El descubrimiento de la radiactividad se lo debemos al mal tiempo. El físico francés Henri Becquerel intentaba estudiar la fluorescencia, un fenómeno en el que ciertos materiales brillan cuando se exponen a la luz del sol, pero los días nublados frustraron sus experimentos, por lo que envolvió sus sales de uranio fluorescentes en una tela y las dejó en un cajón, junto con una placa fotográfica y una cruz de cobre. Este simple accidente fortuito, en 1896, reveló la existencia de la radiactividad, un fenómeno que abrió una ventana al mundo subatómico y puso en marcha la revolución nuclear.
Entender la radiactividad
Cuando por fin sacó las sales, Becquerel comprobó que la imagen de la cruz había aparecido en la placa fotográfica, a pesar de que las sales no habían sido expuestas a la luz.
«Ahora estoy convencido de que las sales de uranio producen radiaciones invisibles, incluso cuando se han mantenido en la oscuridad», escribió después de realizar nuevos experimentos.
La estudiante de doctorado de Becquerel, Marie Curie, investigó el asunto con su marido Pierre y se dieron cuenta de que el efecto no tenía nada que ver con la fluorescencia, sino que descubrieron que ciertos materiales emiten naturalmente un flujo constante de energía. Acuñaron el término «radiactividad» y también encontraron dos nuevos elementos radiactivos: el polonio y el radio. Por este profundo y apasionante trabajo, Becquerel y los Curie recibieron el Premio Nobel de Física en 1903.
Los físicos Ernest Rutherford y Frederick Soddy profundizaron más y descubrieron que pequeñas cantidades de materia contienen enormes reservas de energía. También se dieron cuenta de que, en el proceso de desintegración radiactiva, un elemento puede convertirse en otro: un átomo de uranio puede transformarse (a través de unos pocos pasos intermedios) en un átomo de plomo.
En todo el mundo se suponía que estos materiales milagrosamente energéticos podían aprovecharse. Hasta la década de 1920, muchos fabricantes de laxantes y dentífricos aderezaban con orgullo sus productos con torio radiactivo, y las sustancias radiactivas no se prohibieron en los productos de consumo en Estados Unidos hasta 1938.
¿Cómo funciona la radiactividad?
Hoy en día tenemos un conocimiento mucho más amplio de lo que es la radiactividad, de cómo puede ser peligrosa y de cómo podemos utilizarla.
Aquí tienes un resumen básico: imagina un átomo, compuesto por una nube de electrones alrededor de un núcleo central en el que se agolpan partículas llamadas neutrones y protones. Algunas disposiciones de protones y neutrones son más estables que otras; si hay demasiados neutrones en comparación con los protones, el núcleo se vuelve inestable y se desintegra. Esta desintegración libera radiación nuclear en forma de partículas alfa, partículas beta y radiación gamma.
Una partícula alfa arrastra dos protones y dos neutrones, y como un elemento se define por su número de protones, el átomo padre se convierte en un elemento completamente nuevo cuando se emite una partícula alfa. En la desintegración beta, un neutrón se transforma en un protón y un electrón, y el electrón se desplaza a toda velocidad, dejando un protón extra y dando lugar de nuevo a un átomo de un elemento diferente. Además de cualquiera de las partículas anteriores, los núcleos en desintegración también pueden producir rayos gamma: radiación electromagnética de alta energía.
¿Cuáles son los efectos sobre la salud?
Como descubrieron Becquerel y los Curies, la radiactividad es un fenómeno que se produce de forma natural. Muchos minerales de la Tierra emiten un goteo lento y constante de radiación, el aire que respiramos contiene gases radiactivos, e incluso los alimentos y nuestro cuerpo contienen un pequeño porcentaje de átomos radiactivos como el potasio-40 y el carbono-14. La Tierra también recibe radiación del Sol y como rayos cósmicos de alta energía. Estas fuentes crean un nivel natural pero inevitable de radiación de fondo. Muchas fuentes artificiales se suman a esto, incluyendo procedimientos médicos como los rayos X, los detectores de humo, los materiales de construcción y los combustibles.
En general, las fuentes de radiación de fondo de bajo nivel no nos perjudican, ya que el grado de daño depende de la duración y el nivel de exposición. La radiación puede dañar la química interna del cuerpo, rompiendo los enlaces químicos de nuestros tejidos, matando las células y dañando el ADN, lo que puede provocar cáncer. En dosis muy elevadas, la radiación puede provocar la enfermedad y la muerte en cuestión de horas.
Aprovechando la energía nuclear
Los efectos de la radiactividad se han dejado sentir a una escala aún mayor con la fusión de centrales nucleares a lo largo de la historia. El proceso radiactivo de la fisión se ha aprovechado durante varias décadas para producir electricidad: el núcleo de un átomo se divide, creando al menos dos núcleos «hijos» y liberando energía en forma de calor. El calor se utiliza para hervir agua y crear vapor, haciendo girar una turbina y generando electricidad. Por desgracia, este no es un proceso limpio: produce residuos radiactivos que son difíciles de eliminar de forma segura y, en casos extremos, las reacciones pueden salirse de control, como el desastre provocado por un terremoto en la central nuclear de Fukushima Daiichi en 2011.
Otro proceso radiactivo podría proporcionar una forma segura de generar energía limpia: la fusión. A diferencia de la fisión, la fusión implica la unión de dos núcleos atómicos. Este proceso también libera energía -es el proceso exacto que ocurre en el Sol y otras estrellas- pero la fusión requiere temperaturas y presiones extremadamente altas, que son caras y difíciles de recrear en la Tierra.
Un largo camino
Becquerel murió 12 años después de su descubrimiento inicial, a la edad de 54 años, con quemaduras y cicatrices probablemente debidas a la manipulación de materiales radiactivos, y Marie Curie murió varias décadas después de leucemia. Probablemente, la radiación también estaba matando lentamente a Pierre Curie, aunque es difícil saberlo, ya que murió atropellado por un carruaje en 1906.
Hoy en día, nuestro mayor conocimiento de la radiactividad nos permite utilizarla de forma mucho más segura. Los accidentes con materiales radiactivos han disminuido su frecuencia y producen menos víctimas mortales gracias a las estrictas medidas de seguridad y a las exhaustivas respuestas de emergencia. En la última catástrofe nuclear de Fukushima no se produjo ninguna muerte por exposición a la radiación, pero aún queda mucho camino por recorrer antes de que podamos aprovechar con seguridad la inmensa fuerza bruta de la radiactividad.