Qué son las centrifugadoras de Irán y por qué son importantes para crear bombas atómicas

La razón de atacar estos puntos calientes es que, con estas centrifugadoras, Irán estaría más cerca de conseguir un arma nuclear.

Cascada de centrifugadoras de gas en una planta de Estados Unidos. US Dept. of Energy.El término nos recuerda a la lavadora, y lo cierto es que el funcionamiento es el mismo: un recipiente que da vueltas a mucha velocidad, para separar el agua de la ropa en nuestro caso. Pero cuando hablamos de

El uranio, punto de partida

El uranio (U) que se obtiene de una mina no vale por sí mismo para el uso nuclear. La razón es que, en la Tierra, de forma natural, hay una mezcla de dos tipos de uranio: el 235 y el 238. Con esta notación, nos referimos al número másico, es decir, el número de neutrones y protones que hay en el núcleo.

Considerando que el uranio tiene un número atómico de 82 (protones en el núcleo), podemos deducir fácilmente que, entre el U-235 y el U-238, la diferencia está en el número de neutrones y es muy pequeña, de solo 3 neutrones uno respecto al otro.

De esos dos isótopos, solo el U-235 sirve para fabricar combustibles y bombas. Se necesita una riqueza del 90 % para tener el uranio necesario para preparar armamento nuclear. Además, para hacerlo aún más complejo, el U-235 es el menos abundante –representa solo un 0,7 % del uranio natural–.

Separar el que sirve para bombas del que no

Existen varias maneras de separar isótopos. Una se basa en la difusión: un gas puede escapar de un recipiente por medio de una apertura de manera proporcional a la energía cinética de sus partículas, la cual a su vez depende de su masa. Así, si son dos gases los que tenemos a presión, escapará antes el más ligero, pues sus moléculas tendrán más velocidad.

Aplicando este principio, se puede proceder a la separación isotópica y, de acuerdo a la masa de los isótopos mencionados, es de esperar que el U-235 escape antes que el U-238. Para lograrlo, antes hay que seguir otro largo proceso químico.

En primer lugar, tenemos que pasar el uranio a estado gaseoso: lo conseguimos convirtiéndolo en hexafluoruro de uranio (UF6), tras hacerlo reaccionar con el siempre reactivo flúor. La mezcla gaseosa tendrá U(235)F6 y U(238)F6 y, cuando se centrifuguen estos dos compuestos, el más ligero se “escapará” antes.

Otra forma de separación de gases es por centrifugación, es decir, dando vueltas. Las centrifugadoras constan de un tambor que gira rápidamente, de forma que el compuesto más pesado que contiene el U-238 es lanzado hacia la parte exterior, mientras que el que contiene el U-235, más ligero, se acumula en la parte central. Después, se calienta la parte inferior para generar corrientes de convección que lanzan el U-235 hacia arriba, donde se recoge, mientras que el U-238 se acumula en la parte inferior.

Para este método, también necesitamos uranio en estado gaseoso, es decir, como UF6.

Lavadoras atómicas

Las centrifugadoras nucleares deben rotar a 1 500 revoluciones por segundo –volviendo a la comparativa inicial, pensemos que una lavadora centrifugando rota típicamente a entre 500 y 1 300 revoluciones por minuto–.

Los detalles técnicos sobre estos aparatos son alto secreto, pero está claro que serán más eficaces cuanta mayor velocidad consigan y cuanto más tiempo estén funcionando.

Asimismo, los materiales de los que están hechos los rotores son un gran tema de investigación, ya que conseguir motores más eficientes y más rápidos permite mejorar el proceso.

Por otra parte, el uso de la tecnología centrífuga gaseosa para enriquecer isótopos reduce el consumo de energía considerablemente (entre un 2 y un 2,5 %), en comparación con las técnicas más convencionales –las plantas de difusión–.

Después de esta separación, se requiere otro procedimiento: volver a tener el uranio como sólido, lo que implica separarlo del flúor. Químicamente, se consigue mediante una reacción llamada reducción.

Un peligro geopolítico

El organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA) señala que Irán acumula, aproximadamente, 275 kilos de uranio enriquecido al 60 % y que el nivel necesario para fabricar bombas atómicas sería de un 90 %, pero estos datos pueden no estar actualizados.

Desde la revolución de 1979, Irán pasó a ser una república islámica y las naciones occidentales han temido que el país pueda usar su programa nuclear para producir armas atómicas.

El ataque físico con misiles de 2025 es el más reciente, precedido, en enero de 2010, por un ciberataque a la planta de centrifugadoras de Natanz, cuando un virus informático tomó el control de las máquinas y les ordenó autodestruirse.

Hoy, la operación Furia Épica ha derrocado al líder islamista religioso y político del país. Aun así, ¿seguirán girando las centrifugadoras?

Vanessa Tabernero, Profesora contratada doctora / Decana Adjunta Grado Química, Universidad de Alcalá

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.