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Conozca la fabricación de las Bombas atómicas.

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Jun 232010

Abecedario de armas atómicas

Hoy vamos hablar de bombas atómicas tradicionales. Mañana hablaremos de bombas mini nucleares.

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Uranio

Para empezar, solamente los átomos de isótopos raros y muy costosos, como el uranio-235 y plutonio-239, se utilizan en las armas nucleares. Pero, antes de poder montar una bomba nuclear, el uranio debe ser enriquecido. ¿Por qué? Porque el uranio que existe en la naturaleza tiene menos del 1% de los isótopos de uranio-235 necesarios para fabricar la bomba. El nivel mínimo de enriquecimiento de U-235 para lograr una capacidad nuclear es de 80%, mientras que, en realidad, los países que producen armas nucleares de uranio enriquecen uranio de isótopo U-235 por lo menos al 90-95%. Para obtener material nuclear fisionable, el uranio natural tiene que ser enriquecido mediante la eliminación de isótopos inútiles, aumentando el porcentaje de uranio-235. Y, para poder hacerlo, el país tendría que tener una capacidad industrial muy sofisticada

Plutonio

El plutonio-239, el otro material utilizado en las explosiones nucleares, no tiene que ser enriquecido, debido a que no existe en ninguna forma natural. Plutonio enriquecido sólo podía obtenerse a partir de reactores nucleares en pequeñas cantidades, ya que es un subproducto de la reacción nuclear a base de uranio en tales reactores. El plutonio-239 es aproximadamente 10 veces más caro que el uranio-235 y los reactores lo acumulan en cantidades muy pequeñas, apenas cientos de gramos/año. El uso de plutonio-239 permite fabricar armas nucleares que son mucho más pequeñas en tamaño, comparadas con las armas de uranio.

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Uno de los elementos clave en preparar un dispositivo nuclear es la masa crítica. La masa crítica es la masa de un material fisionable necesaria para producir una reacción nuclear instantánea no controlada. Sin la masa crítica no es posible una explosión nuclear. La masa crítica está determinada por un número de neutrones libres capaces de escapar de una pieza de material fisionable y, por tanto, excluidos de la reacción en cadena que provoca una explosión atómica. Para evitar una explosión nuclear prematura, una masa crítica de material nuclear se divide en varias masas sub-críticas que se mantienen por separado. Cuando queremos tener una explosión nuclear, estas masas sub-críticas se unen entre sí y la explosión sigue de inmediato.

¿Cuál es la cantidad exacta de material fisionable para uranio-235?

Entre 50 a 52 kilogramos. De hecho, la cantidad exacta dependerá de su nivel exacto de enriquecimiento, así como de su forma geométrica exacta. La forma geométrica es importante, porque cuanta más pequeña sea la superficie, menor numero de neutrones se escaparán. Para el plutonio-239, la masa crítica exacta está entre 10 y 11 Kg., la variación también depende de su forma geométrica.

¿Por qué la forma geométrica juega un papel tan importante?

Si la cantidad de uranio-235 es menos de 50 Kg. o la de plutonio-239 menos de 10 Kg., o nos falta una geometría adecuada, demasiados neutrones serían capaces de escapar de la pieza a través de su superficie. Si escapan demasiados neutrones de la superficie, el resultado final tendrá menos peso del necesario para una reacción en cadena que conduzca a una explosión nuclear. Es decir, no tendremos suficiente para una reacción nuclear 50 Kg. de uranio-235 y 11 Kg. de plutonio-239.

Aunque tengamos 50 Kg. de uranio-235 dentro de la bomba, no significa que los 50 Kg. estén involucrados en la reacción nuclear en cadena. Estos 50 kilogramos están allí con el fin de alcanzar la masa crítica, pero eso no quiere decir que se utilice todo este uranio-235 en una explosión nuclear. Los diseños más avanzados de las modernas armas nucleares apenas permiten la participación, en una cadena de reacciones nucleares, de 2 Kg. de uranio de entre los 50 Kg. disponibles.

Así que estamos hablando de los dos extremos – armas nucleares primitivas y la última generación de armas atómicas muy sofisticadas. Aunque las armas nucleares primitivas no pueden lograr rendimientos de alta potencia, estos diseños primitivos tampoco son del tipo Picapiedra. Lo importante es entender que tienes que controlar, y no sólo controlar, sino controlar de forma absolutamente precisa, la cantidad exacta de material fisionable involucrado en una cadena de reacción nuclear. Construir una bomba nuclear es bastante difícil, pero es una tarea mucho más difícil poder controlar la cantidad exacta de material nuclear que explotará.

¿Qué países tienen el nivel tecnológico adecuado para fabricar una bomba mini nuclear?

Solamente Estados Unidos, Francia, Rusia e Israel podrían fabricar una bomba atómica de precisión forjando dispositivos mini-nucleares que podrían causar una explosión, de calcular con precisión la carga de dispositivos mini-nucleares, de 0,3-0,1 kilotoneladas o incluso 0,01 kt en el rendimiento de TNT (equivalente a sólo 300-100 toneladas métricas, y 10 toneladas métricas de TNT, respectivamente). Por lo tanto, aunque al-Qaeda, los Talibán, Osama bin Laden, las FARC o alguna otra organización terrorista, en teoría son capaces de poner en pie la más básica de las bombas atómicas, nunca serían capaces de alcanzar cualquier nivel de control sobre la cantidad de su material fisionable que estaría involucrada en una cadena de reacciones nucleares (explosión). Con unas condiciones tan rudimentarias, bin Laden y compañía podrían aspirar como mucho a una explosión atómica, punto. Con suerte, la carga podría alcanzar los 12 kilotoneladas, igual que Hiroshima, y en caso de mala suerte, tal vez, 7 u 8 kilotoneladas, que sería suficiente para borrar de la faz de la tierra una ciudad entera. Como no hemos tenido este tipo de explosiones nucleares desde Hiroshima, podemos presumir que bin Laden no ha tenido acceso a ningún artefacto nuclear, por mucho que los gobiernos occidentales nos avisan del supuesto peligro terrorista sobre armas atómicas.

Como punto de entrada en el artículo de mañana sobre armas atómicas mini nucleares, ¿Qué se puede decir de una explosión de un tamaño mucho más pequeño, digamos un kilotón o menos?

En sus sueños más optimista, Osama bin Laden y compañía no podía alcanzar una carga calculada con precisión, por ejemplo, de una kilotonelada, por no decir una fracción de ella. La tecnología es demasiado sofisticada. Ni siquiera la China, una superpotencia mundial sabe calcular una carga atómica mini nuclear. Así que olvidamos de Al Qaeda, Papa Noel, Peter Pan o bin Laden haciéndose con un maletín nuclear, un mini nuke o una bomba atómica de Plutonio. Sería mucho más fácil para bin Laden y su tuerto amigo analfabeto Mullah Omar, hacerse con una nave espacial casera y lanzarse a la Luna.

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