Efectos de las explosiones nucleares
Los efectos de una explosión nuclear en sus inmediaciones suelen ser mucho más destructivos y multifacéticos que los causados por explosivos convencionales . En la mayoría de los casos, la energía liberada por un arma nuclear detonada en la atmósfera inferior se puede dividir aproximadamente en cuatro categorías básicas: [1]
Dependiendo del diseño del arma y la ubicación en la que se detone, la energía distribuida a cualquiera de estas categorías puede ser significativamente mayor o menor. El efecto de explosión física se crea mediante el acoplamiento de inmensas cantidades de energía, que abarcan el espectro electromagnético , con el entorno. El entorno de la explosión (por ejemplo, submarino, suelo estalló , aire estalló , o exo-atmosférica) determina la cantidad de energía se distribuye a la explosión y la cantidad a la radiación. En general, rodear una bomba con medios más densos, como agua, absorbe más energía y crea ondas de choque más poderosas.al mismo tiempo que limita el área de su efecto. Cuando un arma nuclear está rodeada solo por aire, la explosión letal y los efectos térmicos aumentan proporcionalmente mucho más rápidamente que los efectos de la radiación letal a medida que aumenta el rendimiento explosivo. Esta burbuja es más rápida que la velocidad del sonido. [2] Los mecanismos de daño físico de un arma nuclear (explosión y radiación térmica) son idénticos a los de los explosivos convencionales, pero la energía producida por una explosión nuclear suele ser millones de veces más poderosa por unidad de masa y las temperaturas pueden alcanzar brevemente las decenas. de millones de grados.
La energía de una explosión nuclear se libera inicialmente en varias formas de radiación penetrante. Cuando hay material circundante, como aire, roca o agua, esta radiación interactúa con el material y lo calienta rápidamente a una temperatura de equilibrio (es decir, que la materia está a la misma temperatura que el combustible que impulsa la explosión). Esto provoca la vaporización del material circundante, lo que resulta en su rápida expansión. La energía cinética creada por esta expansión contribuye a la formación de una onda de choque que se expande esféricamente desde el centro. La intensa radiación térmica en el hipocentro forma una bola de fuego nuclear que, si la explosión es lo suficientemente baja en altitud, a menudo se asocia con unanube en forma de hongo . En una explosión a gran altitud, donde la densidad de la atmósfera es baja, se libera más energía como radiación gamma ionizante y rayos X que como onda de choque que desplaza la atmósfera.
En 1942, hubo algunas especulaciones iniciales entre los científicos que desarrollaron las primeras armas nucleares en el Proyecto Manhattan de que una explosión nuclear lo suficientemente grande podría encender la atmósfera de la Tierra. Esta noción se refería a la reacción nuclear de dos átomos de nitrógeno atmosférico que forman carbono y un átomo de oxígeno, con una liberación de energía asociada. Los científicos plantearon la hipótesis de que esta energía calentaría el nitrógeno atmosférico restante lo suficiente como para mantener la reacción hasta que se consumieran todos los átomos de nitrógeno, quemando así toda la atmósfera de la Tierra (que está compuesta por casi un 80% de nitrógeno diatómico) en un solo evento de combustión masiva. . Hans Bethese le asignó la tarea de estudiar esta hipótesis desde los primeros días del proyecto, y finalmente concluyó que la combustión de toda la atmósfera no era posible: el enfriamiento de la bola de fuego debido a un efecto Compton inverso casi garantizaba que tal escenario no se convertiría en una realidad. . [3] A Richard Hamming , un matemático, se le pidió que hiciera un cálculo similar justo antes de la primera prueba nuclear , con el mismo resultado. [4] Sin embargo, la noción ha persistido como un rumor durante muchos años y fue la fuente del humor horca apocalíptico en la prueba de Trinity.
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0 = Aprox. altitud a la que opera un avión comercial
1 = Fat Man
2 = Castle Bravo