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19 nov. 2010

Así funciona un arma nuclear. Parte II

←Parte I

Bueno, estoy de regreso por estos lares para traer como ya prometí la segunda entrega de miexplicación de las armas nucleares. En este capitulo nos centraremos en las armas de fusión,también conocidas como bombas H o bombas termonucleares.

Como ya explicamos en el articulo anterior estas al contrario que sus hermanas pequeñas ( las de fisión ) obtienen su energía de una forma totalmente opuesta a ellas, es decir en lugar de romper átomos de plutonio mediante un bombardeo masivo de partículas subatomicas ( recordemos que estas partículas eran los neutrones ) estas unen dos átomos ligeros de hidrógeno para formar un átomo mas grande y pesado, concretamente helio en su mayor parte. Estas reacciones nucleares son infinitamente mas poderosas que las de fisión; para haceros una idea de la magnitud de su potencia dichas reacciones son las mismas que se dan en el núcleo de el sol y de todas las estrellas. Si... se lo que estáis pensando, detonar una bomba termonuclear es encender una pequeña estrella en la atmósfera terrestre. ¿Bonito verdad? Pues vamos a proceder a explicar el como se hace.


EL PROBLEMILLA

A pesar de ser tan terriblemente poderosas estas reacciones tienen un gran inconveniente; seguramente habréis oído muchas veces que los científicos están intentando conseguir lo que se conoce como “fusión fría” esto no es mas que conseguir una reacción nuclear de fusión sin necesidad de aplicar enormes cantidades de energía ( ya sea en forma de calor, presión, radiación ultravioleta etc ). Sin embargo, y a pesar de que la ciencia avanza vertiginosamente en nuestros tiempos el ser humano aun no ha conseguido dicha proeza, así que por lo pronto cualquier reacción nuclear de fusión va precedida por una primera aplicación desmesurada de energía. ¿ Y de donde sacamos tanta energía ? Lo habéis adivinado... de una bomba nuclear de fisión :)

EL DISEÑO TELLER – ULLAM

Este es el diseño de bomba termonuclear mas primitivo de todos, pero explicaremos este ya que aunque a día de hoy se ha modernizado y modificado ligeramente, es esencialmente el modelo del que parten las actuales. Recibe su nombre de los dos científicos que lo idearon: Edward Teller y Stainslaw Ullam.

El diseño Teller Ullam consta de:

Dispositivo primario: no es mas que una pequeña bomba nuclear de fisión de plutonio (por implosion)

Dispositivo secundario:

Termo: es un deposito compuesto de uranio238

Deuterio de litio 6: es el combustible de fusión. Básicamente es un isotopo del hidrógeno cuyos átomos son muy ligeros, y que durante el proceso se unirán formando hidrógeno y desprendiendo una energía verdaderamente brutal. Dicho combustible de fusión se encuentra dentro del termo.

Una barra de plutonio que se encuentra también dentro del termo y va desde un extremo de este al otro. Se encuentra envuelta en el deuterio de litio 6, ya que este se encuentra en estado gaseoso.

Espuma de poliestireno.

A su vez ambos dispositivos, tanto el primario como el secundario están dentro de un encapsulado de material reflectante.

El ingenio quedaría mas o menos así:


Algunos os estaréis preguntando: ¿para que sirve el poliestireno? Pues es mas simple de lo que parece. El deuterio de litio 6 como ya hemos mencionado requiere de una gran cantidad de energía para fusionar, dicha energía la necesita en dos formas: Calor y presión. El poliestrireno tiene una rara propiedad y es que cuando es irradiado por rayos X ( los que salen de la fisión del primario) pasa a estado de plasma, aumentando su temperatura y el volumen. ¿Hace falta decir mas? No ¿verdad? El poliestireno en estado plasmático comprimirá y calentara el termo induciéndolo a la fusión.


Bien... ¿comenzamos?

Paso 1: la bomba de fisión de plutonio del Dispositivo primario estalla



Paso 2: la explosión del primario provoca una emisión de rayos X que son reflejados por el material reflectante del encapsulado hacia la espuma de poliestireno y la irradian


Paso 3: la espuma de polisetireno irradiada entra en estado plasmático aumentando su volumen y su temperatura, de esta forma comprime y calienta el termo donde esta el material de fusión. Se produce entonces un encendido ( fusión ) de la barra de plutonio que antes mencionamos iba de un extremo a otro del termo.


Paso 4: el deuterio de litio 6 comprimido y calentado por el poliestireno comienza a reaccionar y a fusionar sus átomos formando Helio desprendiendo enormes cantidades de energía y neutrones en todas direcciones. Esto provoca que a su vez el termo de uranio 238 entre en un estado de fisión ( al chocar los neutrones con los átomos de el uranio comprimido del termo. ¿Os acordáis del primer capitulo? ) provocando una nueva enorme emisión de energía.


Hagamos recuento:

· el primario es una bomba de fisión normal ( y eso ya produce muuchaenergíaa )
· la barra de plutonio fusiona. Hay tenemos una segunda efusión de energía muy grande
· el deuterio de litio 6 también fusiona por lo que de nuevo volvemos a producir energía
· por ultimo el uranio 238 del termo también fisiona al igual que el primario provocando otra avalancha de energía.

¡¡¡¡¡ 4 EMISIONES DE ENERGIA EN UN SOLO ARTEFACTO Y A CADA CUAL MAS GRANDE!!!!!!!

Es señoras y señores... el apocalipsis.

Para terminar, explicar que el límite de potencia teórica en bombas de fusión no existe, con lo cual se pueden en teoría fabricar bombas de fusión de potencias verdaderamente aterradoras. Pero en la práctica por cuestiones de tamaño... no son útiles.

La detonación más grande jamás realizada por la humanidad fue la bomba del zar (en ruso: Царь-бомба,Tsar Bomba) detonada por la Unión soviética el 30 de octubre de 1961. Su potencia fue de 57,5 megatones (4600 veces más potente que la bomba que arraso Hiroshima hasta los cimientos).


En capítulos próximos explicare los vectores de lanzamiento de estas apabullantes armas de destrucción masiva, es decir: los ICBM o misiles balísticos intercontinentales, bombas de caída libre, etc, pero eso sera mas adelante.

Una vez mas, dar las gracias a todos aquellos que lean el articulo y de nuevo... si alguien no entiende algo, estaré encantado de explicarlo de nuevo ;)

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