Per explicar la història de lenergia nuclear podríem distingir tres grans etapes:
- Estudis científics físics i químics dels elements.
- El desenvolupament de la bomba nuclear durant la Segona Guerra Mundial.
- Utilització de lenergia nuclear en làmbit civil.
Estudis científics físics i químics dels elements
El desenvolupament de l'energia nuclear té les arrels en els avenços científics de la física i la química, que van començar fa segles i van culminar amb el descobriment de la fissió nuclear al segle XX.
Aquests estudis van centrar-se a comprendre l'estructura de la matèria i els fenòmens relacionats amb la interacció entre partícules subatòmiques.
La teoria atòmica a l'antiguitat
La idea de l'àtom com a unitat fonamental de la matèria té el seu origen a l'Antiga Grècia, quan filòsofs com a Demòcrit d'Abdera van proposar que tota la matèria estava composta per partícules indivisibles i indestructibles anomenades "àtoms". Encara que la seva teoria no tenia bases experimentals, va establir les primeres bases conceptuals per a l'estudi de la matèria.
El renaixement de la teoria atòmica
Durant els segles XVII i XVIII, la idea dels àtoms es va revitalitzar amb els experiments de químics com Antoine Lavoisier, que va establir la Llei de Conservació de la Matèria.
John Dalton, a principis del segle XIX, va introduir el model atòmic, basat en la idea que els elements estan formats per àtoms idèntics, i que els compostos químics són combinacions d'aquests àtoms en proporcions definides.
Descobriments subatòmics
El desenvolupament d'instruments científics i mètodes experimentals va permetre a finals del segle XIX i principis del XX una comprensió més detallada de l'estructura atòmica:
- Electró (JJ Thomson, 1897): Thomson va descobrir l'electró i va proposar el model del "pudí de panses", on els electrons es trobaven incrustats en una "massa" de càrrega positiva.
- Radioactivitat natural (Antoine-Henri Becquerel, 1896): Becquerel va descobrir que certs elements emetien radiació espontàniament, fenomen que va ser estudiat més tard per Marie i Pierre Curie, els qui van aïllar els elements radioactius poloni i ràdio.
- Model nuclear (Ernest Rutherford, 1911): Rutherford va fer experiments que van demostrar l'existència d'un nucli petit, dens i carregat positivament, envoltat d'electrons.
- Quants d'energia (Max Planck, 1900): Planck va introduir la idea que l'energia no s'emet de forma contínua, sinó en paquets discrets anomenats quants, assentant les bases de la mecànica quàntica.
- Teoria de la relativitat (Albert Einstein, 1905): Einstein va relacionar l'energia i la massa amb la famosa equació E=mc2E = mc^2E=mc2, que seria clau per comprendre com la fissió nuclear pot alliberar enormes quantitats d'energia.
- Descobriment del neutró (James Chadwick, 1932): Chadwick va identificar el neutró, una partícula neutra present al nucli, cosa que va facilitar l'estudi de les reaccions nuclears.
La fissió nuclear
El 1938, un equip de científics alemanys, liderat per Otto Hahn, Fritz Strassmann i amb les contribucions teòriques de Lise Meitner i Otto Frisch, va descobrir la fissió nuclear.
Aquest fenomen passa quan el nucli d'un àtom pesant, com l'urani-235, es divideix en dos nuclis més lleugers en ser bombardejat amb neutrons, alliberant una quantitat enorme d'energia i més neutrons, cosa que pot desencadenar una reacció en cadena.
Aquest descobriment va marcar el punt d?inflexió entre els estudis científics bàsics i el desenvolupament d?aplicacions pràctiques de l?energia nuclear, tant bèl·liques com civils.
Descobriment de la fissió nuclear i desenvolupament militar
El descobriment de la fissió nuclear (1938)
Al desembre de 1938, Otto Hahn i Fritz Strassmann, químics alemanys, van descobrir que en bombardejar àtoms d'urani amb neutrons, aquests es dividien en dos nuclis més lleugers, com el bari i el criptó. Aquest procés, conegut com a fissió nuclear , alliberava una enorme quantitat d'energia.
La interpretació teòrica del fenomen va ser realitzada per Lise Meitner i el seu nebot Otto Frisch Ells van explicar que, en dividir-se, el nucli alliberava una fracció de la massa original com a energia, en línia amb l'equació E=mc 2 d'Einstein. terme "fissió" en comparar-ho amb el procés biològic de divisió cel·lular.
Aquesta troballa va revolucionar la física nuclear i va marcar el començament d'una nova era a la producció d'energia i armament.
Context històric i aplicació militar
El descobriment de la fissió nuclear es va produir en un context de tensions polítiques i conflictes globals que van desembocar a la Segona Guerra Mundial (1939-1945). Els científics van entendre ràpidament que la fissió nuclear es podria fer servir per crear armes d'una potència sense precedents.
El 1939, Albert Einstein i Leó Szilárd van escriure una carta al president nord-americà Franklin D. Roosevelt, alertant sobre el potencial d'Alemanya per desenvolupar una bomba nuclear i recomanant que els Estats Units iniciessin un programa similar.
El Projecte Manhattan (1942-1946)
Estats Units, amb suport de Regne Unit i Canadà, va llançar el Projecte Manhattan , un esforç científico-militar dirigit a desenvolupar armes nuclears abans que ho aconseguís Alemanya. Aquest projecte va esdevenir un dels programes més ambiciosos i secrets de la història.
- Organització: El projecte va ser dirigit pel general Leslie Groves, mentre que el físic J. Robert Oppenheimer va supervisar la investigació científica al laboratori de Los Álamos, Nou Mèxic.
- Participació internacional: Hi van participar destacats científics com Enrico Fermi, Niels Bohr, Richard Feynman i Edward Teller.
- Producció de materials: Es van construir instal·lacions per produir urani-235 i plutoni-239, els elements clau per a les armes nuclears. La planta d'Oak Ridge, Tennessee, i la de Hanford, Washington, van exercir rols fonamentals en aquest procés.
Primera prova nuclear
El 16 de juliol de 1945, al desert d'Alamogordo, Nou Mèxic, es va dur a terme la primera prova nuclear, coneguda com "Trinity" . Es va utilitzar un disseny de bomba basat en plutoni. L'explosió va produir una energia equivalent a 21 quilotons de TNT, creant un fong atòmic i marcant l'inici de l'era nuclear.
Bombardeigs d'Hiroshima i Nagasaki
El 6 d'agost de 1945, Estats Units va llançar la bomba atòmica "Little Boy" sobre Hiroshima, Japó.
Aquesta bomba, basada en urani-235, va detonar amb una potència de 15 quilotons de TNT, arrasant gran part de la ciutat i causant la mort immediata d'aproximadament 70.000 persones. A més, milers més van morir els dies i anys posteriors a causa de les cremades, ferides i l'exposició a la radiació.
Tres dies després, el 9 d'agost, es va llançar una segona bomba, "Fat Man" , sobre Nagasaki. Aquesta, basada en plutoni-239, va produir una explosió de 21 quilotons, matant instantàniament unes 40,000 persones i deixant moltes altres greument afectades.
Aquestes devastadores accions van precipitar la rendició incondicional del Japó el 15 d'agost del 1945, posant fi a la Segona Guerra Mundial.
Tot i això, les conseqüències dels bombardejos atòmics van ser profundes i de llarg abast. D'una banda, van establir els Estats Units com una superpotència militar, marcant l'inici de la Guerra Freda en desencadenar una carrera armamentista amb la Unió Soviètica. D'altra banda, van generar debats ètics i polítics intensos sobre l'ús d'armes nuclears, a causa del patiment humà i les implicacions per a la humanitat.
Aquests esdeveniments van marcar un punt d'inflexió a la història bèl·lica i tecnològica del món.
El descobriment de la fissió nuclear, combinat amb el Projecte Manhattan, va marcar un punt d'inflexió a la història, amb profundes implicacions tant per a la guerra com per al desenvolupament de l'energia nuclear civil a les dècades posteriors.
Després de la detonació sobre Hiroshima, Einstein va comentar: "hauria de cremar-me els dits amb què vaig escriure aquella primera carta a Roosevelt."
Aplicacions civils i regulació internacional
El canvi cap a aplicacions pacífiques
Després de la Segona Guerra Mundial, la percepció de l'energia nuclear va començar a transformar-se, enfocant-se a les seves aplicacions civils i la seva capacitat per beneficiar la humanitat.
En 1953, el president nord-americà Dwight D. Eisenhower va presentar el programa "Àtoms per a la Pau" . Aquest programa promovia la cooperació internacional per utilitzar l'energia nuclear amb finalitats pacífiques, obrint la porta a un desenvolupament més ampli en camps com la generació d'electricitat, la medicina i la investigació científica.
Desenvolupament de centrals nuclears
L'ús de l'energia nuclear com a font d'electricitat va fer un pas significatiu el 1954, quan la Unió Soviètica va inaugurar a Obninsk la primera central nuclear comercial del món. Aquesta fita va marcar el començament d'una nova era a la generació d'energia.
Durant les dècades de 1960 i 1970, nombrosos països van iniciar programes nuclears per satisfer la creixent demanda energètica.
Actualment, més de 450 reactors nuclears operen a tot el món, proporcionant una part important de l'electricitat global. Aquests reactors destaquen per la seva capacitat de generar energia de manera eficient i amb baixes emissions de carboni.
No obstant això, aquest desenvolupament també planteja reptes importants, com la gestió de residus radioactius i la necessitat de garantir alts estàndards de seguretat a les plantes nuclears.
Regulació internacional per a un ús segur
Per supervisar l'ús segur i pacífic de l'energia nuclear, es van establir organismes i iniciatives internacionals. El 1957 va néixer l' Organisme Internacional d'Energia Atòmica (OIEA) , l'objectiu principal del qual és fomentar l'ús segur de l'energia nuclear i establir estàndards de seguretat globals.
D'altra banda, el 1970 va entrar en vigor el Tractat de No Proliferació Nuclear (TNP) . Aquest tractat busca prevenir la proliferació d'armes nuclears, promoure el desarmament i garantir que tots els països puguin accedir a la tecnologia nuclear amb finalitats pacífiques.
Aquestes regulacions internacionals representen un esforç coordinat per maximitzar els beneficis de l'energia nuclear mentre se'n mitiguen els riscos, equilibrant el potencial en el desenvolupament global amb la responsabilitat d'evitar els possibles perills.