La bomba atómica es uno de los dispositivos más brillantes y devastadores jamás concebidos por el ser humano. Su funcionamiento fue ideado de forma teórica mucho antes de que pudiera convertirse en algo real y desde entonces no ha parado de refinarse en variedades cada vez más poderosas y destructivas. Sin embargo solo en dos ocasiones el poder de estas armas fue empleado con objetivos militares, Hiroshima y Nagasaki.
Estos nombres han pasado a la historia como sinónimos de tragedia y también marcaron el inicio de un período sumamente oscuro en la historia humana, en el que el mundo vivió con el miedo constante de la aniquilación nuclear, sumido en una guerra fría que llegó a ponerse muy caliente en algunas ocasiones. Hoy intentare explicarles cómo funciona una bomba atómica en términos teóricos sin caer en las particularidades propias de cada dispositivo en particular.
El principio básico común al funcionamiento de todas las bombas atómicas es generar una reacción nuclear en cadena descontrolada, la cual libera una inmensa cantidad de energía y cuyo potencial destructivo es insuperado en términos de devastación y secuelas posteriores. Einstein previó el poder de estas armas con su ecuación e=mc2, mostrando que al convertirse en energía, una masa libera un poder igual a su propia masa por la velocidad de la luz al cuadrado. Por ejemplo, un gramo de uranio proporcionaría 25 millones de Kilowatts al convertirse en energía.
Esta reacción se logra escindiendo un núcleo pesado rodeado de elementos más ligeros mediante un bombardeo de neutrones. El núcleo debe estar constituido de elementos fisibles o fisionables tales como el Uranio-235 o el Plutonio-239.
Las bombas atómicas pueden dividirse en dos grandes categorías, de Plutonio o de Uranio, dependiendo del material y del mecanismo que se use para generar una explosión nuclear.
La bomba de Uranio es más simple que la de Plutonio, y funciona cuando a a una masa de uranio que aún no ha alcanzado el punto crítico de reacción en cadena descontrolada, se le añade una cantidad del mismo elemento para alcanzar esa masa crítica que tenga la capacidad fisionarse por sí sola.
Simultáneamente, a esa masa se le agregan más elementos que potencian la creación de neutrones libres. Esto produce una aceleración de la velocidad de la reacción en cadena resultando en la destrucción del área que rodea el dispositivo debido a la onda de choque creada por la liberación de los neutrones.
La bomba de Plutonio es más compleja y moderna, y funciona rodeando una esfera de plutonio fisionable de explosivos convencionales especialmente diseñados específicamente para comprimirlo, aumentando su densidad al reducir su volumen. Esto provoca una reacción en cadena de fisión nuclear descontrolada que se manifiesta con la liberación explosiva de inmensas cantidades de energía.
Este es el funcionamiento de la bomba atómica en sus términos más simples, generales y comprensibles, y espero que les haya servido para entender mejor como apenas una pequeña cantidad de uranio y plutonio pueden emplearse para desatar tanta destrucción y muerte.
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video de un punto de vista hiroshima
EXPLICACION EN GIFS TARDA PERO ESTA BIEN RESUMIDO
ntes de probarse con éxito la primera bomba atómica el 16 de julio de 1945 en el desierto de Los Álamos (Nuevo México), los explosivos utilizados hasta entonces generaban la energía mediante combustión o descomposición de determinados compuestos químicos.
La primera bomba atómica detonada en el desierto de Lós Álamos en 1945 liberó una potencia de 20 kilotones
La potencia de la bomba atómica o nuclear resultaba devastadora en comparación con los explosivos clásicos; mientras que éstos utilizaban los electrones más externos del átomo para generar la energía, la primera bomba atómica, por su parte, se basaba en la fisión del núcleo del átomo, es decir, en la ruptura de los núcleos atómicos de un mineral con una estructura de la materia adecuada para esta función, como era el plutonio. La bomba descrita utilizaba una esfera de plutonio de tamaño aproximado al de una pelota de tenis; la potencia de la explosión fue equivalente a 20.000 toneladas de TNT (trinitrotolueno). Tras el éxito de esta prueba, Estados Unidos utilizaba militarmente dos bombas de similares características, lanzándola sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki el 6 y 9 de agosto de 1945, respectivamente.
En la década de 1950, la bomba atómica de fisión fue superada por la de fusión de hidrógeno (bomba H) extremadamente más potente; y más tarde, en las de 1970 y 1980, por la de neutrones. Los alemanes fueron los precursores de los misiles nucleares (constituidos a partir de 1950) con sus V-1 y V-2 conseguidos durante la Segunda Guerra Mundial. La investigación en el campo de la fisión y fusión nuclear, permitió conseguir potencias asombrosas, capaces de alcanzar el orden de los megatones (equivalente a millones de toneladas de TNT).
La bomba nuclear aplica la teoría de la relatividad de Einstein. Según su definición, la energía es equivalente a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz. Es decir, que una pequeña cantidad de materia contiene una gran cantidad de energía. Si por ejemplo una materia de 1 Kg. de peso pudiese transformarse por completo en energía, la potencia resultante sería equivalente a 22 millones de toneladas de TNT.
En la bomba de fisión, la liberación de la energía consiste en la fragmentación del núcleo, que previamente fue bombardeado con neutrones. A su vez, el núcleo emite otro determinado número de neutrones que, nuevamente, genera fisiones nucleares manteniendo una reacción en cadena y por tanto una liberación de energía sostenida. La reacción en cadena depende de la masa del material, ésta debe ser bien estudiada para que se produzca; al material capaz de permitir la reacción se le denomina material físil, y a la masa adecuada para que se mantenga masa crítica.
Por su parte, en la bomba de fusión, también llamada termonuclear, la energía aprovechada es la que produce la fusión (unión) de los átomos de hidrógeno; es decir, la reacción opuesta a la fisión (partición) del núcleo del átomo.
Para que se produzca la fusión nuclear es preciso llevar a los átomos de hidrógeno a una temperatura de varios millones de grados (de ahí el sobrenombre de bomba termonuclear), momento en que adquieren incrementos de velocidad espectaculares. Para una cantidad de hidrógeno dada, se desarrolla una energía tres veces mayor que la misma cantidad de uranio.
Hasta aquí se puede entender la teoría de funcionamiento de la bomba de hidrógeno o termonuclear pero, ¿como conseguir en la práctica una temperatura de varios millones de grados que permita la fusión de los núcleos de hidrógeno...?. La única forma es mediante otra bomba atómica que libere esa tremenda cantidad de calor. Por eso, la bomba termonuclear, aunque de teoría conocida, no pudo ser llevada a la práctica hasta que fue perfeccionada la bomba atómica de fisión. Así, una bomba de fisión podía actuar como detonador de una bomba de fusión (integrando una bomba dentro de otra).
Tras algunos experimentos previos, la primera prueba a gran escala de una bomba de fusión se realizo el 1 de noviembre de 1952, la cual produjo una explosión de varios megatones (millones de toneladas de TNT). Solo seis meses después, la Unión Soviética también detonaba una bomba termonuclear, aunque de menor potencia.
La bomba de 15 megatones que Estados Unidos explosionó el 1 de marzo de 1954, fue de tal envergadura que se formó una bola de fuego cercana a los 5 km. de diámetro, mientras una monumental nube en forma de hongo se desplazaba rápidamente hacia la estratosfera
Pero fue el 1 de marzo de 1954, cuando Estados Unidos hizo explotar una bomba, aparentemente de fusión, que liberó una potencia de 15 megatones, y que llevó al mundial conocimiento de la lluvia radiactiva. La explosión fue de tal envergadura que se formó una inmensa bola de fuego cercana a los 5 kilómetros de diámetro, a la vez que se formaba una monumental nube en forma de hongo que se desplazaba rápidamente hacia la estratosfera. El hecho de que se hubiese recogido polvo radiactivo procedente de esta bomba a 160 kilómetros del lugar de la explosión, denotaba que no se trataba solamente de una bomba H, ya que este tipo de bombas, aunque generan radiactividad, es ínfimo comparado con las de fisión. Esta bomba era en realidad de tres fases (fisión-fusión-fisión), es decir, una bomba atómica de fisión, la cual actuaba como detonador de otra bomba de fusión (bomba H), y cuyos neutrones provocaban a su vez la fisión del núcleo de uranio con el que estaba recubierto todo el conjunto, generando así una suma de potencias considerable. Por ello, los residuos radiactivos que se dispersaron a tales distancias, lo fueron por efecto de la tercera fase (la de fisión), que es la que produce la contaminación más grave.
Para detonar una bomba atómica existen varios sistemas. El más sencillo consiste en disparar una cantidad de material físil (como si fuera un proyectil) hacia otra cantidad del mismo material, de forma que ambos se fundan en un conjunto muy crítico que inicie la reacción. Este sistema de detonación fue el utilizado en la bomba que Estados Unidos arrojó sobre Hiroshima el 6 de agosto de 1945.
Otro sistema más complejo es el utilizado en bombas esféricas, denomina de implosión. Consiste en un entramado de explosivos que apuntan todos hacia el centro de una esfera (la bomba en sí). Todos ellos son activados a la vez mediante una señal eléctrica, de tal forma que las ondas explosivas simultáneas convergan en el centro de la citada esfera; es decir, no se genera una explosión propiamente dicha (hacia afuera), sino que se produce una implosión (hacia adentro); figuradamente, sería igual que si consiguiéramos reducir el volumen de un globo hinchado apretándolo a la vez por todos los lados. La esfera, que es de materia físil, se comprime por efecto de la tremenda presión (implosión) ejercida sobre ella, aumentando la densidad del material y formando a su vez una masa muy crítica que activa la reacción. Este sistema de detonación fue el utilizado en la bomba que Estados Unidos dejó caer sobre Nagasaki, solo tres días después de la que arrojó sobre Hiroshima.