del Instituto del Radio, regresaron de Canad� Kowarski, Goldschmith y otros cient�ficos. El primero de ellos hab�a trabajado en la instalaci�n del primer reactor de agua pesada y el segundo en la separaci�n de plutonio de los combustibles irradiados. Joliot los recibi� emocionado y los tom� a su servicio en la CEA. Con la ayuda de estos cient�ficos decidi� instalar un reactor de agua pesada que se puso en funcionamiento el 15 de diciembre de 1948. En el oto�o de 1949 se sacaron los primeros combustibles irradiados en el reactor y a fines de noviembre Goldschmith y su grupo obtuvieron los primeros miligramos de plutonio, elemento que no se encuentra en la naturaleza y que, como el U-235, es material fisionable.

Fue en 1949 cuando, gracias al esfuerzo de Fr�d�ric e Ir�ne Joliot- Curie, naci� el movimiento mundial para la paz. Fr�deric fue su presidente fundador e Irène particip� tambi�n activamente en este movimiento. En esa �poca, el gobierno consider� oportuno desarrollar armas nucleares, pero la posici�n pacifista de los dos dirigentes m�s calificados de la CEA era inquietante; Fr�deric e Irène hab�an declarado en varias ocasiones que jam�s participar�an en la fabricaci�n de armas nucleares y esto llev� al presidente del Consejo Franc�s a retirar en 1950 a Fr�deric de las importantes funciones que desempe�aba en la CEA; meses despu�s tampoco se renov� el contrato de Irène. La desilusi�n de los dos cient�ficos y patriotas franceses fue grande; sus actividades se redujeron, para Irène, a ser directora del Instituto del Radio y profesora de la Universidad de Par�s y para Fr�d�ric a ser director del Laboratorio y profesor del Colegio de Francia.

FALLEClMIENTO DE LOS DESCUBRIDORES

En 1942 Irène hab�a solicitado un terreno para la construcci�n de nuevos laboratorios, pero no fue sino hasta 1955 cuando se adquirieron los terrenos de Orsay; desgraciadamente Irène no pudo ver su obra terminada, ya que despu�s de unas vacaciones en la monta�a, a principios de 1956, regres� a Par�s para internarse en el Hospital Curie y muri� de leucemia el 17 de marzo de 1956. El gobierno franc�s rindi� honores nacionales a Irène Joliot-Curie y el discurso oficial fue una reivindicaci�n p�blica por las injusticias cometidas en contra de esta gran cient�fica.

Dos a�os despu�s, el gobierno franc�s le hac�a tambi�n magn�ficos funerales nacionales a Fr�d�ric Joliot-Curie, quien muri� el 14 de agosto de 1958 en su residencia de Arcouest despu�s de terminar la �ltima tarea de Irène, la construcci�n de Centro de F�sica Nuclear de Orsay.

BIBLIOGRAF�A

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