Las centrifugadoras de uranio han desencadenado la guerra entre Israel e Irán. Sin ellas es imposible tener la bomba atómica
Publicado el 26/06/2025 por Diario Tecnología Artículo original
Las centrifugadoras de uranio acaparan buena parte de la atención global desde que comenzó el último episodio del conflicto entre Israel e Irán el pasado 13 de junio. El Gobierno liderado por Benjamín Netanyahu se ha fijado como objetivo fundamental desmantelar el programa nuclear iraní que presumiblemente persigue desarrollar la tecnología necesaria para fabricar bombas atómicas. Y para lograrlo Israel y EEUU han bombardeado las instalaciones en las que en teoría Irán estaba llevando a cabo el enriquecimiento del uranio, como las plantas de Fordo, Isfahán y Natanz.
Según Israel y EEUU estas instalaciones nucleares iraníes albergaban varios cientos de centrifugadoras de uranio. Puede, incluso, que varios miles de estas máquinas. Su rol en el programa nuclear no solo de Irán, sino en el de cualquier país con la capacidad de fabricar armas nucleares, es enriquecer el uranio al 90%. De lo contrario no es posible utilizarlo para producir bombas atómicas de fisión o dispositivos termonucleares que combinan fisión y fusión nuclear. No obstante, en estas últimas bombas el uranio solo se utiliza en la etapa de fisión, que actúa como detonadora de la fusión nuclear. En esta última reacción intervienen dos isótopos del hidrógeno: el deuterio y el tritio.
El uranio-235 es el auténtico protagonista de esta historia
Para entender con precisión cuál es el propósito de las centrifugadoras de uranio es necesario que antes indaguemos en dos isótopos de este elemento químico metálico, pesado y radiactivo. El uranio se encuentra presente en la naturaleza en concentraciones muy bajas, normalmente en rocas, tierras y agua. De ahí que su obtención sea cara y su tratamiento complejo, pues exige realizar procesos químicos capaces de separarlo de los demás elementos y las impurezas con las que suele convivir. Tiene 92 protones y otros tantos electrones orbitando en torno al núcleo, y este último incorpora, además de los protones, entre 142 y 146 neutrones.
Es importante que recordemos que el núcleo de un átomo está habitualmente constituido por un cierto número de protones y neutrones (aunque no siempre: el protio, el isótopo del hidrógeno más abundante, tiene en su núcleo un solo protón y ningún neutrón), así como por unos electrones que orbitan a su alrededor. El hecho de que el número de neutrones del núcleo del uranio pueda variar, como acabamos de ver, nos indica que existen varios isótopos de este elemento químico, que no son otra cosa que átomos con el mismo número de protones y electrones, pero distinto número de neutrones.
En los reactores de fisión y las armas nucleares se utiliza como combustible uranio-235
La razón por la que en los reactores de fisión y las armas nucleares se utiliza como combustible uranio-235, y no otro isótopo de este elemento o cualquier otro elemento químico, consiste en que al bombardear su núcleo con un neutrón (un proceso que se conoce como fisión inducida) el uranio-235 se transforma en uranio-236, que es un elemento más inestable. Esto significa, sencillamente, que el uranio-236 no puede permanecer mucho tiempo en su estado actual, por lo que se divide en dos núcleos, uno de bario-144 y otro de criptón-89, y emite, además, dos o tres neutrones.
Y aquí viene lo realmente interesante: la suma de las masas de los núcleos de bario-144 y criptón-89 es levemente inferior a la del núcleo de uranio-236 del que proceden ("desaparece" alrededor del 0,1% de la masa original). ¿Adónde ha ido la masa que nos falta? Solo cabe una respuesta: se ha transformado en energía. La fórmula E = m c², probablemente la más popular de la historia de la física, relaciona la masa y la energía, y lo que dice es, sencillamente, que una cierta cantidad de masa equivale a una cantidad concreta de energía, incluso aunque la masa se encuentre en reposo.
De hecho, la equivalencia entre la masa y la energía, propuesta por Albert Einstein en 1905, nos dice algo más muy importante. La c de la fórmula representa la velocidad de la luz en el vacío, que, como todos intuimos, es un número muy grande (299.792.458 m/s). Además, está elevado al cuadrado, lo que significa que incluso una masa muy, muy pequeña, como puede ser la porción del núcleo de un átomo, aunque esté en reposo contiene una cantidad grande de energía. Esto es lo que conocemos como energía en reposo.
Si la masa está en movimiento su energía total es mayor que su energía en reposo. Y, si observamos la equivalencia entre la masa y la energía, es sencillo darse cuenta de que la masa de un cuerpo en movimiento también es mayor que su masa en reposo, un fenómeno que nos introduce de lleno en la física relativista. En cualquier caso, la energía que obtenemos al fusionar o fisionar núcleos atómicos procede de la fuerza que los mantiene unidos: la interacción nuclear fuerte.
Entender con cierta precisión la relación que existe entre la masa y la energía es importante porque nos ayuda a comprender cómo es posible que una masa tan pequeña como la de un átomo nos permita obtener una cantidad de energía tan grande. En cualquier caso, el proceso de fisión nuclear no termina aquí. Y es que cada uno de los neutrones que hemos obtenido como resultado de la desintegración del núcleo de uranio-236 en los núcleos de bario-144 y criptón-89 puede interaccionar con otros núcleos fisionables, provocando una reacción en cadena.
No obstante, no todos los neutrones emitidos durante la desintegración del núcleo de uranio-236 van a interaccionar con un núcleo fisionable. Pero no hace falta que lo hagan todos ellos. Basta que uno solo de esos neutrones lo consiga para que obtengamos un número de fisiones estable, y, por tanto, una reacción controlada, que es el objetivo de los reactores de las centrales nucleares.
Las centrifugadoras sirven para incrementar la concentración de uranio-235
El isótopo del uranio más abundante en la naturaleza es el uranio-238. De hecho, representa aproximadamente el 99,3% del uranio total. El problema es que este isótopo no es fisionable. El proceso de enriquecimiento del uranio persigue incrementar la proporción de uranio-235, que, como hemos visto, es fisionable, dentro de la masa total de uranio. No obstante, este último isótopo es muy escaso en la naturaleza. Tanto que solo representa el 0,7% del uranio natural. Los reactores nucleares de las centrales eléctricas requieren que el uranio empleado como combustible se haya enriquecido entre un 3 y un 5% como máximo.
Esto significa que como mucho solo el 5% de la masa total de uranio es el isótopo uranio-235 (que como hemos visto es el "fácilmente" fisionable), mientras que el resto es mayoritariamente uranio-238. Puede parecer que hay muy poco uranio-235 frente a la masa total de uranio, pero en realidad esta cantidad es suficiente para sostener la reacción de fisión nuclear. Sin embargo, para fabricar una bomba atómica es imprescindible enriquecer el uranio hasta alcanzar el 90%, de modo que el 90% de la masa total es uranio-235. Esto es, precisamente, lo que hacen las centrifugadoras.
Las centrifugadoras tienen un rotor cilíndrico que es capaz de girar a una velocidad de entre 50.000 y 70.000 revoluciones por minuto
Estas máquinas tienen un rotor cilíndrico de fibra de carbono o una aleación de titanio que es capaz de girar a una velocidad de entre 50.000 y 70.000 revoluciones por minuto. Como hemos visto, el uranio-238 tiene más neutrones en el núcleo que el uranio-235, por lo que su masa es mayor. Al introducir el uranio natural en el rotor de la centrifugadora y girar a altísima velocidad el isótopo más pesado, el uranio-238, se desplaza hacia el exterior, y el isótopo más ligero, el uranio-235, queda almacenado cerca del eje del rotor. Esto es en definitiva lo que hacen las centrifugadoras: separar el uranio-238 del uranio-235.
No obstante, hay algo más que nos interesa conocer. Solo los gases se pueden separar de una forma eficaz mediante centrifugación, por lo que es necesario introducir el uranio en el rotor bajo la forma de hexafluoruro de uranio (UF₆), que es un gas. Una vez que el rotor ha girado y se ha producido la separación de los dos isótopos en estado gaseoso ambos se extraen de la máquina, pero, en realidad, esto solo acaba de empezar. Cada centrifugadora solo separa una pequeña porción de uranio-235, por lo que es necesario conectar cientos, o, incluso, miles de estas máquinas en cascada para obtener la cantidad de uranio-235 necesaria para poder fabricar armas nucleares.
Imágenes | Xataka
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