CSN Irene Joliot-Curie y la radiactividad artificial - Alfa 57 Revista Alfa

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Alfa 57

La nanotecnología es la máxima expresión de la tendencia a la miniaturización que ha caracterizado a la electrónica durante las últimas décadas. Un nanómetro es una milmillonésima de metro, apenas un poco por encima del tamaño de los átomos. Este número también aborda el funcionamiento de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), una institución científica independiente, reconocida internacionalmente como la fuente más fiable de información y opinión en el ámbito de la protección radiológica. Presentamos igualmente las actividades que el CSN realiza en investigación y desarrollo dentro de su ámbito de actuación, a través de su Plan de I+D+i y de su participación en proyectos nacionales e internacionales. 

En los apartados técnicos, un artículo está dedicado al proceso de migración de las Especificaciones Técnicas de Funcionamiento Mejoradas (ETFM) en las centrales nucleares españolas, que culmina en junio de este año. El segundo se centra en las lecciones aprendidas por parte del Consejo durante el desarrollo del Plan de Inversión en Equipos de Alta Tecnología Sanitaria (INVEAT).

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Irene Joliot-Curie y la radiactividad artificial

Irene Curie nació en 1897, hija de Pierre y Marie Curie, dos de las personalidades más importantes y decisivas del mundo de la ciencia. Irene, licenciada en física y matemáticas, trabajó junto a su madre en el suministro de unidades móviles de rayos X durante la Primera Guerra Mundial y, posteriormente, en el centro que habían fundado sus padres, el Instituto del Radio. Allí, sola o en colaboración con su marido, el físico Frédéric Joliot, llevó a cabo investigaciones en el campo de la radiactividad natural y artificial, la transmutación de los elementos y la física nuclear. En 1934, el matrimonio consiguió por primera vez en la historia producir artificialmente elementos radiactivos, investigación por la que fueron galardonados con el Premio Nobel de Química en 1935.

Texto: Eugenia Angulo | periodista de ciencia 

I rene Curie nació el 12 de septiembre de 1897 en la que pronto se convertiría en la Familia Real de la ciencia. Marie y Pierre Curie ganaron el Premio Nobel de Física en 1903 y Marie ganaría, además, el de Química en 1911. En su libro, La vida heroica de Marie Curie, Eva, su hermana, habla de Irene como “una niña tranquila y brava”, profundamente parecida a su padre, que desde muy joven destacó en matemáticas y física. La infancia de las dos hermanas cambió por completo la mañana del 19 de abril de 1906. Irene tenía ocho años y Eva cerca de dos, cuando su padre fue atropellado por un carruaje tirado por caballos en la calle Dauphine, cerca de Saint Germain de Pres, en París. 

La familia apesadumbrada se mudó una nueva casa en la ciudad con el suegro de Marie, el doctor Curie, que se convertiría en el compañero de juegos de las niñas, su maestro, sobre todo para Irene, a quien orientó en su vida intelectual de una manera decisiva. Su abuelo la instruyó en historia natural, botánica, literatura y en su entusiasmo por Víctor Hugo. “El equilibrio moral de la actual Irene JoliotCurie”, escribió Eva, “su espanto al dolor, su adhesión implacable a lo real, su anticlericalismo, sus ideas políticas, las heredó, en línea recta, de su abuelo”. 

Con Marie, las hermanas dan largos paseos a pie y hacen ejercicio físico en su jardín, y en vacaciones montan en bicicleta, hacen alpinismo, aprenden a montar a caballo... “No quiere Maríe que sus hijas se lancen a las aventuras acrobáticas o las imprudencias, pero las quiere decididas. No se les hará nunca miedo en la oscuridad, no se las dejará meter la cabeza bajo la almohada cuando haya tempestad; no se las hará temer ni a los ladrones ni a las epidemias... A los once o doce años las niñas saldrán solas y más tarde viajarán sin escolta”, escribe Eva. Excelentes deportistas, Marie procura evitar a sus hijas “los sueños nostálgicos y sentimentales, los excesos de sensibilidad” y toma la decisión de no hablarles jamás de su padre. Aunque enseña a sus hijas el polaco, quiere hacer de ellas dos “auténticas francesas”, que no sufran por su patria como lo hizo ella. 

Hacia 1907 Irene empieza a estudiar en una cooperativa de enseñanza creada por Marie con colegas y amigos de la Sorbona para enseñar a sus hijos: Jean Perrin imparte clases de química, el físico Paul Langevin de matemáticas, Marie de física, charlan con el escultor Jean Marie Joseph Magrou… De esta etapa, Irene desarrollaría el gusto por el trabajo, cierta indiferencia por el dinero y, según Eva, “un instinto de independencia que nos daba la convicción de que en cualquier circunstancia sabríamos, sin ninguna ayuda, salir de apuros”. Dos años después acaba el programa, en parte por agotamiento de los profesores y en parte para que el grupo de estudiantes puedan dedicarse a preparar los programas oficiales, y Marie matricula a Irene en el colegio Sévigné, una escuela privada en el centro de París, donde finaliza los estudios de secundaria. 

En octubre de 1914, pocos meses después de estallar la Primera Guerra Mundial, Irene ingresa en la Facultad de Ciencias de la Sorbona para estudiar física y matemáticas, pero dos años después, en 1916, con diecisiete años, acaba participando en el conflicto bélico. Junto a su madre, Irene se une al servicio de radiología en el ejército con las llamadas petites curies, ambulancias radiológicas para diagnóstico con rayos X de los soldados heridos en el frente. También colaboró en la formación del personal médico y militar en las nuevas técnicas radiológicas en hospitales de Francia y Bélgica. 

Acabada por fin la guerra, Irene se licencia en 1920 con matrícula de honor en la Sorbona y empieza a trabajar en el Instituto del Radio, que posteriormente pasará a llamarse Instituto Curie, como ayudante de su madre. En el libro “Marie Curie and Her Daughters: The Private Lives of Science’s First Family” (“Marie Curie y sus hijas: la vida privada de la primera familia de la ciencia”) la periodista estadounidense Shelley Emling cuenta que Irene observó a su madre muy de cerca, desde que era una niña y, por supuesto, durante el tiempo que trabajaron juntas, lo que despertó una gran admiración hacia ella. Las dos eran mujeres parecidas, reservadas, estudiosas, sin gran interés por la vida social. 

En 1925, Irene se doctoró con una tesis bajo el título “Recherches sur les rayons alfa du polonium, oscillation de parcours, vitesse d’émission, pouvoir ionisant” (“Investigación sobre los rayos alfa del polonio, oscilación de rumbo, velocidad de emisión, poder ionizante”) que versaba sobre la emisión de partículas alfa (núcleos de helio-4) por una fuente de polonio. Un año después se casa con el asistente personal de su madre, el físico Frédéric Joliot, y adopta el apellido conjunto Joliot-Curie. En 1927 tienen una hija, Helene, y cinco años más tarde un hijo, Pierre. Ambos se dedicarían también a la ciencia. 

Marie dirigió el Instituto del Radio hasta 1934, año en que pasa a dirigirlo André Debernie hasta 1946, cuando Irene asumió la dirección del centro que fundó su madre. Tras su muerte, en 1956, le sucedió su marido Frédéric. A partir de 1958, los directores posteriores decidieron preservar inalterado este laboratorio mítico que en la actualidad forma parte del Museo Curie.

Descubrimientos

Desde el Instituto del Radio, Irene y su esposo, Frédéric Joliot, se embarcan en una colaboración científica, que en cierto modo se parece a la que emprendieron Marie y Pierre, y que también tendría consecuencias fundamentales en la historia de la física nuclear. En aquellos años, la radiación subatómica procedente de las sustancias radiactivas se estaba convirtiendo en una herramienta importante para investigar la intimidad silenciosa de las sustancias químicas. En 1934, la pareja Joliot-Curie llevó a cabo un experimento innovador: bombardearon una fina pieza de aluminio con partículas alfa. Estas partículas son núcleos de átomos de helio-4, formados por dos neutrones y dos protones, y su masa es relativamente grande, por lo que no penetran mucho en la sustancia contra la que se irradian. Sin embargo, su capacidad de ionizarla es muy elevada.

El matrimonio descubrió que tras bombardear con ellas esta placa fina de aluminio, éste emitía una radiación, que quedaba recogida en el interior de un aparato conocido como cámara de nubes, y que esta radiación continuaba incluso después de retirar la fuente. Esto significaba que los átomos de aluminio estables se habían tenido que convertir en otro elemento radiactivo, concretamente en un isótopo radiactivo del fósforo. Repitieron el experimento con átomos de boro y magnesio y publicaron el artículo “Production artificielle d'éléments radioactifs. Preuve chimique de la transmutation des éléments” (Producción artificial de elementos radiactivos. Prueba química de la transmutación de los elementos). Las implicaciones eran enormes: por primera vez en la historia, se habían creado elementos radiactivos de forma artificial, marcando el nacimiento de una nueva disciplina: la radiactividad artificial.

Este logro revolucionó la comprensión de la estructura atómica, pero además cambió la forma de ver los elementos químicos y las relaciones entre ellos, incluyendo los fenómenos de fisión de núcleos pesados en otros más ligeros o la fusión de núcleos ligeros para formar núcleos más pesados, lo que abrió nuevas perspectivas para la investigación en física nuclear. En 1935, Irene y Frédéric recibieron el premio Nobel de Química “por su investigación en torno a la síntesis de nuevos elementos radiactivos”. Además, estas investigaciones fueron fundamentales para el descubrimiento del neutrón por el físico inglés James Chadwick, por el que recibió el Premio Nobel de Física el mismo año que el matrimonio obtenía el de química. Posteriormente, Irene, tanto sola como con su marido, continuó investigando en reacciones en cadena, concentración y aislamiento de radioisótopos y física nuclear. 

En 1936, Irene fue elegida subsecretaria de estado de Investigación Científica, convirtiéndose en una de las primeras tres mujeres en la historia de Francia en formar parte del Gobierno, en una época en la que el voto femenino aún no estaba aprobado en Francia, que no se conseguiría hasta 1944. En 1946, Irene asumió la cátedra de Física General y Radiactividad de la Sorbona y la dirección del Laboratorio Curie del Instituto del Radio, centro del trabajo científico de la familia Curie. También fue nombrada directora de investigación de la Fundación Nacional de Ciencias. 

Irene y Frederic fueron políticamente activos, en contra de los totalitarismos que asolaron Europa en el terrible siglo XX, “la vil Europa” en expresión del escritor Albert Camus, y formaron parte de varios movimientos pacifistas. Al igual que Pierre y Marie Curie, los Juliot-Curie hicieron público todo su trabajo sobre radiactividad, pero tras el ascenso al poder en Alemania de Adolf Hitler, decidieron mantener en secreto sus investigaciones sobre el desarrollo de reactores nucleares, investigaciones que permanecieron en un sobre cerrado en la Academia Francesa de las Ciencias hasta el final de la Segunda Guerra Mundial. En 1948, Irene viajó a Estados Unidos para dar una serie de conferencias a favor de los republicanos españoles exiliados y fue retenida veinticuatro horas por el Servicio de Inmigración en Ellis Island, la famosa puerta de entrada en Nueva York de la inmigración europea. Tras ser liberada, Irene fue recibida por el físico Albert Einstein en la Universidad de Princeton. También participó en el movimiento para concienciar sobre el peligro del uso de la energía atómica con fines armamentísticos. 

En sus últimos años de vida, Irene se dedicó al diseño de un nuevo centro de investigación, el Instituto de Física Nuclear, dotado con un gran acelerador de partículas, de la Universidad de Orsay, al sur de París. Murió el 17 de marzo de 1956, a los 58 años, en el Hospital Curie, a causa de una leucemia provocada por su continua exposición al material radiactivo, igual que su madre, a la que tanto se pareció.