Un arma termonuclear , arma de fusión o bomba de hidrógeno ( bomba H ) es un diseño de arma nuclear de segunda generación . Su mayor sofisticación le otorga un poder destructivo mucho mayor que las bombas nucleares de primera generación , un tamaño más compacto, una masa menor o una combinación de estos beneficios. Las características de las reacciones de fusión nuclear hacen posible el uso de uranio empobrecido no fisionable como principal combustible del arma, permitiendo así un uso más eficiente de material fisionable escaso como el uranio-235 (235
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) o plutonio-239 (239
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). La primera prueba termonuclear a gran escala la llevaron a cabo Estados Unidos en 1952; Desde entonces, el concepto ha sido empleado por la mayoría de las potencias nucleares del mundo en el diseño de sus armas. [1]
Las armas de fusión modernas constan esencialmente de dos componentes principales: una etapa primaria de fisión nuclear (alimentada por235
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) y una etapa secundaria de fusión nuclear separada que contiene combustible termonuclear: los isótopos pesados de hidrógeno, deuterio y tritio , o en las armas modernas, deuteruro de litio . Por este motivo, las armas termonucleares suelen denominarse coloquialmente bombas de hidrógeno o bombas H. [nota 1]
Una explosión de fusión comienza con la detonación de la etapa primaria de fisión. Su temperatura supera aproximadamente los 100 millones de Kelvin , lo que hace que brille intensamente con rayos X térmicos. Estos rayos X inundan el vacío (el "canal de radiación" a menudo lleno de espuma de poliestireno ) entre los conjuntos primario y secundario colocados dentro de un recinto llamado caja de radiación, que confina la energía de los rayos X y resiste su presión hacia afuera. La distancia que separa los dos conjuntos garantiza que los fragmentos de escombros del primario de fisión (que se mueven mucho más lentamente que los fotones de rayos X) no puedan desmontar el secundario antes de que se complete la explosión de fusión.
La etapa de fusión secundaria, que consta de un empujador/apisonador externo, un llenador de combustible de fusión y una bujía de plutonio central , implosiona debido a la energía de rayos X que incide sobre su empujador/apisonador. Esto comprime toda la etapa secundaria y aumenta la densidad de la bujía de plutonio. La densidad del combustible de plutonio aumenta hasta tal punto que la bujía entra en un estado supercrítico y comienza una reacción en cadena de fisión nuclear. Los productos de fisión de esta reacción en cadena calientan el combustible termonuclear altamente comprimido y, por lo tanto, súper denso que rodea la bujía a aproximadamente 300 millones de grados Kelvin, iniciando reacciones de fusión entre los núcleos de combustible de fusión. En las armas modernas alimentadas con deuteruro de litio, la bujía de fisión de plutonio también emite neutrones libres que chocan con los núcleos de litio y suministran el componente tritio del combustible termonuclear.
El compactador relativamente masivo del secundario (que resiste la expansión hacia afuera a medida que avanza la explosión) también sirve como barrera térmica para evitar que el relleno de combustible de fusión se caliente demasiado, lo que arruinaría la compresión. Si está hecho de uranio , uranio enriquecido o plutonio, el manipulador captura neutrones de fusión rápida y sufre fisión, lo que aumenta el rendimiento explosivo general. Además, en la mayoría de los diseños, la caja de radiación también está construida con un material fisible que sufre fisión impulsada por neutrones termonucleares rápidos. Estas bombas se clasifican como armas de dos etapas, y la mayoría de los diseños actuales de Teller-Ulam son armas de fisión-fusión-fisión. La fisión rápida del caso de manipulación y radiación es la principal contribución al rendimiento total y es el proceso dominante que produce la precipitación radiactiva del producto de fisión . [2] [3]
Antes de Ivy Mike , la primera prueba estadounidense de un diseño de arma, la Operación Invernadero en 1951 fue la primera serie de pruebas nucleares estadounidenses para probar los principios que llevaron al desarrollo de armas termonucleares. Se logró suficiente fisión para impulsar el dispositivo de fusión asociado, y se aprendió lo suficiente para lograr un dispositivo a gran escala en un año. El diseño de todas las armas termonucleares modernas en los Estados Unidos se conoce como configuración Teller-Ulam por sus dos principales contribuyentes, Edward Teller y Stanisław Ulam , quienes la desarrollaron en 1951 [4] para los Estados Unidos, con ciertos conceptos desarrollados con el contribución del físico John von Neumann . Dispositivos similares fueron desarrollados por la Unión Soviética, el Reino Unido, Francia, China y la India. [5] La bomba termonuclear Tsar Bomba fue la bomba más poderosa jamás detonada. [6]
Como las armas termonucleares representan el diseño más eficiente para el rendimiento energético de armas con rendimientos superiores a 50 kilotones de TNT (210 TJ), prácticamente todas las armas nucleares de este tamaño desplegadas hoy por los cinco estados poseedores de armas nucleares bajo el Tratado de No Proliferación son Armas termonucleares que utilizan el diseño Teller-Ulam. [7]
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El conocimiento detallado de las armas de fisión y fusión está clasificado hasta cierto punto en prácticamente todos los países industrializados . En Estados Unidos, dicho conocimiento puede clasificarse por defecto como " datos restringidos ", incluso si son creados por personas que no son empleados del gobierno ni están asociados con programas de armas, en una doctrina jurídica conocida como " secreta de nacimiento " (aunque la Constitución En ocasiones se ha puesto en duda la validez de la doctrina (véase United States v. Progressive, Inc. ). El secreto innato rara vez se invoca en casos de especulación privada. La política oficial del Departamento de Energía de los Estados Unidos ha sido no reconocer la filtración de información de diseño, ya que dicho reconocimiento potencialmente validaría la información como precisa. En un pequeño número de casos anteriores, el gobierno de Estados Unidos ha intentado censurar la información sobre armas en la prensa pública , con éxito limitado. [8] Según el New York Times , el físico Kenneth W. Ford desafió las órdenes del gobierno de eliminar información clasificada de su libro, Building the H Bomb: A Personal History . Ford afirma que utilizó sólo información preexistente e incluso presentó un manuscrito al gobierno, que quería eliminar secciones enteras del libro por temor a que estados extranjeros pudieran utilizar la información. [9]
Aunque se han publicado oficialmente grandes cantidades de datos vagos y los antiguos diseñadores de bombas han filtrado extraoficialmente grandes cantidades de datos vagos, la mayoría de las descripciones públicas de los detalles del diseño de armas nucleares se basan hasta cierto punto en la especulación, la ingeniería inversa a partir de información conocida o la comparación con campos similares de la física ( la fusión por confinamiento inercial es el ejemplo principal). Dichos procesos han dado como resultado un conjunto de conocimientos no clasificados sobre bombas nucleares que generalmente son consistentes con las publicaciones oficiales de información no clasificada y la física relacionada y se cree que son internamente consistentes, aunque hay algunos puntos de interpretación que todavía se consideran abiertos. El estado del conocimiento público sobre el diseño de Teller-Ulam se ha formado principalmente a partir de algunos incidentes específicos que se describen en la sección siguiente.
El principio básico de la configuración Teller-Ulam es la idea de que diferentes partes de un arma termonuclear se pueden encadenar en "etapas", y la detonación de cada etapa proporciona la energía para encender la siguiente etapa. Como mínimo, esto implica una sección primaria que consiste en una bomba de fisión de tipo implosión (un "gatillo") y una sección secundaria que consiste en combustible de fusión . La energía liberada por el primario comprime el secundario mediante el proceso de implosión de radiación , momento en el que se calienta y sufre fusión nuclear . Este proceso podría continuar, con la energía de la secundaria encendiendo una tercera etapa de fusión; Se cree que la " Tsar Bomba " AN602 de la Unión Soviética fue un dispositivo de fisión-fusión-fusión de tres etapas. Teóricamente, continuando con este proceso se podrían construir armas termonucleares con un rendimiento arbitrariamente alto. [ cita necesaria ] Esto contrasta con las armas de fisión , cuyo rendimiento es limitado porque solo se puede acumular una cantidad limitada de combustible de fisión en un lugar antes de que el peligro de que accidentalmente se vuelva supercrítico se vuelva demasiado grande.
Rodeando a los demás componentes hay un hohlraum o caja de radiación , un contenedor que atrapa temporalmente la energía de la primera etapa o primaria en su interior. El exterior de esta caja de radiación, que normalmente también es la carcasa exterior de la bomba, es la única evidencia visual directa disponible públicamente de la configuración de cualquier componente de una bomba termonuclear. Se han desclasificado numerosas fotografías de varios exteriores de bombas termonucleares. [10]
El primario es pensado [ ¿ por quién? ] para ser una bomba de fisión con método de implosión estándar , aunque probablemente con un núcleo impulsado por pequeñas cantidades de combustible de fusión (generalmente 50/50% de gas deuterio / tritio ) para mayor eficiencia; El combustible de fusión libera un exceso de neutrones cuando se calienta y comprime, lo que induce una fisión adicional. Cuando es despedido, el239
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El núcleo sería comprimido a una esfera más pequeña mediante capas especiales de explosivos convencionales dispuestos a su alrededor en un patrón de lente explosiva , iniciando la reacción nuclear en cadena que impulsa la "bomba atómica" convencional.
El secundario suele mostrarse como una columna de combustible de fusión y otros componentes envueltos en muchas capas. Alrededor de la columna hay primero un "empujador-sabotaje", una capa pesada de uranio-238 (238
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) o plomo que ayuda a comprimir el combustible de fusión (y, en el caso del uranio, eventualmente puede sufrir fisión). En su interior se encuentra el combustible de fusión, generalmente una forma de deuteruro de litio , que se utiliza porque es más fácil de convertir en arma que el gas licuado de tritio/deuterio. Este combustible seco, al ser bombardeado por neutrones , produce tritio , un isótopo pesado del hidrógeno que puede sufrir fusión nuclear , junto con el deuterio presente en la mezcla. (Consulte el artículo sobre fusión nuclear para obtener una discusión técnica más detallada sobre las reacciones de fusión). Dentro de la capa de combustible se encuentra la " bujía ", una columna hueca de material fisionable (239
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) a menudo impulsado por gas deuterio. La bujía, cuando se comprime, puede sufrir una fisión nuclear (debido a su forma, no es una masa crítica sin compresión). El terciario, si lo hubiera, estaría situado debajo del secundario y probablemente estaría fabricado con los mismos materiales. [11] [12]
Separando la secundaria de la primaria está la interetapa . El primario de fisión produce cuatro tipos de energía: 1) gases calientes en expansión provenientes de cargas altamente explosivas que implosionan el primario; 2) plasma sobrecalentado que originalmente era el material fisible de la bomba y su manipulación; 3) la radiación electromagnética ; y 4) los neutrones de la detonación nuclear primaria. La interetapa se encarga de modular con precisión la transferencia de energía del primario al secundario. Debe dirigir los gases calientes, el plasma, la radiación electromagnética y los neutrones hacia el lugar correcto en el momento correcto. Los diseños entre etapas que no son óptimos han resultado en que la secundaria no funcione por completo en múltiples disparos, lo que se conoce como "fracaso fisible". La toma de Castle Koon de Operation Castle es un buen ejemplo; una pequeña falla permitió que el flujo de neutrones del primario comenzara a calentar prematuramente el secundario, debilitando la compresión lo suficiente como para evitar cualquier fusión.
Hay muy poca información detallada en la literatura abierta sobre el mecanismo de la interetapa. Una de las mejores fuentes es un diagrama simplificado de un arma termonuclear británica similar a la ojiva estadounidense W80 . Fue publicado por Greenpeace en un informe titulado "Tecnología nuclear de doble uso" . [13] Los componentes principales y su disposición se encuentran en el diagrama, aunque los detalles están casi ausentes; los detalles dispersos que incluye probablemente tengan omisiones o inexactitudes intencionales. Están etiquetados como "Lente de enfoque de neutrones y tapa final" y "Envoltura reflectora"; el primero canaliza neutrones hacia el235
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Bujía, mientras que este último se refiere a un reflector de rayos X ; normalmente un cilindro hecho de un material opaco a los rayos X, como el uranio, con el primario y el secundario en cada extremo. No refleja como un espejo ; en cambio, se calienta a una temperatura alta por el flujo de rayos X del primario, luego emite rayos X distribuidos de manera más uniforme que viajan al secundario, causando lo que se conoce como implosión de radiación . En Ivy Mike, se utilizó oro como recubrimiento sobre el uranio para mejorar el efecto de cuerpo negro . [14] Luego viene el "Carro reflector/cañón de neutrones". El reflector sella el espacio entre la lente de enfoque de neutrones (en el centro) y la carcasa exterior cerca del primario. Separa el primario del secundario y realiza la misma función que el reflector anterior. Hay alrededor de seis cañones de neutrones (vistos aquí desde los Laboratorios Nacionales Sandia [15] ), cada uno de los cuales sobresale del borde exterior del reflector con un extremo en cada sección; todos están sujetos al carro y dispuestos más o menos uniformemente alrededor de la circunferencia de la carcasa. Los cañones de neutrones están inclinados de modo que el extremo emisor de neutrones de cada extremo del cañón apunte hacia el eje central de la bomba. Los neutrones de cada cañón de neutrones pasan y son enfocados por la lente de enfoque de neutrones hacia el centro primario para impulsar la fisión inicial del plutonio. También se muestra un " polarizador/fuente de plasma de poliestireno " (ver más abajo).
El primer documento del gobierno de EE.UU. que menciona la interetapa se hizo público recientemente promoviendo el inicio en 2004 del Programa de Reemplazo Confiable de Ojivas . Un gráfico incluye anuncios que describen la ventaja potencial de un RRW a nivel de pieza por pieza, y el anuncio entre etapas dice que un nuevo diseño reemplazaría "material tóxico y frágil" y "material 'especial' costoso... [que requiere] instalaciones únicas. ". [16] Se supone ampliamente que el "material tóxico y frágil" es berilio , que se ajusta a esa descripción y también moderaría el flujo de neutrones del primario. También se puede utilizar algún material para absorber y volver a irradiar los rayos X de una manera particular. [17]
Los candidatos para el "material especial" son el poliestireno y una sustancia llamada " Fogbank ", un nombre en clave no clasificado. La composición de Fogbank está clasificada, aunque se ha sugerido como posibilidad el aerogel . Se utilizó por primera vez en armas termonucleares con la ojiva termonuclear W76 y se produjo en una planta en el Complejo Y-12 en Oak Ridge , Tennessee, para su uso en el W76. La producción de Fogbank expiró después de que finalizó la producción del W76. El programa W76 Life Extension requirió que se crearan más Fogbank. Esto se complicó por el hecho de que las propiedades originales del Fogbank no estaban completamente documentadas, por lo que se realizó un esfuerzo masivo para reinventar el proceso. Durante el nuevo proceso se omitió una impureza crucial para las propiedades del antiguo Fogbank. Sólo un análisis minucioso de lotes nuevos y viejos reveló la naturaleza de esa impureza. El proceso de fabricación utilizó acetonitrilo como disolvente , lo que provocó al menos tres evacuaciones de la planta de Fogbank en 2006. Ampliamente utilizado en las industrias petrolera y farmacéutica, el acetonitrilo es inflamable y tóxico. Y-12 es el único productor de Fogbank. [18]
Un resumen simplificado de la explicación anterior es:
La idea básica de la configuración Teller-Ulam es que cada "etapa" sufriría fisión o fusión (o ambas) y liberaría energía, gran parte de la cual se transferiría a otra etapa para activarla. Cómo se "transporta" exactamente la energía del primario al secundario ha sido objeto de cierto desacuerdo en la prensa abierta, pero se cree que se transmite a través de los rayos X y rayos gamma que se emiten desde el primario en fisión . Esta energía luego se utiliza para comprimir el secundario . El detalle crucial de cómo los rayos X crean la presión es el principal punto controvertido que queda en la prensa no clasificada. Hay tres teorías propuestas:
La presión de radiación ejercida por la gran cantidad de fotones de rayos X dentro de la carcasa cerrada podría ser suficiente para comprimir el secundario. La radiación electromagnética, como los rayos X o la luz, transmite impulso y ejerce una fuerza sobre cualquier superficie sobre la que incide. La presión de la radiación en las intensidades que se ven en la vida cotidiana, como la luz del sol que incide sobre una superficie, suele ser imperceptible, pero en las intensidades extremas que se encuentran en una bomba termonuclear la presión es enorme.
Para dos bombas termonucleares cuyo tamaño general y características principales se conocen bien, la bomba de prueba Ivy Mike y la moderna ojiva de misil de crucero W-80, variante del diseño W-61, se calculó que la presión de radiación era 73 × 10 6 bar . (7,3 TPa ) para el diseño Ivy Mike y 1.400 × 10 6 bar (140 TPa ) para el W-80. [19]
La presión del plasma de espuma es el concepto que Chuck Hansen introdujo durante el caso Progressive , basado en una investigación que localizó documentos desclasificados que enumeraban espumas especiales como componentes de revestimiento dentro del caso de radiación de armas termonucleares.
La secuencia de disparo del arma (con la espuma) sería la siguiente:
Esto completaría la secuencia fisión-fusión-fisión. La fusión, a diferencia de la fisión, es relativamente "limpia": libera energía pero no productos radiactivos dañinos ni grandes cantidades de lluvia nuclear . Sin embargo, las reacciones de fisión, especialmente las últimas reacciones de fisión, liberan una enorme cantidad de productos de fisión y lluvia radiactiva. Si se omite la última etapa de fisión, reemplazando el pisón de uranio por uno de plomo , por ejemplo, la fuerza explosiva total se reduce aproximadamente a la mitad, pero la cantidad de precipitación es relativamente baja. La bomba de neutrones es una bomba de hidrógeno con un pisón intencionadamente delgado, que permite escapar la mayor cantidad posible de neutrones de fusión rápida.
Las críticas técnicas actuales a la idea de "presión de plasma de espuma" se centran en análisis no clasificados de campos similares de física de alta energía que indican que la presión producida por dicho plasma sería sólo un pequeño multiplicador de la presión básica de los fotones dentro del caso de radiación, y también que los materiales de espuma conocidos tienen intrínsecamente una eficiencia de absorción muy baja de la radiación de rayos gamma y de rayos X del primario. La mayor parte de la energía producida sería absorbida por las paredes de la caja de radiación o por el manipulador alrededor del secundario. Analizar los efectos de esa energía absorbida condujo al tercer mecanismo: la ablación .
La carcasa exterior del conjunto secundario se denomina "empujador de manipulación". El propósito de una manipulación en una bomba de implosión es retrasar la expansión del suministro de combustible que reacciona (que es plasma denso muy caliente) hasta que el combustible se consuma por completo y la explosión se complete. El mismo material de apisonamiento sirve también como empujador, ya que es el medio por el cual la presión exterior (fuerza que actúa sobre la superficie del secundario) se transfiere a la masa de combustible de fusión.
El mecanismo de ablación propuesto por el empujador de manipulación postula que las capas externas del empujador de manipulación del secundario termonuclear se calientan de manera tan extrema por el flujo de rayos X del primario que se expanden violentamente y se extirpan (salen volando). Debido a que se conserva el impulso total, esta masa de eyección de alta velocidad impulsa al resto del empujador a retroceder hacia adentro con una fuerza tremenda, aplastando el combustible de fusión y la bujía. El empujador de manipulación está construido lo suficientemente robusto como para aislar el combustible de fusión del calor extremo del exterior; de lo contrario, se estropearía la compresión.
Los cálculos aproximados del efecto de ablación básico son relativamente simples: la energía del primario se distribuye uniformemente sobre todas las superficies dentro de la caja de radiación exterior, y los componentes alcanzan un equilibrio térmico , y luego se analizan los efectos de esa energía térmica. La energía se deposita principalmente dentro de aproximadamente un espesor óptico de rayos X de la superficie exterior del manipulador/empujador, y luego se puede calcular la temperatura de esa capa. Se calcula la velocidad a la que la superficie se expande hacia afuera y, a partir de un equilibrio de momento newtoniano básico , la velocidad a la que el resto del pisón implosiona hacia adentro.
Aplicando la forma más detallada de esos cálculos al dispositivo Ivy Mike se obtiene una velocidad de expansión del gas empujador vaporizado de 290 kilómetros por segundo (180 mi/s) y una velocidad de implosión de quizás 400 km/s (250 mi/s) si+Se eliminan 3 ⁄ 4 de la masa total del apisonador/empujador, la proporción más eficiente desde el punto de vista energético. Para el W-80, la velocidad de expansión del gas es de aproximadamente 410 km/s (250 mi/s) y la velocidad de implosión de 570 km/s (350 mi/s). La presión debida al material de ablación se calcula en 5,3 mil millones de bares (530 billones de pascales ) en el dispositivo Ivy Mike y 64 mil millones de bares (6,4 cuatrillones de pascales) en el dispositivo W-80. [19]
Comparando los tres mecanismos propuestos se puede observar que:
La presión de ablación calculada es un orden de magnitud mayor que las presiones de plasma más altas propuestas y casi dos órdenes de magnitud mayor que la presión de radiación calculada. No se ha sugerido ningún mecanismo para evitar la absorción de energía en la pared de la caja de radiación y la manipulación secundaria, lo que hace que la ablación sea aparentemente inevitable. Los otros mecanismos parecen innecesarios.
Los informes oficiales de desclasificación del Departamento de Defensa de los Estados Unidos indican que se utilizan o pueden utilizarse materiales plásticos espumados en los revestimientos de las cajas de radiación y, a pesar de la baja presión directa del plasma, pueden ser útiles para retrasar la ablación hasta que la energía se haya distribuido uniformemente y se haya alcanzado una fracción suficiente. el manipulador/empujador del secundario. [20]
El libro Dark Sun de Richard Rhodes declaró que se fijó una capa de espuma plástica de 25 mm (1 pulgada) de espesor al revestimiento de plomo del interior de la carcasa de acero del Ivy Mike utilizando clavos de cobre. Rhodes cita a varios diseñadores de esa bomba explicando que la capa de espuma plástica dentro de la carcasa exterior tiene como objetivo retrasar la ablación y, por lo tanto, el retroceso de la carcasa exterior: si la espuma no estuviera allí, el metal se extinguiría desde el interior de la carcasa exterior con un gran impulso. , haciendo que la carcasa retroceda hacia afuera rápidamente. El propósito de la carcasa es contener la explosión el mayor tiempo posible, permitiendo la mayor ablación por rayos X de la superficie metálica de la etapa secundaria, de modo que comprima la secundaria de manera eficiente, maximizando el rendimiento de la fusión. La espuma plástica tiene una densidad baja, por lo que provoca un impulso menor cuando se ablaciona que el metal. [20]
Se han propuesto varias variaciones posibles del diseño del arma:
Existen dos variaciones especiales que se analizarán en una sección posterior: el dispositivo de deuterio líquido enfriado criogénicamente utilizado para la prueba de Ivy Mike , y el diseño putativo de la ojiva nuclear W88 , una versión pequeña, MIRVed , de la configuración Teller-Ulam con una cabeza prolata . ( en forma de huevo o sandía ) primaria y una secundaria elíptica.
La mayoría de las bombas aparentemente no tienen "etapas" terciarias, es decir, tercera(s) etapa(s) de compresión, que son etapas de fusión adicionales comprimidas por una etapa de fusión anterior. La fisión del último manto de uranio, que proporciona aproximadamente la mitad del rendimiento de las bombas grandes, no cuenta como una "etapa" en esta terminología. [ cita necesaria ]
Estados Unidos probó bombas de tres etapas en varias explosiones (ver Operación Redwing ), pero se cree que utilizó solo un modelo terciario de este tipo, es decir, una bomba en la que una etapa de fisión, seguida de una etapa de fusión, finalmente comprime otra etapa de fusión. Este diseño estadounidense era la bomba nuclear B41, pesada pero altamente eficiente (es decir, rendimiento de arma nuclear por unidad de peso de bomba) de 25 Mt (100 PJ) . [21] Se cree que la Unión Soviética utilizó múltiples etapas (incluida más de una etapa de fusión terciaria) en su Tsar Bomba de 50 Mt (210 PJ) (100 Mt (420 PJ) en el uso previsto) . La camisa fisionable podría sustituirse por plomo, como se hizo con la Bomba del Zar. Si se han fabricado bombas de hidrógeno a partir de configuraciones distintas a las basadas en el diseño de Teller-Ulam, el hecho no se conoce públicamente. Una posible excepción a esto es el primer diseño soviético de Sloika . [ cita necesaria ]
En esencia, la configuración Teller-Ulam se basa en al menos dos casos de implosión que ocurren: primero, los explosivos (químicos) convencionales en el primario comprimirían el núcleo fisionable, lo que resultaría en una explosión de fisión muchas veces más poderosa que la que podrían producir los explosivos químicos. lograrlo solo (primera etapa). En segundo lugar, la radiación de la fisión de la etapa primaria se utilizaría para comprimir y encender la etapa de fusión secundaria, lo que daría como resultado una explosión de fusión muchas veces más poderosa que la explosión de fisión sola. Esta cadena de compresión posiblemente podría continuar con un número arbitrario de etapas de fusión terciaria, cada una de las cuales enciende más combustible de fusión en la siguiente etapa [22] : 192-193 [23] [ se necesita una mejor fuente ] aunque esto es objeto de debate (ver más: Arbitrariamente gran debate sobre rendimientos ). Finalmente, las bombas eficientes (pero no las llamadas bombas de neutrones ) terminan con la fisión del uranio natural final, algo que normalmente no podría lograrse sin el flujo de neutrones proporcionado por las reacciones de fusión en etapas secundarias o terciarias. Se sugiere que tales diseños puedan ampliarse hasta un rendimiento arbitrariamente grande (aparentemente con tantas etapas de fusión como se desee), [22] : 192-193 [23] [ se necesita una mejor fuente ] potencialmente al nivel de un " fin del mundo dispositivo ." Sin embargo, normalmente estas armas no superaban la docena de megatones, lo que generalmente se consideraba suficiente para destruir incluso los objetivos prácticos más difíciles (por ejemplo, una instalación de control como el Cheyenne Mountain Complex ). Incluso bombas tan grandes han sido reemplazadas por bombas nucleares de menor rendimiento del tipo rompe-búnkeres (ver más: rompe -búnkeres nucleares ). [ cita necesaria ]
Como se analizó anteriormente, para la destrucción de ciudades y objetivos no reforzados, dividir la masa de una única carga útil de misil en bombas MIRV más pequeñas, con el fin de distribuir la energía de las explosiones en un área tipo "panqueque", es mucho más eficiente en términos de destrucción de área por unidad de energía de bomba. Esto también se aplica a bombas individuales lanzables por misil de crucero u otro sistema, como un bombardero, lo que da como resultado que la mayoría de las ojivas operativas del programa estadounidense tengan rendimientos inferiores a 500 kt (2.100 TJ). [ cita necesaria ]
La idea de una bomba de fusión termonuclear encendida por una bomba de fisión más pequeña fue propuesta por primera vez por Enrico Fermi a su colega Edward Teller cuando conversaban en la Universidad de Columbia en septiembre de 1941, [14] : 207 al comienzo de lo que se convertiría en el Proyecto Manhattan. . [4] Teller pasó gran parte del Proyecto Manhattan intentando descubrir cómo hacer que el diseño funcionara, prefiriéndolo al trabajo en la bomba atómica, y durante el último año del proyecto se le asignó exclusivamente la tarea. [14] : 117, 248 Sin embargo, una vez terminada la Segunda Guerra Mundial, hubo poco impulso para dedicar muchos recursos al Super , como se conocía entonces. [24] : 202
La primera prueba de una bomba atómica realizada por la Unión Soviética en agosto de 1949 se produjo antes de lo esperado por los estadounidenses, y durante los meses siguientes hubo un intenso debate dentro del gobierno, el ejército y las comunidades científicas de Estados Unidos sobre si se debía continuar con el desarrollo de la mucho más Súper poderoso. [25] : 1–2 El debate cubrió cuestiones que eran alternativamente estratégicas, pragmáticas y morales. [25] : 16 En su Informe del Comité Asesor General, Robert Oppenheimer y sus colegas concluyeron que "[e]l peligro extremo para la humanidad inherente a la propuesta [de desarrollar armas termonucleares] supera por completo cualquier ventaja militar". A pesar de las objeciones planteadas, el 31 de enero de 1950, el presidente Harry S. Truman tomó la decisión de seguir adelante con el desarrollo de la nueva arma. [24] : 212–214
Teller y otros físicos estadounidenses lucharon por encontrar un diseño viable. [25] : 91–92 Stanislaw Ulam , un compañero de trabajo de Teller, dio los primeros saltos conceptuales clave hacia un diseño de fusión viable. Las dos innovaciones de Ulam que hicieron práctica la bomba de fusión fueron que la compresión del combustible termonuclear antes de un calentamiento extremo era un camino práctico hacia las condiciones necesarias para la fusión, y la idea de preparar o colocar un componente termonuclear separado fuera de un componente primario de fisión, y de alguna manera usar el primario para comprimir el secundario. Luego, Teller se dio cuenta de que la radiación gamma y de rayos X producida en el primario podía transferir suficiente energía al secundario para crear una implosión y fusión exitosas, si todo el conjunto estaba envuelto en un hohlraum o caja de radiación. [4] Teller y sus diversos defensores y detractores cuestionaron más tarde el grado en que Ulam había contribuido a las teorías subyacentes a este mecanismo.
La toma "George" de la Operación Invernadero del 9 de mayo de 1951 puso a prueba el concepto básico por primera vez a muy pequeña escala. Como primera liberación exitosa (incontrolada) de energía de fusión nuclear, que representó una pequeña fracción del rendimiento total de 225 kt (940 TJ ), [26] aumentó las expectativas hasta casi la certeza de que el concepto funcionaría.
El 1 de noviembre de 1952, la configuración Teller-Ulam se probó a escala real en el disparo " Ivy Mike " en una isla del atolón Enewetak , con un rendimiento de 10,4 Mt (44 PJ ) (más de 450 veces más potente que la bomba lanzada). en Nagasaki durante la Segunda Guerra Mundial ). El dispositivo, denominado Salchicha , utilizaba una bomba de fisión extragrande como "desencadenante" y deuterio líquido , mantenido en estado líquido mediante 20 toneladas cortas (18 t ) de equipo criogénico , como combustible de fusión, [ cita necesaria ] y Pesaba alrededor de 80 toneladas cortas (73 t ) en total.
El combustible de deuterio líquido de Ivy Mike no era práctico para un arma desplegable, y el siguiente avance fue utilizar en su lugar un combustible de fusión de deuteruro de litio sólido . En 1954, esto se probó en el disparo " Castle Bravo " (el dispositivo recibió el nombre en código Shrimp ), que tuvo un rendimiento de 15 Mt (63 PJ ) (2,5 veces lo esperado) y es la bomba estadounidense más grande jamás probada.
Los esfuerzos en Estados Unidos pronto se dirigieron hacia el desarrollo de armas Teller-Ulam miniaturizadas que pudieran caber en misiles balísticos intercontinentales y misiles balísticos lanzados desde submarinos . En 1960, con la ojiva W47 [27] desplegada en los submarinos de misiles balísticos Polaris , las ojivas de clase megatón eran tan pequeñas como 18 pulgadas (0,46 m) de diámetro y 720 libras (330 kg) de peso. A mediados de la década de 1970 se logró una mayor innovación en la miniaturización de ojivas, cuando se crearon versiones del diseño Teller-Ulam que podían caber diez o más ojivas en el extremo de un pequeño misil MIRVed (consulte la sección sobre el W88 a continuación). [10]
El primer diseño de fusión soviético, desarrollado por Andrei Sakharov y Vitaly Ginzburg en 1949 (antes de que los soviéticos tuvieran una bomba de fisión funcional), fue denominado Sloika , en honor a una torta de capas rusa , y no tenía la configuración Teller-Ulam. Utilizó capas alternas de material fisionable y combustible de fusión de deuteruro de litio enriquecido con tritio (esto más tarde fue denominado la "Primera Idea" de Sajarov). Aunque la fusión nuclear podría haber sido técnicamente posible, no tenía la propiedad de escalamiento de un arma "en escena". Por lo tanto, tal diseño no podría producir armas termonucleares cuya potencia explosiva pudiera ser arbitrariamente grande (a diferencia de los diseños estadounidenses en ese momento). La capa de fusión envuelta alrededor del núcleo de fisión sólo podría multiplicar moderadamente la energía de fisión (los diseños modernos de Teller-Ulam pueden multiplicarla 30 veces). Además, toda la etapa de fusión tuvo que ser implosionada por explosivos convencionales, junto con el núcleo de fisión, lo que aumentó sustancialmente la cantidad de explosivos químicos necesarios.
La primera prueba de diseño de Sloika, RDS-6 , fue detonada en 1953 con un rendimiento equivalente a 400 kt (1.700 TJ) ( 15% -20% de la fusión). Los intentos de utilizar un diseño Sloika para lograr resultados de alcance de megatones resultaron inviables. Después de que Estados Unidos probara el dispositivo termonuclear " Ivy Mike " en noviembre de 1952, demostrando que se podía crear una bomba multimegatón, los soviéticos buscaron un diseño alternativo. La "Segunda Idea", como la llamó Sajarov en sus memorias, fue una propuesta previa de Ginzburg en noviembre de 1948 para utilizar deuteruro de litio en la bomba, que, al ser bombardeada con neutrones, produciría tritio y deuterio libre. [28] : 299 A finales de 1953, el físico Viktor Davidenko logró el primer avance: mantener las partes primaria y secundaria de las bombas en piezas separadas ("puesta en escena"). El siguiente avance fue descubierto y desarrollado por Sajarov y Yakov Zel'dovich , el de utilizar los rayos X de la bomba de fisión para comprimir la secundaria antes de la fusión ("implosión de radiación"), a principios de 1954. La "Tercera Idea" de Sajarov, como El diseño Teller-Ulam era conocido en la URSS y fue probado en el disparo " RDS-37 " en noviembre de 1955 con un rendimiento de 1,6 Mt (6,7 PJ).
Los soviéticos demostraron el poder del concepto de "puesta en escena" en octubre de 1961, cuando detonaron la enorme y difícil de manejar Tsar Bomba , una bomba de hidrógeno de 50 Mt (210 PJ) que obtenía casi el 97% de su energía de la fusión. Fue el arma nuclear más grande desarrollada y probada por cualquier país.
En 1954 se inició en Aldermaston el trabajo para desarrollar la bomba de fusión británica, con Sir William Penney a cargo del proyecto. Los conocimientos británicos sobre cómo fabricar una bomba de fusión termonuclear eran rudimentarios, y en aquel momento Estados Unidos no intercambiaba ningún conocimiento nuclear debido a la Ley de Energía Atómica de 1946 . Sin embargo, a los británicos se les permitió observar las pruebas del Castle estadounidense y utilizaron aviones de muestreo en las nubes en forma de hongo , lo que les proporcionó evidencia clara y directa de la compresión producida en las etapas secundarias por la implosión de radiación. [29]
Debido a estas dificultades, en 1955 el primer ministro británico, Anthony Eden, acordó un plan secreto según el cual, si los científicos de Aldermaston fracasaban o se retrasaban mucho en el desarrollo de la bomba de fusión, ésta sería reemplazada por una bomba de fisión extremadamente grande. [29]
En 1957 se llevaron a cabo las pruebas de la Operación Grapple . La primera prueba, Green Granite, fue un prototipo de bomba de fusión, pero no logró producir rendimientos equivalentes en comparación con los EE. UU. y los soviéticos, logrando solo aproximadamente 300 kt (1300 TJ). La segunda prueba del Orange Herald fue la bomba de fisión modificada y produjo 720 kt (3000 TJ), lo que la convierte en la explosión de fisión más grande jamás realizada. En ese momento casi todo el mundo (incluidos los pilotos del avión que la lanzó) pensó que se trataba de una bomba de fusión. Esta bomba se puso en servicio en 1958. En la tercera prueba se utilizó un segundo prototipo de bomba de fusión, Purple Granite, pero sólo produjo aproximadamente 150 kt (630 TJ). [29]
Se programó una segunda serie de pruebas, que se reanudaron en septiembre de 1957. La primera prueba se basó en un "... nuevo diseño más simple. Una bomba termonuclear de dos etapas que tenía un disparador mucho más poderoso". Esta prueba Grapple X Round C explotó el 8 de noviembre y arrojó aproximadamente 1,8 Mt (7,5 PJ). El 28 de abril de 1958 se lanzó una bomba que produjo 3 Mt (13 PJ), la prueba más potente realizada en Gran Bretaña. Dos pruebas finales de explosión de aire, el 2 y el 11 de septiembre de 1958, arrojaron bombas más pequeñas que produjeron alrededor de 1 Mt (4,2 PJ) cada una. [29]
Se había invitado a observadores estadounidenses a este tipo de pruebas. Después de la detonación exitosa por parte de Gran Bretaña de un dispositivo de alcance de megatones (y demostrando así una comprensión práctica del "secreto" del diseño Teller-Ulam), Estados Unidos acordó intercambiar algunos de sus diseños nucleares con el Reino Unido, lo que llevó a la guerra de 1958 entre Estados Unidos y Estados Unidos. Acuerdo de Defensa Mutua del Reino Unido . En lugar de continuar con su propio diseño, los británicos tuvieron acceso al diseño de la ojiva estadounidense más pequeña Mk 28 y pudieron fabricar copias. [29]
El Reino Unido había trabajado estrechamente con los estadounidenses en el Proyecto Manhattan. El acceso británico a la información sobre armas nucleares fue cortado por Estados Unidos en un momento debido a preocupaciones sobre el espionaje soviético. La plena cooperación no se restableció hasta que se firmó un acuerdo que regula el manejo de información secreta y otras cuestiones. [29] [ ¿ fuente poco confiable? ]
Mao Zedong decidió iniciar un programa chino de armas nucleares durante la Primera Crisis del Estrecho de Taiwán de 1954-1955. La República Popular China detonó su primera bomba de hidrógeno (termonuclear) el 17 de junio de 1967, 32 meses después de detonar su primera arma de fisión, con una potencia de 3,31 Mt. Tuvo lugar en el sitio de pruebas de Lop Nor , en el noroeste de China. [30] China había recibido amplia ayuda técnica de la Unión Soviética para poner en marcha su programa nuclear, pero en 1960, la brecha entre la Unión Soviética y China se había vuelto tan grande que la Unión Soviética cesó toda ayuda a China. [31]
Un artículo publicado en The New York Times por William Broad [32] informó que en 1995, un supuesto doble agente chino entregó información que indicaba que China conocía detalles secretos de la ojiva estadounidense W88 , supuestamente a través de espionaje. [33] (Esta línea de investigación finalmente resultó en el juicio abortado de Wen Ho Lee .)
El sitio de pruebas nucleares francés se trasladó a los despoblados atolones franceses en el Océano Pacífico. La primera prueba realizada en estos nuevos emplazamientos fue la prueba "Canopus" en el atolón de Fangataufa , en la Polinesia Francesa , el 24 de agosto de 1968, la primera prueba de arma termonuclear multietapa realizada en el país. La bomba fue detonada desde un globo a una altura de 520 metros (1710 pies). El resultado de esta prueba fue una importante contaminación atmosférica. [34] Se sabe muy poco sobre el desarrollo francés del diseño Teller-Ulam , más allá del hecho de que Francia detonó un dispositivo de 2,6 Mt (11 PJ) en la prueba "Canopus" . Según se informa, Francia tuvo grandes dificultades con el desarrollo inicial del diseño Teller-Ulam, pero luego las superó y se cree que tiene armas nucleares iguales en sofisticación a las otras grandes potencias nucleares. [29]
Francia y China no firmaron ni ratificaron el Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos Nucleares de 1963, que prohibía las explosiones de ensayos nucleares en la atmósfera, bajo el agua o en el espacio exterior . Entre 1966 y 1996 Francia llevó a cabo más de 190 ensayos nucleares. [34] La última prueba nuclear de Francia tuvo lugar el 27 de enero de 1996, y luego el país desmanteló sus sitios de pruebas polinesios. Francia firmó el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares ese mismo año y luego lo ratificó en dos años.
Francia confirmó que su arsenal nuclear contiene alrededor de 300 ojivas, transportadas por misiles balísticos lanzados desde submarinos (SLBM) y cazabombarderos en 2015. Francia tiene cuatro submarinos de misiles balísticos clase Triomphant . Un submarino de misiles balísticos está desplegado en las profundidades del océano, pero un total de tres deben estar en uso operativo en todo momento. Los tres submarinos más antiguos están armados con 16 misiles M45 . El submarino más nuevo, "Le Terrible" , entró en servicio en 2010 y tiene misiles M51 capaces de transportar ojivas termonucleares TN 75 . La flota aérea consta de cuatro escuadrones en cuatro bases diferentes. En total, hay 23 aviones Mirage 2000N y 20 Rafales capaces de transportar ojivas nucleares. [35] Está previsto que los misiles M51.1 sean reemplazados por la nueva ojiva M51.2 a partir de 2016, que tiene un alcance 3.000 kilómetros (1.900 millas) mayor que el M51.1. [35]
Francia también tiene alrededor de 60 misiles lanzados desde el aire con ojivas TN 80 / TN 81 con un rendimiento de aproximadamente 300 kt (1.300 TJ) cada uno. El programa nuclear de Francia ha sido cuidadosamente diseñado para garantizar que estas armas sigan siendo utilizables durante décadas en el futuro. [29] [ ¿ fuente poco confiable? ] Actualmente, Francia ya no produce deliberadamente materiales de masa crítica como plutonio y uranio enriquecido, pero todavía depende de la energía nuclear para obtener electricidad, con239
PU
como subproducto. [36]
El 11 de mayo de 1998, India anunció que había detonado una bomba termonuclear en sus pruebas de la Operación Shakti ("Shakti-I", concretamente, en hindi la palabra 'Shakti' significa poder). [37] [38] Samar Mubarakmand , un físico nuclear paquistaní, afirmó que si Shakti-I hubiera sido una prueba termonuclear, el dispositivo no se habría disparado. [39] Sin embargo, Harold M. Agnew , ex director del Laboratorio Nacional de Los Álamos , dijo que la afirmación de la India de haber detonado una bomba termonuclear preparada era creíble. [5] India dice que su dispositivo termonuclear fue probado con una potencia controlada de 45 kt (190 TJ) debido a la proximidad de la aldea de Khetolai a unos 5 kilómetros (3,1 millas), para garantizar que las casas de esa aldea no sufrir daños importantes. [40] Otra razón citada fue que la radiactividad liberada por rendimientos significativamente superiores a 45 kilotones podría no haberse contenido por completo. [40] Después de las pruebas de Pokhran-II , Rajagopala Chidambaram , ex presidente de la Comisión de Energía Atómica de la India, dijo que la India tiene la capacidad de construir bombas termonucleares de cualquier potencia a voluntad. [5]
El rendimiento de la prueba de la bomba de hidrógeno de la India sigue siendo muy discutible entre la comunidad científica india y los académicos internacionales. [41] La cuestión de la politización y las disputas entre científicos indios complicaron aún más el asunto. [42]
En una entrevista en agosto de 2009, el director de preparación del polígono de pruebas de 1998, K. Santhanam, afirmó que el rendimiento de la explosión termonuclear fue inferior al esperado y que, por tanto, la India no debería apresurarse a firmar el TPCE . Otros científicos indios involucrados en la prueba han cuestionado la afirmación de K. Santhanam, [43] argumentando que las afirmaciones de Santhanam no son científicas. [38] El sismólogo británico Roger Clarke argumentó que las magnitudes sugerían un rendimiento combinado de hasta 60 kilotones de TNT (250 TJ), en consonancia con el rendimiento total anunciado por la India de 56 kilotones de TNT (230 TJ). [44] El sismólogo estadounidense Jack Evernden ha argumentado que para una estimación correcta de los rendimientos, se deben "tener en cuenta adecuadamente las diferencias geológicas y sismológicas entre los sitios de prueba". [40]
India afirma oficialmente que, basándose en el ensayo termonuclear Shakti-1, puede construir armas termonucleares de distintos rendimientos, hasta unos 200 kt (840 TJ) . [40] [45]
Se supone que Israel posee armas termonucleares del diseño Teller-Ulam, [46] pero no se sabe que haya probado ningún dispositivo nuclear, aunque se especula ampliamente que el incidente de Vela de 1979 puede haber sido una acción nuclear conjunta entre Israel y Sudáfrica. prueba. [47] [48] : 271 [49] : 297–300
Está bien establecido que Edward Teller asesoró y guió al establishment israelí en cuestiones nucleares generales durante unos veinte años. [50] : 289–293 Entre 1964 y 1967, Teller realizó seis visitas a Israel, donde dio conferencias en la Universidad de Tel Aviv sobre temas generales de física teórica. [51] Le llevó un año convencer a la CIA sobre la capacidad de Israel y finalmente, en 1976, Carl Duckett de la CIA testificó ante el Congreso de los Estados Unidos , después de recibir información creíble de un "científico estadounidense" (Teller), sobre la capacidad nuclear de Israel. [49] : 297–300 Durante la década de 1990, Teller finalmente confirmó las especulaciones en los medios de comunicación de que fue durante sus visitas en la década de 1960 cuando concluyó que Israel estaba en posesión de armas nucleares. [49] : 297–300 Después de transmitir el asunto al nivel más alto del gobierno de EE. UU. , Teller supuestamente dijo: "Ellos [Israel] lo tienen, y fueron lo suficientemente inteligentes como para confiar en su investigación y no en probar, saben que probar les causaría problemas." [49] : 297–300
Corea del Norte afirmó haber probado su bomba termonuclear miniaturizada el 6 de enero de 2016. Las tres primeras pruebas nucleares de Corea del Norte (2006, 2009 y 2013) tuvieron un rendimiento relativamente bajo y no parecen haber tenido un diseño de arma termonuclear. En 2013, el Ministerio de Defensa de Corea del Sur especuló que Corea del Norte podría estar intentando desarrollar una "bomba de hidrógeno" y que dicho dispositivo podría ser la próxima prueba armamentística de Corea del Norte. [52] [53] En enero de 2016, Corea del Norte afirmó haber probado con éxito una bomba de hidrógeno, [54] aunque solo se detectó un evento sísmico de magnitud 5,1 en el momento de la prueba, [55] una magnitud similar a la prueba de 2013. de una bomba atómica de 6 a 9 kt (25 a 38 TJ). Estas grabaciones sísmicas arrojan dudas sobre la afirmación de Corea del Norte de que se probó una bomba de hidrógeno y sugieren que se trató de una prueba nuclear sin fusión. [56]
El 3 de septiembre de 2017, los medios estatales del país informaron que se llevó a cabo una prueba de una bomba de hidrógeno que resultó en un "éxito perfecto". Según el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), la explosión liberó energía equivalente a un terremoto con una magnitud sísmica de 6,3, 10 veces más potente que las anteriores pruebas nucleares realizadas por Corea del Norte. [57] La inteligencia estadounidense publicó una evaluación inicial de que la estimación de rendimiento era de 140 kt (590 TJ), [58] con un rango de incertidumbre de 70 a 280 kt (290 a 1.170 TJ). [59]
El 12 de septiembre, NORSAR revisó su estimación de la magnitud de la explosión al alza a 6,1, igualando la de la CTBTO , pero menos poderosa que la estimación del USGS de 6,3. Su estimación de rendimiento se revisó a 250 kt (1.000 TJ), aunque se señaló que la estimación tenía cierta incertidumbre y un margen de error no revelado. [60] [61]
El 13 de septiembre, se publicó un análisis de las imágenes satelitales del radar de apertura sintética antes y después del sitio de prueba, lo que sugiere que la prueba se realizó bajo 900 metros (3000 pies) de roca y el rendimiento "podría haber superado los 300 kilotones". [62]
El diseño de Teller-Ulam fue considerado durante muchos años uno de los principales secretos nucleares, e incluso hoy en día no se analiza en detalle en publicaciones oficiales con orígenes "detrás de la valla" de la clasificación . La política del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha sido, y sigue siendo, no reconocer cuando ocurren "fugas", porque hacerlo reconocería la exactitud de la supuesta información filtrada. Aparte de las imágenes de la carcasa de la ojiva, la mayor parte de la información de dominio público sobre este diseño está relegada a unas pocas declaraciones concisas del DOE y el trabajo de unos pocos investigadores individuales.
En 1972, el gobierno de los Estados Unidos desclasificó un documento que decía que "[E]n las armas termonucleares (TN), se utiliza una fisión 'primaria' para desencadenar una reacción de TN en el combustible termonuclear denominado 'secundario' " , y en 1979 añadió: "[E]n las armas termonucleares, la radiación de un explosivo de fisión puede contenerse y usarse para transferir energía para comprimir y encender un componente físicamente separado que contiene combustible termonuclear". A esta última frase el gobierno estadounidense precisó que " cualquier elaboración de esta declaración será clasificada ". [nota 2] La única información que puede pertenecer a la bujía fue desclasificada en 1991: "El hecho de que materiales fisibles o fisionables están presentes en algunos secundarios, material no identificado, ubicación no especificada, uso no especificado y armas no designadas". En 1998, el DOE desclasificó la afirmación de que "El hecho de que los materiales puedan estar presentes en los canales y el término 'relleno de canales', sin más detalles", que puede referirse a la espuma de poliestireno (o una sustancia análoga). [63]
Que estas declaraciones reivindiquen algunos o todos los modelos presentados anteriormente está sujeto a interpretación, y los comunicados oficiales del gobierno estadounidense sobre los detalles técnicos de las armas nucleares han sido deliberadamente equívocos en el pasado (ver, por ejemplo, el Informe Smyth ). Otra información, como los tipos de combustible utilizados en algunas de las primeras armas, ha sido desclasificada, aunque no se ha desclasificado información técnica precisa.
La mayoría de las ideas actuales sobre el funcionamiento del diseño Teller-Ulam llegaron a la conciencia pública después de que el Departamento de Energía (DOE) intentó censurar un artículo de revista del activista antiarmas estadounidense Howard Morland en 1979 sobre el "secreto de la bomba de hidrógeno". En 1978, Morland había decidido que descubrir y exponer este "último secreto restante" centraría la atención en la carrera armamentista y permitiría a los ciudadanos sentirse capacitados para cuestionar las declaraciones oficiales sobre la importancia de las armas nucleares y el secreto nuclear. [ cita necesaria ] La mayoría de las ideas de Morland sobre cómo funcionaba el arma se compilaron a partir de fuentes muy accesibles; los dibujos que más inspiraron su enfoque provienen nada menos que de la Enciclopedia Americana . [ cita necesaria ] Morland también entrevistó (a menudo de manera informal) a muchos ex científicos de Los Álamos (incluidos Teller y Ulam, aunque ninguno le brindó ninguna información útil) y utilizó una variedad de estrategias interpersonales para fomentar respuestas informativas de ellos (es decir, hacer preguntas como como "¿Todavía usan bujías?", incluso si no sabía a qué se refería específicamente este último término). [64]
Morland finalmente concluyó que el "secreto" era que el primario y el secundario se mantenían separados y que la presión de radiación del primario comprime el secundario antes de encenderlo. Cuando un primer borrador del artículo, que se publicaría en la revista The Progressive , fue enviado al DOE después de caer en manos de un profesor que se oponía al objetivo de Morland, el DOE solicitó que el artículo no se publicara y presionó para que se medida cautelar temporal. El DOE argumentó que la información de Morland (1) probablemente se derivaba de fuentes clasificadas, (2) si no se derivaba de fuentes clasificadas, se contaba como información "secreta" según la cláusula " natamente secreta " de la Ley de Energía Atómica de 1954 , y (3 ) era peligroso y fomentaría la proliferación nuclear .
Morland y sus abogados no estuvieron de acuerdo en todos los puntos, pero se concedió la orden judicial, ya que el juez del caso consideró que era más seguro conceder la orden judicial y permitir que Morland y otros apelaran, lo que hicieron en Estados Unidos v . Progresista (1979).
A través de una variedad de circunstancias más complicadas, el caso del DOE comenzó a decaer cuando quedó claro que algunos de los datos que intentaban reclamar como "secretos" habían sido publicados en una enciclopedia de estudiantes unos años antes. Después de que otro especulador de la bomba H, Chuck Hansen , publicara sus propias ideas sobre el "secreto" (muy diferentes de las de Morland) en un periódico de Wisconsin, el DOE afirmó que el caso Progressive era discutible, abandonó la demanda y permitió que la revista publicó su artículo, lo cual hizo en noviembre de 1979. Sin embargo, para entonces Morland había cambiado su opinión sobre cómo funcionaba la bomba, sugiriendo que se usaba un medio de espuma (el poliestireno) en lugar de presión de radiación para comprimir la bomba secundaria , y que en en el secundario también había una bujía de material fisionable. Publicó estos cambios, basados en parte en las actuaciones del juicio de apelación, como una breve fe de erratas en The Progressive un mes después. [65] En 1981, Morland publicó un libro sobre su experiencia, describiendo en detalle la línea de pensamiento que lo llevó a sus conclusiones sobre el "secreto". [64] [66]
El trabajo de Morland se interpreta como al menos parcialmente correcto porque el DOE había tratado de censurarlo, una de las pocas veces que violaron su enfoque habitual de no reconocer material "secreto" que había sido divulgado; sin embargo, no se sabe con certeza hasta qué punto carece de información o tiene información incorrecta. La dificultad que tuvieron varios países para desarrollar el diseño Teller-Ulam (incluso cuando aparentemente entendieron el diseño, como en el caso del Reino Unido), hace que sea algo improbable que esta simple información sea por sí sola la que proporcione la capacidad de fabricar armas termonucleares. . Sin embargo, las ideas propuestas por Morland en 1979 han sido la base de todas las especulaciones actuales sobre el diseño de Teller-Ulam.
En enero de 1986, el líder soviético Mikhail Gorbachev propuso públicamente un programa de tres etapas para abolir las armas nucleares del mundo para finales del siglo XX. [67] Dos años antes de su muerte en 1989, los comentarios de Andrei Sajarov en un foro de científicos ayudaron a iniciar el proceso para la eliminación de miles de misiles balísticos nucleares de los arsenales estadounidenses y soviéticos. Sajarov (1921-1989) fue reclutado para el programa de armas nucleares de la Unión Soviética en 1948, un año después de completar su doctorado. En 1949, Estados Unidos detectó la primera prueba soviética de una bomba de fisión y los dos países se embarcaron en una carrera desesperada para diseñar una bomba de hidrógeno termonuclear que fuera mil veces más poderosa. Al igual que sus homólogos estadounidenses, Sajarov justificó su trabajo con la bomba H señalando el peligro de que el otro país consiguiera un monopolio. Pero también, al igual que algunos de los científicos estadounidenses que habían trabajado en el Proyecto Manhattan, sentía la responsabilidad de informar a los dirigentes políticos de su país y luego al resto del mundo sobre los peligros de las armas nucleares. [68] El primer intento de Sajarov de influir en la política se debió a su preocupación por el posible daño genético causado por el carbono-14 radiactivo de larga vida creado en la atmósfera a partir del nitrógeno-14 por los enormes flujos de neutrones liberados en las pruebas de la bomba H. [69] [ cita completa necesaria ] En 1968, un amigo sugirió que Sajarov escribiera un ensayo sobre el papel de la intelectualidad en los asuntos mundiales. La autoedición era el método de la época para difundir manuscritos no aprobados en la Unión Soviética. Muchos lectores crearían varias copias mecanografiando con varias hojas de papel intercaladas con papel carbón. Una copia del ensayo de Sajarov, "Reflexiones sobre el progreso, la coexistencia pacífica y la libertad intelectual", fue sacada de contrabando de la Unión Soviética y publicada por el New York Times . Durante 1968-1969 se produjeron más de 18 millones de reimpresiones. Después de la publicación del ensayo, a Sajarov se le prohibió regresar a trabajar en el programa de armas nucleares y aceptó un puesto de investigación en Moscú. [68] En 1980, después de una entrevista con el New York Times en la que denunció la invasión soviética de Afganistán, el gobierno lo puso fuera del alcance de los medios occidentales al exiliarlo a él y a su esposa a Gorky. En marzo de 1985, Gorbachov se convirtió en secretario general del Partido Comunista Soviético. Más de un año y medio después, persuadió al Politburó, el comité ejecutivo del partido, para que permitiera a Sajarov y Bonner regresar a Moscú. Sajarov fue elegido miembro de la oposición al Congreso de los Diputados del Pueblo soviético en 1989. Más tarde, ese mismo año, sufrió una arritmia cardíaca.y murió en su apartamento. Dejó un borrador de una nueva constitución soviética que enfatizaba la democracia y los derechos humanos. [69]
El 5 de febrero de 1958, durante una misión de entrenamiento pilotada por un B-47 , una bomba nuclear Mark 15 , también conocida como bomba Tybee , se perdió frente a la costa de la isla Tybee, cerca de Savannah, Georgia . La Fuerza Aérea de Estados Unidos sostiene que la bomba estaba desarmada y no contenía el núcleo de plutonio vivo necesario para iniciar una explosión nuclear. [70] El Departamento de Energía pensó que la bomba estaba enterrada bajo varios pies de sedimento en el fondo de Wassaw Sound . [71]
El 17 de enero de 1966 se produjo una colisión mortal entre un B-52G y un Stratotanker KC-135 sobre Palomares , España. Los explosivos convencionales de dos de las bombas de hidrógeno tipo Mk28 detonaron al impactar contra el suelo, dispersando plutonio sobre las granjas cercanas. Una tercera bomba cayó intacta cerca de Palomares, mientras que la cuarta cayó a 19 kilómetros de la costa en el mar Mediterráneo y fue recuperada unos meses después. [72]
El 21 de enero de 1968, un B-52G, con cuatro bombas termonucleares B28FI a bordo como parte de la Operación Chrome Dome , se estrelló en el hielo de North Star Bay mientras intentaba un aterrizaje de emergencia en la Base Aérea de Thule en Groenlandia. [73] El incendio resultante causó una extensa contaminación radiactiva. [74] El personal involucrado en la limpieza no pudo recuperar todos los escombros de tres de las bombas, y una bomba no fue recuperada. [75]
En su libro de 1995 Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb , el autor Richard Rhodes describe en detalle los componentes internos del dispositivo Sausage " Ivy Mike " , basándose en información obtenida de extensas entrevistas con los científicos e ingenieros que lo ensamblaron. Según Rhodes, el mecanismo real para la compresión del secundario era una combinación de las teorías de presión de radiación, presión de plasma de espuma y ablación por manipulación descritas anteriormente; la radiación del primario calentó el revestimiento de espuma de polietileno de la carcasa hasta convertirlo en plasma, que luego volvió a irradiar radiación hacia el empujador del secundario, provocando que su superficie se ablara y empujándolo hacia adentro, comprimiendo el secundario, encendiendo la bujía y provocando la fusión. reacción. La aplicabilidad general de este principio no está clara. [14]
En 1999, un reportero del San Jose Mercury News informó que la ojiva nuclear estadounidense W88 , una pequeña ojiva MIRVed utilizada en el SLBM Trident II , tenía una primaria alargada ( en forma de huevo o sandía ) (con nombre en código Komodo ) y una secundaria esférica ( cuyo nombre en código es Cursa ) dentro de una caja de radiación de forma especial (conocida como "cacahuete" por su forma). El valor de una primaria con forma de huevo radica aparentemente en el hecho de que una ojiva MIRV está limitada por el diámetro de la primaria; si se puede hacer que una primaria con forma de huevo funcione correctamente, entonces la ojiva MIRV se puede hacer considerablemente más pequeña y aún así producir una explosión de alto rendimiento: una ojiva W88 logra producir hasta 475 kilotones de TNT (1.990 TJ) con un paquete de física de 68,9 pulgadas (1.750 mm) de largo, con un diámetro máximo de 21,8 pulgadas (550 mm), y por diferentes Se estima que pesan en un rango de 175 a 360 kilogramos (386 a 794 libras). [76] La ojiva más pequeña permite que quepan más en un solo misil y mejora las propiedades básicas de vuelo, como la velocidad y el alcance. [77]
Pero sí, la bomba de hidrógeno (es decir, un dispositivo termonuclear de dos etapas, como lo llamamos nosotros) es de hecho la parte principal del arsenal estadounidense, como lo es del arsenal ruso.
AQ Khan
... dijo..."ninguna de estas explosiones fue termonuclear, estamos haciendo investigaciones y podemos hacer una prueba de fusión si se nos pide..." ""Estos dispositivos impulsados son como una etapa intermedia hacia una bomba termonuclear.
Utilizan elementos del proceso termonuclear y, en la práctica, son bombas atómicas más potentes", Munir Ahmad Khan.
Tras el accidente y una minuciosa misión de limpieza para recuperar miles de piezas de material de 500 millones de galones de hielo, el Pentágono declaró que las cuatro armas a bordo habían sido "destruidas".
Sin embargo, documentos obtenidos por la BBC en virtud de la Ley de Libertad de Información de Estados Unidos han revelado que, si bien esto es técnicamente cierto (ninguna de las bombas quedó completa), una de las armas no fue recuperada.
