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domingo, julio 23, 2023

Enrico Fermi: el hombre que construyó el primer reactor nuclear del mundo

Aunque controvertida entre muchos, la energía nuclear sigue siendo la principal fuente de energía con cero emisiones de carbono.

Crédito de la imagen: Wikimedia Commons-Department of Energy

Hoy se celebra la 35ª entrega de una serie de artículos de HumanProgress.org titulada Héroes del Progreso. Esta columna quincenal ofrece una breve presentación de héroes que han contribuido de forma extraordinaria al bienestar de la humanidad. Puede encontrar la 34ª parte de esta serie aquí.

Esta semana, nuestro héroe es Enrico Fermi, el físico italoamericano que creó el primer reactor nuclear del mundo. Aunque controvertida entre muchos, la energía nuclear sigue siendo la principal fuente de energía con cero emisiones de carbono que, según calculan los científicos de la NASA, salvó a millones de personas de muertes relacionadas con la contaminación atmosférica. En la actualidad, el 26% de la electricidad de la Unión Europea y el 20% de la de Estados Unidos se genera mediante energía nuclear. Es probable que estas cifras aumenten en las próximas décadas.

Los comienzos de Fermi

Enrico Fermi nació el 29 de septiembre de 1901 en Roma (Italia). Su padre era jefe de división en el Ministerio de Ferrocarriles y su madre trabajaba como maestra de primaria. Desde muy pequeño, Fermi mostró un gran interés por la ciencia y a menudo se le veía construyendo artilugios científicos, como giroscopios y motores eléctricos. Fermi fue bautizado como católico romano, pero permaneció agnóstico durante toda su vida.

El asesor académico de Fermi, Luigi Puccianti, solía decir que Fermi era tan brillante que “había poco [que] Puccianti pudiera enseñarle”.

En 1918, Fermi se graduó en el instituto y obtuvo una beca para la prestigiosa Scuola Normale Superiore di Pisa (Italia). En un principio, Fermi decidió especializarse en matemáticas, pero pronto se decantó por la física, centrándose en la mecánica cuántica y la física atómica. El profesorado quedó tan impresionado con el intelecto de Fermi que lo incluyó rápidamente en el programa de doctorado. Su asesor académico, Luigi Puccianti, solía decir que Fermi era tan brillante que “había poco [que] Puccianti pudiera enseñarle”.

Fermi se doctoró en Física en 1922, cuando sólo tenía 20 años. En 1923, Fermi recibió una beca del gobierno italiano que le permitió pasar varios meses estudiando con el renombrado físico Max Born en la Universidad de Gottingen. Fermi también recibió una beca de la Fundación Rockefeller para estudiar en la Universidad de Leiden. A finales de 1924 regresó a Italia.

En Italia, Fermi fue nombrado profesor de Física Matemática y Mecánica en la Universidad de Florencia, puesto que ocuparía durante dos años. En 1927 fue elegido Profesor de Física Teórica en la Universidad de Roma. En marzo de 1929, Benito Mussolini nombró a Fermi miembro de la Real Academia de Italia.

En las primeras etapas de su carrera, Fermi se centró principalmente en problemas electrodinámicos y en investigaciones teóricas sobre fenómenos espectroscópicos (es decir, la interacción entre la materia y la radiación electromagnética). En 1934, Fermi comenzó a estudiar el átomo. Demostró que podía producirse una transformación nuclear en casi todos los elementos sometidos a un bombardeo de neutrones. Cuando partió el átomo de uranio, Fermi descubrió que el experimento conducía a la ralentización de los neutrones, lo que provocaba la fisión nuclear y la producción de nuevos elementos más allá de los conocidos en la tabla periódica de la época.

Llegada a Estados Unidos

En 1938, Fermi recibió el Premio Nobel de Física “por su trabajo con la radiactividad artificial producida por neutrones, y por las reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos”. En aquella época, Italia acababa de aprobar leyes antisemitas que amenazaban a la esposa judía de Fermi, Laura, y dejaban sin trabajo a muchos de sus ayudantes de investigación. Cuando Fermi y Laura viajaron a Estocolmo para la ceremonia de entrega del Premio Nobel, la pareja decidió no regresar a Italia. En su lugar, optaron por viajar con sus dos hijos a Estados Unidos.

Fermi trabajó sin descanso para desarrollar la idea de la energía nuclear.

Le ofrecieron varios puestos en Estados Unidos y aceptó una cátedra de física en la Universidad de Columbia, en Nueva York. Durante su estancia en Columbia, Fermi descubrió que cuando los neutrones de uranio se emitían en otro lote de uranio en fisión, dividían los átomos de uranio y desencadenaban una reacción en cadena, liberando así una enorme cantidad de energía. Fermi trabajó sin descanso para perseguir la idea de la energía nuclear y, tras trasladarse a la Universidad de Chicago en 1942, construyó con éxito el primer reactor nuclear artificial, bautizado como “Chicago Pile-1”.

Construido en una pista de squash situada bajo el campo de fútbol de la Universidad de Chicago, el Chicago Pile-1 tenía casi 7 metros de diámetro. Contenía 380 toneladas de bloques de grafito, casi 6 toneladas de uranio metálico y 40 toneladas de óxido de uranio, todo ello distribuido en un patrón cuidadosamente diseñado. La construcción del reactor finalizó el 1 de diciembre de 1942. Al día siguiente, el reactor alcanzó un estado en el que su reacción nuclear de fisión en cadena se hizo autosostenible. El experimento fue la primera reacción nuclear en cadena controlada. El Chicago Pile-1 se convirtió rápidamente en el prototipo de muchos otros grandes reactores nucleares que se estaban construyendo por todo Estados Unidos.

En 1944, Fermi se trasladó a Los Álamos y empezó a trabajar como director asociado en el Proyecto Manhattan, centrado en el desarrollo de la bomba atómica. Ese mismo año, Fermi, su mujer y sus hijos adquirieron la ciudadanía estadounidense. Tras el fin de la guerra, Fermi aceptó una cátedra en la Universidad de Chicago y también fue nombrado miembro del Comité Asesor General de EE.UU. para la Comisión de Energía Atómica.


Durante el resto de su vida, el trabajo de Fermi se centró en la física de altas energías. También dirigió investigaciones sobre el origen de los rayos cósmicos. En 1954 se le diagnosticó un cáncer de estómago incurable. Murió el 28 de noviembre de 1954 en su casa de Chicago.

El legado de Fermi

Muchos premios, instituciones y conceptos llevan el nombre de Fermi, como el Fermilab de Illinois, el Premio Enrico Fermi que concede el Departamento de Energía de Estados Unidos y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi. Fermi es también uno de los 16 científicos que tienen un elemento que lleva su nombre. Se llama fermio (Fm).

Los reactores nucleares han proporcionado a la humanidad una energía fiable, relativamente segura y limpia durante casi ocho décadas.

La fisión nuclear es uno de los descubrimientos más importantes de la historia de la humanidad. Los reactores nucleares han proporcionado a la humanidad una energía fiable, relativamente segura y limpia durante casi ocho décadas. Los accidentes han sido raros y, con la excepción de Chernóbil, controlables en cuanto a su impacto negativo sobre los seres humanos y el medio ambiente.

Hoy en día, la energía nuclear sigue siendo la única fuente fiable de energía que no emite dióxido de carbono a la atmósfera y que puede ampliarse para satisfacer las crecientes necesidades de la civilización humana. La energía nuclear ha mejorado cientos de millones de vidas y es probable que siga haciéndolo en las próximas décadas. Por estas razones, Enrico Fermi es nuestro 35º Héroe del Progreso.

Este artículo ha sido reproducido de Human Progress.

Publicado originalmente el 18 de enero de 2020