Rendimiento de armas nucleares


El rendimiento explosivo de un arma nuclear es la cantidad de energía liberada cuando se detona esa arma nuclear en particular , generalmente expresada como un equivalente de TNT (la masa equivalente estandarizada de trinitrotolueno que, si se detona, produciría la misma descarga de energía), ya sea en kilotones (kt — miles de toneladas de TNT), en megatones (Mt — millones de toneladas de TNT), o algunas veces en terajulios (TJ). Un rendimiento explosivo de un terajulio equivale a 0,239 kilotoneladas de TNT . Porque la precisión de cualquier medidade la energía liberada por TNT siempre ha sido problemática, la definición convencional es que un kilotón de TNT se considera simplemente equivalente a 10 12 calorías .

La relación rendimiento / peso es la cantidad de rendimiento del arma en comparación con la masa del arma. La relación rendimiento-peso máximo práctica para las armas de fusión (armas termonucleares ) se ha estimado en seis megatones de TNT por tonelada métrica de masa de bomba (25 TJ / kg). Se han reportado rendimientos de 5.2 megatoneladas / tonelada y más para armas grandes construidas para uso de una sola ojiva a principios de la década de 1960. [1] Desde entonces, las ojivas más pequeñas necesarias para lograr el aumento de la eficiencia del daño neto (daño de bomba / masa de bomba) de múltiples sistemas de ojivas han resultado en aumentos en la relación rendimiento / masa de ojivas modernas individuales.

En comparación, el rendimiento de la explosión de la bomba de aire de artillería masiva GBU-43 es de 0,011 kt, y el del bombardeo de la ciudad de Oklahoma , utilizando una bomba de fertilizante con base en un camión, fue de 0,002 kt. La fuerza estimada de la explosión en el puerto de Beirut es de 0,3 a 0,5 kt. [8] La mayoría de las explosiones artificiales no nucleares son considerablemente más pequeñas incluso que las que se consideran armas nucleares muy pequeñas.

La relación rendimiento / masa es la cantidad de rendimiento del arma en comparación con la masa del arma. Según el diseñador de armas nucleares Ted Taylor , la relación máxima práctica de rendimiento a masa para las armas de fusión es de aproximadamente 6 megatones de TNT por tonelada métrica (25 TJ / kg). [9] [ fuente autoeditada? ] El "límite de Taylor" no se deriva de los primeros principios , y se han teorizado armas con rendimientos de hasta 9,5 megatones por tonelada métrica. [10] Los valores más altos alcanzados son algo más bajos, y el valor tiende a ser más bajo para armas más pequeñas y livianas, del tipo que se enfatiza en los arsenales actuales, diseñadas para un uso eficiente de MIRV o lanzamiento por sistemas de misiles de crucero.

Las ojivas individuales grandes rara vez forman parte de los arsenales de hoy, ya que las ojivas MIRV más pequeñas , esparcidas sobre un área destructiva en forma de panqueque, son mucho más destructivas para un rendimiento total dado, o una unidad de masa de carga útil. Este efecto se debe al hecho de que el poder destructivo de una sola ojiva en tierra se escala aproximadamente solo como la raíz cúbica de su rendimiento, debido a la explosión "desperdiciada" en un volumen de explosión aproximadamente hemisférico, mientras que el objetivo estratégico se distribuye sobre un área de tierra circular. con altura y profundidad limitadas. Este efecto compensa con creces la disminución del rendimiento / eficiencia de masa que se encuentra si las ojivas de misiles balísticos se reducen individualmente del tamaño máximo que podría llevar un misil de una sola ojiva.

La siguiente lista es de explosiones nucleares históricas. Además de los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki , se incluye la primera prueba nuclear de un tipo de arma determinado para un país, así como pruebas que por lo demás fueron notables (como la prueba más grande jamás realizada). Todos los rendimientos (poder explosivo) se dan en sus equivalentes de energía estimados en kilotones de TNT (ver equivalente de TNT ). No se han incluido pruebas putativas (como Vela Incident ).


Gráfico log-log que compara el rendimiento (en kilotones) y la masa (en kilogramos) de varias armas nucleares desarrolladas por Estados Unidos.
Radios de bola de fuego comparativos para una selección de armas nucleares. [ cita requerida ] Contrariamente a la imagen, que puede representar el radio inicial de la bola de fuego, el radio medio máximo de la bola de fuego de Castle Bravo, una explosión de superficie de rendimiento de 15 megatones , es de 3,3 a 3,7 km (2,1 a 2,3 millas), [5] [6 ] y no los 1,42 km que se muestran en la imagen. De manera similar, el radio medio máximo de la bola de fuego de un estallido aéreo de 21 kilotones a baja altitud , que es la estimación moderna para el hombre gordo , es de .21 a .24 km (0.13 a 0.15 mi), [6] [7] y no los 0.1 km de la imagen.
Esta fotografía de la explosión del Trinity, capturada por Berlyn Brixner , fue utilizada por G. I. Taylor para estimar su rendimiento.