Wikichicos: Cómo funcionan las cosas/Bomba nuclear
¿Quién la inventó?[editar]
Cuando Enrico Fermi y sus colegas estudiaron los resultados de bombardear uranio con neutrones en 1934, la gente empezó a darse cuenta de que la energía nuclear podía utilizarse para crear una bomba: cualquier liberación rápida de energía puede convertirse en una bomba.
Tuvo que llegar la Segunda Guerra Mundial para que los científicos llevaran la idea a la práctica. Los alemanes, bajo el gobierno de Hitler, realizaron varias investigaciones iniciales en este campo y estaban en el buen camino, pero nunca parecieron alcanzar la capacidad de crear una bomba.
Los aliados conocían los esfuerzos de los alemanes y los sabotearon y socavaron activamente. Esto también impulsó a los Estados Unidos de América, junto con Gran Bretaña y Canadá y deliberadamente sin la entonces aliada Unión Soviética, a crear el proyecto Manhattan, bajo la dirección de Robert Oppenheimer, para diseñar y construir específicamente la primera bomba nuclear.
Estos esfuerzos independientes liderados por EEUU fueron espiados por los soviéticos casi desde el principio, se podría afirmar que este fue el paso inicial para la futura guerra fría, ya que la bomba cambiaría el equilibrio de poder geopolítico.
¿Qué idea(s) y/o inventos tuvieron que desarrollarse antes de su creación?[editar]
Una lista provisional incluiría sin duda el fuego, el uso de herramientas, la ciencia, la mecánica, la metalurgia, la mineralogía, la química, los explosivos, las matemáticas (geometría y álgebra), la física, la radiología, la ingeniería, la economía, la política y el Estado-nación, la guerra "moderna" (era postindustrial).
Había que descubrir la energía de enlace, que es cuánta energía almacenan los núcleos pesados como el uranio y el plutonio. El proceso de creación de material capaz de alcanzar la masa crítica es muy difícil y representa un importante reto de ingeniería.
Nota
¿Qué hacer?:
La necesidad de una geometría específica del detonador y la precisión de la explosión sincronizada.
¿Cómo funciona?[editar]
Existen dos tipos de bombas nucleares, las de fisión y las de fusión. Fisión significa separar y fusión fusionar.
La bomba de fisión funciona según el principio de que se necesita energía para juntar un núcleo con muchos protones y neutrones. Algo así como hacer rodar un carro pesado colina arriba. Al dividir de nuevo el núcleo se libera parte de esa energía. Algunos átomos tienen núcleos inestables, lo que significa que tienden a romperse con poco o ningún empujón.
Es posible que hayas oído hablar del uranio y el plutonio, que son elementos radiactivos. Estos dos elementos tienen núcleos inestables, lo que provoca su radiactividad.
Cuando un núcleo se rompe en dos núcleos más pequeños, salen disparados un par de neutrones. Ésta es la radiación. En la naturaleza, el uranio y el plutonio tienen átomos en constante desintegración radiactiva. Estos átomos están lo suficientemente separados como para que los neutrones rara vez choquen con otros núcleos inestables.
Sin embargo, cuando un neutrón choca contra un núcleo inestable, como quien choca contra un carro en lo alto de una colina, hace que ese núcleo se rompa y envíe otro par de neutrones. Al aumentar la concentración de estos átomos inestables, aumenta la probabilidad de que un neutrón de una desintegración provoque otra. La concentración en la que la reacción se mantiene se denomina masa crítica y la reacción se denomina entonces reacción en cadena.
Con cada paso de la reacción, se libera energía y se inicia otro paso o dos, y así continúa una avalancha de reacciones y liberación de energía hasta que se gasta el material fisible (inestable).
En realidad, cualquier núcleo más pesado que el del hierro (Fe56, que tiene 56 nucleones, para ser exactos) liberará energía al romperse.
En cambio, los núcleos más ligeros suelen liberar energía cuando se fusionan. La mayor cantidad de energía se libera cuando dos núcleos de hidrógeno se fusionan en un núcleo de helio.
A diferencia de los elementos radiactivos, la fusión de dos núcleos de helio requiere una gran cantidad de energía. Siguiendo con la analogía del carro, es como si estuviera sentado en un agujero en lo alto de la colina y necesitara un empujón considerable antes de rodar hacia abajo.
La energía inicial de la bomba de fusión se crea calentando el hidrógeno a una temperatura tremenda con una bomba de fisión como primera etapa. En la fracción de segundo que transcurre entre el inicio de la fisión y el estallido del hidrógeno, la temperatura hace que se fusione en helio, liberando muchas veces más energía.
El caso especial de una bomba "nuclear" sucia[editar]
Una bomba sucia también puede definirse vagamente como una bomba nuclear, pero no requiere material fisionable clasificado para armas, sino que tiene más en común con las armas químicas. Utiliza un sistema explosivo convencional para esparcir contaminantes radiactivos por una zona. Hasta ahora no se ha utilizado ninguna bomba de este tipo. Sus efectos serían similares a los que se producen en las grandes catástrofes nucleares atmosféricas, como la de Chernóbil.
¿Hasta qué punto es peligrosa?[editar]
La bomba almacenada no es muy peligrosa, ya que se necesita cierto esfuerzo para detonarla. Una vez detonada, la explosión es extremadamente peligrosa.
Incluso los que sobreviven a la explosión y a los incendios estarán sometidos a diversos niveles de radiación (sobre todo en función de lo cerca que estuvieran de la bomba) que pueden causar la muerte, cáncer, leucemia o daños en los órganos reproductores, con el resultado de un mayor nivel de defectos congénitos, o incluso la esterilidad completa.
Sólo se han utilizado dos bombas nucleares en conflictos bélicos. Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos lanzó bombas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. El número de víctimas mortales de estos bombardeos fue de cientos de miles.
En Hiroshima, los efectos inmediatos de la explosión mataron a unas 70.000 personas. Después, entre 90.000 y 140.000 personas más murieron por quemaduras, radiación y enfermedades relacionadas.
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¿Qué hace?[editar]
La explosión de una bomba nuclear, como cualquier explosión, libera una enorme cantidad de energía en forma de calor y energía cinética (fuerza), lo que explica también el sonido, el calor y la luz.
El tamaño de una explosión depende del rendimiento (fuerza) de la bomba, y eso depende de su composición. Puede variar desde una explosión bastante pequeña de un arma nuclear "de campo de batalla" hasta una explosión lo suficientemente grande como para destruir una ciudad muy grande.
La capacidad de liberación de energía de los artefactos nucleares es tan grande que es una de las explosiones más fuertes que la humanidad es capaz de desencadenar.
La energía liberada por la explosión de un arma nuclear en el aire se divide en cuatro partes:
- Explosión-40-50% de la energía total
- Radiación térmica-30-50% de la energía total
- Radiación ionizante-5% de la energía total
- Radiación residual-5-10% de la energía total
Dependiendo de la potencia de la bomba y del entorno de la explosión. Puede generar ondas de choque en el suelo que son incluso más fuertes que el terremoto natural más fuerte, esa energía y las ondas sonoras por sí solas pueden alcanzar distancias considerables y por sí solas arrasar edificios y matar a personas. La explosión es tan fuerte que se crea un vacío en su centro; de modo que, tras disiparse la expansión de energía, el aire es arrastrado de nuevo hacia el punto de detonación.
La enorme fuerza genera no sólo una luz que puede ser varias veces más fuerte que la del sol (debido a la colisión de alta energía de la materia) sino que empujará el aire alrededor, forzándolo a expandirse, esta aceleración crea una onda de choque tan fuerte que es capaz de arrasar ciudades enteras por sí sola.
La energía cinética también se convertirá en calor, creando una enorme bola de fuego. El calor por sí solo quemará a la gente hasta la muerte y provocará incendios a kilómetros de distancia del punto de explosión. Pero la mayor devastación e impacto es la radiación, que desencadena un terrible sufrimiento no sólo en los que están cerca y pueden sobrevivir milagrosamente, sino también en los que viven al alcance de la consiguiente contaminación radiactiva, envenenando y causando defectos genéticos durante varias generaciones (toda la vida).
A diferencia de cualquier otro tipo de bomba que tenga simplemente una finalidad táctica de destrucción de vidas o instalaciones, el arsenal nuclear ha estado hasta ahora únicamente bajo el control de los Estados nación y ha servido principalmente como herramienta disuasoria y política para evitar un conflicto prolongado y abierto.
Nótese que se presta especial atención al sistema de lanzamiento de los artefactos. De una bomba "rudimentaria" destinada a ser lanzada desde un avión se pasó a una carga útil tecnológicamente avanzada para misiles intercontinentales, ya que el primer disparo será estratégicamente el factor decisivo de quién sufre menos con el resultado de un conflicto nuclear, en el que no hay vencedores.
¿Cómo ha cambiado el mundo?[editar]
La bomba nuclear es una de las armas más destructivas jamás creadas. Pero no fue su desarrollo lo que cambió el mundo, sino la constatación de que las naciones se plantearían el uso de tales armas.
Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos lanzó dos bombas nucleares sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. Esto se hizo principalmente para que Japón se rindiera antes, de modo que EE.UU. no tuviera que invadir Japón y la URSS no comenzara a invadir los territorios japoneses.
La destrucción temeraria y los efectos inmediatos y a largo plazo de los bombardeos han creado un fuerte sentimiento en contra del uso de armas nucleares.
Tras su uso contra Japón, se produjo un importante cambio en el poder político mundial hacia Estados Unidos, que le permitió bloquear, e incluso desestimar, los acuerdos previos con Stalin -jefe del gobierno de la URSS, que habían sido aliados durante la Segunda Guerra Mundial- sobre territorio y zonas de influencia. Este nuevo desequilibrio fue el inicio de la carrera armamentística nuclear y del gran aumento de las pruebas nucleares, con drásticos efectos sobre el medio ambiente.
Nota
Explosiones nucleares que tuvieron lugar desde 1945 hasta 1998 en un mapa de vídeo time-lapse on , del artista japonés Isao Hashimoto. Desde que Estados Unidos lanzó las primeras bombas nucleares sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945, se han registrado la asombrosa cifra de 2056 pruebas nucleares en todo el mundo.
Pasó casi un año hasta que se llevaron a cabo las siguientes pruebas importantes, pero a mediados de los años 50 y 60, se registraban pruebas nucleares en todo el mundo casi mensualmente.
Esto condujo, durante décadas, a una lucha de poder estancada conocida como la Guerra Fría. Ambos bandos disponían de bombas nucleares suficientes para destruirse completamente el uno al otro, lo que también causaría terribles daños a toda la población mundial.Esto dio a todos una razón de peso para evitar iniciar una guerra, creando una estrategia denominada destrucción mutua asegurada (MAD, por sus siglas en inglés), que influyó en la política mundial durante la Guerra Fría y definió el equilibrio entre las Superpotencias.
Desescalada nuclear[editar]
El objetivo principal de la desescalada nuclear es preservar un equilibrio de poder entre todos los polos opuestos de la mesa nuclear geopolítica, como Estados Unidos contra Rusia o Pakistán contra India y, en menor medida, China o incluso en un futuro próximo Israel, Irán y Arabia Saudí. Este es también el punto central del continuo juego del rescate que Corea del Norte juega con Estados Unidos, Corea del Sur y Japón.
Mientras que los tratados por sí solos ahorran recursos a esas naciones en una continua lucha de poder por la influencia mundial o regional en la que el poder económico y tecnológico toma entonces protagonismo sobre la capacidad de producción masiva de armas nucleares.
Al mismo tiempo, esta estrategia mutuamente acordada tiene sus defectos o está claramente sesgada para favorecer a una de las partes, por ejemplo, con la prohibición de los ensayos nucleares, la nación que tiene una mejor capacidad tecnológica para avanzar en el armamento nuclear a través de simulaciones y tecnologías relacionadas como los sistemas de entrega (distancia, sigilo y miniaturización) y sistemas de detonación mejorados tiene ventaja, esto y la creación de capacidades para interceptar y desactivar los vehículos de entrega intercontinentales ejerce presión para tener no sólo más armas, sino desarrollar capacidades para influir (socio-económicamente) en la oposición y ser capaz de detectar y controlar los arsenales de armas nucleares y los movimientos.
¿Quién tiene "La bomba"?[editar]
Estados Unidos, Reino Unido, Francia, India, Pakistán, Rusia, Corea del Norte y China admiten que poseen un arsenal nuclear. Israel no lo admite, pero se cree que también tiene armas nucleares; esto también está respaldado por una prueba no reclamada realizada cerca de Sudáfrica/Antártida (el Incidente Vela), e Israel ha comprado elementos para armas nucleares.
El gobierno sudafricano desmanteló todas sus armas nucleares en 1990, siendo la primera nación del mundo en renunciar voluntariamente a todas las armas nucleares que había desarrollado por sí misma.
Hay muchos otros Estados que pueden tener armas nucleares creadas en secreto o mantenidas por algún tipo de acuerdo con una nación nuclear. Por ejemplo, en noviembre de 2009, Bélgica, Alemania, Italia, Países Bajos y Turquía seguían albergando armas nucleares estadounidenses como parte de la OTAN.