Little Boy era el nombre del tipo de bomba atómica utilizada en el bombardeo de la ciudad japonesa de Hiroshima el 6 de agosto de 1945 durante la Segunda Guerra Mundial , convirtiéndola en la primera arma nuclear utilizada en una guerra. La bomba fue lanzada por el Boeing B-29 Superfortress Enola Gay pilotado por el coronel Paul W. Tibbets Jr. , comandante del 509th Composite Group , y el capitán Robert A. Lewis . Explotó con una energía de aproximadamente 15 kilotones de TNT (63 TJ ) y tuvo un radio de explosión de aproximadamente 1,3 kilómetros que causó una muerte generalizada en toda la ciudad. El bombardeo de Hiroshima fue la segunda explosión nuclear de la historia, tras la prueba nuclear Trinity .
Little Boy fue desarrollado por el grupo del teniente comandante Francis Birch en el Laboratorio de Los Álamos del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial, una reelaboración de su bomba nuclear abandonada Thin Man . Al igual que Thin Man, era un arma de fisión tipo pistola . Derivó su poder explosivo de la fisión nuclear del uranio-235 , mientras que Thin Man se basó en la fisión del plutonio-239 . La fisión se lograba disparando un cilindro hueco (la "bala") sobre un cilindro sólido del mismo material (el "objetivo") mediante una carga de polvo propulsor de nitrocelulosa . Little Boy contenía 64 kilogramos (141 libras) de uranio altamente enriquecido , aunque menos de un kilogramo sufrió fisión nuclear. Sus componentes fueron fabricados en tres plantas diferentes para que nadie tuviera una copia del diseño completo. A diferencia del diseño de implosión, que requería una coordinación sofisticada de cargas explosivas conformadas, se consideraba casi seguro que el diseño tipo pistola funcionaba, por lo que nunca se probó antes de su primer uso en Hiroshima.
Después de la guerra, se construyeron varios componentes para otras bombas Little Boy. En 1950, sólo se habían creado cinco armas completas, que fueron retiradas en noviembre de 1950.
Hay dos relatos principales sobre cómo las primeras bombas atómicas obtuvieron sus nombres.
El físico de Los Álamos y del Proyecto Alberta, Robert Serber, afirmó, muchas décadas después del hecho, haber nombrado los dos primeros diseños de bombas atómicas durante la Segunda Guerra Mundial basándose en sus formas: Thin Man y Fat Man . El "Hombre Delgado" era un dispositivo largo y delgado y su nombre proviene de la novela policíaca de Dashiell Hammett y de la serie de películas sobre El Hombre Delgado . El "Hombre Gordo" era redondo y gordo, por lo que recibió su nombre de Kasper Gutman, un personaje rotundo de la novela de Hammett de 1930 El halcón maltés , interpretado por Sydney Greenstreet en la versión cinematográfica de 1941 . Otros nombraron a Little Boy como una alusión a Thin Man, ya que se basó en su diseño. [1]
En septiembre de 1945, otro físico del Proyecto Alberta, Norman F. Ramsey , afirmó en su breve "Historia del Proyecto A", que los primeros diseños de formas de pruebas balísticas de bombas fueron denominados "Hombre Delgado" y "Hombre Gordo" por (sin especificar) "Representantes de la Fuerza Aérea" por "razones de seguridad", de modo que sus comunicaciones por teléfono sonaban "como si estuvieran modificando un avión para transportar a Roosevelt (el hombre delgado) y Churchill (el hombre gordo)", en lugar de modificar el B- 29 para transportar las dos formas de bombas atómicas como parte del Proyecto Silverplate en el otoño de 1943. [2] [3]
Otra explicación de los nombres, de una historia clasificada del Proyecto Silverplate de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos de la década de 1950, implica una posible reconciliación de las dos versiones anteriores: que los términos "Thin Man" y "Fat Man" fueron desarrollados por primera vez por alguien en o de Los Alamos (es decir, serbero), pero fueron adoptados conscientemente por los oficiales en Silverplate cuando adoptaron sus propios nombres en clave para su propio proyecto (incluido "Silverplate"). Como Silverplate implicaba modificar los B-29 para un propósito secreto, el uso deliberado de nombres en clave que se alinearían con la modificación de vehículos para Roosevelt y Churchill serviría bien a sus necesidades. [4]
Debido a su aparente simplicidad, el diseño de armas nucleares tipo pistola fue el primer enfoque seguido por los científicos que trabajaron en el diseño de bombas durante el Proyecto Manhattan. En 1942, aún no se sabía cuál de las dos rutas de materiales fisibles que se estaban siguiendo simultáneamente ( uranio-235 o plutonio-239 ) tendría éxito, o si había diferencias significativas entre los dos combustibles que afectarían el trabajo de diseño. La coordinación con los científicos británicos en mayo de 1942 convenció a los científicos estadounidenses, encabezados por J. Robert Oppenheimer , de que la bomba atómica no sería difícil de diseñar y que la dificultad residiría sólo en la producción de combustible. Los primeros cálculos realizados en el verano de 1942 por físicos teóricos que trabajaban en el proyecto reforzaron la idea de que un cañón de artillería ordinario sería capaz de impartir suficiente velocidad al proyectil de material fisible. [5]
En los primeros años del proyecto se buscaron varios diseños de armas diferentes, incluido el ensamblaje autocatalítico, una versión incipiente de implosión y diseños de armas alternativos (por ejemplo, usar explosivos potentes como propulsor o crear un "cañón doble" con dos proyectiles). , mientras se construían las instalaciones para fabricar material fisionable. La creencia de que el diseño del arma sería una tarea de ingeniería fácil una vez que hubiera combustible disponible generó una sensación de optimismo en Los Álamos, aunque Oppenheimer estableció un pequeño grupo de investigación para estudiar la implosión como alternativa a principios de 1943. [6] Un programa completo de artillería para el desarrollo del diseño de armas se estableció en marzo de 1943, con la experiencia proporcionada por EL Rose, un experimentado ingeniero y diseñador de armas. Se iniciaron los trabajos de estudio de las propiedades de los cañones, la balística interna y externa y los manipuladores de las armas de fuego. El propio Oppenheimer dirigió algunos aspectos del esfuerzo y le dijo a Rose que "en el momento actual [mayo de 1945] nuestras estimaciones están tan mal fundadas que creo que es mejor para mí asumir la responsabilidad de presentarlas". Pronto delegó el trabajo al capitán naval William Sterling Parsons , quien, junto con Ed McMillan , Charles Critchfield y Joseph Hirschfelder serían responsables de llevar la teoría a la práctica. [7]
La preocupación de que las impurezas en el plutonio generado en el reactor hicieran más probable la predetonación significó que gran parte del trabajo de diseño del arma se centrara en el arma de plutonio. Para lograr altas velocidades de proyectil, el cañón de plutonio tenía 17 pies (5,2 m) de largo y un diámetro estrecho, lo que sugiere su nombre en clave como Thin Man , lo que creaba dificultades considerables en su balística al caer desde un avión y encajarlo en la bahía de bombas de un B-29 . [8]
En la primavera de 1944, Emilio G. Segrè y su Grupo P-5 en Los Álamos recibieron las primeras muestras de plutonio producido en un reactor nuclear, el Reactor de Grafito X-10 en Oak Ridge. Al analizarlo, descubrieron que la presencia del isótopo plutonio-240 elevaba la tasa de fisión espontánea del plutonio a una cantidad inaceptable. Los análisis anteriores de plutonio se habían realizado a partir de muestras creadas por ciclotrones , y no contenían tanta cantidad del isótopo contaminante. Si se utilizara plutonio generado en un reactor en un diseño tipo arma, concluyeron, predetonaría , provocando que el arma se autodestruyera antes de alcanzar las condiciones para una explosión a gran escala. [9]
Como consecuencia del descubrimiento del problema de la contaminación por Pu-240, en julio de 1944 casi todas las investigaciones en Los Álamos se redirigieron al arma de plutonio de tipo implosión, y el laboratorio mismo se reorganizó por completo en torno al problema de la implosión. El trabajo en el arma tipo pistola continuó bajo la División de Artillería Personal (O), para uso exclusivo con uranio altamente enriquecido como combustible. Todo el diseño, desarrollo y trabajo técnico en Los Álamos se consolidó bajo el mando del grupo del teniente comandante Francis Birch . [10] En contraste con el arma nuclear de tipo implosión de plutonio y el arma de fisión de tipo cañón de plutonio, el arma de tipo cañón de uranio era mucho más simple de diseñar. Como ya no se necesitaba un arma de alta velocidad, la longitud total del cañón del arma se podía reducir drásticamente, lo que permitió que el arma encajara en un compartimiento de bombas B-29 sin dificultad. Aunque no era un uso óptimo de material fisionable en comparación con el diseño de implosión, se consideraba un arma casi garantizada. Debido a su tamaño más pequeño en comparación con Thin Man, se le dio el nombre en clave "Little Boy", mientras que a la bomba de implosión de plutonio se le dio el nombre de "Fat Man". [11] También se lo conoce a veces como el diseño de bomba nuclear "Mark I", donde "Mark II" se refiere al Hombre Delgado abandonado y "Mark III" al "Hombre Gordo". [12]
Las especificaciones de diseño se completaron en febrero de 1945 y se firmaron contratos para construir los componentes. Se utilizaron tres plantas diferentes para que nadie tuviera una copia del diseño completo. El arma y la recámara fueron fabricados por la Naval Gun Factory en Washington, DC; la caja del objetivo y algunos otros componentes de la Planta de Artillería Naval en Center Line, Michigan ; y el carenado trasero y los soportes de montaje de Expert Tool and Die Company en Detroit, Michigan . [13] La bomba, a excepción de la carga útil de uranio, estaba lista a principios de mayo de 1945. [14] El ingeniero del distrito de Manhattan Kenneth Nichols esperaba que el 1 de mayo de 1945 hubiera enriquecido uranio "para un arma antes del 1 de agosto y una segunda en algún momento". en diciembre", asumiendo que la segunda arma sería del tipo pistola; Se consideró diseñar una bomba de implosión con uranio enriquecido, lo que aumentaría la tasa de producción. [15] El proyectil de uranio enriquecido se completó el 15 de junio y el objetivo el 24 de julio. [16] Los preensamblajes del objetivo y de la bomba (bombas parcialmente ensambladas sin los componentes fisibles) salieron del Astillero Naval Hunters Point , California, el 16 de julio a bordo del crucero pesado USS Indianápolis , llegando el 26 de julio. [17] El objetivo se inserta seguido por vía aérea el 30 de julio. [dieciséis]
Aunque todos sus componentes habían sido probados individualmente, [16] no se realizó ninguna prueba completa de un arma nuclear tipo pistola antes de que el Little Boy fuera lanzado sobre Hiroshima . La única explosión de prueba de un concepto de arma nuclear fue la de un dispositivo de tipo implosión que empleaba plutonio como material fisible, y tuvo lugar el 16 de julio de 1945 en la prueba nuclear Trinity . Hubo varias razones para no probar un dispositivo tipo Little Boy. En primer lugar, estaba la cuestión del material fisionable. Oak Ridge fue diseñado para producir alrededor de 30 kilogramos de uranio enriquecido por mes, y el diseño de Little Boy utilizó más de 60 kilogramos por bomba. Por lo tanto, probar el arma supondría un retraso considerable en su uso. (En comparación, la planta de Hanford fue diseñada para producir alrededor de 20 kilogramos de plutonio por mes, y cada bomba Fat Man usó sólo alrededor de 6 kilogramos de material.) [18] Debido a la simplicidad del diseño del arma, las pruebas de laboratorio podrían establecer que sus piezas funcionaban correctamente por sí solas; por ejemplo, se podían disparar proyectiles ficticios por el cañón del arma para asegurarse de que estuvieran "asentados" correctamente en un objetivo ficticio. En comparación, con el diseño de implosión fue mucho más difícil determinar, a falta de una prueba a gran escala, si se había logrado la simultaneidad necesaria de compresión. Si bien hubo al menos un científico prominente ( Ernest O. Lawrence ) que abogó por una prueba a gran escala, en la primavera de 1945 se consideraba que Little Boy era casi una cosa segura y se esperaba que tuviera un rendimiento mayor que el Bombas de implosión de primera generación. [19]
Aunque Little Boy incorporaba varios mecanismos de seguridad, era muy posible que se produjera una detonación accidental de un arma completamente montada. Por ejemplo, si el bombardero que transporta el dispositivo se estrella, entonces la "bala" hueca podría ser impulsada hacia el cilindro "objetivo", posiblemente detonando la bomba sólo por gravedad (aunque las pruebas sugirieron que esto era poco probable), pero creando fácilmente una masa crítica que liberar cantidades peligrosas de radiación. [20] Y el choque del B-29 y el fuego posterior podrían activar los explosivos, provocando que el arma detone. [21] Si se sumergían en agua, los componentes de uranio estaban sujetos a un efecto moderador de neutrones , que no causaría una explosión pero liberaría contaminación radiactiva . Por esta razón, se recomendó a los pilotos que se estrellaran en tierra y no en el mar. [20] En última instancia, Parsons optó por mantener los explosivos fuera de la bomba Little Boy hasta que el B-29 hubiera despegado, para evitar el riesgo de un accidente que pudiera destruir o dañar la base militar desde donde se lanzaba el arma.
El niño medía 300 cm (120 pulgadas) de largo, 71 cm (28 pulgadas) de diámetro y pesaba aproximadamente 4.400 kg (9.700 libras). [22] El diseño utilizó el método del arma para forzar explosivamente una masa hueca subcrítica de uranio enriquecido y un cilindro objetivo sólido juntos en una masa supercrítica, iniciando una reacción nuclear en cadena . [23] Esto se logró disparando una pieza de uranio sobre la otra por medio de cuatro bolsas cilíndricas de seda con polvo de cordita . Se trataba de un propulsor sin humo ampliamente utilizado que consistía en una mezcla de 65 por ciento de nitrocelulosa , 30 por ciento de nitroglicerina , 3 por ciento de vaselina y 2 por ciento de carbamita que se extruía en gránulos tubulares. Esto le dio una gran superficie y un área de combustión rápida, y podía alcanzar presiones de hasta 40.000 libras por pulgada cuadrada (280.000 kPa). La cordita para Little Boy en tiempos de guerra se obtuvo de Canadá; El propulsor para los Little Boys de la posguerra se obtuvo del Picatinny Arsenal . [24] La bomba contenía 64 kilogramos (141 libras) de uranio enriquecido. La mayor parte estaba enriquecida al 89%, pero parte solo tenía 50% de uranio-235, para un enriquecimiento promedio del 80%. [23] Menos de un kilogramo de uranio sufrió fisión nuclear , y de esta masa sólo 0,7 gramos (0,025 oz) se transformaron en varias formas de energía, principalmente energía cinética , pero también calor y radiación. [25]
En el interior del arma, el material de uranio-235 se dividió en dos partes, siguiendo el principio del arma: el "proyectil" y el "objetivo". El proyectil era un cilindro hueco con el 60% de la masa total (38,5 kilogramos [85 lb]). Consistía en una pila de nueve anillos de uranio, cada uno de 6,25 pulgadas (159 mm) de diámetro con un orificio de 4 pulgadas (100 mm) en el centro y una longitud total de 7 pulgadas (180 mm), presionados juntos en el frente. Extremo de un proyectil de paredes delgadas de 16,25 pulgadas (413 mm) de largo. El resto del espacio detrás de estos anillos en el proyectil lo llenaba un disco de carburo de tungsteno con un respaldo de acero. En el momento del encendido, la bala del proyectil se empujó 42 pulgadas (1100 mm) a lo largo del cañón del arma de ánima lisa de 72 pulgadas de largo (1800 mm) y 6,5 pulgadas de ancho (170 mm). El "inserto" de la bala era un cilindro de 4 pulgadas, 7 pulgadas de largo con un orificio axial de 1 pulgada (25 mm). La bala comprendía el 40% de la masa fisible total (25,6 kilogramos o 56 libras). El inserto era una pila de seis discos de uranio en forma de arandelas, algo más gruesos que los anillos del proyectil, que se deslizaban sobre una varilla de 1 pulgada. Esta varilla luego se extendió hacia adelante a través del tapón de carburo de tungsteno, el yunque de absorción de impactos y el tope posterior del tapón de punta, y finalmente sobresalió de la parte delantera de la carcasa de la bomba. Todo este conjunto de objetivo se aseguró en ambos extremos con contratuercas. [26] [27]
Cuando el proyectil de frente hueco alcanzara el objetivo y se deslizara sobre el inserto del objetivo, la masa supercrítica de uranio ensamblada estaría completamente rodeada por un reflector de neutrones y manipulación de carburo de tungsteno y acero, teniendo ambos materiales una masa combinada de 2.300 kilogramos ( 5,100 libras). [28] Los iniciadores de neutrones dentro del conjunto fueron activados por el impacto del proyectil en el objetivo. [29]
El material se partió casi por la mitad, con en un extremo un grupo de anillos de uranio altamente enriquecido con un 40% de masa supercrítica, y en el otro extremo otro grupo de anillos un poco más grandes con un 60% de masa supercrítica, que fue despedido. al grupo más pequeño, con cuatro iniciadores de neutrones de polonio-berilio para hacer explotar la masa supercrítica. [30] [31]
Un agujero en el centro de la pieza más grande dispersó la masa y aumentó el área de la superficie, permitiendo que escaparan más neutrones de fisión, evitando así una reacción en cadena prematura. [32] Pero, para que esta pieza hueca más grande tenga un contacto mínimo con el pisón de carburo de tungsteno , debe ser el proyectil, ya que solo el extremo posterior del proyectil estaba en contacto con el pisón antes de la detonación. El resto del apisonador de carburo de tungsteno rodeaba el cilindro objetivo de masa subcrítica (llamado "inserto" por los diseñadores) con un espacio de aire entre él y el inserto. Esta disposición empaqueta la máxima cantidad de material fisionable en un diseño de conjunto de arma. [32]
Durante los primeros cincuenta años después de 1945, todas las descripciones y dibujos publicados del mecanismo Little Boy suponían que se disparaba un proyectil pequeño y sólido hacia el centro de un objetivo estacionario más grande. [33] Sin embargo, consideraciones de masa crítica dictaron que en Little Boy la pieza hueca más extensa sería el proyectil. El núcleo fisible ensamblado tenía más de dos masas críticas de uranio-235. Esto requería que una de las dos piezas tuviera más de una masa crítica, y la pieza más grande evitaba la criticidad antes del ensamblaje mediante la forma y el contacto mínimo con el pisón de carburo de tungsteno que refleja los neutrones. En 2004, John Coster-Mullen , un camionero y fabricante de modelos de Illinois que había estudiado cada fotografía y documento sobre la bomba de Hiroshima para hacer un modelo preciso, corrigió los relatos publicados anteriormente. [30]
El sistema de espoleta fue diseñado para activarse a la altitud más destructiva, que según los cálculos era de 580 metros (1900 pies). Empleaba un sistema de enclavamiento de tres etapas: [34]
Las pre-ensamblajes de Little Boy fueron designadas L-1, L-2, L-3, L-4, L-5, L-6, L-7 y L-11. De estos, L-1, L-2, L-5 y L-6 se gastaron en caídas de prueba. La primera prueba de caída se realizó con el L-1 el 23 de julio de 1945. Fue lanzado sobre el mar cerca de Tinian para probar el altímetro del radar del B-29 más tarde conocido como Big Stink , pilotado por el coronel Paul W. Tibbets , el comandante del 509.º Grupo Compuesto . Los días 24 y 25 de julio se realizaron dos pruebas de caída más sobre el mar, utilizando las unidades L-2 y L-5 para probar todos los componentes. Tibbets fue el piloto de ambas misiones, pero esta vez el bombardero utilizado fue el que posteriormente se conoció como Jabit . L-6 se utilizó como ensayo general el 29 de julio. El B-29 Next Objective , pilotado por el mayor Charles W. Sweeney , voló a Iwo Jima , donde se practicaron procedimientos de emergencia para cargar la bomba en un avión de reserva. Este ensayo se repitió el 31 de julio, pero esta vez el L-6 se recargó en un B-29 diferente, Enola Gay , pilotado por Tibbets, y la bomba se lanzó de prueba cerca de Tinian. El L-11 fue el conjunto utilizado para la bomba de Hiroshima y estaba completamente ensamblado con su combustible nuclear el 31 de julio. [35] [36]
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A Parsons, el armador del Enola Gay , le preocupaba la posibilidad de una detonación accidental si el avión se estrellaba durante el despegue, por lo que decidió no cargar las cuatro bolsas de pólvora de cordita en la recámara del arma hasta que el avión estuviera en vuelo. Después del despegue, Parsons y su asistente, el segundo teniente Morris R. Jeppson , se dirigieron hacia la bahía de bombas a lo largo de la estrecha pasarela del lado de babor. Jeppson sostuvo una linterna mientras Parsons desconectaba los cables del cebador, quitaba el tapón de cierre, insertaba las bolsas de pólvora, volvía a colocar el tapón de cierre y volvía a conectar los cables. Antes de ascender a altitud al acercarse al objetivo, Jeppson cambió los tres enchufes de seguridad entre los conectores eléctricos de la batería interna y el mecanismo de disparo de verde a rojo. Entonces la bomba quedó completamente armada. Jeppson supervisó los circuitos de la bomba. [37]
La bomba se lanzó aproximadamente a las 08:15 (JST) del 6 de agosto de 1945. Después de caer durante 44,4 segundos, los gatillos barométricos y de tiempo iniciaron el mecanismo de disparo. La detonación ocurrió a una altitud de 1968 ± 50 pies (600 ± 15 m). Era menos poderoso que el Fat Man , que fue lanzado sobre Nagasaki , pero los daños y el número de víctimas en Hiroshima fueron mucho mayores, ya que Hiroshima estaba en un terreno llano, mientras que el hipocentro de Nagasaki se encontraba en un pequeño valle. Según cifras publicadas en 1945, 66.000 personas murieron como resultado directo de la explosión de Hiroshima y 69.000 resultaron heridas en diversos grados. [38] Estimaciones posteriores cifran las muertes en 140.000 personas. [39] El Estudio sobre Bombardeo Estratégico de Estados Unidos estimó que de 24.158 soldados del Ejército Imperial Japonés en Hiroshima en el momento del bombardeo, 6.789 murieron o desaparecieron como resultado del bombardeo. [40]
La medición exacta del poder explosivo de la bomba fue problemática ya que el arma nunca había sido probada. El presidente Harry S. Truman anunció oficialmente que la producción era de 20 kilotones de TNT (84 TJ). Esto se basó en la evaluación visual de Parsons de que la explosión fue mayor que lo que había visto en la prueba nuclear Trinity . Dado que se había estimado en 18 kilotones de TNT (75 TJ), los redactores de discursos redondearon a 20 kilotones. Luego se suprimió la discusión por temor a disminuir el impacto de la bomba sobre los japoneses. Luis Álvarez , Harold Agnew y Lawrence H. Johnston habían recopilado datos en el avión del instrumento, The Great Artiste , pero no se utilizaron para calcular el rendimiento en ese momento. [41] Se hicieron estimaciones más rigurosas del rendimiento de la bomba y el equivalente de la bomba convencional cuando se adquirieron más datos después del final de la guerra. Un estudio de 1985 estimó que la potencia de la bomba era de alrededor de 15 kilotones de TNT (63 TJ). [42]
Después de ser seleccionada en abril de 1945, Hiroshima se salvó de los bombardeos convencionales para servir como un objetivo prístino, donde se podían observar los efectos de una bomba nuclear en una ciudad intacta. [43] Si bien los daños podrían estudiarse más adelante, el rendimiento energético del diseño no probado de Little Boy solo pudo determinarse en el momento de la detonación, utilizando instrumentos lanzados en paracaídas desde un avión que volaba en formación con el que arrojó la bomba. Los datos transmitidos por radio desde estos instrumentos indicaron un rendimiento de unos 15 kilotones. [42]
La comparación de este rendimiento con el daño observado produjo una regla general llamada regla del área letal de 5 libras por pulgada cuadrada (34 kPa ). Aproximadamente todas las personas dentro del área donde la onda de choque llevó tal sobrepresión o mayor morirían. [44] En Hiroshima, esa área tenía 3,5 kilómetros (2,2 millas) de diámetro. [45]
Los daños se debieron a tres efectos principales: explosión, incendio y radiación. [46]
La explosión de una bomba nuclear es el resultado del aire calentado por rayos X (la bola de fuego) que envía una onda de choque u onda de presión en todas direcciones, inicialmente a una velocidad mayor que la velocidad del sonido, [47] análoga al trueno generado por iluminación. El conocimiento sobre la destrucción de las explosiones urbanas se basa en gran medida en los estudios de Little Boy en Hiroshima. Los edificios de Nagasaki sufrieron daños similares a distancias similares, pero la bomba de Nagasaki detonó a 3,2 kilómetros (2,0 millas) del centro de la ciudad sobre un terreno montañoso que estaba parcialmente desprovisto de edificios. [48]
En Hiroshima, casi todo en un radio de 1,6 kilómetros (1,0 millas) del punto directamente bajo la explosión quedó completamente destruido, excepto unos 50 edificios de hormigón resistente a terremotos fuertemente reforzados, de los cuales sólo las cáscaras permanecieron en pie. La mayoría fueron completamente destruidos, con ventanas, puertas, marcos y marcos arrancados. [49] El perímetro de daños graves por explosión siguió aproximadamente el contorno de 5 libras por pulgada cuadrada (34 kPa) a 1,8 kilómetros (1,1 millas).
Las explosiones de prueba posteriores de armas nucleares con casas y otras estructuras de prueba cercanas confirmaron el umbral de sobrepresión de 5 psi. Los edificios urbanos ordinarios que lo experimentaron fueron aplastados, derribados o destruidos por la fuerza de la presión del aire. La imagen de la derecha muestra los efectos de una onda de presión de 5 psi generada por una bomba nuclear en una estructura de prueba en Nevada en 1953. [50]
Un efecto importante de este tipo de daño estructural fue que creó combustible para incendios que se iniciaron simultáneamente en toda la región de destrucción severa.
El primer efecto de la explosión fue una luz cegadora, acompañada del calor radiante de la bola de fuego. La bola de fuego de Hiroshima tenía 370 metros (1200 pies) de diámetro y una temperatura superficial de 6000 °C (10830 °F), aproximadamente la misma temperatura que en la superficie del sol. [51] Cerca de la zona cero, todo lo inflamable estalló en llamas. Una famosa víctima anónima de Hiroshima, sentada en unos escalones de piedra a 260 metros (850 pies) del hipocentro, dejó solo una sombra, habiendo absorbido el calor de la bola de fuego que blanqueó permanentemente la piedra circundante. [52] Se iniciaron incendios simultáneos en toda el área dañada por la explosión por el calor de las bolas de fuego y por estufas y hornos volcados, cortocircuitos eléctricos, etc. Veinte minutos después de la detonación, estos incendios se habían fusionado en una tormenta de fuego , aspirando aire de la superficie desde todas direcciones hacia alimentar un infierno que consumió todo lo inflamable. [53]
La tormenta de fuego de Hiroshima tuvo aproximadamente 3,2 kilómetros (2,0 millas) de diámetro, lo que corresponde estrechamente a la zona de graves daños por explosión. (Vea el mapa USSBS [54] , a la derecha). Los edificios dañados por la explosión proporcionaron combustible para el incendio. La madera estructural y los muebles estaban astillados y esparcidos. Los caminos llenos de escombros obstaculizaron a los bomberos. Las tuberías de gas rotas alimentaron el fuego y las tuberías de agua rotas inutilizaron los hidrantes. [53] En Nagasaki, los incendios no lograron fusionarse en una sola tormenta de fuego, y el área dañada por el fuego fue solo una cuarta parte de la de Hiroshima, debido en parte a un viento del suroeste que alejó los incendios de la ciudad. [55]
Como muestra el mapa, la tormenta de fuego de Hiroshima saltó cortafuegos naturales (canales fluviales), así como cortafuegos preparados. La propagación del fuego se detuvo sólo cuando llegó al borde del área dañada por la explosión, encontrando menos combustible disponible. [56] El informe del Proyecto Manhattan sobre Hiroshima estimó que el 60% de las muertes inmediatas fueron causadas por incendios, pero con la salvedad de que "muchas personas cerca del centro de la explosión sufrieron heridas mortales por más de uno de los efectos de la bomba". [57]
La lluvia radiactiva local es polvo y cenizas del cráter de una bomba, contaminados con productos de fisión radiactivos. Cae a la Tierra a sotavento del cráter y puede producir, sólo con radiación, un área letal mucho mayor que la de la explosión y el fuego. Con una explosión de aire , los productos de la fisión ascienden a la estratosfera , donde se disipan y pasan a formar parte del medio ambiente global. Debido a que Little Boy fue una explosión de aire a 580 metros (1900 pies) sobre el suelo, no hubo cráter de bomba ni lluvia radiactiva local. [58]
Sin embargo, una explosión de intensa radiación gamma y de neutrones provino directamente de la fisión del uranio. Su radio letal fue de aproximadamente 1,3 kilómetros (0,8 millas), [59] [60] cubriendo aproximadamente la mitad del área de la tormenta de fuego. Se estima que el 30% de las muertes inmediatas fueron personas que recibieron dosis letales de esta radiación directa, pero murieron en la tormenta de fuego antes de que sus lesiones por radiación se hicieran evidentes. Más de 6.000 personas sobrevivieron a la explosión y al incendio, pero murieron a causa de las lesiones por radiación. [57] Entre los sobrevivientes heridos, el 30% tuvo lesiones por radiación [61] de las cuales se recuperaron, pero con un aumento de por vida en el riesgo de cáncer . [62] [63] Hasta la fecha, no se ha observado evidencia de enfermedades hereditarias relacionadas con la radiación entre los hijos de los sobrevivientes. [64] [65] [66]
Una vez finalizada la rendición de Japón, los científicos del Proyecto Manhattan comenzaron a inspeccionar inmediatamente la ciudad de Hiroshima para comprender mejor los daños y comunicarse con los médicos japoneses sobre los efectos de la radiación en particular. La colaboración se convirtió en la Comisión de Víctimas de la Bomba Atómica en 1946, un proyecto conjunto entre Estados Unidos y Japón para rastrear las lesiones por radiación entre los sobrevivientes. En 1975 su trabajo fue reemplazado por la Radiation Effects Research Foundation . [67]
En 1962, los científicos de Los Álamos crearon una maqueta de Little Boy conocida como "Proyecto Ichiban" para responder algunas de las preguntas sin respuesta sobre la producción de radiación exacta de la bomba, lo que sería útil para establecer puntos de referencia para interpretar la relación entre la radiación y exposición y resultados de salud posteriores. Pero no logró aclarar todos los problemas. En 1982, Los Alamos creó una réplica de Little Boy a partir de los dibujos y especificaciones originales. Luego se probó con uranio enriquecido, pero en una configuración segura que no provocaría una explosión nuclear. Se utilizó un elevador hidráulico para mover el proyectil y se realizaron experimentos para evaluar la emisión de neutrones. [68]
Después de que terminaron las hostilidades, un equipo de investigación del Proyecto Manhattan que incluía a William Penney , Robert Serber y George T. Reynolds fue enviado a Hiroshima para evaluar los efectos de la explosión. Al evaluar los efectos sobre objetos y estructuras, Penney concluyó que el rendimiento fue de 12 ± 1 kilotones. [69] Cálculos posteriores basados en la carbonización apuntaron a un rendimiento de 13 a 14 kilotones. [70] En 1953, Frederick Reines calculó el rendimiento en 15 kilotones de TNT (63 TJ). [41] Basado en los datos del Proyecto Ichiban y los datos de ondas de presión de The Great Artiste , el rendimiento se estimó en la década de 1960 en 16,6 ± 0,3 kilotones. [71] Una revisión realizada por un científico en Los Álamos en 1985 concluyó, sobre la base de datos radiológicos, térmicos y de explosiones existentes, y de los modelos entonces vigentes sobre los efectos de las armas, que la mejor estimación del rendimiento era 15 kilotones de TNT. (63 TJ) con una incertidumbre del 20% (±3 kt). En comparación, el mejor valor para la bomba de Nagasaki se evaluó como 21 kilotones de TNT (88 TJ) con una incertidumbre del 10% (±2 kt), la diferencia en incertidumbre se debe a que se tienen mejores datos sobre esta última. [42]
Aunque Little Boy explotó con la energía equivalente a unos 15 kilotones de TNT, en 1946 el Strategic Bombing Survey estimó que la misma explosión y efecto de fuego podrían haber sido causados por 2,1 kilotones de bombas convencionales : "220 B-29 que transportaban 1,2 kilotones de bombas incendiarias "Bombas , 400 toneladas de bombas de alto explosivo y 500 toneladas de bombas de fragmentación antipersonal ". [72] Dado que el objetivo estaba extendido a lo largo de un plano bidimensional, el componente vertical de una sola explosión nuclear esférica se desperdició en gran medida. Un patrón de bombas de racimo con explosiones más pequeñas habría sido más eficiente energéticamente para alcanzar el objetivo. [72]
Cuando terminó la guerra, no se esperaba que el ineficaz diseño de Little Boy volviera a ser necesario, y muchos planos y diagramas fueron destruidos. Sin embargo, a mediados de 1946 los reactores del sitio Hanford estaban sufriendo gravemente por el efecto Wigner . Ante la perspectiva de que no hubiera más plutonio para los nuevos núcleos y no más polonio para los iniciadores de los núcleos ya producidos, el Director del Proyecto Manhattan, el General de División Leslie R. Groves , ordenó que se prepararan unos Little Boys como medida provisional hasta que se pueda encontrar una solución. No había conjuntos de Little Boy disponibles y no se pudo encontrar un conjunto completo de diagramas del Little Boy, aunque sí había dibujos de los distintos componentes y existencias de repuestos. [73] [74]
En la Base Sandia , tres oficiales del ejército, los capitanes Albert Bethel, Richard Meyer y Bobbie Griffin intentaron recrear al Little Boy. Fueron supervisados por Harlow W. Russ, un experto en Little Boy que sirvió en el Proyecto Alberta en Tinian y ahora era líder del Grupo Z-11 de la División Z del Laboratorio de Los Álamos en Sandia. Poco a poco lograron localizar los dibujos y las piezas correctos y descubrieron cómo encajaban. Finalmente, construyeron seis asambleas de Little Boy. Aunque se probaron las carcasas, los cañones y los componentes, no se suministró uranio enriquecido para las bombas. A principios de 1947, el problema causado por el efecto Wigner estaba en vías de solución y los tres oficiales fueron reasignados. [73] [74]
La Oficina de Artillería de la Marina comenzó en 1947 a producir 25 conjuntos mecánicos Little Boy "revisados" para su uso en el portaaviones Lockheed P2V Neptune con capacidad nuclear (que podía lanzarse desde portaaviones de clase Midway , pero no aterrizar en ellos ). . Los componentes fueron producidos por las Plantas de Artillería Naval en Pocatello, Idaho y Louisville, Kentucky . En 1948 se disponía de suficiente material fisionable para construir diez proyectiles y objetivos, aunque sólo había suficientes iniciadores para seis. Sin embargo, a finales de 1948 no se produjeron componentes fisionables reales y sólo se disponía de dos carcasas exteriores. [75] A finales de 1950, sólo se habían construido cinco conjuntos completos de Little Boy. Todos fueron jubilados en noviembre de 1950. [76]
El Instituto Smithsonian exhibió un Little Boy (completo, excepto el uranio enriquecido), hasta 1986. El Departamento de Energía sacó el arma del museo para retirar sus componentes internos, para que la bomba no pudiera ser robada y detonada con material fisionable. El gobierno devolvió la carcasa vacía al Smithsonian en 1993. En Estados Unidos se exhiben otras tres bombas desarmadas; otro está en el Museo Imperial de la Guerra de Londres. [33]
