O debootstrap precisa ser capaz de executar executáveis no sistema de destino. Se isso funcionar, tudo ficará bem. Se não, explodirá obviamente.
Tenho certeza que deve funcionar enquanto você estiver executando um kernel de 64 bits. Você pode executar um kernel de 64 bits com uma área de usuário de 32 bits (mas não vice-versa). Então, no pior caso, você pode precisar instalar um kernel de 64 bits no seu atual sistema Atom.
Além disso, observe que o deboostrap pode não tornar tudo 100% pronto para inicializar. Por exemplo, não tenho certeza se o fstab será configurado, ou um gerenciador de inicialização instalado, etc. Se possível, provavelmente será mais fácil executar o Instalador da Debian na sua caixa Sempron.
Ou, se você estiver tentando criar um "CD" ao vivo, consulte o link