REVISTA
JUVENTUD Y CIENCIA SOLIDARIA:
En el camino de la investigación
La ciencia de la destrucción
Katherine Alexandra Argudo Coronel, Carolina Victoria López Bernal,
Josseline Nicole Heras Muñoz, Sofía Alejandra Iglesias Chica,
María Emilia Galarza Heredia, Karelys Estefania Cabrera Calle
Katherine Alexandra Argudo Coronel.
Tengo 17 años. Estudio en el tercer año
BGU de la Unidad Educativa Salesiana
María Auxiliadora. Me gusta leer libros,
hacer ejercicio y ver series. Quiero estudiar
Medicina en la universidad.
Carolina Victoria López Bernal,
Tengo 17 años. Estudio en el tercer año
BGU de la Unidad Educativa Salesiana
María Auxiliadora. Me gusta leer libros
clásicos y la repostería. Quiero estudiar
ya sea Ingeniería Eléctrica o Civil en la
universidad.
Josseline Nicole Heras Muñoz.
Tengo 17 años. Estudio en el tercer año
BGU de la Unidad Educativa Salesiana
María Auxiliadora. Me encanta realizar
ejercicio y aprender cosas nuevas. Quiero
estudiar Odontología en la universidad.
Sofía Alejandra Iglesias Chica.
Tengo 17 años. Estudio en el tercer año
BGU de la Unidad Educativa Salesiana
María Auxiliadora. Me gusta ver películas
y leer libros. Quiero estudiar Medicina en
la universidad.
María Emilia Galarza Heredia.
Estudio en el tercer año BGU de la Unidad
Educativa Salesiana María Auxiliadora.
Me gusta leer libros clásicos-históricos,
el debate ONU y aprender cosas nuevas.
Quiero estudiar Derecho en la universidad.
Karelys Estefania Cabrera Calle,
tengo 17 años. Estudio en el tercer año
BGU de la Unidad Educativa Salesiana
María Auxiliadora. Me gusta bailar y ver
series y aprender cosas nuevas. Quiero
estudiar Relaciones Internacionales en la
universidad.
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68 Juventud y Ciencia Solidaria
Resumen
El uso de la bomba atómica es considerado la violación
más grande de derechos humanos registrada a través
de la historia y la cuna del arma más letal, dentro
de la ciencia de la destrucción. Las consecuencias de
una bomba atómica son devastadoras y destructivas
a corto y a largo plazo. Se considera a la explosión
de una bomba atómica como un fenómeno físico de
gran complejidad, ya que se libera una gran cantidad
de energía en forma de radiación y calor. El impacto
de la misma se basa en la energía nuclear, la cual, se
libera desde el núcleo de un átomo, y puede producirse
mediante fisión o fusión nuclear. Ambas emiten una
gran cantidad de energía, en forma de explosión, la
energía nuclear, liberada por la reacción en cadena
de la fisión, calienta a decenas de millones de grados
los materiales de la bomba y alcanza presiones mi-
llones de veces más altas que la presión atmosférica.
Calcularemos el calentamiento a volumen constante y
la presión final de la semiesfera de una bola de fuego,
para así conocer más acerca de la explosión de la
bomba atómica llamada «Gadget».
Palabras clave: bomba atómica, energía nuclear, des-
trucción, fenómeno físico, arma letal
Explicación del tema
«Cuando me preguntaron sobre alguna arma capaz de
contrarrestar el poder de la bomba atómica, yo sugerí
la mejor de todas: La paz». Albert Einstein
La Segunda Guerra Mundial es uno de los sucesos
bélicos más graves que, sin duda, la historia universal
alguna vez podría destacar. Un suceso que quedaría
marcado en la humanidad hasta nuestros días, no solo
por ser la violación más grande de derechos humanos
registrada, sino también por ser la cuna del arma más
letal, la bomba atómica; un arma que, en su única
aplicación, en Hiroshima y Nagasaki, dejaría más de
500 000 muertos. Durante la llamada Segunda Guerra
Mundial, las grandes potencias del globo terráqueo,
batallaban por quien sería la primera en crear, el arma
más letal nunca antes vista. Estas grandes potencias
involucradas eran las naciones de la Alemania nazi y
los Estados Unidos de América.
Al mismo tiempo, es de suma importancia recono-
cer que para la creación de la bomba atómica se tu-
vieron que realizar varios estudios. Los mismos que
tuvieron sus inicios en el año de 1930, con el cientí-
fico judío austro-húngaro Leó Szilárd, quien leyó la
emblemática obra The World Set Free, la cual relata
acerca de una predicción sobre el arma más letal que
alguna vez podría ser creada. Esta obra inspiró al
científico a querer producir un arma igual a la que
se mencionaba en el libro. Él hizo varios estudios, los
cuales tuvieron como resultado el concepto de «reac-
ción nuclear en cadena». Según Vargas (2021) «una
reacción nuclear en cadena se produce cuando el re-
sultado de una reacción hace que se produzcan más
reacciones». Este concepto sería patentado, años pos-
teriores, por Leó Szilárd, pero sería cedido, en 1936,
al Almirantazgo Británico, para que de esta manera
nadie logrará conocer sobre este concepto, sobre todo
la Alemania nazi [1].
Por otra parte, en el año de 1938, Lise Meitner,
Fritz Strassmann y Otto Hahn trabajaron de manera
conjunta, mezclando sus conocimientos tanto en las
ramas físicas como químicas, para llegar al descubri-
miento de la fisión nuclear. La fisión nuclear, según
[2] se define como aquella «reacción fisicoquímica me-
diante la cual se parte el núcleo de un átomo». Este
descubrimiento sería un punto clave al momento de la
creación de la bomba atómica, y lo que haría acreedor
a Otto Hahn al Premio Nobel de Química.
En cuanto a la patente que se le otorgó al Almiran-
tazgo Británico, realmente, no fue de mucha ayuda, ya
que la información del concepto de la «reacción nuclear
en cadena» fue filtrada, para después ser citada por el
Proyecto Manhattan y por la prestigiosa Universidad
de Columbia que, en 1938, tras citar este concepto
decidió ofrecer a Leó Szilárd la opción de mudarse a
la ciudad de Nueva York para dirigir la investigación
más a profundidad de sus descubrimientos.
En el año de 1939, importantes científicos se en-
contraban en territorio americano, como Robert Op-
penheimer, Leó Szilárd, Enrico Fermi, Albert Einstein,
Esward Teller, entre otros. A quienes, bajo el amparo
del presidente de los Estados Unidos, Franklin Roo-
sevelt, participarían en el secreto Proyecto Manhattan,
el cual produjo por primera vez la bomba atómica,
En el camino de la investigación 69
haciendo uso de los conceptos de fisión nuclear y de
reacción nuclear en cadena.
Figura 1. Proyecto Manhattan
Fuente: shorturl.at/ostBG
Los estadounidenses a través del Proyecto Man-
hattan buscaban ser los primeros en la creación de la
misma. En el desarrollo de la bomba se hizo uso de dos
elementos químicos: el uranio (U) y el plutonio (Pu).
El uranio es el elemento químico más pesado de
origen natural que se encuentra sobre la Tierra. Este
elemento está formado por tres tipos de isótopos :
uranio 238
U
238
, uranio 235
U
235
y uranio 234
U
234
.
De cada gramo de uranio natural: el 99,285 % de la
masa es
U
238
, 0,71 %
U
235
, y 0,005 %
U
234
, de este
último puede haber variaciones según el sitio [3].
Por otro lado, el plutonio es un elemento que no se
encuentra de manera natural, el mismo se obtiene al
bombardear
U
238
. Fue producido por primera vez por
Seaborg, Wahl, Kennedy y McMillan el 14 de diciem-
bre de 1940 en la Universidad de California en Berkeley.
El Pu tiene veinte radioisótopos, con números másicos
entre el 228 y el 247 [4].
Para la creación de la bomba atómica se hizo uso
especialmente del
U
235
y del
P u
239
. Ya que los áto-
mos de Pu239 son fisibles, de modo que si se alcanza
la masa crítica (300 gramos) tiene la capacidad de
hacer explosión. El
U
235
tiene seis veces más átomos
de desintegración por descomposición radiactiva que
los demás isótopos de U [5].
El impacto de la bomba atómica se basa en la ener-
gía nuclear, la cual se libera desde el núcleo de un
átomo y puede producirse de dos formas: mediante
fisión o fusión nuclear. Ambas emiten una gran canti-
dad de energía en modo de explosión. Sin embargo, en
este documento se tratará únicamente la fisión nuclear,
debido a que corresponde a la bomba atómica.
La fisión nuclear es la reacción fundamental para
el impacto destructivo de la bomba atómica. Esta
ocurre cuando un átomo con un núcleo pesado es bom-
bardeado por neutrones y pierde su estabilidad. Por
lo tanto, el núcleo atómico se descompone en dos o
más núcleos ligeros y más estables, desprendiendo gran
cantidad de energía nuclear, rayos gamma y a su vez
neutrones. Esto ocurre en una fracción de segundo.
En la bomba atómica, la fisión nuclear ocurre en
forma de cadena, pues los neutrones resultantes de
la fisión pueden provocar más fisiones al interactuar
con nuevos núcleos atómicos pesados que, a su vez,
emitirán nuevos neutrones y así se creará una reacción
en cadena. Este proceso libera una energía, un millón
de veces mayor que la obtenida al quemar un bloque de
carbón o explotar un bloque de dinamita de la misma
masa. Es decir, la fisión nuclear produce una cantidad
descomunal de energía nuclear como calor y radiación,
con una rapidez impresionante [6].
Figura 2. Representación gráfica de la fisión nuclear en
cadena
Fuente: shorturl.at/fxGT2
En la bomba atómica se utilizan elementos inesta-
bles y pesados (U234o el Pu239), para provocar la
reacción de fisión nuclear y liberar gran cantidad de
energía, para obtener su destructivo y masivo impacto.
La explosión de la bomba atómica sucede cuando
la energía nuclear, liberada por la reacción en cadena
de la fisión, calienta a decenas de millones de grados
Celsius los materiales de la bomba y alcanza presiones
millones de veces más altas que la presión atmosférica.
Cuando se realiza el estallido se libera gran cantidad
de radiación y energía nuclear en forma de luz, calor,
rayos gamma y rayos X. Estos son absorbidos por el
aire, lo cual provoca que se forme una onda de choque
y una inmensa masa de aire incandescente, que au-
menta de tamaño a una velocidad superior a la del
70 Juventud y Ciencia Solidaria
sonido. Sin embargo, a medida que va creciendo, su
temperatura disminuye. En consecuencia, la emisión
de luz y calor se detendrá poco tiempo después de la
explosión (Nuclear Physics Experience, 2012).
En la Figura 3 se puede visualizar los primeros
cuatro segundos de la explosión de la bomba Trinity,
la cual fue la primera bomba atómica de prueba, hecha
por los Estados Unidos.
Figura 3. Los primeros cuatro segundos de la explosión
de la bomba Trinity
Fuente: shorturl.at/agwG0
La explosión de una bomba atómica es devastadora
a corto y a largo plazo, ya que tendría un alcance de va-
rios kilómetros, destruyendo todo a su paso y dejando
miles de fallecidos. Una vez terminada la explosión, los
niveles de radiactividad serían enormes y altamente
peligrosos, incluso letales. Además, las lluvias ácidas
y radiactivas estarían presentes durante varios días,
ocasionando problemas en la salud de las personas.
Por consiguiente, la explosión de una bomba atómica
es considerada un fenómeno físico de gran complejidad.
De hecho, en 1945, en un desierto de Nuevo México,
Estados Unidos hizo la primera explosión de un arma
nuclear. La bomba llamada «Gadget» usaba como ma-
teria fisionable plutonio, la misma materia de la bomba
atómica lanzada sobre Nagasaki tiempo después.
Cuando los explosivos convencionales compri-
mieron las dos semiesferas de plutonio, provocó que los
neutrones dividieran los átomos del mismo emitiendo
energía y crearán una reacción en cadena descontro-
lada.
En alguna decena de milisegundos, aproximada-
mente el 50 % de 20 kilotones de energía liberada por
fisión de la bomba Gadget se deposita en la masa de
aire contenida en un volumen inicial (V0) que es una
semiesfera incandescente de radio de 200 m conocida
como la bola de fuego. El rápido calentamiento tiene
lugar a volumen constante y se supone que de forma
uniforme en todo su volumen. Se puede calcular la
presión y la temperatura de esta bola de fuego, con
los datos de la presión atmosférica, la temperatura
ambiente antes de la explosión y el volumen del aire
implicado (suponiendo que el aire se comportaría como
un gas ideal) [7].
Figura 4. Semiesfera de fuego «Gadget».
Fuente: shorturl.at/dhHPY
Para determinar el calentamiento a volumen cons-
tante y la presión final de la semiesfera de fuego, se
necesitan los siguientes datos:
• 1 kilotón (kt) = 4, 18 ∗ 1012J
• Peso molecular del aire = 28, 9g/mol
•
Temperatura ambiente antes de la explosión =
17 ºC
•
Calor específico a volumen constante de los gases
d gases diatómicos c
v
= 5R/2
•
Constante R de los gases perfectos
R
=
0, 082atm ∗ l/(K ∗ mol) = 8, 315J/(K ∗ mol)
• Radio de la semiesfera = 200m
•
Energía que calienta al aire contenido en la
semiesfera = 20kilotones
En el camino de la investigación 71
1.
Debemos transformar los 20 kilotones a joules
(cada joule equivale a 4
,
18
∗
10
12
), teniendo en
cuenta que solo el 50 % de estos se liberaron, es
necesario multiplicar por 0,5.
Q = (0, 5)(20kt)(4, 18 ∗ 10
12
J) = 4, 18 ∗ 10
13
J
(1)
2.
Calculamos el volumen de la semiesfera de fuego
en m
3
y le transformamos a litros.
V
0
=
1
2
∗
4
3
πr
3
∗ 1000 (2)
V
0
=
16
3
π10
9
1 (3)
3.
Transformamos la temperatura ambiente antes
de la explosión a Kelvin.
m = p
0
∗ V
0
(4)
m = 1atm ∗
16
3
π ∗ 10
9
(5)
m =
16
3
π ∗ 10
9
g (6)
4.
Transformamos la temperatura ambiente antes
de la explosión a Kelvin.
T
0
= 17
◦
C + 273 (7)
T
0
= 290K (8)
5.
Para calcular la temperatura utilizamos la fór-
mula de calor perdido por un cuerpo.
Q = n ∗ c
v
(T
1
− T
0
) (9)
Donde n (número de moles) = masa / peso mole-
cular del aire = m /28,9. Su unidad de medida
es gramos/mol (g/mol).
4, 18 ∗ 10
13
J =
16
3
π ∗ 10
9
g ∗
1
28.9g/mol
∗
5
2
∗ 8, 315
J
K ∗ mol
(T
1
− 290K)
(10)
6.
De la ecuación de los gases ideales, obtenemos
la presión final.
p
1
∗ V
0
= n ∗ R ∗ T
1
(11)
p
1
=
16
3
π ∗
10
9
g
28,9
g
mol
∗ 3758K
16
3
π ∗ 10
9
l
(12)
p
1
= 10.7atm (13)
Una vez llegado a la temperatura de 3758 K y
presión de 10,7 atm, la bola de fuego asciende arras-
trando una columna de polvo y materiales vaporizados
altamente radiactivos; mientras se va mezclando tur-
bulentamente con el aire circundante [7].
De igual forma, es importante mencionar, el único
uso en la historia de la bomba atómica que se realizó
con fines bélicos. Este es uno de los hechos históri-
cos más relevantes para la humanidad. Las ciudades
de Hiroshima y Nagasaki fueron las víctimas de este
suceso. Este ataque ocurrió durante la Segunda Guerra
Mundial, el 9 de agosto de 1945, y fue liderado por las
fuerzas estadounidenses.
Debemos saber, que la bomba de Nagasaki fue más
fuerte que la de Hiroshima, lanzada tres días antes.
La bomba atómica de Hiroshima, «Little Boy» (niño
pequeño), fue construida con uranio y detonó con una
potencia de 15 kilotones de TNT. Por otro lado, tres
días después, la bomba «Fat Man» (hombre gordo) fue
lanzada sobre Nagasaki, esta hizo explosión con una
energía de aproximadamente 20 kilotones de TNT. A
pesar de que la bomba atómica lanzada sobre Nagasaki
era más potente, las consecuencias para la ciudad de
Hiroshima fueron más devastadoras. Según los informes
realizados por el ejército estadounidense, esto sucedió
debido a las características geográficas de cada ciudad.
Por un lado, Hiroshima se encuentra sobre un área
plana, mientras que Nagasaki, está situada entre dos
grandes valles, lo cual redujo significativamente el área
de destrucción [8].
Sin duda, las bombas nucleares trajeron consigo
innumerables pérdidas, destruyendo la mitad de Na-
gasaki y el 70 % de la ciudad de Hiroshima. En esta
última se registró un diámetro de 1,5 kilómetros en
el que se dio una perdida material y humana total,
debido a los 3000 grados centígrados de calor que la
72 Juventud y Ciencia Solidaria
bomba de uranio contenía en su interior. Según datos
de las autoridades japonesas, en Hiroshima se dio una
destrucción de 50 000 edificios e inmuebles [9].
En cuanto a las pérdidas humanas, fueron alar-
mantes, inicialmente se registraron 66 000 muertes en
Hiroshima, sin embargo, para finales de 1945 esta cifra
aumentó a 140 000. Pues muchos heridos no pudieron
obtener asistencia médica inmediata y fallecieron.
Además, las lluvias radiactivas ocurridas días des-
pués de la explosión, provocaron la muerte de miles de
personas.
Por otro lado, en Nagasaki, cerca de 75 000 personas
murieron durante el ataque y en los meses posteriores.
La cifra es menor a Hiroshima, ya que el impacto de
la bomba atómica fue contrarrestado por las colinas
que rodeaban a la ciudad. Sin embargo, Japón anunció
que la cifra real de las muertes en ambas ciudades es
de cerca de 500 000 [10].
Conclusiones
Tras la investigación realizada, podemos deducir que
el uso de la bomba atómica es un peligro para la
humanidad e incluso una violación de los derechos hu-
manos al ser considerada un arma letal. Funciona a
base de la fisión nuclear de átomos pesados e inestables
como el uranio y el plutonio, de esta forma, libera una
gran cantidad de energía nuclear en forma de explosión,
de luz y calor.
Desgraciadamente, como se analizó, la creación de
la bomba atómica trajo consigo innumerables conse-
cuencias para la humanidad debido a su naturaleza
destructiva y el uso inadecuado por parte del hombre
para la destrucción de la civilización. Como se evi-
denció en Hiroshima y Nagasaki, las pérdidas fueron
devastadoras, 500 000 personas perdieron su vida en es-
tos hechos lamentables; además de daños irreversibles
en edificios e inmuebles de la zona.
Esto nos llama a la reflexión sobre si en realidad era
necesario el lanzar las bombas atómicas, para poner
el punto final a un conflicto, o solo la necesidad de
mostrar superioridad ante otra nación.
Agradecimientos
En primer lugar, queremos agradecer a nuestros
profesores de Química, Bioquim. Mónica Matute;
Matemática y Física, Ing. Rodrigo Pinto; Historia,
Lcda. Daniela Hermida, quienes nos brindaron su
apoyo para poder realizar de manera correcta este
artículo. Gracias por el tiempo, paciencia y dedicación
que tuvieron para ayudarnos a realizar con éxito esta
actividad.
De igual manera, queremos agradecer a la Unidad
Educativa Particular Salesiana María Auxiliadora por
brindarnos los recursos y herramientas necesarias para
llevar a cabo el proceso de investigación. Por último,
queremos agradecer a nuestras compañeras y familia,
por el apoyo brindado en la realización del artículo.
Muchas gracias a todos.
Referencias
[1] Vargas, L., Donev, J. (9 de noviembre de 2021).
Reacción nuclear en cadena. [En línea]. Disponible
en shorturl.at/nsBR2
[2] Planas, O. (2021). Fisión nuclear, qué es, cómo
funciona y ejemplos Energía Nuclear. [En línea].
Disponible en shorturl.at/ipCHP
[3] Guillermo, S. (2005). El uranio, un elemento poco
conocido. [En línea] Disponible en short-
url.at/qHJRT
[4] Guillermo, S. (2005). Z = 94, plutonio, Pu. Anales
Química. [En línea]. Disponible en short-
url.at/fhCHM
[5] Cordle, D. (2020). Cómo fue el ensayo con la primera
bomba atómica (y cómo cambió el mundo). BBC
NEWS. [En línea]. Disponible en short-
url.at/gBHJM
[6] Nuclear Physics Experience. (2012). Einstein writes
a letter. Nupex. [En línea]. Disponible en short-
url.at/atMN9
[7] Sánchez, J. (2019). Trinity. Universidad Nacional
Mayor de San Marcos. [En línea]. Disponible en
shorturl.at/duGK6
[8] BBC News Mundo. (2018). Nagasaki, la «olvidada»
ciudad arrasada junto a Hiroshima por una bomba
atómica. [En línea]. Disponible en short-
url.at/duGK6
En el camino de la investigación 73
[9] Calduch, R. (1991). Relaciones Internacionales. Uni-
versidad Complutense Madrid. [En línea].
Disponible en shorturl.at/lLY27
[10] Serrano, C. (6 de Agosto de 2020). Hiroshima y
Nagasaki: cómo fue el «infierno» en el que
murieron decenas de miles por las bombas atómicas.
BBC News Mundo. [En línea]. Disponible en short-
url.at/gxERZ
