Recuperada la primera muestra del elemento que arrasó Nagasaki

En 1941, cuando algunas de las lumbreras científicas del mundo ya pensaban en un arma definitiva para detener a Hitler, un investigador de 29 años iba a descubrir uno de sus ingredientes fundamentales. En un laboratorio de la Universidad de California en Berkeley (EEUU), Glenn Seaborg y otros colaboradores bombardearon uranio-238 con átomos de hidrógeno pesado. De aquella manipulación de la materia surgió plutonio-239, un nuevo elemento radiactivo que hasta entonces no se había observado en la naturaleza.

Aquel descubrimiento, el segundo elemento químico sintético de la historia y el primero de una serie de nuevos elementos artificiales más pesados que el uranio, le proporcionó a Seaborg el Nobel de Física en 1951. Antes, en 1942, le abrió la puerta del Proyecto Manhattan, la mayor y más controvertida hazaña de la ciencia aplicada de la historia.

Poco después de producir los primeros átomos de plutonio, Seaborg y el físico italiano Emilio Segrè descubrieron que, cuando se le disparaban neutrones, el plutonio-239 se escindía liberando una energía inmensa. Los científicos sabían que si se pudiese producir una cantidad suficiente del elemento, se convertiría en un explosivo monstruoso dentro del artefacto que ya se empezaba a conocer como la bomba atómica.

Poco más de seis kilos de plutonio sirvieron para arrasar la ciudad japonesa de Nagasaki

Con esta idea, Seaborg lideró un equipo de más de 100 científicos con el objetivo de obtener suficiente plutonio para poder usarlo con fines bélicos. En solo seis meses, lo habían logrado y el nuevo elemento se convirtió en el explosivo nuclear de la bomba bautizada como Fat Man. El 9 de agosto de 1945, solo cuatro años después de haber sido observado por primera vez, la reacción en cadena de los poco más de seis kilos de plutonio de Fat Man arrasó Nagasaki y a mató a buena parte de sus habitantes. Menos de una semana después, Japón se rendía y acababa la Segunda Guerra Mundial.

Antes de tener el apoyo de un Gobierno acuciado por la guerra y más experiencia, Seaborg y sus colegas necesitaron más de un año de trabajo con aceleradores de partículas para conseguir tan solo 2,77 microgramos de plutonio (el microgramo es la millonésima parte de un gramo). Pese a ser minúscula, aquella cantidad, conservada en forma de dióxido de plutonio, permitió comenzar a comprender aquella nueva sustancia y es un hito para la ciencia con profundas consecuencias históricas. Por ese motivo, cuando el trabajo científico terminó, se conservó en un tubo de cristal que acabó expuesto en el Lawrence Hall of Science de Berkeley. Allí permaneció durante varios años, pero en algún momento de la década pasada, según cuentan en un artículo publicado en arXiv y recogido por The Physics arXiv Blog tres ingenieros nucleares de Berkeley, por cuestiones financieras y de seguridad se retiró de la exposición y su pista se perdió.

Una reliquia ignorada

En 2008, en la Instalación de Material Peligroso de la Universidad de Berkeley, se encontró una pequeña caja de plástico con una etiqueta que decía: “Primera muestra de Pu [el símbolo del plutonio] pesada. 2.7μg”. Marcada con el número de muestra S338 “podría haber sido descartada como basura radiactiva”, explican los autores del artículo, liderados por Eric Norman. La reliquia científica se salvó gracias a la perspicacia del físico Phil Broughton, del Departamento de Salud Medioambiental y Seguridad de la universidad. Pero aún había un problema. Como durante un tiempo se había perdido el rastro de la muestra, no era posible saber con seguridad que, en efecto, se trataba de aquel plutonio original obtenido por Seaborg.

En julio de 2014, tratando de averiguar si la muestra S338 era lo que afirmaba su etiqueta, Broughton la envió al Departamento de Ingeniería Nuclear de la universidad, al que pertenecen los autores del artículo publicado en arXiv. Dada su probable importancia histórica, Norman y sus compañeros decidieron no abrir la caja ni realizar ninguna prueba que pudiera poner en peligro su integridad.

Los científicos contaban con cierta información para lograr su objetivo. El plutonio creado con aceleradores de partículas, como el de Seaborg, y el que se obtiene del combustible gastado de las centrales nucleares, ahora mismo la principal fuente de ese elemento en el mundo, son diferentes. En el segundo, siempre hay plutonio-241, una variante que no hay en el plutonio de aceleradores. En segundo lugar, ese isótopo radiactivo se desintegra progresivamente y se va convirtiendo en americio-241. Por último, el americio, también radiactivo, se desintegra produciendo en el camino rayos gamma con una energía precisa de 59 kiloelectronvoltios.

Con esos datos, los investigadores midieron la radiación que surgía de la muestra en busca de emisiones propias del americio a la energía mencionada. No la encontraron. "Todos los rayos gamma observados se pueden atribuir a la desintegración del plutonio-239", explican los autores del trabajo. Después, una estimación de la masa de la muestra también coincidió con la que debía de haber en la original de Seaborg. Aunque los ingenieros nucleares reconocen que sus resultados no son concluyentes al 100%, creen que ofrecen la suficiente certeza para pensar que lo que contiene la muestra S338 es el vestigio de aquel plutonio artificial creado hace más de 70 años. A los autores les gustaría ahora que la muestra se expusiese en la vieja oficina de Berkeley donde se descubrió el elemento.

Seaborg, que murió en 1999, participó durante su vida en el descubrimiento de diez nuevos elementos químicos. Uno de ellos fue bautizado en su honor como seaborgio, convirtiendo al físico estadounidense en la única persona viva con un reconocimiento así en la tabla periódica. Sobre los logros bélicos que se le pueden atribuir y que comenzaron con esa pequeña muestra de plutonio ahora reencontrada, Seaborg siempre consideró imprescindible obtener la bomba antes que los alemanes. Después, pidió, con el éxito conocido, que se mostrase el poder de la nueva arma en una isla desierta y no sobre civiles japoneses. Pasó el resto de su vida luchando por el desarme nuclear.