Ivy Mike

Ivy Mike fue el nombre en clave que se le dio a la primera prueba a gran escala de un dispositivo termonuclear , en la que parte del rendimiento explosivo proviene de la fusión nuclear . [1] [2] [3] Ivy Mike fue detonado el 1 de noviembre de 1952 por Estados Unidos en la isla de Elugelab en el atolón Enewetak , en la ahora independiente nación insular de las Islas Marshall , como parte de la Operación Ivy . Fue la primera prueba completa del diseño Teller-Ulam , un dispositivo de fusión por etapas . [4]

Ivy Mike
Prueba nuclear atmosférica
La nube en forma de hongo de la foto de "Mike"
Información
PaísEstados Unidos
Islas Marshall
Serie de pruebaOperación Ivy
Sitio de pruebaEnewetak , Territorio en fideicomiso de las islas del Pacífico
Fecha1 de noviembre de 1952
(hace 68 años) ( 01/11/1952 )
Tipo de pruebaAtmosférico
Producir10,4 megatones de TNT
Cronología de prueba
Rey Ivy  →

Debido a su tamaño físico y tipo de combustible de fusión ( deuterio líquido criogénico ), el dispositivo "Mike" no era adecuado para su uso como arma de entrega. Se pensó como un experimento de prueba de concepto "técnicamente conservador" para validar los conceptos utilizados para detonaciones de múltiples megatones . [4]

Como resultado de la recolección de muestras de la explosión por pilotos de la Fuerza Aérea de EE. UU., Los científicos encontraron rastros de los isótopos plutonio-246 y plutonio-244 , y confirmaron la existencia de los elementos predichos pero no descubiertos einstenio y fermio . [5]

Comenzando con el avance Teller-Ulam en marzo de 1951, hubo un progreso constante en los problemas relacionados con una explosión termonuclear y se dedicaron recursos adicionales a la puesta en escena y la presión política para ver una prueba real de una bomba de hidrógeno. [6] : 137-139 Una fecha dentro de 1952 parecía factible. [7] : 556 En octubre de 1951, el físico Edward Teller impulsó julio de 1952 como fecha límite para una primera prueba, pero el director del proyecto Marshall Holloway pensó que octubre de 1952, un año después, era más realista dado el trabajo de ingeniería y fabricación que supondría la prueba. tomar y dada la necesidad de evitar la temporada de monzones de verano en las Islas Marshall. [8] ( p482 ) El 30 de junio de 1952, el presidente de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos, Gordon Dean, le mostró al presidente Harry S. Truman un modelo de cómo se vería el dispositivo Ivy Mike; la prueba se fijó para el 1 de noviembre de 1952. [7] : 590

El Panel de Consultores sobre Desarme del Departamento de Estado , presidido por J. Robert Oppenheimer , hizo un intento de retrasar significativamente la prueba, o no realizarla en absoluto , quien consideró que evitar una prueba podría prevenir el desarrollo de una nueva arma catastrófica y abrir el camino para nuevos acuerdos de armas entre las dos naciones. [6] : 139-142 El panel carecía de aliados políticos en Washington, sin embargo, y no se retrasó la prueba por este motivo. [6] : 145–148

Se expresó un deseo por separado de una demora muy breve en la prueba, por razones más políticas: estaba programada para realizarse solo unos días antes de la celebración del 4 de noviembre de las elecciones presidenciales de los Estados Unidos de 1952 . [8] ( p497 ) Truman quería mantener la prueba termonuclear alejada de la política partidista, pero no deseaba ordenar su aplazamiento él mismo; sin embargo, hizo saber que estaría bien si se retrasaba después de las elecciones debido a que se encontraban "razones técnicas". [7] : 590–591 [8] ( pp497–498 ) El miembro de la Comisión de Energía Atómica, Eugene M. Zuckert, fue enviado al sitio de prueba de Enewetak para ver si se podía encontrar tal razón, pero consideraciones climáticas - en promedio, solo hubo un un puñado de días cada mes que eran adecuados para la prueba; indicó que debería realizarse según lo planeado y, al final, no se produjo ningún retraso en el programa. [7] : 590–592 [8] ( p498 )

El dispositivo "Mike" de 82 toneladas cortas (74 toneladas métricas) era esencialmente un edificio que se parecía a una fábrica más que a un arma. [9] Se ha informado que los ingenieros soviéticos se referían burlonamente a "Mike" como una "instalación termonuclear". [10]

El dispositivo fue diseñado por Richard Garwin , alumno de Enrico Fermi , por sugerencia de Edward Teller . Se había decidido que nada más que una prueba a gran escala validaría la idea del diseño Teller-Ulam . Se le indicó a Garwin que utilizara estimaciones muy conservadoras al diseñar la prueba, y se le dijo que no era necesario que fuera lo suficientemente pequeña y liviana para ser desplegada por aire. [11] : 327

Se eligió deuterio líquido como combustible para la reacción de fusión porque su uso simplificó el experimento desde el punto de vista de un físico y facilitó el análisis de los resultados. Desde el punto de vista de la ingeniería, su uso requirió el desarrollo de tecnologías previamente desconocidas para manejar el material difícil, que tenía que ser almacenado a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto . [9] : 41–42 Se construyó una gran planta criogénica para producir hidrógeno líquido (utilizado para enfriar el dispositivo) y deuterio (combustible para la prueba). También se construyó una planta de energía de 3.000 kilovatios para la instalación de criogenia. [9] : 44

El dispositivo que se desarrolló para probar el diseño de Teller-Ulam se conoció como un diseño de "salchicha": [9] : 43

Vista de la carcasa del dispositivo "Salchicha", con su instrumentación y equipo criogénico adjunto. Los tubos largos se utilizaron para medir; su función era transmitir la primera radiación desde las etapas "primaria" y "secundaria" (conocida como "luz Teller") a los instrumentos justo cuando se detonó el dispositivo, antes de ser destruido en la explosión. Observe al hombre sentado abajo a la derecha para la escala.
  • En su centro había un Dewar ( matraz de vacío ) o criostato cilíndrico aislado de acero . Este tanque, de casi 7 pies (2,1 m) de ancho y más de 20 pies (6,1 m) de alto, [9] : 43 tenía paredes de casi 30 cm (0,98 pies) de espesor. [12] Pesaba aproximadamente 54 toneladas cortas (49 toneladas métricas). [13] Era capaz de contener 1.000 L (260 gal EE.UU.) de deuterio líquido, enfriado hasta casi el cero absoluto. [14] [15] El deuterio criogénico proporcionó el combustible para la etapa "secundaria" ( fusión ) de la explosión. [9] : 43
  • En un extremo del matraz cilíndrico de Dewar había una bomba de fisión regular TX-5 [16] : 66 (no reforzada [16] : 43 ). La bomba TX-5 se utilizó para crear las condiciones necesarias para iniciar la reacción de fusión. Esta etapa de fisión "primaria" estaba anidada dentro de la caja de radiación en la sección superior del dispositivo y no estaba en contacto físico con la etapa de fusión "secundaria". El TX-5 no requirió refrigeración. [16] : 43 [9] : 43–44
  • Corriendo por el centro del matraz Dewar dentro del secundario había una varilla cilíndrica de plutonio dentro de una cámara de gas tritio. Esta "bujía de fisión" fue destruida por rayos X de la detonación primaria. Eso proporcionó una fuente de presión de movimiento hacia afuera dentro del deuterio y aumentó las condiciones para la reacción de fusión. [9] : 43–44
  • Alrededor de la asamblea había una "manipulación" de uranio natural de 5 toneladas cortas (4,5 toneladas métricas) . El exterior del pisón estaba revestido con láminas de plomo y polietileno , formando un canal de radiación para conducir los rayos X desde la etapa "primaria" a la "secundaria". Como se establece en el diseño de Teller-Ulam , la función de los rayos X era comprimir el "secundario" con ablación de manipulación / empujador , presión de plasma de espuma y presión de radiación . Este proceso aumenta la densidad y la temperatura del deuterio al nivel necesario para sostener una reacción termonuclear y comprime la "bujía" en una masa supercrítica , lo que induce a la "bujía" a sufrir fisión nuclear y, por lo tanto, iniciar una reacción de fusión en el entorno. combustible de deuterio. [9] : 43–44
La cabina de tiro de Ivy Mike y la torre de señales

Todo el dispositivo "Mike" (incluido el equipo criogénico) pesaba 82 toneladas cortas (74 toneladas métricas). Estaba alojado en un gran edificio de aluminio corrugado, llamado cabina de tiro, que tenía 88 pies (27 m) de largo, 46 ​​pies (14 m) de ancho y 61 pies (19 m) de alto, con una altura de 300 pies (91 m). ) Torre de señal. Se utilizaron señales de televisión y radio para comunicarse con una sala de control en el USS Estes donde se encontraba el grupo de fusilamiento. [9] : 42–43 [17] : 42

Se instaló en la isla de Elugelab en el Pacífico , parte del atolón de Enewetak . Elugelab estaba conectado a las islas de Dridrilbwij (Teiteir), Bokaidrikdrik (Bogairikk) y Boken (Bogon) por una calzada artificial de 9.000 pies (2,7 km). En lo alto de la calzada había un tubo de madera contrachapada revestido de aluminio lleno de globos de helio , conocido como caja Krause-Ogle . [17] : 34 Esto permitió que la radiación gamma y de neutrones pasara sin inhibiciones a los instrumentos en una estación de detección no tripulada, la Estación 202, en la isla Boken. Desde allí, se enviaron señales al equipo de grabación en la estación 200, también alojado en un búnker en la isla Boken. El personal regresó a la isla Boken después de la prueba para recuperar el equipo de grabación. [17] : 136, 138

En total, 9.350 militares y 2.300 civiles participaron en el disparo de "Mike". [17] La operación contó con la cooperación del ejército, la marina, la fuerza aérea y los servicios de inteligencia de los Estados Unidos. El USS Curtiss trajo componentes de los Estados Unidos a Elugelab para su ensamblaje. El trabajo se completó el 31 de octubre a las 5:00 pm. En una hora, el personal fue evacuado en preparación para la explosión. [9] : 43–44

"> Reproducir medios
Video de prueba de Ivy Mike.
Atolón Enewetak, antes del disparo de "Mike". Observe la isla de Elugelab a la izquierda.
Atolón Enewetak, después del disparo de "Mike". Observe el cráter a la izquierda.

La prueba se llevó a cabo el 1 de noviembre de 1952 a las 07:15 hora local (19:15 hora local del 31 de octubre, hora media de Greenwich ). Produjo un rendimiento de 10,4 megatones de TNT . [18] [19] Sin embargo, el 77% del rendimiento final provino de la fisión rápida del manipulador de uranio, que produjo grandes cantidades de lluvia radiactiva . [ cita requerida ]

La bola de fuego creada por la explosión tenía un radio máximo de 2,9 a 3,3 km (1,8 a 2,1 millas). [20] [21] [22] El radio máximo se alcanzó unos segundos después de la detonación, durante la cual la bola de fuego caliente se elevó debido a la flotabilidad . Aunque todavía estaba relativamente cerca del suelo, la bola de fuego aún no había alcanzado sus dimensiones máximas y, por lo tanto, tenía aproximadamente 5,2 km (3,2 millas) de ancho. La nube en forma de hongo se elevó a una altitud de 17 km (56.000 pies) en menos de 90 segundos. Un minuto más tarde había alcanzado los 33 km (108,000 pies), antes de estabilizarse a 41 km (135,000 pies) con la parte superior extendiéndose finalmente a un diámetro de 161 km (100 millas) con un vástago de 32 km (20 millas) de ancho. [23]

La explosión creó un cráter de 1,9 km (6.230 pies) de diámetro y 50 m (164 pies) de profundidad donde alguna vez estuvo Elugelab; [24] la explosión y las olas de agua de la explosión (algunas olas de hasta 6 m (20 pies) de altura) despojaron de vegetación las islas de prueba, según lo observado por un reconocimiento de helicópteros dentro de los 60 minutos posteriores a la prueba, momento en el cual el hongo la nube y el vapor desaparecieron. Escombros de coral radiactivo cayeron sobre barcos ubicados a 56 km (35 millas) de distancia, y el área inmediata alrededor del atolón estaba muy contaminada. [25] [26] [27]

Cerca de la bola de fuego, se dispararon rápidamente descargas de rayos. [28] Toda la toma fue documentada por los realizadores de los estudios Lookout Mountain . [29] Un sonido de explosión de posproducción se superpuso sobre lo que fue una detonación completamente silenciosa desde el punto de vista de la cámara, y el sonido de la onda expansiva solo llegó unos segundos después, como un trueno , con el tiempo exacto dependiendo de su distancia. [30] La película también estuvo acompañada por una poderosa música Wagner -esca que apareció en muchas películas de prueba de ese período y fue presentada por el actor Reed Hadley . Se le dio una proyección privada al presidente Dwight D. Eisenhower, que había sucedido al presidente Harry S. Truman en enero de 1953. [31] : 80 En 1954, la película fue lanzada al público después de censurarla y se mostró en canales de televisión comerciales. [31] : 183

Edward Teller , quizás el partidario más ferviente del desarrollo de la bomba de hidrógeno, estaba en Berkeley, California , en el momento del disparo. [32] Pudo recibir el primer aviso de que la prueba fue exitosa al observar un sismómetro , que recogió la onda de choque que viajó a través de la tierra desde el Pacific Proving Grounds . [33] [8] ( págs . 777–778 ) En sus memorias, Teller escribió que envió inmediatamente un telegrama sin clasificar a la Dra. Elizabeth "Diz" Graves , la jefa del proyecto de grupa que permanecía en Los Alamos durante el rodaje. El telegrama sin clasificar contenía solo las palabras "Es un niño", que llegaron horas antes que cualquier otra palabra de Enewetak. [11] : 352 [34]

Una hora después de la detonación de la bomba, los pilotos de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Despegaron de la isla Enewetak para volar hacia la nube atómica y tomar muestras. Los pilotos tenían que monitorear lecturas y pantallas adicionales mientras "piloteaban en condiciones inusuales, peligrosas y difíciles", como calor, radiación, vientos impredecibles y escombros voladores. Virgil Meroney, líder de "Red Flight", voló primero hacia el eje de la explosión. En cinco minutos , había reunido todas las muestras que pudo y salió. A continuación, Bob Hagan y Jimmy Robinson entraron en la nube. Robinson golpeó un área de turbulencia severa, girando y apenas conservando la conciencia. Recuperó el control de su avión a 20.000 pies, pero el Una tormenta electromagnética había interrumpido sus instrumentos. Bajo la lluvia y la mala visibilidad, sin instrumentos de trabajo, Hagan y Robinson no pudieron encontrar el avión cisterna KB-29 para repostar. [5] [17] : 96 Intentaron regresar al campo en Enewetak Hagan, sin combustible, hizo un aterrizaje extraordinario y exitoso en la pista. El F-84 Thunderjet de Robinson se estrelló y se hundió 3.5 millas antes de la isla. El cuerpo de Robinson nunca fue recuperado. [5] [35] [36]

Los tanques de combustible en las alas del avión se habían modificado para recoger y filtrar los escombros que pasaban. Los filtros de los aviones supervivientes se sellaron con plomo y se enviaron a Los Alamos, Nuevo México para su análisis. Radiactivas y contaminadas con carbonato de calcio , las muestras de "Mike" eran extremadamente difíciles de manipular. Los científicos de Los Alamos encontraron rastros en ellos de los isótopos plutonio-246 y plutonio-244 . [5]

Al Ghiorso, de la Universidad de California, Berkeley, especuló que los filtros también podrían contener átomos que se habían transformado, a través de la desintegración radiactiva, en los elementos 99 y 100 predichos pero no descubiertos. Ghiorso, Stanley Gerald Thompson y Glenn Seaborg obtuvieron la mitad de un papel de filtro del Prueba de Ivy Mike. Pudieron detectar la existencia de los elementos einstenio y fermio , que habían sido producidos por un flujo de neutrones intensamente concentrado alrededor del sitio de detonación. El descubrimiento se mantuvo en secreto durante varios años, pero finalmente se le dio crédito al equipo. En 1955, los dos nuevos elementos fueron nombrados en honor a Albert Einstein y Enrico Fermi . [5] [37] [38]

Se preparó una versión de bomba simplificada y aligerada (la EC-16 ) y se programó para probarla en la operación Castle Yankee , como respaldo en caso de que el dispositivo de fusión no criogénico "Shrimp" (probado en Castle Bravo ) no funcionara; esa prueba se canceló cuando el dispositivo Bravo se probó con éxito, lo que hizo que los diseños criogénicos fueran obsoletos. [ cita requerida ]

  • Historia de las armas nucleares
  • Operación Castillo

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  • Chuck Hansen, Armas nucleares estadounidenses: La historia secreta (Arlington: AeroFax, 1988)

  • Ivy Mike está disponible para su descarga gratuita en Internet Archive , anteriormente clasificado .
  • Sonicbomb.com: vídeo de la "prueba de Ivy Mike"
  • Fotografía técnica sobre Operation Ivy por EG&G - "Texto completo" . (5,5 MB)

Coordenadas : 11 ° 40′0 ″ N 162 ° 11′13 ″ E / 11.66667 ° N 162.18694 ° E / 11.66667; 162.18694