¿Cómo se hace una bomba atómica?

Los detalles del diseño y construcción de armas nucleares se encuentran entre los secretos gubernamentales mejor guardados. Hay una designación de seguridad específica reservada para dicha información (no es simplemente “Top Secret”) y una autorización de seguridad específica necesaria para obtener acceso a esa información, es decir, solo porque alguien pueda tener autorización de TS no significa que pueda acceder automáticamente a la energía nuclear. misterios. Obtener esta autorización requiere que las personas se sometan a una intensa investigación de antecedentes. La filtración de estos secretos a una nación enemiga se considera un acto de traición.

El punto de decir todo esto es que nunca obtendrá una respuesta detallada a esta pregunta en un foro abierto (o probablemente incluso en un foro cerrado) por alguien con experiencia práctica o conocimiento detallado del proceso.

En términos generales, lo primero que se requiere es eliminar las impurezas del material fértil, más comúnmente uranio o plutonio, para que sea fisionable. No puede simplemente tomar uranio o plutonio directamente del suelo, colocar algunos explosivos alrededor del metal en bruto y detonarlo. Aquí es donde podría haber encontrado el término “grado de armas”, que se refiere a materiales que han sido altamente enriquecidos para eliminar impurezas y proporcionar reacciones de fisión más enérgicas si se usan en una bomba.

Es por eso que hubo tanto alboroto por la adquisición de centrífugas de gas por parte de Irán. La purificación de uranio es quizás el proceso más crítico para la creación de un arma nuclear.

El material fisionable estará rodeado de lentes explosivas cuidadosamente construidas y cronometradas, así como un iniciador de neutrones para comenzar el proceso de reacción en cadena en la detonación. La disposición de los explosivos, el material fisionable y el iniciador se llama “el pozo”, y todos los diseños de armas nucleares se basan en su detonación exitosa, aunque sus diseños varían según el arma.

El concepto detrás de las armas nucleares es comprimir rápidamente una masa crítica de material fisionable de modo que cree una reacción en cadena. Aunque la ciencia detrás de las armas se entiende fácilmente (de ahí todos los enlaces que he proporcionado), diseñar un dispositivo para lograr esta reacción (es decir, una bomba nuclear) requiere precisión, por lo que los detalles de construcción están estrechamente guardados.

Como referencia, Fat Man, el arma de implosión original, se diseñó y trabajó de la siguiente manera:


Ya no lo son. Las bombas atómicas (también conocidas como armas de fisión pura) son las que Estados Unidos usó contra Japón en 1945. Esas armas se basaron en reacciones de fisión nuclear para generar su energía. Ahora las armas nucleares son generalmente reacciones basadas en la fusión inducidas por fisión, también conocidas como armas termonucleares como las bombas de hidrógeno y neutrones.

En principio es muy fácil: obtenga una masa crítica de material radiactivo, siéntese y mire la reacción nuclear desbocada. Pero afortunadamente para nosotros es la primera parte, obtener el material radiactivo, ese es el mayor obstáculo.

“No se puede hacer una bomba nuclear sin material fisionable”, y para un dispositivo termonuclear promedio, el material necesario es plutonio o uranio enriquecido.

El uranio, un metal pesado natural, se presenta como uranio 238 o 235. Ambos son radiactivos y se descompondrán en otros elementos, con el tiempo, pero solo estos últimos pueden dividirse por la fuerza cuando se le disparan neutrones. Esta es la base de una bomba nuclear.

Cuando un átomo se rompe, emite energía y más neutrones, que luego pueden dividir otros átomos. Obtenga suficientes átomos dividiéndose y tendrá la reacción en cadena necesaria para la explosión de una bomba.

Pero el uranio natural consiste abrumadoramente en el isótopo 238, que recupera cualquier neutrón que lo golpee, inútil para una bomba. Para hacer una bomba, el uranio natural necesita ser tratado para concentrar el isótopo 235 dentro de él.

Y aquí es donde realmente comienzan los problemas. Por cada 25,000 toneladas de mineral de uranio, solo se producen 50 toneladas de metal. Menos del 1% de eso es uranio 235. Ningún método de extracción estándar separará los dos isótopos porque son químicamente idénticos.

Para hacer un reactor nuclear, el uranio necesita ser enriquecido para que el 20% de él sea uranio 235. Para las bombas nucleares, esa cifra debe estar más cerca del 80 o 90%. Obtenga alrededor de 50 kg de este uranio enriquecido, la masa crítica, y tendrá una bomba. Menos y la reacción en cadena no causaría una explosión.

En su lugar, podría usar plutonio, este es el material preferido porque produce armas mucho más ligeras que se pueden montar en misiles.

El plutonio se produce como subproducto en reactores nucleares y solo se necesitan alrededor de 10 kg para una bomba. Una planta de energía promedio necesita alrededor de un año para producir suficientes y costosas instalaciones de reprocesamiento para extraer el plutonio del combustible.

Con el material básico, la vida se vuelve más fácil. La bomba explotará una vez que se junte la masa crítica de uranio o plutonio. Entonces, para empezar, y para asegurarse de que no explote en manos de sus propietarios, la bomba necesita mantener el metal separado en dos o más partes. Cuando el arma está en su lugar y lista para explotar, estas masas subcríticas solo necesitan ser unidas, y esto se puede hacer con explosivos convencionales.

La reacción en cadena, la explosión y la nube de hongo familiar se cuidan.

la bomba atómica está asociada con el proceso de fisión nuclear, que se logra mediante la descomposición nuclear de uranio o plutonio mediante bombardeo con neutrones, lo que crea una reacción en cadena autosostenida que libera energía explosiva; dicha arma tiene un cierto límite de poder explosivo debido a la relativa subproductividad del proceso de fisión

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