miércoles, 16 de noviembre de 2011

La Bomba Atómica

¿Cómo funciona?

Una bomba nuclear consiste básicamente en una esfera hueca de plutonio que no es lo suficientemente densa como para producir una reacción en cadena. En su interior se encuentra un mecanismo iniciador de neutrones, y el exterior se encuentra revestido de un material explosivo.
Para iniciar la explosión se disparan los detonadores que hacen que el material explosivo estalle de la manera lo más regular posible para que envíe una onda de choque esférica hacia el plutonio. Cuando ésta impacta contra él lo comprime y reduce su volumen empujándolo hacia el centro de la esfera hasta que alcanza una densidad suficiente (supercrítica) y se dispara el iniciador de neutrones para comenzar la reacción en cadena que da lugar a la explosión nuclear.
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Las bombas termonucleares, de fusión o H, necesitan de una gran temperatura para que se puedan unir los núcleos, esto se consigue en el interior de una explosión de fisión, que es el comienzo de toda bomba H.
Una vez acabada la reacción de fusión nos encontraremos con una esfera expandida con una temperatura de millones de grados en la que pululan los productos de la fusión (litio e isótopos del hidrógeno). Tal es su velocidad que pueden fundirse unos con otros dando lugar a la reacción de fusión. Esta reacción genera más energía que la anterior y libera gran cantidad de partículas nucleares, pero no es una reacción en cadena, ya que el propio calor que genera hace que las partículas se separen y se expandan en forma de una esfera de plasma con una temperatura que tan sólo experimenta el universo de manera natural en muy raras ocasiones (en forma de supernova). Pero antes de que la reacción se extinga, los neutrones generados por las detonaciones anteriores provocan de nuevo una reacción de fusión sobre una camisa de U-238, pero esta vez mucho mayor que las anteriores. La potencia de una bomba termonuclear carece de límite; una bomba como la de Hiroshima de 12,5 kilotones (un kilotón equivale a 1.000 toneladas de TNT) se considera dentro de los arsenales modernos como pequeña, siendo las de un megatón las "standard"
Para la construcción de una bomba nuclear normalmente se usa U-235 mezclado con U-238.

Partes de una bomba atómica
Los mecanismos que suelen componer una bomba nuclear son:
Little Boy, la bomba de Hiroshima. Pincha para ver más grande
ALTÍMETRO: No suele usarse el barométrico por verse afectado por las condiciones atmosféricas, tampoco los de contínua frecuencia modulada por su complejidad excesiva. Por tanto se suelen usar los que símplemente emiten un pulso intermitente que, rebotando en el suelo y volviendo a la bomba y según el tiempo transcurrido en el recorrido, puede saberse la altura sin necesidad de complicar más el sistema para dar una precisión que en realidad no es importante siendo la altura normal de detonación la de 2.000 m.

CABEZA DETONADORA:  Está compuesta de una carga explosiva muy bien calibrada que, a la orden del altímetro, detona produciendo una onda de choque uniforme sobre el elemento radiactivo comprimiéndolo hasta alcanzar la masa supercrítica.

El detonador varía si es combustible es uranio o plutonio:

DETONADOR DE URANIO: La masa total se divide en dos partes, una mayor de forma semiesférica y cóncava que se acopla perfectamente con la otra más pequeña. Como es de suponer, ambas se encuentran separadas hasta el momento de la detonación, en el que una explosión convencional dispara la parte pequeña que impacta contra la mayor para lograr en un instante la masa supercrítica.

DETONADOR DE PLUTONIO: Necesita una precisión de ingeniería mucho mayor que la anterior, ya que está compuesta de 32 secciones de plutonio-berilio-polonio, todas de igual forma y posición distribuidas concentricamente. El aspecto final es parecido al de un balón de fútbol. Todas han de cerrarse simétricamente en una diezmillonésima de segundo para conseguir la detonación.

DEFLECTOR DE NEUTRONES: Suele ser U-238. Su función es evitar una reacción accidental, además refleja las partículas de vuelta cuando se alcanza la masa supercrítica.

ESCUDO PROTECTOR: Recibe otros nombres, pero su función es siempre la de proteger de la radiación natural tanto al personal que la maneja como a los circuitos de la bomba que pueden sufrir cortocircuitos o puestas en funcionamiento accidentales.
 
SISTEMA DE ARMADO: Es otro sistema más de seguridad, consistente en quitar una parte imprescindible de la bomba para evitar detonaciones accidentales, de modo que sólo cuando está próximo su lanzamiento se inserta esta parte. 

Efectos


Radiación nuclear inicial: la altísima temperatura y la elevada presión que se genera en el interior de la explosión emiten radiación en todas las direcciones. Esta se compone de rayos alfa, beta y gamma, que son una forma de radiación electromagnética de alta energía que puede causar la muerte sin que el individuo se de cuenta de que ha sido irradiado. Una explosión de un megatón mataría a todo ser humano en 15 km. a la redonda que se encontrase al aire libre.
Las partículas alfa son idénticas a un núcleo de helio, son las que mas larga vida tienen, unos mil años, pero su poder de penetración en la materia es poco, por tanto son las menos peligrosas ya que los que son irradiados por ellas suelen estar cerca del punto cero, y por tanto ya no han de preocuparse por la radiación. 
Las partículas beta penetran más, siendo suficiente 38 cm. de pared de ladrillo para reducir a un quinto la radiación

Los de más poder de penetración son las gamma, y por tanto los más peligrosos ya son los que se introducen en los refugios nucleares aún con grandes espesores de hormigón. La única protección eficaz es la de interponer grandes masas de material, mejor cuanto más denso, siendo el ideal el plomo, ya que pasa por los materiales como la luz por una tela, si esta es mas densa mayor cantidad de chocará con ella y no la traspasará. 

Utilización

Los bombardeos atómicos sobre Hiroshima y Nagasaki fueron ataques nucleares ordenados por Harry Truman, Presidente de los Estados Unidos, contra el Imperio de Japón. Los ataques se efectuaron el 6 y el 9 de agosto de 1945, y pusieron el punto final a la Segunda Guerra Mundial.
 El arma nuclear Little Boy fue soltada sobre Hiroshima el lunes 6 de agosto de 1945, seguida por la detonación de la bomba Fat Man el jueves 9 de agosto sobre Nagasaki. Hasta la fecha estos bombardeos constituyen los únicos ataques nucleares de la historia.
Se estima que hacia finales de 1945, las bombas habían matado a 140.000 personas en Hiroshima y 80.000 en Nagasaki, aunque sólo la mitad había fallecido los días de los bombardeos. Entre las víctimas, del 15 al 20% murieron por lesiones o enfermedades atribuidas al envenenamiento por radiación. Desde entonces, algunas otras personas han fallecido de leucemia (231 casos observados) y distintos cánceres (334 observados) atribuidos a la exposición a la radiación liberada por las bombas. En ambas ciudades, la gran mayoría de las muertes fueron de civiles.
Nube de hongo sobre Hiroshima después de haber soltado la bomba Little Boy.
Nube de hongo sobre Hiroshima después de haber soltado la bomba Little Boy.
La nube de hongo creada por la bomba Fat Man como resultado de la explosión nuclear sobre Nagasaki.
La nube de hongo creada por la bomba Fat Man como resultado de la explosión nuclear sobre Nagasaki.