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Las pruebas de armas nucleares son experimentos que se llevan a cabo para determinar el rendimiento, el rendimiento y los efectos de las armas nucleares . Dichas pruebas han provocado hasta 2020 la muerte de hasta 2,4 millones de personas a causa de su lluvia radiactiva global . Las pruebas de armas nucleares ofrecen información práctica sobre cómo funcionan las armas, cómo las detonaciones se ven afectadas por diferentes condiciones y cómo el personal, las estructuras y el equipo se ven afectados cuando se someten a explosiones nucleares . Sin embargo, las pruebas nucleares se han utilizado a menudo como un indicador de fuerza científica y militar. Muchas pruebas han sido abiertamente políticas en su intención; la mayoría de los estados con armas nucleares declararon públicamente su estatus nuclear a través de una prueba nuclear.
El primer dispositivo nuclear fue detonado como prueba por los Estados Unidos en el sitio Trinity en Nuevo México el 16 de julio de 1945, con un rendimiento aproximadamente equivalente a 20 kilotones de TNT . La primera prueba de tecnología de armas termonucleares de un dispositivo diseñado, con nombre en código Ivy Mike , fue probada en el atolón Enewetak en las Islas Marshall el 1 de noviembre de 1952 (fecha local), también por los Estados Unidos. El arma nuclear más grande jamás probada fue la Tsar Bomba de la Unión Soviética en Novaya Zemlya el 30 de octubre de 1961, con el mayor rendimiento jamás visto, un estimado de 50 a 58 megatones .
Con la llegada de la tecnología nuclear y su creciente impacto, se formó un movimiento antinuclear y en 1963, tres (Reino Unido, Estados Unidos, Unión Soviética) de los cuatro estados nucleares de entonces y muchos estados no nucleares firmaron el Tratado de Prohibición Limitada de Ensayos Nucleares , comprometiéndose a abstenerse de probar armas nucleares en la atmósfera, bajo el agua o en el espacio exterior . El tratado permitía las pruebas nucleares subterráneas . Francia continuó con las pruebas atmosféricas hasta 1974, y China continuó hasta 1980. Ninguno de los dos ha firmado el tratado. [1]
Las pruebas subterráneas realizadas por la Unión Soviética continuaron hasta 1990, el Reino Unido hasta 1991, los Estados Unidos hasta 1992, y tanto China como Francia hasta 1996. Al firmar el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares en 1996, estos países se comprometieron a suspender todas las pruebas nucleares; el tratado aún no ha entrado en vigor debido a que no fue ratificado por ocho países. Los no signatarios India y Pakistán probaron armas nucleares por última vez en 1998. Corea del Norte realizó pruebas nucleares en 2006 , 2009 , 2013 , enero de 2016 , septiembre de 2016 y 2017. La prueba nuclear confirmada más reciente ocurrió [update]en septiembre de 2017 en Corea del Norte.
Las pruebas de armas nucleares se han dividido históricamente en cuatro categorías que reflejan el medio o la ubicación de la prueba.
Otra forma de clasificar los ensayos nucleares es según el número de explosiones que constituyen el ensayo. La definición del tratado de un ensayo de salva es:
De conformidad con los tratados entre los Estados Unidos y la Unión Soviética, una salva se define, en el caso de explosiones múltiples con fines pacíficos, como dos o más explosiones separadas en las que el período de tiempo entre explosiones individuales sucesivas no exceda de 5 segundos y en las que los puntos de enterramiento de todos los dispositivos explosivos puedan conectarse mediante segmentos de líneas rectas, cada una de las cuales conecte dos puntos de enterramiento, y la longitud total no exceda de 40 kilómetros. En el caso de los ensayos de armas nucleares, una salva se define como dos o más explosiones nucleares subterráneas realizadas en un sitio de ensayo dentro de un área delimitada por un círculo que tiene un diámetro de dos kilómetros y que se llevan a cabo dentro de un período de tiempo total de 0,1 segundos. [3]
La URSS ha hecho estallar hasta ocho artefactos en una sola prueba de salva; la segunda y última prueba oficial de Pakistán hizo estallar cuatro artefactos diferentes. Casi todas las listas de la literatura son listas de pruebas; en las listas de Wikipedia (por ejemplo, la Operación Cresset tiene artículos separados para Cremino y Caerphilly , que juntos constituyen una sola prueba), las listas son de explosiones.
Además de estas designaciones, las pruebas nucleares también suelen clasificarse según el propósito de la prueba en sí.
Además de estas consideraciones técnicas, se han realizado pruebas con fines políticos y de entrenamiento, y a menudo pueden servir para múltiples propósitos.
La simulación por ordenador se utiliza ampliamente para proporcionar la mayor cantidad de información posible sin necesidad de realizar pruebas físicas. Los modelos matemáticos para este tipo de simulación no solo modelan escenarios de rendimiento, sino también de vida útil y mantenimiento . [4] [5] Un tema general ha sido que, si bien las simulaciones no pueden reemplazar por completo las pruebas físicas, pueden reducir la cantidad de pruebas necesarias. [6]
Las pruebas hidronucleares estudian los materiales nucleares en condiciones de compresión por choque explosivo. Pueden crear condiciones subcríticas o supercríticas con rendimientos que van desde insignificantes hasta una fracción sustancial del rendimiento total de un arma. [7]
Los experimentos de masa crítica determinan la cantidad de material fisible necesaria para alcanzar la criticidad con una variedad de composiciones, densidades, formas y reflectores de material fisible . Pueden ser subcríticos o supercríticos, en cuyo caso se pueden producir flujos de radiación significativos. Este tipo de prueba ha dado lugar a varios accidentes de criticidad .
Las pruebas subcríticas (o frías) son cualquier tipo de prueba que involucra materiales nucleares y posiblemente explosivos de alto poder (como los mencionados anteriormente) que deliberadamente no dan como resultado nada . El nombre se refiere a la falta de creación de una masa crítica de material fisible. Son el único tipo de pruebas permitidas según la interpretación del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares acordado tácitamente por las principales potencias atómicas. [8] [9] Al menos, Estados Unidos, Rusia y la República Popular China siguen realizando pruebas subcríticas. [10] [11]
Las pruebas subcríticas ejecutadas por los Estados Unidos incluyen: [12] [13] [14]
La primera prueba de armas atómicas se llevó a cabo cerca de Alamogordo, Nuevo México, el 16 de julio de 1945, durante el Proyecto Manhattan , y recibió el nombre clave de " Trinity ". La prueba se realizó originalmente para confirmar que el diseño de armas nucleares de tipo implosión era factible y para dar una idea de cuál sería el tamaño y los efectos reales de una explosión nuclear antes de que se usaran en combate contra Japón. Si bien la prueba proporcionó una buena aproximación de muchos de los efectos de la explosión, no proporcionó una comprensión apreciable de la lluvia radiactiva , que no fue bien entendida por los científicos del proyecto hasta mucho después de los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki .
Estados Unidos realizó seis pruebas atómicas antes de que la Unión Soviética desarrollara su primera bomba atómica ( RDS-1 ) y la probara el 29 de agosto de 1949. Al principio, ninguno de los dos países tenía muchas armas atómicas de sobra, por lo que las pruebas eran relativamente poco frecuentes (cuando Estados Unidos utilizó dos armas para la Operación Crossroads en 1946, estaba detonando más del 20% de su arsenal actual). Sin embargo, en la década de 1950, Estados Unidos había establecido un sitio de pruebas dedicado en su propio territorio ( Sitio de Pruebas de Nevada ) y también estaba utilizando un sitio en las Islas Marshall ( Campos de Pruebas del Pacífico ) para extensas pruebas atómicas y nucleares.
Las primeras pruebas se utilizaron principalmente para discernir los efectos militares de las armas atómicas ( Crossroads había tratado el efecto de las armas atómicas en una armada y cómo funcionaban bajo el agua) y para probar nuevos diseños de armas. Durante la década de 1950, estos incluyeron nuevos diseños de bombas de hidrógeno, que se probaron en el Pacífico, y también diseños nuevos y mejorados de armas de fisión. La Unión Soviética también comenzó a realizar pruebas a escala limitada, principalmente en Kazajstán . Sin embargo, durante las últimas fases de la Guerra Fría , ambos países desarrollaron programas de pruebas aceleradas, probando cientos de bombas durante la segunda mitad del siglo XX.
Las pruebas atómicas y nucleares pueden implicar muchos peligros. Algunos de ellos se ilustraron en la prueba estadounidense Castle Bravo en 1954. El diseño del arma probada era una nueva forma de bomba de hidrógeno, y los científicos subestimaron la fuerza con la que reaccionarían algunos de los materiales del arma. Como resultado, la explosión, con una potencia de 15 Mt , fue más del doble de lo previsto. Aparte de este problema, el arma también generó una gran cantidad de lluvia radiactiva , más de lo que se había previsto, y un cambio en el patrón meteorológico hizo que la lluvia radiactiva se extendiera en una dirección no despejada de antemano. La columna de lluvia radiactiva esparció altos niveles de radiación por más de 100 millas (160 km), contaminando varias islas pobladas en formaciones de atolones cercanas. Aunque pronto fueron evacuados, muchos de los habitantes de las islas sufrieron quemaduras por radiación y más tarde otros efectos, como un aumento en la tasa de cáncer y defectos de nacimiento, al igual que la tripulación del barco pesquero japonés Daigo Fukuryū Maru . Un tripulante murió por enfermedad por radiación después de regresar a puerto, y se temía que el pescado radiactivo que transportaban hubiera llegado al suministro de alimentos japonés.
El accidente de Castle Bravo fue el peor accidente nuclear de Estados Unidos, pero muchos de los problemas que lo motivaron (potencias impredecibles, patrones climáticos cambiantes, contaminación inesperada de poblaciones y del suministro de alimentos) también se produjeron durante otros ensayos de armas nucleares atmosféricos realizados por otros países. Las preocupaciones sobre las tasas de radiación radiactiva a nivel mundial finalmente llevaron a la firma del Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos Nucleares en 1963, que limitó a los signatarios a realizar ensayos subterráneos. No todos los países suspendieron los ensayos atmosféricos, pero como Estados Unidos y la Unión Soviética fueron responsables de aproximadamente el 86% de todos los ensayos nucleares, su cumplimiento redujo sustancialmente el nivel general. Francia continuó con los ensayos atmosféricos hasta 1974, y China hasta 1980.
Entre 1958 y 1961 estuvo en vigor una moratoria tácita sobre las pruebas, que concluyó con una serie de pruebas soviéticas a finales de 1961, entre ellas la Tsar Bomba , el arma nuclear más grande jamás probada. Estados Unidos respondió en 1962 con la Operación Dominic , que implicó decenas de pruebas, incluida la explosión de un misil lanzado desde un submarino.
Casi todas las nuevas potencias nucleares han anunciado su posesión de armas nucleares mediante una prueba nuclear. La única potencia nuclear reconocida que afirma no haber realizado nunca una prueba fue Sudáfrica (aunque véase el incidente de Vela ), que desde entonces ha desmantelado todas sus armas. Se cree ampliamente que Israel posee un arsenal nuclear considerable, aunque nunca ha realizado pruebas, a menos que estuvieran involucradas en Vela. Los expertos no se ponen de acuerdo sobre si los Estados pueden tener arsenales nucleares fiables (especialmente los que utilizan diseños avanzados de ojivas, como bombas de hidrógeno y armas miniaturizadas) sin realizar pruebas, aunque todos coinciden en que es muy improbable desarrollar innovaciones nucleares significativas sin realizar pruebas. Otro enfoque es utilizar supercomputadoras para realizar pruebas "virtuales", pero los códigos deben validarse con los datos de las pruebas.
Ha habido muchos intentos de limitar el número y el tamaño de los ensayos nucleares; el de mayor alcance es el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares de 1996, que, a fecha de 2013 [update], no ha sido ratificado por ocho de los " países del Anexo 2 " necesarios para que entre en vigor, incluido Estados Unidos. Desde entonces, los ensayos nucleares se han convertido en un tema controvertido en Estados Unidos, y varios políticos afirman que podrían ser necesarios en el futuro para mantener las antiguas ojivas nucleares de la Guerra Fría . Dado que se considera que los ensayos nucleares fomentan el desarrollo de armas nucleares, muchos se oponen a los ensayos futuros por considerar que aceleran la carrera armamentista.
En total, en megatonelaje de pruebas nucleares , de 1945 a 1992, se llevaron a cabo 520 explosiones nucleares atmosféricas (incluidas ocho submarinas) con un rendimiento total de 545 megatones , [21] con un pico en 1961-1962, cuando los Estados Unidos y la Unión Soviética detonaron 340 megatones en la atmósfera , [22] mientras que el número estimado de pruebas nucleares subterráneas realizadas en el período de 1957 a 1992 fue de 1.352 explosiones con un rendimiento total de 90 Mt. [21]
La potencia de las bombas atómicas y termonucleares se mide normalmente en cantidades diferentes. Las bombas termonucleares pueden ser cientos o miles de veces más potentes que sus homólogas atómicas. Por ello, la potencia de las bombas termonucleares se suele expresar en megatones, que equivalen aproximadamente a 1.000.000 de toneladas de TNT. Por el contrario, la potencia de las bombas atómicas se mide normalmente en kilotones, o aproximadamente 1.000 toneladas de TNT.
En el contexto estadounidense, durante el Proyecto Manhattan se decidió que el rendimiento medido en toneladas de TNT equivalente podría ser impreciso. Esto se debe a que los valores experimentales del contenido energético del TNT varían de 900 a 1100 calorías por gramo (3800 a 4600 kJ/g). También está la cuestión de qué tonelada utilizar, ya que las toneladas cortas, las toneladas largas y las toneladas métricas tienen valores diferentes. Por lo tanto, se decidió que un kilotón equivaldría a 1,0 × 10 12 calorías (4,2 × 10 12 kJ). [23]
Las potencias nucleares han llevado a cabo más de 2.000 pruebas nucleares (las cifras son aproximadas, ya que algunos resultados de pruebas han sido cuestionados):
Estados Unidos : 1.054 pruebas según el recuento oficial (que involucraron al menos 1.149 dispositivos). 219 fueron pruebas atmosféricas según lo definido por el CTBT . Estas pruebas incluyen 904 en el Sitio de Pruebas de Nevada , 106 en los Campos de Pruebas del Pacífico y otros lugares en el Pacífico, 3 en el Océano Atlántico Sur y otras 17 pruebas que tuvieron lugar en Amchitka (Alaska , Colorado , Misisipi , Nuevo México y Nevada fuera del NNSS (ver Armas nucleares y los Estados Unidos para más detalles). 24 pruebas están clasificadas como pruebas británicas realizadas en el NTS. Hubo 35 detonaciones de Plowshare y 7 pruebas de Vela Uniform; 88 pruebas fueron experimentos de seguridad y 4 fueron pruebas de transporte/almacenamiento. [24] Se hicieron películas de las explosiones, que luego se usaron para validar las predicciones de explosiones por simulación por computadora. [25] Datos de la tabla de Estados Unidos .
Unión Soviética : 715 pruebas (que involucraron 969 dispositivos) según el recuento oficial, más 13 fallas de prueba no numeradas. [26] [27] La mayoría se realizaron en su Área de Pruebas del Sur en el Sitio de Pruebas de Semipalatinsk y el Área de Pruebas del Norte en Novaya Zemlya . Otras incluyen pruebas de cohetes y explosiones de uso pacífico en varios sitios en Rusia , Kazajstán , Turkmenistán , Uzbekistán y Ucrania . Datos de la tabla de la Unión Soviética .
Reino Unido : 45 pruebas, de las cuales 12 fueron en territorio australiano , incluidas tres en las islas Montebello y nueve en el continente de Australia del Sur en Maralinga y Emu Field, [28] 9 en la isla Christmas (Kiritimati) en el océano Pacífico , más 24 en los Estados Unidos en el sitio de pruebas de Nevada como parte de una serie de pruebas conjuntas ). [29] 43 pruebas de seguridad (la serie Vixen ) no están incluidas en esa cifra, aunque sí lo están los experimentos de seguridad de otros países. Tabla resumen del Reino Unido .
Francia : 210 pruebas según el recuento oficial (50 atmosféricas, 160 subterráneas [30] ), cuatro pruebas atómicas atmosféricas en CSEM cerca de Reggane , 13 pruebas atómicas subterráneas en CEMO cerca de In Ekker en el Sahara argelino francés , y pruebas nucleares atmosféricas y subterráneas en y alrededor de los atolones Fangataufa y Moruroa en la Polinesia Francesa . Cuatro de las pruebas de In Ekker se cuentan como uso pacífico, ya que se informaron como parte de APEX (Application pacifique des expérimentations nucléaires, “Aplicación pacífica de experimentos nucleares”) del CET, y se les dieron nombres alternativos. Cuadro resumen de Francia .
China : 45 pruebas (23 atmosféricas y 22 subterráneas) en la base de pruebas de armas nucleares de Lop Nur , en Malan, Xinjiang [31] Hay dos pruebas fallidas adicionales no numeradas. Cuadro resumen de China .
India : Seis explosiones subterráneas (incluida la primera en 1974) en Pokhran . Cuadro resumen de la India .
Pakistán : Seis explosiones subterráneas en Ras Koh Hills y el distrito de Chagai . [32] Cuadro resumen de Pakistán .
Corea del Norte : Corea del Norte es el único país del mundo que todavía realiza pruebas con armas nucleares, y sus pruebas han provocado tensiones crecientes entre ellos y Estados Unidos . Su prueba nuclear más reciente fue el 3 de septiembre de 2017. Tabla resumen de Corea del NorteTambién es posible que haya habido al menos tres explosiones nucleares presuntas pero no reconocidas (véase la lista de presuntas pruebas nucleares ), incluido el incidente de Vela .
Desde el primer ensayo nuclear en 1945 hasta los ensayos realizados por Pakistán en 1998, nunca hubo un período de más de 22 meses sin ensayos nucleares. El período de junio de 1998 a octubre de 2006 fue el más largo desde 1945 sin ensayos nucleares reconocidos.
Aquí se puede consultar un cuadro resumen de todas las pruebas nucleares realizadas desde 1945: Recuento y resumen de pruebas nucleares en todo el mundo .
Aunque las pruebas de armas nucleares no produjeron escenarios como el invierno nuclear como resultado de un escenario de un número concentrado de explosiones nucleares en un holocausto nuclear , las miles de pruebas, cientos de ellas atmosféricas, produjeron, no obstante, una lluvia radiactiva global que alcanzó su punto máximo en 1963 (el pulso de la bomba ), alcanzando niveles de alrededor de 0,15 mSv por año en todo el mundo, o alrededor del 7% de la dosis de radiación de fondo promedio de todas las fuentes, y ha disminuido lentamente desde entonces, [36] con niveles de radiación ambiental natural de alrededor de 1 mSv . Esta lluvia radiactiva global fue uno de los principales impulsores de la prohibición de las pruebas de armas nucleares, en particular las pruebas atmosféricas. Se ha estimado que para 2020 hasta 2,4 millones de personas han muerto como resultado de las pruebas de armas nucleares. [37]
Existen numerosos tratados contra las explosiones nucleares, en particular el Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares y el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares . Estos tratados se propusieron en respuesta a las crecientes preocupaciones internacionales sobre los daños ambientales, entre otros riesgos. Los ensayos nucleares con participación de seres humanos también contribuyeron a la formación de estos tratados. Se pueden ver ejemplos en los siguientes artículos:
El Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares prohíbe la detonación de cualquier explosión nuclear en cualquier lugar que no sea subterráneo, con el fin de reducir la contaminación atmosférica. La mayoría de los países han firmado y ratificado el Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares, que entró en vigor en octubre de 1963. De los Estados nucleares, Francia, China y Corea del Norte nunca han firmado el Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares. [38]
El Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares (TPCE) de 1996 prohíbe todas las explosiones nucleares en todas partes, incluidas las subterráneas. Para ello, la Comisión Preparatoria de la Organización del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares está construyendo un sistema de vigilancia internacional con 337 instalaciones distribuidas por todo el mundo, de las que el 85% ya están en funcionamiento. [39] En mayo de 2012 [update], el TPCE había sido firmado por 183 Estados, de los cuales 157 también lo habían ratificado. Sin embargo, para que el Tratado entre en vigor debe ser ratificado por 44 países poseedores de tecnología nuclear específicos. Estos "Estados del Anexo 2" participaron en las negociaciones sobre el TPCE entre 1994 y 1996 y poseían en ese momento energía nuclear o reactores de investigación. Aún falta la ratificación de ocho Estados del Anexo 2: China, Egipto, Irán, Israel y los Estados Unidos han firmado pero no ratificado el Tratado; India, Corea del Norte y Pakistán no lo han firmado. [40]
A continuación figura una lista de los tratados aplicables a los ensayos nucleares:
Entre 1945 y 1980 se realizaron más de 500 pruebas de armas nucleares atmosféricas en varios lugares del mundo. A medida que aumentaba la conciencia y la preocupación del público sobre los posibles riesgos para la salud asociados con la exposición a la lluvia radiactiva , se realizaron varios estudios para evaluar el alcance del peligro. Un estudio de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades y el Instituto Nacional del Cáncer afirma que la lluvia radiactiva podría haber provocado aproximadamente 11.000 muertes adicionales, la mayoría causadas por cáncer de tiroides relacionado con la exposición al yodo-131 . [42]
La siguiente lista incluye explosiones nucleares que marcaron un hito. Además de los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki , se incluye la primera prueba nuclear de un tipo de arma determinada para un país, así como pruebas que fueron notables (como la prueba más grande jamás realizada). Todos los rendimientos (poder explosivo) se dan en sus equivalentes de energía estimados en kilotones de TNT (ver equivalente de TNT ). No se han incluido las supuestas pruebas (como el incidente de Vela ).
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