Diseño de armas nucleares

Proceso mediante el cual se diseñan y producen las armas de destrucción masiva nucleares

Los primeros dispositivos explosivos nucleares, engorrosos e ineficientes, proporcionaron los componentes básicos del diseño de todas las armas futuras. En la foto se muestra el dispositivo Gadget que se está preparando para la primera prueba nuclear , Trinity .

Los diseños de armas nucleares son arreglos físicos, químicos y de ingeniería que hacen que el paquete de física ^[1] de un arma nuclear detone. Hay tres tipos de diseños básicos existentes:

• Las armas de fisión pura , las más simples y menos exigentes técnicamente, fueron las primeras armas nucleares construidas y hasta ahora han sido las únicas utilizadas en la guerra (por los Estados Unidos en Japón durante la Segunda Guerra Mundial ).
• Las armas de fisión potenciadas aumentan el rendimiento más allá del diseño de implosión mediante el uso de pequeñas cantidades de combustible de fusión para mejorar la reacción en cadena de fisión. El impulso puede más que duplicar el rendimiento de energía de fisión del arma.
• Las armas termonucleares escalonadas son esencialmente arreglos de dos o más "etapas", generalmente dos. La primera etapa es normalmente un arma de fisión potenciada como la anterior (a excepción de las primeras armas termonucleares, que usaban un arma de fisión pura en su lugar). Su detonación hace que brille intensamente con radiación X, que ilumina e implosiona la segunda etapa llena de una gran cantidad de combustible de fusión. Esto pone en movimiento una secuencia de eventos que resulta en una quemadura termonuclear o de fusión. Este proceso ofrece rendimientos potenciales hasta cientos de veces mayores que los de las armas de fisión. ^[2]

Un cuarto tipo, las armas de fusión pura , son una posibilidad teórica. Tales armas producirían muchos menos subproductos radiactivos que los diseños actuales, aunque liberarían una gran cantidad de neutrones.

Históricamente, las armas de fisión pura han sido el primer tipo construido por nuevas potencias nucleares. Los grandes estados industriales con arsenales nucleares bien desarrollados tienen armas termonucleares de dos etapas, que son la opción más compacta, escalable y rentable una vez que se construyen la base técnica y la infraestructura industrial necesarias.

La mayoría de las innovaciones conocidas en el diseño de armas nucleares se originaron en los Estados Unidos, aunque algunas fueron desarrolladas posteriormente de forma independiente por otros estados. ^[3]

En las cuentas de noticias tempranos, las armas de fisión puras se llaman bombas atómicas o bombas atómicas y armas que implican la fusión se denominan bombas de hidrógeno o bombas de hidrógeno . Los médicos, sin embargo, favorecen los términos nuclear y termonuclear, respectivamente.

Armas nucleares
Fondo
Historia Guerra Diseño Pruebas Entrega Producir Efectos y megamuertes estimadas de las explosiones Invierno Trabajadores Ética Arsenales Carrera de armamentos Espionaje Proliferación Desarmamiento Terrorismo Oposición
Estados con armas nucleares
NPT reconocido en Estados Unidos Rusia Reino Unido Francia porcelana Otros India Israel  (no declarado) Pakistán Corea del Norte Antigua Sudáfrica Bielorrusia Kazajstán Ucrania
v t mi

Reacciones nucleares

La fisión nuclear separa o divide los átomos más pesados ​​para formar átomos más ligeros. La fusión nuclear combina átomos más ligeros para formar átomos más pesados. Ambas reacciones generan aproximadamente un millón de veces más energía que reacciones químicas comparables, lo que hace que las bombas nucleares sean un millón de veces más poderosas que las bombas no nucleares, que una patente francesa reclamó en mayo de 1939 ^[4].

De alguna manera, la fisión y la fusión son reacciones opuestas y complementarias, pero los detalles son únicos para cada una. Para comprender cómo se diseñan las armas nucleares, es útil conocer las importantes similitudes y diferencias entre la fisión y la fusión. La siguiente explicación utiliza números redondeados y aproximaciones. ^[5]

Fisión

Artículo principal: Fisión nuclear

Cuando un neutrón libre golpea el núcleo de un átomo fisible como el uranio-235 ( ²³⁵ U), el núcleo de uranio se divide en dos núcleos más pequeños llamados fragmentos de fisión, más más neutrones (para ²³⁵ U tres tan a menudo como dos; un promedio de 2,5 por fisión). La reacción en cadena de fisión en una masa supercrítica de combustible puede ser autosuficiente porque produce suficientes neutrones excedentes para compensar las pérdidas de neutrones que escapan del ensamblaje supercrítico. La mayoría de estos tienen la velocidad (energía cinética) necesaria para provocar nuevas fisiones en los núcleos de uranio vecinos.

El núcleo del U-235 se puede dividir de muchas formas, siempre que los números atómicos sumen 92 y las masas atómicas sumen 236 (uranio más el neutrón extra). La siguiente ecuación muestra una posible división, a saber, en estroncio-95 ( ⁹⁵ Sr), xenón-139 ( ¹³⁹ Xe) y dos neutrones (n), más energía: ^[6]

${\displaystyle \ {}^{235}\mathrm {U} +\mathrm {n} \longrightarrow {}^{95}\mathrm {Sr} +{}^{139}\mathrm {Xe} +2\ \mathrm {n} +180\ \mathrm {MeV} }$

La liberación inmediata de energía por átomo es de aproximadamente 180 millones de electronvoltios (MeV); es decir, 74 TJ / kg. Solo el 7% de esto es radiación gamma y energía cinética de neutrones de fisión. El 93% restante es energía cinética (o energía de movimiento) de los fragmentos de fisión cargados, que se alejan unos de otros y se repelen mutuamente por la carga positiva de sus protones (38 para el estroncio, 54 para el xenón). Esta energía cinética inicial es de 67 TJ / kg, lo que imparte una velocidad inicial de unos 12.000 kilómetros por segundo. La alta carga eléctrica de los fragmentos cargados causa muchas colisiones inelásticas de coulomb con núcleos cercanos, y estos fragmentos permanecen atrapados dentro del pozo fisible de la bomba y se manipulan.hasta que su movimiento se convierta en calor. Dada la velocidad de los fragmentos y el camino libre medio entre los núcleos en el conjunto de combustible comprimido (para el diseño de implosión), esto toma aproximadamente una millonésima de segundo (un microsegundo), momento en el cual el núcleo y la manipulación de la bomba se han expandido. plasmar varios metros de diámetro con una temperatura de decenas de millones de grados Celsius.

Esto es lo suficientemente caliente como para emitir radiación de cuerpo negro en el espectro de rayos X. Estos rayos X son absorbidos por el aire circundante, produciendo la bola de fuego y la explosión de una explosión nuclear.

La mayoría de los productos de fisión tienen demasiados neutrones para ser estables, por lo que son radiactivos por desintegración beta , convirtiendo los neutrones en protones al arrojar partículas beta (electrones) y rayos gamma. Sus vidas medias van desde milisegundos hasta unos 200.000 años. Muchos se desintegran en isótopos que son radiactivos en sí mismos, por lo que es posible que se requieran de 1 a 6 (promedio 3) desintegraciones para alcanzar la estabilidad. ^[7] En los reactores, los productos radiactivos son los residuos nucleares en el combustible gastado. En las bombas, se convierten en lluvia radiactiva, tanto local como global.

Mientras tanto, dentro de la bomba que explota, los neutrones libres liberados por la fisión se llevan alrededor del 3% de la energía de fisión inicial. La energía cinética de los neutrones se suma a la energía de explosión de una bomba, pero no tan eficazmente como la energía de los fragmentos cargados, ya que los neutrones no ceden su energía cinética tan rápidamente en colisiones con núcleos o electrones cargados. La contribución dominante de los neutrones de fisión al poder de la bomba es el inicio de las subsiguientes fisiones. Más de la mitad de los neutrones escapan del núcleo de la bomba, pero el resto ataca ²³⁵U núcleos que los hacen fisión en una reacción en cadena de crecimiento exponencial (1, 2, 4, 8, 16, etc.). A partir de un átomo, el número de fisiones teóricamente puede duplicarse cien veces en un microsegundo, lo que podría consumir todo el uranio o plutonio hasta cientos de toneladas por centésimo eslabón de la cadena. Normalmente, en un arma moderna, el pozo del arma contiene 3,5 a 4,5 kilogramos (7,7 a 9,9 libras) de plutonio y en la detonación produce aproximadamente de 5 a 10 kilotoneladas de TNT (21 a 42 TJ) de rendimiento, lo que representa la fisión de aproximadamente 0,5 kilogramos (1,1 lb) de plutonio. ^{[8] [9]}

Los materiales que pueden sostener una reacción en cadena se denominan fisionables . Los dos materiales fisibles utilizados en las armas nucleares son: ²³⁵ U, también conocido como uranio altamente enriquecido (HEU), oralloy (Oy) que significa Oak Ridge Alloy, o 25 (los últimos dígitos del número atómico, que es 92 para el uranio, y el peso atómico, aquí 235, respectivamente); y ²³⁹ Pu, también conocido como plutonio, o 49 (de 94 y 239). ^{[ cita requerida ]}

El isótopo más común de uranio, ²³⁸ U, es fisionable pero no fisionable, lo que significa que no puede sostener una reacción en cadena porque sus neutrones de fisión hijos no son (en promedio) lo suficientemente energéticos como para causar fisiones de ²³⁸ U subsiguientes. Sin embargo, los neutrones liberados por la fusión de los isótopos de hidrógeno pesados deuterio y tritio producirán una fisión de ²³⁸ U. Esta reacción de fisión de ²³⁸ U en la cubierta exterior del conjunto secundario de una bomba termonuclear de dos etapas produce, con mucho, la mayor fracción de la energía de la bomba. rendimiento, así como la mayoría de sus desechos radiactivos.

Para las potencias nacionales que participan en una carrera de armamentos nucleares, este hecho de la capacidad de ²³⁸ U para realizar una fisión rápida a partir del bombardeo de neutrones termonucleares es de vital importancia. La abundancia y el bajo costo del combustible de fusión seco a granel (deuteruro de litio) y el ²³⁸ U (un subproducto del enriquecimiento de uranio) permiten la producción económica de arsenales nucleares muy grandes, en comparación con las armas de fisión puras que requieren los costosos combustibles ²³⁵ U o ²³⁹ Pu.

Fusión

Artículo principal: Fusión nuclear

La fusión produce neutrones que disipan energía de la reacción. ^[10] En las armas, la reacción de fusión más importante se llama reacción DT. Usando el calor y la presión de la fisión, hidrógeno-2 o deuterio ( ² D), se fusiona con hidrógeno-3 o tritio ( ³ T), para formar helio-4 ( ⁴ He) más un neutrón (n) y energía: ^[11]

${\displaystyle {}^{2}\mathrm {D} +{}^{3}\mathrm {T} \longrightarrow {}^{4}\mathrm {He} +n+17.6\ \mathrm {MeV} }$

La producción total de energía, 17,6 MeV, es una décima parte de la de la fisión, pero los ingredientes son solo una quincuagésima parte de la masa, por lo que la producción de energía por unidad de masa es aproximadamente cinco veces mayor. En esta reacción de fusión, 14 de los 17,6 MeV (80% de la energía liberada en la reacción) aparecen como la energía cinética del neutrón, que, al no tener carga eléctrica y ser casi tan masivo como los núcleos de hidrógeno que lo crearon, puede escapar de la escena sin dejar atrás su energía para ayudar a sostener la reacción, o para generar rayos X para explosión y fuego. ^{[ cita requerida ]}

La única forma práctica de capturar la mayor parte de la energía de fusión es atrapar los neutrones dentro de una botella masiva de material pesado como plomo, uranio o plutonio. Si el neutrón de 14 MeV es capturado por uranio (de cualquiera de los isótopos; 14 MeV es lo suficientemente alto para fisión de ²³⁵ U y ²³⁸ U) o plutonio, el resultado es la fisión y la liberación de 180 MeV de energía de fisión, multiplicando por diez la producción de energía. . ^{[ cita requerida ]}

Para el uso de armas, la fisión es necesaria para iniciar la fusión, ayuda a mantener la fusión y captura y multiplica la energía transportada por los neutrones de fusión. En el caso de una bomba de neutrones (ver más abajo), el factor mencionado en último lugar no se aplica, ya que el objetivo es facilitar el escape de neutrones, en lugar de utilizarlos para aumentar la potencia bruta del arma. ^{[ cita requerida ]}

Producción de tritio

Una reacción nuclear esencial es la que crea tritio o hidrógeno-3. El tritio se emplea de dos formas. En primer lugar, se produce gas tritio puro para colocarlo dentro de los núcleos de los dispositivos de fisión reforzada con el fin de aumentar su rendimiento energético. Esto es especialmente cierto para las primarias de fisión de las armas termonucleares. La segunda forma es indirecta y aprovecha el hecho de que los neutrones emitidos por una "bujía" de fisión supercrítica en el ensamblaje secundario de una bomba termonuclear de dos etapas producirán tritio in situ cuando estos neutrones chocan con los núcleos de litio en el suministro de combustible de deuteruro de litio de la bomba.

El tritio gaseoso elemental para las primarias de fisión también se produce bombardeando litio-6 ( ⁶ Li) con neutrones (n), solo en un reactor nuclear. Este bombardeo de neutrones hará que el núcleo de litio-6 se divida, produciendo una partícula alfa, o helio -4 ( ⁴ He), más un tritón ( ³ T) y energía: ^[11]

${\displaystyle {}^{6}\mathrm {Li} +n\longrightarrow {}^{4}\mathrm {He} +{}^{3}\mathrm {T} +5\ \mathrm {MeV} }$

Los neutrones son suministrados por el reactor nuclear de una manera similar a la producción de plutonio ²³⁹ Pu a partir de materia prima ²³⁸ U: las varillas objetivo de la materia prima de ⁶ Li se disponen alrededor de un núcleo alimentado con uranio y se retiran para su procesamiento una vez que se ha calculado que la mayoría de los núcleos de litio se han transmutado en tritio.

De los cuatro tipos básicos de armas nucleares, el primero, la fisión pura, utiliza la primera de las tres reacciones nucleares anteriores. La segunda, la fisión impulsada por la fusión, utiliza las dos primeras. El tercero, termonuclear de dos etapas, utiliza los tres.

Armas de fisión pura

La primera tarea del diseño de un arma nuclear es ensamblar rápidamente una masa supercrítica de uranio o plutonio fisible (grado de armamento). Una masa supercrítica es aquella en la que el porcentaje de neutrones producidos por la fisión capturados por otros núcleos fisionables vecinos es lo suficientemente grande como para que cada evento de fisión, en promedio, cause más de un evento de fisión subsiguiente. Los neutrones liberados por los primeros eventos de fisión inducen eventos de fisión posteriores a una tasa de aceleración exponencial. Cada fisión subsiguiente continúa una secuencia de estas reacciones que se abre camino a través de la masa supercrítica de núcleos de combustible. Este proceso se concibe y describe coloquialmente como la reacción en cadena nuclear .

Para iniciar la reacción en cadena en un ensamblaje supercrítico, se debe inyectar al menos un neutrón libre y colisionar con un núcleo de combustible fisible. El neutrón se une al núcleo (técnicamente un evento de fusión) y desestabiliza el núcleo, que explota en dos fragmentos nucleares de peso medio (por la ruptura de la fuerza nuclear fuerteque mantienen juntos los protones mutuamente repulsivos), más dos o tres neutrones libres. Éstos se alejan y chocan con los núcleos de combustible vecinos. Este proceso se repite una y otra vez hasta que el conjunto de combustible se vuelve subcrítico (debido a la expansión térmica), después de lo cual la reacción en cadena se apaga porque los neutrones hijos ya no pueden encontrar nuevos núcleos de combustible para golpear antes de escapar de la masa de combustible menos densa. Cada evento de fisión siguiente en la cadena duplica aproximadamente la población de neutrones (neto, después de pérdidas debido a que algunos neutrones escapan de la masa de combustible y otros que chocan con cualquier núcleo de impureza no combustible presente).

Para el método de montaje de la pistola (ver más abajo) de formación de masa supercrítica, se puede confiar en el propio combustible para iniciar la reacción en cadena. Esto se debe a que incluso el mejor uranio apto para armas contiene un número significativo de ²³⁸ U núcleos. Estos son susceptibles a eventos de fisión espontáneos , que ocurren de manera aleatoria aunque probabilística (es un fenómeno de mecánica cuántica). Debido a que en una masa crítica ensamblada con pistola, el suministro de combustible no se comprime, el diseño solo necesita garantizar que la masa subcrítica del "proyectil" permanezca firmemente unida a la otra el tiempo suficiente para que un ²³⁸Es seguro que se producirá una fisión espontánea mientras el arma se encuentre cerca del objetivo de la bomba. Esto no es difícil de arreglar, ya que se necesitan uno o dos segundos en una masa de combustible de tamaño típico para que esto ocurra. (Aún así, muchas de estas bombas destinadas a ser lanzadas por aire (bomba de gravedad, proyectil de artillería o cohete) utilizan neutrones inyectados para obtener un control más preciso sobre la altitud exacta de detonación, importante para la efectividad destructiva de las ráfagas de aire).

Esta condición de fisión espontánea destaca la necesidad de reunir la masa supercrítica de combustible muy rápidamente. El tiempo requerido para lograr esto se denomina tiempo crítico de inserción del arma . Si la fisión espontánea ocurriera cuando la masa supercrítica estuviera solo parcialmente ensamblada, la reacción en cadena comenzaría prematuramente. Las pérdidas de neutrones a través del vacío entre las dos masas subcríticas (ensamblaje de la pistola) o los vacíos entre los núcleos de combustible no completamente comprimidos (ensamblaje de implosión) minarían la bomba del número de eventos de fisión necesarios para lograr el rendimiento total del diseño. Además, el calor resultante de las fisiones que ocurren actuaría en contra del ensamblaje continuo de la masa supercrítica, debido a la expansión térmica del combustible. Este fallo se llama predetonación.. Los ingenieros de bombas y los usuarios de armas llamarían a la explosión resultante una "evasión". La alta tasa de fisión espontánea del plutonio hace que el combustible de uranio sea una necesidad para las bombas ensambladas con cañones, con su tiempo de inserción mucho mayor y una masa de combustible mucho mayor requerida (debido a la falta de compresión del combustible).

Existe otra fuente de neutrones libres que puede estropear una explosión de fisión. Todos los núcleos de uranio y plutonio tienen un modo de desintegración que da como resultado partículas alfa energéticas . Si la masa de combustible contiene elementos de impureza de bajo número atómico (Z), estos alfas cargados pueden penetrar la barrera de culombio de estos núcleos de impurezas y experimentar una reacción que produce un neutrón libre. La tasa de emisión alfa de los núcleos fisionables es un millón o dos millones de veces mayor que la de la fisión espontánea, por lo que los ingenieros de armas tienen cuidado de usar combustible de alta pureza.

Las armas de fisión utilizadas en las proximidades de otras explosiones nucleares deben protegerse de la intrusión de neutrones libres del exterior. Sin embargo, tal material de protección casi siempre será penetrado si el flujo de neutrones exterior es lo suficientemente intenso. Cuando un arma falla o se apaga debido a los efectos de otras detonaciones nucleares, se denomina fratricidio nuclear .

Para el diseño ensamblado por implosión, una vez que la masa crítica se ensambla a la densidad máxima, se debe suministrar una ráfaga de neutrones para iniciar la reacción en cadena. Las primeras armas usaban un generador de neutrones modulado con nombre en código " Urchin " dentro del pozo que contenía polonio -210 y berilio separados por una delgada barrera. La implosión del pozo aplastó el generador de neutrones, mezclando los dos metales, permitiendo así que las partículas alfa del polonio interactúen con el berilio para producir neutrones libres. En las armas modernas, el generador de neutrones es un tubo de vacío de alto voltaje que contiene un acelerador de partículas que bombardea un objetivo de deuterio / tritio-hidruro metálico con iones de deuterio y tritio.. La fusión resultante a pequeña escala produce neutrones en un lugar protegido fuera del paquete de física, desde donde penetran en el pozo. Este método permite una mejor sincronización de los primeros eventos de fisión en la reacción en cadena, que de manera óptima deberían ocurrir en el punto de máxima compresión / supercriticidad. El momento de la inyección de neutrones es un parámetro más importante que el número de neutrones inyectados: las primeras generaciones de la reacción en cadena son mucho más efectivas debido a la función exponencial por la cual evoluciona la multiplicación de neutrones.

La masa crítica de una esfera sin comprimir de metal desnudo es de 50 kg (110 lb) para el uranio-235 y de 16 kg (35 lb) para el plutonio-239 en fase delta. En aplicaciones prácticas, la cantidad de material requerida para la criticidad se modifica por la forma, la pureza, la densidad y la proximidad al material que refleja los neutrones , todo lo cual afecta el escape o la captura de neutrones.

Para evitar una reacción en cadena prematura durante la manipulación, el material fisionable del arma debe mantenerse subcrítico. Puede constar de uno o más componentes que contengan menos de una masa crítica sin comprimir cada uno. Una cáscara hueca delgada puede tener más que la masa crítica de la esfera desnuda, al igual que un cilindro, que puede ser arbitrariamente largo sin llegar nunca a la criticidad. Otro método para reducir el riesgo de criticidad es incorporar material con una gran sección transversal para la captura de neutrones, como el boro (específicamente ¹⁰B que comprende un 10% de boro natural). Naturalmente, este absorbedor de neutrones debe retirarse antes de detonar el arma. Esto es fácil para una bomba armada con pistola: la masa del proyectil simplemente fuerza al absorbedor a salir del vacío entre las dos masas subcríticas por la fuerza de su movimiento (que es necesariamente rápido).

El uso de plutonio afecta el diseño de armas debido a su alta tasa de emisión alfa. Esto da como resultado que el metal Pu produzca espontáneamente un calor significativo; una masa de 5 kilogramos produce 9,68 vatios de potencia térmica. Tal pieza se sentiría caliente al tacto, lo cual no es un problema si ese calor se disipa rápidamente y no se permite que aumente la temperatura. Pero este es un problema dentro de una bomba nuclear. Por esta razón, las bombas que usan combustible de Pu usan partes de aluminio para absorber el exceso de calor, y esto complica el diseño de la bomba porque el Al no juega un papel activo en los procesos de explosión.

Un sabotaje es una capa opcional de material denso que rodea el material fisible. Debido a su inercia , retrasa la expansión térmica de la masa de combustible de fisión, manteniéndola supercrítica durante más tiempo. A menudo, la misma capa sirve tanto de manipulación como de reflector de neutrones.

Arma de montaje tipo pistola

Diagrama de un arma de fisión tipo pistola

Artículo principal: Arma de fisión tipo pistola

Little Boy , la bomba de Hiroshima, usó 64 kg (141 lb) de uranio con un enriquecimiento promedio de alrededor del 80%, o 51 kg (112 lb) de U-235, casi la masa crítica del metal desnudo. (Consulte el artículo de Little Boy para ver un dibujo detallado). Cuando se ensambló dentro de su sabotaje / reflector de carburo de tungsteno , los 64 kg (141 lb) tenían más del doble de masa crítica. Antes de la detonación, el uranio-235 se formó en dos piezas subcríticas, una de las cuales se disparó más tarde con el cañón de una pistola para unirse a la otra, iniciando la explosión nuclear. El análisis muestra que menos del 2% de la masa de uranio sufrió fisión; ^[12] el resto, que representa la mayor parte de la producción total durante la guerra de las fábricas gigantes Y-12 en Oak Ridge, se dispersó inútilmente.^[13]

La ineficiencia se debió a la velocidad con la que el uranio de fisión sin comprimir se expandió y se volvió subcrítico en virtud de la disminución de la densidad. A pesar de su ineficacia, este diseño, debido a su forma, fue adaptado para su uso en proyectiles de artillería cilíndricos de pequeño diámetro (una ojiva tipo pistola disparada desde el cañón de un arma mucho más grande). Tales ojivas fueron desplegadas por Estados Unidos hasta 1992, representando una fracción significativa del U-235 en el arsenal ^{[ cita requerida ]} , y fueron algunas de las primeras armas desmanteladas para cumplir con los tratados que limitan el número de ojivas. ^{[ cita requerida ]}El fundamento de esta decisión fue sin duda una combinación del menor rendimiento y los graves problemas de seguridad asociados con el diseño tipo pistola. ^{[ cita requerida ]}

Arma de tipo implosión

Tanto para el dispositivo Trinity como para el Fat Man , la bomba de Nagasaki, se utilizaron diseños de fisión de plutonio mediante implosión casi idénticos. El dispositivo Fat Man usó específicamente 6.2 kg (14 libras), aproximadamente 350 ml o 12 onzas líquidas estadounidenses en volumen, de Pu-239 , que es solo el 41% de la masa crítica de la esfera desnuda. (Consulte el artículo de Fat Man para obtener un dibujo detallado). Rodeado por un U-238reflector / sabotaje, el pozo del Fat Man se acercó a la masa crítica por las propiedades reflectoras de neutrones del U-238. Durante la detonación, la criticidad se logró por implosión. El pozo de plutonio se apretó para aumentar su densidad mediante la detonación simultánea, como con la detonación de prueba "Trinity" tres semanas antes, de los explosivos convencionales colocados uniformemente alrededor del pozo. Los explosivos fueron detonados por múltiples detonadores de alambre de puente que explotaron . Se estima que solo alrededor del 20% del plutonio se sometió a fisión; el resto, unos 5 kg (11 lb), se esparció.

Imágenes de rayos X con flash de las ondas de choque convergentes formadas durante una prueba del sistema de lentes de alto explosivo.

Una onda de choque de implosión puede ser de tan corta duración que solo una parte del pozo se comprime en cualquier momento cuando la onda pasa a través de él. Para evitar esto, es posible que se necesite una carcasa de empuje. El empujador está ubicado entre la lente explosiva y el sabotaje. Funciona reflejando parte de la onda de choque hacia atrás, lo que tiene el efecto de alargar su duración. Está hecho de un metal de baja densidad , como aluminio , berilio o una aleación de los dos metales (el aluminio es más fácil y seguro de moldear, y es dos órdenes de magnitud más barato; el berilio tiene una alta capacidad de reflexión de neutrones). Fat Man usó un empujador de aluminio.

La serie de pruebas del Experimento RaLa de conceptos de diseño de armas de fisión de tipo implosión, llevadas a cabo desde julio de 1944 hasta febrero de 1945 en el Laboratorio de Los Alamos y un sitio remoto a 14.3 km (9 millas) al este en Bayo Canyon, demostró la practicidad del diseño de implosión para un dispositivo de fisión, con las pruebas de febrero de 1945 que determinaron positivamente su usabilidad para el diseño final de implosión de plutonio Trinity / Fat Man. ^[14]

La clave para la mayor eficiencia de Fat Man fue el impulso interno del enorme sabotaje U-238. (El manipulador de uranio natural no sufrió fisión de neutrones térmicos, pero contribuyó quizás con el 20% del rendimiento total de la fisión por neutrones rápidos). Una vez que comenzó la reacción en cadena en el plutonio, el impulso de la implosión tuvo que revertirse antes de que la expansión pudiera detener la fisión. Manteniendo todo junto durante unos cientos de nanosegundos más, se incrementó la eficiencia.

Pozo de plutonio

Artículo principal: Pit (arma nuclear)

El núcleo de un arma de implosión, el material fisionable y cualquier reflector o manipulador adherido a él, se conoce como pozo . Algunas armas probadas durante la década de 1950 utilizaron pozos hechos con U-235 solo, o en compuestos con plutonio , ^[15] pero los hoyos de plutonio son los más pequeños en diámetro y han sido el estándar desde principios de la década de 1960. ^{[ cita requerida ]}

Fundir y luego mecanizar plutonio es difícil no solo por su toxicidad, sino también porque el plutonio tiene muchas fases metálicas diferentes . A medida que el plutonio se enfría, los cambios de fase provocan distorsión y agrietamiento. Esta distorsión normalmente se supera aleándolo con 30-35 mMol (0,9-1,0% en peso) de galio , formando una aleación de plutonio-galio , que hace que tome su fase delta en un amplio rango de temperaturas. ^[16] Cuando se enfría desde fundido, solo tiene un cambio de fase única, de épsilon a delta, en lugar de los cuatro cambios por los que pasaría de otro modo. Otros metales trivalentes también funcionarían, pero el galio tiene una pequeña sección transversal de absorción de neutrones.y ayuda a proteger el plutonio contra la corrosión . Un inconveniente es que los compuestos de galio son corrosivos y, por lo tanto, si el plutonio se recupera de armas desmanteladas para convertirlo en dióxido de plutonio para reactores de potencia , existe la dificultad de eliminar el galio. ^{[ cita requerida ]}

Debido a que el plutonio es químicamente reactivo, es común recubrir el pozo completo con una capa delgada de metal inerte, lo que también reduce el peligro tóxico. ^[17] El artilugio utilizaba un baño de plata galvánica; posteriormente, se utilizó níquel depositado a partir de vapores de níquel tetracarbonilo , ^[17] se prefirió el oro durante muchos años. ^{[ cita requerida ]} Los diseños recientes mejoran la seguridad al recubrir las fosas con vanadio para hacerlas más resistentes al fuego. ^{[ cita requerida ]}

Implosión de pozo levitado

La primera mejora en el diseño de Fat Man fue poner un espacio de aire entre el pisón y el pozo para crear un impacto de martillo contra clavo. Se dijo que el pozo, apoyado en un cono hueco dentro de la cavidad del pisón, estaba levitando. Las tres pruebas de la Operación Sandstone , en 1948, utilizaron diseños de Fat Man con pozos levitados. El mayor rendimiento fue de 49 kilotones, más del doble del rendimiento del Fat Man sin levitación. ^[18]

Inmediatamente quedó claro que la implosión era el mejor diseño para un arma de fisión. Su único inconveniente parecía ser su diámetro. Fat Man medía 1,5 metros (5 pies) de ancho frente a 61 centímetros (2 pies) de Little Boy.

El pozo Pu-239 de Fat Man tenía solo 9.1 centímetros (3.6 pulgadas) de diámetro, el tamaño de una pelota de béisbol. La mayor parte de la circunferencia de Fat Man fue el mecanismo de implosión, es decir, capas concéntricas de U-238, aluminio y explosivos de alta potencia. La clave para reducir esa circunferencia fue el diseño de implosión de dos puntos. ^{[ cita requerida ]}

Implosión lineal de dos puntos

En la implosión lineal de dos puntos, el combustible nuclear se moldea en forma sólida y se coloca dentro del centro de un cilindro de alto explosivo. Los detonadores se colocan en cada extremo del cilindro explosivo, y un inserto en forma de placa, o moldeador , se coloca en el explosivo justo dentro de los detonadores. Cuando se disparan los detonadores, la detonación inicial queda atrapada entre el moldeador y el extremo del cilindro, lo que hace que viaje hacia los bordes del moldeador donde se difracta alrededor de los bordes hacia la masa principal de explosivo. Esto hace que la detonación forme un anillo que procede hacia adentro desde el modelador. ^[19]

Debido a la falta de un sabotaje o lentes para dar forma a la progresión, la detonación no llega al pozo en forma esférica. Para producir la implosión esférica deseada, el propio material fisionable se moldea para producir el mismo efecto. Debido a la física de la propagación de la onda de choque dentro de la masa explosiva, esto requiere que el pozo tenga una forma oblonga, aproximadamente en forma de huevo. La onda de choque llega primero al pozo en sus puntas, empujándolas hacia adentro y haciendo que la masa se vuelva esférica. El choque también puede cambiar el plutonio de la fase delta a la fase alfa, aumentando su densidad en un 23%, pero sin el impulso interno de una verdadera implosión. ^{[ cita requerida ]}

La falta de compresión hace que estos diseños sean ineficientes, pero la simplicidad y el pequeño diámetro lo hacen adecuado para su uso en proyectiles de artillería y municiones de demolición atómica (ADM), también conocidas como armas nucleares de mochila o maleta ; un ejemplo es el proyectil de artillería W48 , el arma nuclear más pequeña jamás construida o desplegada. Todas estas armas de campo de batalla de bajo rendimiento, ya sean diseños tipo pistola U-235 o diseños Pu-239 de implosión lineal, pagan un alto precio en material fisionable para lograr diámetros entre seis y diez pulgadas (15 y 25 cm). ^{[ cita requerida ]}

Lista de armas de implosión lineal de EE. UU.

Artillería ^{[ cita requerida ]}

• W48 (1963-1992)
• W74 (cancelado)
• W75 (cancelado)
• W79 Mod 1 (1976–1992)
• W82 Mod 1 (cancelado)

Implosión de pozo hueco

Un sistema de implosión más eficiente utiliza un pozo hueco. ^{[ cita requerida ]}

Un pozo de plutonio hueco fue el plan original para la bomba Fat Man de 1945, pero no hubo tiempo suficiente para desarrollar y probar el sistema de implosión. Un diseño de pozo sólido más simple se consideró más confiable, dadas las limitaciones de tiempo, pero requería un pisón pesado U-238, un empujador de aluminio grueso y tres toneladas de explosivos de alta potencia. ^{[ cita requerida ]}

Después de la guerra, se reavivó el interés por el diseño del pozo hueco. Su ventaja obvia es que una cáscara hueca de plutonio, deformada por impacto y empujada hacia adentro hacia su centro vacío, llevaría impulso a su violento ensamblaje como una esfera sólida. Sería auto-apisonador, requiriendo un pisón U-238 más pequeño, sin empujador de aluminio y menos explosivo. ^{[ cita requerida ]}

Armas de fisión potenciadas por fusión

Artículo principal: arma de fisión potenciada

El siguiente paso en la miniaturización fue acelerar la fisión del pozo para reducir el tiempo mínimo de confinamiento inercial. Esto permitiría la fisión eficiente del combustible con menos masa en forma de manipulación o el propio combustible. La clave para lograr una fisión más rápida sería introducir más neutrones y, entre las muchas formas de hacerlo, agregar una reacción de fusión fue relativamente fácil en el caso de un pozo hueco. ^{[ cita requerida ]}

La reacción de fusión más fácil de lograr se encuentra en una mezcla 50-50 de tritio y deuterio. ^[20] Para los experimentos de energía de fusión, esta mezcla debe mantenerse a altas temperaturas durante períodos de tiempo relativamente prolongados para que la reacción sea eficaz. Sin embargo, para uso explosivo, el objetivo no es producir una fusión eficiente, sino simplemente proporcionar neutrones adicionales al principio del proceso. ^{[ cita requerida ]}Dado que una explosión nuclear es supercrítica, los neutrones adicionales se multiplicarán por la reacción en cadena, por lo que incluso pequeñas cantidades introducidas temprano pueden tener un gran efecto en el resultado final. Por esta razón, incluso las presiones y tiempos de compresión relativamente bajos (en términos de fusión) que se encuentran en el centro de una ojiva de pozo hueco son suficientes para crear el efecto deseado. ^{[ cita requerida ]}

En el diseño reforzado, el combustible de fusión en forma de gas se bombea al pozo durante el armado. Este se fusionará en helio y liberará neutrones libres poco después de que comience la fisión. ^[21] Los neutrones iniciarán una gran cantidad de nuevas reacciones en cadena mientras el pozo sigue siendo crítico o casi crítico. Una vez que se perfecciona el pozo hueco, hay pocas razones para no aumentar; el deuterio y el tritio se producen fácilmente en las pequeñas cantidades necesarias y los aspectos técnicos son triviales. ^[20]

El concepto de fisión impulsada por fusión se probó por primera vez el 25 de mayo de 1951, en la toma del artículo de la Operación Greenhouse , Eniwetok , con un rendimiento de 45,5 kilotones. ^{[ cita requerida ]}

El impulso reduce el diámetro de tres maneras, todo como resultado de una fisión más rápida:

• Dado que el pozo comprimido no necesita mantenerse unido tanto tiempo, el enorme pisón U-238 se puede reemplazar por una capa de berilio liviano (para reflejar los neutrones que escapan de regreso al pozo). El diámetro se reduce. ^{[ cita requerida ]}
• La masa del pozo se puede reducir a la mitad, sin reducir el rendimiento. El diámetro se reduce de nuevo. ^{[ cita requerida ]}
• Dado que la masa del metal que se está implosionando (pisón más pozo) se reduce, se necesita una carga más pequeña de alto explosivo, reduciendo aún más el diámetro. ^{[ cita requerida ]}

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El primer dispositivo cuyas dimensiones sugieren el empleo de todas estas características (implosión de dos puntos, pozo hueco, impulsada por fusión) fue el dispositivo Swan . Tenía una forma cilíndrica con un diámetro de 11,6 pulgadas (29 cm) y una longitud de 22,8 pulgadas (58 cm). ^{[ cita requerida ]}

Primero se probó de forma independiente y luego como el principal de un dispositivo termonuclear de dos etapas durante la Operación Redwing . Fue convertido en arma como la primaria Robin y se convirtió en la primera primaria multiusos lista para usar y el prototipo de todo lo que siguió. ^{[ cita requerida ]}

Después del éxito de Swan, 11 o 12 pulgadas (28 o 30 cm) parecían convertirse en el diámetro estándar de los dispositivos reforzados de una sola etapa probados durante la década de 1950. ^{[ cita requerida ] La} longitud era generalmente el doble del diámetro, pero uno de esos dispositivos, que se convirtió en la ojiva W54 , estaba más cerca de una esfera, de solo 15 pulgadas (38 cm) de largo.

Una de las aplicaciones del W54 fue el proyectil de rifle sin retroceso Davy Crockett XM-388 . Tenía una dimensión de solo 11 pulgadas (28 cm) y se muestra aquí en comparación con su predecesor Fat Man (60 pulgadas (150 cm)).

Otro beneficio de la potenciación, además de hacer que las armas sean más pequeñas, más livianas y con menos material fisionable para un rendimiento determinado, es que hace que las armas sean inmunes a la predetonación. ^{[ cita requerida ]} Se descubrió a mediados de la década de 1950 que los pozos de plutonio serían particularmente susceptibles a la predetonación parcial si se exponían a la intensa radiación de una explosión nuclear cercana (la electrónica también podría dañarse, pero este era un problema aparte). ^{[ cita requerida ]} RI era un problema particular antes de que el radar de alerta temprana fuera eficazsistemas porque un primer ataque podría inutilizar las armas de represalia. El impulso reduce la cantidad de plutonio necesaria en un arma por debajo de la cantidad que sería vulnerable a este efecto. ^{[ cita requerida ]}

Armas termonucleares de dos etapas

Artículo principal: arma termonuclear

Se pueden fabricar armas de fisión pura o de fisión impulsadas por fusión para producir cientos de kilotones, a un gran costo en material fisionable y tritio, pero, con mucho, la forma más eficiente de aumentar el rendimiento de las armas nucleares más allá de los diez kilotones es agregar una segunda etapa independiente. , llamado secundario. ^{[ cita requerida ]}

Ivy Mike , la primera detonación termonuclear de dos etapas, 10,4 megatones, 1 de noviembre de 1952.

En la década de 1940, los diseñadores de bombas en Los Álamos pensaron que la secundaria sería un bote de deuterio en forma licuada o hidruro. La reacción de fusión sería DD, más difícil de lograr que DT, pero más asequible. Una bomba de fisión en un extremo comprimiría y calentaría el extremo cercano, y la fusión se propagaría a través del recipiente hasta el extremo lejano. Las simulaciones matemáticas demostraron que no funcionaría, incluso con grandes cantidades de costoso tritio agregado. ^{[ cita requerida ]}

Todo el bote de combustible de fusión necesitaría estar envuelto por energía de fisión, tanto para comprimirlo como para calentarlo, como ocurre con la carga de refuerzo en un primario reforzado. El gran avance en el diseño se produjo en enero de 1951, cuando Edward Teller y Stanislaw Ulam inventaron la implosión por radiación, durante casi tres décadas conocida públicamente solo como el secreto de la bomba H Teller-Ulam . ^{[22] [23]}

El concepto de implosión por radiación se probó por primera vez el 9 de mayo de 1951, en la toma de George de la Operación Greenhouse , Eniwetok, con un rendimiento de 225 kilotones. La primera prueba completa fue el 1 de noviembre de 1952, la toma de Mike de Operation Ivy , Eniwetok, produjo 10,4 megatones. ^{[ cita requerida ]}

En la implosión por radiación, el estallido de energía de rayos X proveniente de un primario que explota es capturado y contenido dentro de un canal de radiación de paredes opacas que rodea los componentes de energía nuclear del secundario. La radiación convierte rápidamente la espuma plástica que había estado llenando el canal en un plasma que es en su mayor parte transparente a los rayos X, y la radiación se absorbe en las capas más externas del empujador / manipulador que rodea al secundario, que ablaciona y aplica una fuerza masiva. ^[24](muy parecido a un motor de cohete de adentro hacia afuera), lo que hace que la cápsula de combustible de fusión implosione de manera similar al pozo de la primaria. Cuando el secundario implosiona, una "bujía" fisible en su centro se enciende y proporciona neutrones y calor que permiten que el combustible de fusión de deuteruro de litio produzca tritio y también se encienda. Las reacciones en cadena de fisión y fusión intercambian neutrones entre sí y aumentan la eficiencia de ambas reacciones. La mayor fuerza implosiva, la eficiencia mejorada de la "bujía" fisible debido al impulso a través de neutrones de fusión y la explosión de fusión en sí proporcionan un rendimiento explosivo significativamente mayor del secundario a pesar de que a menudo no es mucho mayor que el primario. ^{[ cita requerida ]}

Secuencia de disparo del mecanismo de ablación.

1. Ojiva antes de disparar. Las esferas anidadas en la parte superior son las primarias de fisión; los cilindros de abajo son el dispositivo secundario de fusión.
2. Los explosivos de la primaria de fisión detonaron y colapsaron el pozo fisible de la primaria .
3. La reacción de fisión del primario se ha completado, y el primario está ahora a varios millones de grados e irradia rayos gamma y X duros, calentando el interior del hohlraum , el escudo y la manipulación del secundario.
4. La reacción de la primaria ha terminado y se ha expandido. La superficie del empujador del secundario ahora está tan caliente que también se está ablando o expandiendo, empujando el resto del secundario (sabotaje, combustible de fusión y bujía fisionable) hacia adentro. La bujía comienza a fisionarse. No representado: el caso de radiación también se está ablando y expandiéndose hacia afuera (omitido para mayor claridad del diagrama).
5. El combustible del secundario ha iniciado la reacción de fusión y pronto se consumirá. Empieza a formarse una bola de fuego.

Por ejemplo, para la prueba Redwing Mohawk del 3 de julio de 1956, se adjuntó una secundaria llamada Flauta a la primaria Swan. La flauta tenía 15 pulgadas (38 cm) de diámetro y 23,4 pulgadas (59 cm) de largo, aproximadamente el tamaño del cisne. Pero pesaba diez veces más y producía 24 veces más energía (355 kilotones, frente a 15 kilotones). ^{[ cita requerida ]}

Es igualmente importante que los ingredientes activos de la flauta probablemente no cuesten más que los del cisne. La mayor parte de la fisión provino del barato U-238, y el tritio se fabricó en su lugar durante la explosión. Solo la bujía en el eje del secundario necesitaba ser fisionable. ^{[ cita requerida ]}

Un secundario esférico puede lograr densidades de implosión más altas que un secundario cilíndrico, porque la implosión esférica empuja desde todas las direcciones hacia el mismo punto. Sin embargo, en ojivas que producen más de un megatón, el diámetro de un secundario esférico sería demasiado grande para la mayoría de las aplicaciones. En tales casos, es necesario un secundario cilíndrico. Los pequeños vehículos de reentrada en forma de cono en misiles balísticos de ojivas múltiples después de 1970 tendían a tener ojivas con secundarios esféricos y rendimientos de unos pocos cientos de kilotones. ^{[ cita requerida ]}

Al igual que con el impulso, las ventajas del diseño termonuclear de dos etapas son tan grandes que hay pocos incentivos para no usarlo, una vez que una nación ha dominado la tecnología. ^{[ cita requerida ]}

En términos de ingeniería, la implosión por radiación permite la explotación de varias características conocidas de los materiales de las bombas nucleares que hasta ahora habían eludido la aplicación práctica. Por ejemplo:

• La forma óptima de almacenar deuterio en un estado razonablemente denso es unirlo químicamente con litio, como deuteruro de litio. Pero el isótopo de litio-6 también es la materia prima para la producción de tritio, y una bomba que explota es un reactor nuclear. La implosión por radiación mantendrá todo junto el tiempo suficiente para permitir la conversión completa del litio-6 en tritio, mientras la bomba explota. Por lo tanto, el agente de unión para el deuterio permite el uso de la reacción de fusión DT sin que se almacene tritio prefabricado en el secundario. La restricción de la producción de tritio desaparece. ^{[ cita requerida ]}
• Para que el secundario implosione por el plasma caliente inducido por radiación que lo rodea, debe permanecer frío durante el primer microsegundo, es decir, debe estar encerrado en un escudo de radiación (calor) masivo. La masividad del escudo permite que se doble como un sabotaje, agregando impulso y duración a la implosión. Ningún material es más adecuado para estos dos trabajos que el uranio-238 ordinario y barato, que también sufre fisión cuando es golpeado por los neutrones producidos por la fusión DT. Esta carcasa, llamada empujador, tiene tres funciones: mantener frío el secundario; mantenerlo, inercialmente, en un estado muy comprimido; y, finalmente, servir como la principal fuente de energía para toda la bomba. El empujador de consumibles hace que la bomba sea más una bomba de fisión de uranio que una bomba de fusión de hidrógeno. Los iniciados nunca usaron el término "bomba de hidrógeno".^[25]
• Finalmente, el calor para la ignición por fusión no proviene de la primaria sino de una segunda bomba de fisión llamada bujía, incrustada en el corazón de la secundaria. La implosión del secundario implosiona esta bujía, detonando y encendiendo la fusión en el material que la rodea, pero la bujía continúa fisión en el ambiente rico en neutrones hasta que se consume por completo, lo que aumenta significativamente el rendimiento. ^[26]

En los siguientes cincuenta años, nadie ha encontrado una forma más eficiente de construir una bomba nuclear. Es el diseño elegido por Estados Unidos, Rusia, Reino Unido, China y Francia, las cinco potencias termonucleares. El 3 de septiembre de 2017, Corea del Norte llevó a cabo lo que informó como su primera prueba de "arma termonuclear de dos etapas". ^[27] Según el Dr. Theodore Taylor , después de revisar fotografías filtradas de componentes de armas desmontadas tomadas antes de 1986, Israel poseía armas reforzadas y requeriría que las supercomputadoras de esa época avanzaran más hacia armas completas de dos etapas en el rango de megatones sin detonaciones de pruebas nucleares. . ^[28]Las otras naciones con armas nucleares, India y Pakistán, probablemente tengan armas de una sola etapa, posiblemente reforzadas. ^[26]

Interetapa

En un arma termonuclear de dos etapas, la energía del primario impacta en el secundario. Un modulador de transferencia de energía esencial ^{[ cita requerida ]} llamado interetapa, entre el primario y el secundario, protege el combustible de fusión del secundario del calentamiento demasiado rápido, lo que podría hacer que explote en una explosión de calor convencional (y pequeña) antes de la fusión y fisión. las reacciones tienen la oportunidad de comenzar. ^{[ cita requerida ]}

Hay muy poca información en la literatura abierta sobre el mecanismo de la interetapa. ^{[ cita requerida ]} Su primera mención en un documento del gobierno de EE. UU. publicado formalmente al público parece ser un título en un gráfico que promueve el Programa de ojivas de reemplazo confiable en 2007. Si se construye, este nuevo diseño reemplazaría "material tóxico y quebradizo" y " material 'especial' caro "en la entre etapas. ^[29] Esta afirmación sugiere que la entre etapas puede contener berilio para moderar el flujo de neutrones del primario, y quizás algo para absorber y re-irradiar los rayos X de una manera particular. ^[30] También se especula que este material entre etapas , que puede tener el nombre en código FOGBANK, podría ser un aerogel , posiblemente dopado con berilio y / u otras sustancias. ^{[31] [32]}

La interetapa y la secundaria están encerradas juntas dentro de una membrana de acero inoxidable para formar el subconjunto enlatado (CSA), una disposición que nunca se ha representado en ningún dibujo de código abierto. ^[33] La ilustración más detallada de una entre etapas muestra un arma termonuclear británica con un grupo de elementos entre su primaria y una secundaria cilíndrica. Están etiquetados como "lente de enfoque de neutrones y tapa terminal", "carro reflector / pistola de neutrones" y "envoltura del reflector". El origen del dibujo, publicado en Internet por Greenpeace, es incierto y no hay una explicación que lo acompañe. ^[34]

Diseños específicos

Si bien todos los diseños de armas nucleares se incluyen en una de las categorías anteriores, los diseños específicos se han convertido ocasionalmente en tema de noticias y debates públicos, a menudo con descripciones incorrectas sobre cómo funcionan y qué hacen. Ejemplos:

Despertador / Sloika

El primer esfuerzo por explotar la relación simbiótica entre fisión y fusión fue un diseño de la década de 1940 que mezclaba combustible de fisión y fusión en capas delgadas alternas. Como dispositivo de una sola etapa, habría sido una aplicación engorrosa de fisión potenciada. Primero se volvió práctico cuando se incorporó a la secundaria de un arma termonuclear de dos etapas. ^[35]

El nombre estadounidense, Alarm Clock, vino de Teller: lo llamó así porque podría "despertar al mundo" a la posibilidad del potencial del Super. ^[36] El nombre ruso para el mismo diseño era más descriptivo: Sloika ( ruso : Слойка ), un pastel de hojaldre en capas. Un Sloika soviético de una sola etapa se probó el 12 de agosto de 1953. No se probó ninguna versión estadounidense de una sola etapa, pero la toma de la Operación Castillo de la Unión , el 26 de abril de 1954, era un dispositivo termonuclear de dos etapas cuyo nombre en código era Alarm Clock. Su rendimiento, en Bikini , fue de 6,9 ​​megatones. ^{[ cita requerida ]}

Debido a que la prueba Sloika soviética usó deuteruro de litio-6 seco ocho meses antes de la primera prueba estadounidense en usarlo (Castle Bravo, 1 de marzo de 1954), a veces se afirmó que la URSS ganó la carrera de la bomba H, a pesar de que Estados Unidos probó y desarrolló la primera bomba de hidrógeno: la prueba de la bomba H de Ivy Mike. La prueba estadounidense Ivy Mike de 1952 utilizó deuterio líquido enfriado criogénicamente como combustible de fusión en el secundario y empleó la reacción de fusión DD. Sin embargo, la primera prueba soviética en utilizar una secundaria implosionada por radiación, la característica esencial de una verdadera bomba H, fue el 23 de noviembre de 1955, tres años después de Ivy Mike. De hecho, el trabajo real sobre el esquema de implosión en la Unión Soviética solo comenzó a principios de 1953, varios meses después de la prueba exitosa de Sloika. ^{[ cita requerida ]}

Bombas limpias

Fagot, el prototipo de una bomba limpia de 9,3 megatones o una bomba sucia de 25 megatones. Aquí se muestra la versión sucia, antes de su prueba de 1956. Los dos accesorios de la izquierda son tubos de luz ; ver más abajo para más detalles.

El 1 de marzo de 1954, la explosión de prueba nuclear más grande jamás realizada en los EE. UU., La toma Bravo de 15 megatones de Operation Castle en Bikini Atoll, entregó una dosis prontamente letal de lluvia de producto de fisión a más de 6,000 millas cuadradas (16,000 km ² ) de tierra. Superficie del Océano Pacífico. ^[37] Las lesiones por radiación sufridas por los isleños de Marshall y los pescadores japoneses hicieron público ese hecho y revelaron el papel de la fisión en las bombas de hidrógeno.

En respuesta a la alarma pública por la lluvia radiactiva, se hizo un esfuerzo para diseñar un arma limpia de varios megatones, confiando casi por completo en la fusión. La energía producida por la fisión de uranio natural no enriquecido , cuando se utiliza como material de manipulación en las etapas secundaria y posteriores en el diseño Teller-Ulam, puede superar con creces la energía liberada por la fusión, como fue el caso en la prueba Castle Bravo . Reemplazo del fisionablematerial en el sabotaje con otro material es esencial para producir una bomba "limpia". En tal dispositivo, el sabotaje ya no aporta energía, por lo que para cualquier peso dado, una bomba limpia tendrá menos rendimiento. La primera incidencia conocida de un dispositivo de tres etapas que se está probando, con la tercera etapa, llamada terciaria, encendida por la secundaria, fue el 27 de mayo de 1956 en el dispositivo Fagot. Este dispositivo fue probado en la toma Zuni de la Operación Redwing . Este disparo utilizó pisón no fisionable; Se utilizó un material sustituto inerte como tungsteno o plomo. Su rendimiento fue de 3,5 megatones, 85% de fusión y solo 15% de fisión. ^{[ cita requerida ]}

Los registros públicos de dispositivos que produjeron la mayor proporción de su rendimiento a través de reacciones de fusión son las explosiones nucleares pacíficas de la década de 1970, con las 3 detonaciones que excavaron parte del canal Pechora-Kama como fusión del 98% cada una en los 15 kilotones de la prueba de Taiga. dispositivos de rendimiento explosivo; es decir, una fracción de fisión total de 0,3 kilotones en un dispositivo de 15 kt. ^[38] Otros incluyen la Tsar Bomba de 50 megatones al 97% de fusión, ^[39] la prueba de 9,3 megatones de Álamo Hardtack al 95%, ^[40] y la prueba de 4,5 megatones de Redwing Navajo al 95% de fusión. ^[41]

El 19 de julio de 1956, el presidente de AEC, Lewis Strauss, dijo que la prueba de bomba limpia del disparo de Redwing Zuni "produjo mucha importancia ... desde un aspecto humanitario". Sin embargo, menos de dos días después de este anuncio, la versión sucia de Bassoon, llamada Bassoon Prime, con un sabotaje de uranio-238 en su lugar, fue probada en una barcaza frente a la costa del atolón Bikini mientras disparaba Redwing Tewa . El Bassoon Prime produjo un rendimiento de 5 megatones, de los cuales el 87% provino de la fisión. Los datos obtenidos de esta prueba, y de otras, culminaron en el eventual despliegue del arma nuclear estadounidense de mayor rendimiento conocida, y el arma de mayor rendimiento a peso jamás fabricada , un arma termonuclear de tres etapas con un rendimiento "sucio" máximo de 25 megatones, designado como elBomba nuclear B41 , que iba a ser transportada por bombarderos de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos hasta que fuera desmantelada; esta arma nunca fue completamente probada. ^{[ cita requerida ]}

Como tales, las bombas limpias de alto rendimiento parecen haber tenido poco valor desde un punto de vista militar. Las armas desplegadas reales fueron las versiones sucias, que maximizaban el rendimiento para el dispositivo del mismo tamaño. La necesidad de dispositivos nucleares de baja fracción de fisión fue impulsada solo por proyectos como el Proyecto Orión y las explosiones nucleares pacíficas , para la excavación de tierra con poca contaminación del área excavada resultante. ^{[ cita requerida ]}

Armas nucleares de tercera generación

Las armas nucleares de primera y segunda generación liberan energía como explosiones omnidireccionales. Las armas nucleares de tercera generación ^{[42] [43] [44]} son ojivas y dispositivos experimentales de efectos especiales que pueden liberar energía de manera dirigida, algunos de los cuales se probaron durante la Guerra Fría pero nunca se desplegaron. Éstos incluyen:

• Proyecto Prometheus, también conocido como "Escopeta nuclear", que habría utilizado una explosión nuclear para acelerar los penetradores cinéticos contra los misiles balísticos intercontinentales. ^[45]
• Proyecto Excalibur , un láser de rayos X de bombeo nuclear para destruir misiles balísticos .
• Cargas de forma nuclear que enfocan su energía en direcciones particulares.
• El Proyecto Orión exploró el uso de explosivos nucleares para la propulsión de cohetes.

Armas nucleares de cuarta generación

Los diseños de armas nucleares de cuarta generación ^[46] más recientes , incluidas las armas de fusión pura y los dispositivos similares a la propulsión por pulsos nucleares catalizados por antimateria , ^{[47] [48] [49]} están siendo estudiados por los cinco estados con armas nucleares más grandes. ^{[50] [51]}

Bombas de cobalto

Artículo principal: bomba de cobalto

Ver también: bomba salada

Una bomba del fin del mundo, popularizada por la novela de Nevil Shute de 1957 y la película posterior de 1959, On the Beach , la bomba de cobalto es una bomba de hidrógeno con una chaqueta de cobalto. El cobalto activado por neutrones habría maximizado el daño ambiental de la lluvia radiactiva. Estas bombas se popularizaron en la película de 1964 Dr. Strangelove o: Cómo aprendí a dejar de preocuparme y amar la bomba ; el material añadido a las bombas se denomina en la película "cobalto-torio G". ^{[ cita requerida ]}

Tales armas "saladas" fueron solicitadas por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y seriamente investigadas, posiblemente construidas y probadas, pero no desplegadas. ^{[ cita requerida ]} En la edición de 1964 del libro de DOD / AEC The Effects of Nuclear Weapons, una nueva sección titulada Radiological Warfare aclaró el tema. ^[52] Los productos de fisión son tan letales como el cobalto activado por neutrones. El arma termonuclear estándar de alta fisión es automáticamente un arma de guerra radiológica, tan sucia como una bomba de cobalto. ^{[ cita requerida ]}

Inicialmente, la radiación gamma de los productos de fisión de una bomba de fisión-fusión-fisión de tamaño equivalente es mucho más intensa que la Co-60 : 15.000 veces más intensa en 1 hora; 35 veces más intenso a la 1 semana; 5 veces más intenso al mes; y aproximadamente igual a los 6 meses. A partir de entonces, la fisión cae rápidamente, de modo que la precipitación de Co-60 es 8 veces más intensa que la fisión al año y 150 veces más intensa a los 5 años. Los isótopos de vida muy larga producidos por la fisión volverían a superar al ⁶⁰ Co después de unos 75 años. ^[53]

La prueba de salva nuclear triple "taiga" , como parte del proyecto preliminar del Canal Pechora-Kama de marzo de 1971 , produjo una pequeña cantidad de productos de fisión y, por lo tanto, una cantidad comparativamente grande de productos activados de material de caja es responsable de la mayor parte de la actividad residual en el sitio hoy, a saber, Co-60. A partir de 2011, la activación de neutrones generada por fusión fue responsable de aproximadamente la mitad de la dosis gamma en el sitio de prueba. Esa dosis es demasiado pequeña para causar efectos nocivos, y existe una vegetación verde normal alrededor del lago que se formó. ^{[54] [55]}

Dispositivos de varias etapas arbitrariamente grandes

La idea de un dispositivo que tiene un número arbitrariamente grande de etapas Teller-Ulam, cada una impulsando una implosión impulsada por radiación más grande que la etapa anterior, se sugiere con frecuencia, ^{[56] [57]} pero técnicamente cuestionada. ^[58] Hay "bocetos bien conocidos y algunos cálculos de apariencia razonable en la literatura abierta sobre armas de dos etapas, pero no descripciones igualmente precisas de los verdaderos conceptos de tres etapas". ^[58]

Según el artículo de 1967 de George Lemmer sobre la Fuerza Aérea y la Disuasión Estratégica 1951-1960 , en 1957, LANL declaró que se podía construir una ojiva de 1.000 megatones. ^[59] Aparentemente, se analizaron tres de estos diseños estadounidenses en el rango de gigatones (1,000 megatones); GNOMON y SUNDIAL de LLNL - objetos que proyectan sombras - y "TAV" de LANL. SUNDIAL intentaba tener un rendimiento de 10 Gt ^{[ cita requerida ]} , mientras que los diseños de Gnomon y TAV intentaron producir un rendimiento de 1 Gt. ^{[60] [se necesita} una ^{mejor fuente ]} Libertad de informaciónse presentó una solicitud (FOIA 13-00049-K) para obtener información sobre los tres diseños estadounidenses anteriores. La solicitud fue denegada bajo exenciones legales relacionadas con material clasificado; la denegación fue apelada, pero la solicitud fue finalmente denegada nuevamente en abril de 2016 ^{[61] [62].}

Tras la preocupación causada por la escala de gigatoneladas estimada de los impactos del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994 en el planeta Júpiter , en una reunión de 1995 en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), Edward Teller propuso a un colectivo de ex- Guerra Fría de Estados Unidos y Rusia diseñadores de armas que colaboran en el diseño de un dispositivo explosivo nuclear de 1000 megatones para desviar asteroides de clase extinción (más de 10 km de diámetro), que se emplearía en el caso de que uno de estos asteroides estuviera en una trayectoria de impacto con la Tierra. ^{[63] [64] [65]}

También ha habido algunos cálculos hechos en 1979 por Lowell Wood , protegido de Teller , que el diseño "Súper clásico" inicialmente inviable de Teller, análogo a encender un candelabro de combustible de deuterio, podría potencialmente lograr la ignición de manera confiable si lo desencadenara un lo suficientemente grande. Dispositivo Teller-Ulam, en lugar del arma de fisión tipo pistola utilizada en el diseño original. ^[66]

Bombas de neutrones

Artículo principal: bomba de neutrones

Una bomba de neutrones, técnicamente conocida como un arma de radiación mejorada (ERW), es un tipo de arma nuclear táctica diseñada específicamente para liberar una gran parte de su energía como radiación de neutrones energéticos. Esto contrasta con las armas termonucleares estándar, que están diseñadas para capturar esta intensa radiación de neutrones para aumentar su rendimiento explosivo general. En términos de rendimiento, los REG suelen producir alrededor de una décima parte de la de un arma atómica de tipo fisión. Incluso con su poder explosivo significativamente menor, los REG siguen siendo capaces de una destrucción mucho mayor que cualquier bomba convencional. Mientras tanto, en relación con otras armas nucleares, el daño se centra más en el material biológico que en la infraestructura material (aunque no se eliminan los efectos extremos de explosión y calor). ^{[ cita requerida ]}

Los REG se describen con mayor precisión como armas de rendimiento suprimido. Cuando el rendimiento de un arma nuclear es inferior a un kilotón, su radio letal de explosión, 700 m (2300 pies), es menor que el de su radiación de neutrones. Sin embargo, la explosión es lo suficientemente potente como para destruir la mayoría de las estructuras, que son menos resistentes a los efectos de la explosión que incluso los seres humanos desprotegidos. Se puede sobrevivir a presiones de explosión de más de 20 PSI, mientras que la mayoría de los edificios colapsarán con una presión de solo 5 PSI. ^{[ cita requerida ]}

Comúnmente mal concebidas como un arma diseñada para matar poblaciones y dejar la infraestructura intacta, estas bombas (como se mencionó anteriormente) todavía son muy capaces de nivelar edificios en un gran radio. La intención de su diseño era matar a las tripulaciones de los tanques: tanques que brindan una excelente protección contra la explosión y el calor, sobreviviendo (relativamente) muy cerca de una detonación. Dadas las vastas fuerzas de tanques de los soviéticos durante la Guerra Fría, esta fue el arma perfecta para contrarrestarlos. La radiación de neutrones podría incapacitar instantáneamente a la tripulación de un tanque a aproximadamente la misma distancia que el calor y la explosión incapacitarían a un humano desprotegido (según el diseño). El chasis del tanque también se volvería altamente radiactivo, lo que evitaría temporalmente su reutilización por parte de una nueva tripulación. ^{[ cita requerida ]}

Sin embargo, las armas de neutrones también estaban destinadas a su uso en otras aplicaciones. Por ejemplo, son eficaces en las defensas antinucleares: el flujo de neutrones es capaz de neutralizar una ojiva entrante en un rango mayor que el calor o la explosión. Las ojivas nucleares son muy resistentes al daño físico, pero son muy difíciles de endurecer contra el flujo de neutrones extremo. ^{[ cita requerida ]}

Distribución de energía del arma

	Estándar	Mejorado
Explosión	50%	40%
Energía térmica	35%	25%
Radiación instantánea	5%	30%
Radiación residual	10%	5%

Los REG eran termonucleares de dos etapas con todo el uranio no esencial eliminado para minimizar el rendimiento de la fisión. La fusión proporcionó los neutrones. Desarrollados en la década de 1950, fueron desplegados por primera vez en la década de 1970 por las fuerzas estadounidenses en Europa. Los últimos se retiraron en la década de los noventa. ^{[ cita requerida ]}

Una bomba de neutrones solo es factible si el rendimiento es lo suficientemente alto como para que sea posible una ignición eficiente en la etapa de fusión, y si el rendimiento es lo suficientemente bajo como para que el grosor de la carcasa no absorba demasiados neutrones. Esto significa que las bombas de neutrones tienen un rango de rendimiento de 1 a 10 kilotones, con una proporción de fisión que varía del 50% a 1 kilotón al 25% a 10 kilotones (todo lo cual proviene de la etapa primaria). La producción de neutrones por kilotón es entonces de 10 a 15 veces mayor que para un arma de implosión de fisión pura o para una ojiva estratégica como una W87 o W88 . ^[67]

Laboratorios de diseño de armas

Los ejemplos y la perspectiva de esta sección se refieren principalmente a los Estados Unidos y no representan una visión mundial del tema . Puede mejorar esta sección , discutir el tema en la página de discusión o crear una nueva sección, según corresponda. ( Junio ​​de 2014 ) ( Obtenga información sobre cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla )

Todas las innovaciones de diseño de armas nucleares discutidas en este artículo se originaron en los siguientes tres laboratorios de la manera descrita. Otros laboratorios de diseño de armas nucleares en otros países duplicaron esas innovaciones de diseño de forma independiente, las modificaron mediante ingeniería inversa a partir del análisis de las consecuencias o las adquirieron mediante espionaje. ^[68]

Lawrence Berkeley

Artículo principal: Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

La primera exploración sistemática de los conceptos de diseño de armas nucleares tuvo lugar a mediados de 1942 en la Universidad de California, Berkeley . En el laboratorio adyacente Lawrence Berkeley se habían realizado importantes descubrimientos tempranos , como la producción y el aislamiento de plutonio por ciclotrón en 1940. Un profesor de Berkeley, J. Robert Oppenheimer , acababa de ser contratado para dirigir el esfuerzo de diseño de bombas secretas de la nación. Su primer acto fue convocar la conferencia de verano de 1942. ^{[ cita requerida ]}

Cuando trasladó su operación a la nueva ciudad secreta de Los Alamos, Nuevo México, en la primavera de 1943, la sabiduría acumulada sobre el diseño de armas nucleares consistía en cinco conferencias del profesor de Berkeley, Robert Serber , transcritas y distribuidas como Manual de Los Alamos. . ^[69] El Manual abordó la energía de fisión, la producción y captura de neutrones , las reacciones en cadena nuclear , la masa crítica , los sabotajes, la predetonación y tres métodos para ensamblar una bomba: armado, implosión y "métodos autocatalíticos", el único enfoque que resultó ser un callejón sin salida. ^{[ cita requerida ]}

Los Alamos

Artículo principal: Laboratorio Nacional de Los Alamos

En Los Álamos, Emilio Segrè descubrió en abril de 1944 que la bomba del tipo de ensamblaje Thin Man Gun propuesta no funcionaría para el plutonio debido a problemas de predetonación causados ​​por impurezas de Pu-240 . Así que a Fat Man, la bomba de tipo implosión, se le dio alta prioridad como la única opción para el plutonio. Las discusiones de Berkeley habían generado estimaciones teóricas de masa crítica, pero nada preciso. El principal trabajo en tiempos de guerra en Los Alamos fue la determinación experimental de la masa crítica, que tuvo que esperar hasta que llegaran cantidades suficientes de material fisible de las plantas de producción: uranio de Oak Ridge, Tennessee , y plutonio del sitio de Hanford en Washington. ^{[ cita requerida]}

En 1945, utilizando los resultados de experimentos de masas críticas, los técnicos de Los Alamos fabricaron y ensamblaron componentes para cuatro bombas: Trinity Gadget , Little Boy, Fat Man y un Fat Man de repuesto sin usar. Después de la guerra, aquellos que pudieron, incluido Oppenheimer, regresaron a puestos de profesores universitarios. Los que se quedaron trabajaron en pozos huecos y levitados y realizaron pruebas de efectos de armas como Crossroads Able y Baker en Bikini Atoll en 1946. ^{[ cita requerida ]}

Todas las ideas esenciales para incorporar la fusión en las armas nucleares se originaron en Los Alamos entre 1946 y 1952. Después del avance de la implosión por radiación Teller-Ulam de 1951, se exploraron a fondo las implicaciones técnicas y las posibilidades, pero las ideas no eran directamente relevantes para hacer la mayor cantidad posible las bombas para bombarderos de largo alcance de la Fuerza Aérea se archivaron. ^{[ cita requerida ]}

Debido a la posición inicial de Oppenheimer en el debate sobre la bomba H, en oposición a las grandes armas termonucleares, y la suposición de que todavía tenía influencia sobre Los Alamos a pesar de su partida, los aliados políticos de Edward Teller decidieron que necesitaba su propio laboratorio para perseguir a H -bombas. Para cuando se inauguró en 1952, en Livermore , California, Los Alamos había terminado el trabajo para el que se diseñó Livermore. ^{[ cita requerida ]}

Lawrence Livermore

Artículo principal: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

Con su misión original ya no disponible, el laboratorio de Livermore intentó nuevos diseños radicales que fallaron. Sus tres primeras pruebas nucleares fueron fallidas : en 1953, dos dispositivos de fisión de una sola etapa con pozos de hidruro de uranio , y en 1954, un dispositivo termonuclear de dos etapas en el que el secundario se calentó prematuramente, demasiado rápido para que la implosión por radiación funcione correctamente. ^{[ cita requerida ]}

Cambiando de velocidad, Livermore se conformó con tomar las ideas que Los Alamos había dejado de lado y desarrollarlas para el Ejército y la Marina. Esto llevó a Livermore a especializarse en armas tácticas de pequeño diámetro, particularmente aquellas que usan sistemas de implosión de dos puntos, como el Swan. Las armas tácticas de pequeño diámetro se convirtieron en primarias para las secundarias de pequeño diámetro. Alrededor de 1960, cuando la carrera armamentista de las superpotencias se convirtió en una carrera de misiles balísticos, las ojivas de Livermore eran más útiles que las grandes y pesadas ojivas de Los Alamos. Las ojivas de Los Alamos se utilizaron en los primeros misiles balísticos de alcance intermedio , IRBM, pero se utilizaron ojivas más pequeñas de Livermore en los primeros misiles balísticos intercontinentales , misiles balísticos intercontinentales , misiles balísticos lanzados desde submarinos , SLBM, así como en el primeromúltiples sistemas de ojivas en tales misiles. ^[70]

En 1957 y 1958, ambos laboratorios construyeron y probaron tantos diseños como fue posible, anticipando que una prohibición de pruebas planificada para 1958 podría volverse permanente. Para cuando se reanudaron las pruebas en 1961, los dos laboratorios se habían convertido en duplicados entre sí, y los trabajos de diseño se asignaron más por consideraciones de carga de trabajo que por especialidad del laboratorio. Algunos diseños se intercambiaron por caballos. Por ejemplo, la ojiva W38 para el misil Titán I comenzó como un proyecto de Livermore, fue entregada a Los Alamos cuando se convirtió en la ojiva del misil Atlas , y en 1959 fue devuelta a Livermore, a cambio de la ojiva W54 Davy Crockett , que fue de Livermore a Los Alamos. ^{[ cita requerida ]}

Los diseños de ojivas posteriores a 1960 asumieron el carácter de cambios de modelo, con cada nuevo misil obteniendo una nueva ojiva por razones de marketing. El principal cambio sustantivo implicó empaquetar más uranio 235 fisible en el secundario, a medida que estuvo disponible con el enriquecimiento continuo de uranio y el desmantelamiento de las bombas grandes de alto rendimiento. ^{[ cita requerida ]}

Comenzando con la instalación de Nova en Livermore a mediados de la década de 1980, la actividad de diseño nuclear relacionada con la implosión impulsada por radiación se basó en la investigación con fusión láser de impulsión indirecta . Este trabajo fue parte del esfuerzo por investigar la fusión por confinamiento inercial . Un trabajo similar continúa en la Instalación Nacional de Ignición más poderosa . El Programa de administración y administración de existencias también se benefició de la investigación realizada en NIF . ^{[ cita requerida ]}

Ensayos explosivos

Las armas nucleares se diseñan en gran parte mediante ensayo y error. La prueba a menudo implica la explosión de prueba de un prototipo.

En una explosión nuclear, una gran cantidad de eventos discretos, con diversas probabilidades, se agregan en flujos de energía caóticos y de corta duración dentro de la carcasa del dispositivo. Se requieren modelos matemáticos complejos para aproximar los procesos, y en la década de 1950 no había computadoras lo suficientemente potentes para ejecutarlos correctamente. Incluso las computadoras y el software de simulación actuales no son adecuados. ^[71]

Fue bastante fácil diseñar armas confiables para el arsenal. Si el prototipo funcionaba, podría armarse y producirse en masa. ^{[ cita requerida ]}

Era mucho más difícil entender cómo funcionaba o por qué fallaba. Los diseñadores recopilaron la mayor cantidad de datos posible durante la explosión, antes de que el dispositivo se autodestruyera, y utilizaron los datos para calibrar sus modelos, a menudo insertando factores falsos en ecuaciones para que las simulaciones coincidieran con los resultados experimentales. También analizaron los restos de armas en la lluvia radiactiva para ver cuánta reacción nuclear potencial había tenido lugar. ^{[ cita requerida ]}

Tubos de luz

Una herramienta importante para el análisis de pruebas fue el tubo de luz de diagnóstico. Una sonda dentro de un dispositivo de prueba podría transmitir información al calentar una placa de metal a incandescencia, un evento que podría ser registrado por instrumentos ubicados en el extremo más alejado de una tubería larga y muy recta. ^{[ cita requerida ]}

La siguiente imagen muestra el dispositivo Shrimp, detonado el 1 de marzo de 1954, en Bikini, como prueba de Castle Bravo . Su explosión de 15 megatones fue la más grande jamás realizada por Estados Unidos. La silueta de un hombre se muestra a escala. El dispositivo se apoya desde abajo, en los extremos. Los tubos que van al techo de la cabina de tiro, que parecen ser soportes, son en realidad tubos de luz de diagnóstico. Los ocho tubos en el extremo derecho (1) enviaron información sobre la detonación del primario. Dos en el medio (2) marcaron el momento en que los rayos X del primario alcanzaron el canal de radiación alrededor del secundario. Los dos últimos tubos (3) registraron el tiempo en que la radiación alcanzó el extremo más alejado del canal de radiación, siendo la diferencia entre (2) y (3) el tiempo de tránsito de la radiación para el canal. ^[72]

Desde la cabina de tiro, las tuberías giraron horizontalmente y viajaron 7500 pies (2,3 km) a lo largo de una calzada construida en el arrecife de Bikini hasta un búnker de recolección de datos por control remoto en la isla de Namu. ^{[ cita requerida ]}

Mientras que los rayos X normalmente viajarían a la velocidad de la luz a través de un material de baja densidad como el relleno de canal de espuma plástica entre (2) y (3), la intensidad de la radiación del primario explosivo crea un frente de radiación relativamente opaco en el canal. relleno, que actúa como un atasco de movimiento lento para retardar el paso de la energía radiante. Mientras el secundario se comprime mediante ablación inducida por radiación, los neutrones del primario se ponen al día con los rayos X, penetran en el secundario y comienzan a producir tritio a través de la tercera reacción indicada en la primera sección anterior. Esta reacción de Li-6 + n es exotérmica y produce 5 MeV por evento. La bujía aún no se ha comprimido y, por lo tanto, permanece subcrítica, por lo que no se produce una fisión o fusión significativa como resultado. Si llegan suficientes neutrones antes de que se complete la implosión del secundario,sin embargo, la diferencia de temperatura crucial entre las partes externa e interna del secundario puede degradarse, lo que podría provocar que el secundario no se encienda. La primera arma termonuclear diseñada por Livermore, el dispositivo Morgenstern, falló de esta manera cuando se probó comoCastle Koon el 7 de abril de 1954. El primario se encendió, pero el secundario, precalentado por la onda de neutrones del primario, sufrió lo que se denominó una detonación ineficaz ; ^{[73] :  165 por lo} tanto, un arma con un rendimiento previsto de un megatón produjo solo 110 kilotones, de los cuales solo 10 kt se atribuyeron a la fusión. ^{[74] :  316}

Estos efectos de tiempo, y cualquier problema que causen, se miden mediante datos de tubo de luz. Las simulaciones matemáticas que calibran se denominan códigos de hidrodinámica de flujo de radiación o códigos de canal. Se utilizan para predecir el efecto de futuras modificaciones de diseño. ^{[ cita requerida ]}

No está claro del registro público qué tan exitosos fueron los tubos de luz Shrimp. El búnker de datos no tripulado estaba lo suficientemente lejos como para permanecer fuera del cráter de una milla de ancho, pero la explosión de 15 megatones, dos veces y media más poderosa de lo esperado, rompió el búnker al hacer volar su puerta de 20 toneladas de las bisagras y cruzar la dentro del búnker. (Las personas más cercanas estaban a veinte millas (32 km) más lejos, en un búnker que sobrevivió intacto). ^[75]

Análisis de Fallout

Ver también: análisis forense nuclear

Los datos más interesantes de Castle Bravo provienen del análisis radioquímico de los restos de armas en la lluvia radiactiva. Debido a la escasez de litio-6 enriquecido, el 60% del litio en la secundaria Shrimp era litio-7 ordinario, que no produce tritio tan fácilmente como lo hace el litio-6. Pero genera litio-6 como el producto de una reacción (n, 2n) (un neutrón dentro, dos neutrones fuera), un hecho conocido, pero con probabilidad desconocida. La probabilidad resultó ser alta. ^{[ cita requerida ]}

El análisis de Fallout reveló a los diseñadores que, con la reacción (n, 2n), el secundario Shrimp efectivamente tenía dos veces y media más litio-6 de lo esperado. El tritio, el rendimiento de fusión, los neutrones y el rendimiento de fisión se incrementaron en consecuencia. ^[76]

Como se señaló anteriormente, el análisis de la lluvia radiactiva de Bravo también le dijo al mundo exterior, por primera vez, que las bombas termonucleares son más dispositivos de fisión que dispositivos de fusión. Un barco pesquero japonés, Daigo Fukuryū Maru , zarpó a casa con suficiente lluvia radiactiva en sus cubiertas para permitir que los científicos de Japón y otros lugares determinaran y anunciaran que la mayor parte de la lluvia radiactiva provenía de la fisión del U-238 por 14 MeV producidos por fusión. neutrones. ^{[ cita requerida ]}

Ensayos subterráneos

Artículo principal: Ensayos de armas nucleares subterráneas

Cráteres de hundimiento en Yucca Flat, sitio de pruebas de Nevada.

La alarma mundial sobre la lluvia radiactiva, que comenzó con el evento Castle Bravo, finalmente llevó las pruebas nucleares literalmente a la clandestinidad. La última prueba aérea de Estados Unidos tuvo lugar en Johnston Island el 4 de noviembre de 1962. Durante las siguientes tres décadas, hasta el 23 de septiembre de 1992, Estados Unidos llevó a cabo un promedio de 2.4 explosiones nucleares subterráneas por mes, todas menos unas pocas en el Nevada Test Site (NTS) al noroeste de Las Vegas. ^{[ cita requerida ]}

La sección Yucca Flat del NTS está cubierta con cráteres de hundimiento que resultan del colapso del terreno sobre cavernas radiactivas creadas por explosiones nucleares (ver foto).

Después del Tratado de Prohibición de Pruebas de Umbral (TTBT) de 1974, que limitó las explosiones subterráneas a 150 kilotones o menos, las ojivas como la W88 de medio megatón tuvieron que probarse con un rendimiento inferior al máximo. Dado que el primario debe detonarse a pleno rendimiento para generar datos sobre la implosión del secundario, la reducción del rendimiento tuvo que provenir del secundario. Reemplazar gran parte del combustible de fusión de deuteruro de litio-6 con hidruro de litio-7 limitó el tritio disponible para la fusión y, por lo tanto, el rendimiento general, sin cambiar la dinámica de la implosión. El funcionamiento del dispositivo podría evaluarse utilizando tubos de luz, otros dispositivos de detección y análisis de restos de armas atrapados. El rendimiento total del arma almacenada podría calcularse por extrapolación. ^{[ cita requerida ]}

Instalaciones de produccion

Los ejemplos y la perspectiva de esta sección se refieren principalmente a los Estados Unidos y no representan una visión mundial del tema . Puede mejorar esta sección , discutir el tema en la página de discusión o crear una nueva sección, según corresponda. ( Junio ​​de 2014 ) ( Obtenga información sobre cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla )

Cuando las armas de dos etapas se convirtieron en estándar a principios de la década de 1950, el diseño de las armas determinó el diseño de las nuevas instalaciones de producción estadounidenses ampliamente dispersas, y viceversa.

Debido a que las primarias tienden a ser voluminosas, especialmente en diámetro, el plutonio es el material fisible de elección para las fosas, con reflectores de berilio. Tiene una masa crítica menor que el uranio. La planta de Rocky Flats cerca de Boulder, Colorado, se construyó en 1952 para la producción de tajos y, en consecuencia, se convirtió en la planta de fabricación de plutonio y berilio. ^{[ cita requerida ]}

La planta Y-12 en Oak Ridge , Tennessee , donde espectrómetros de masas llamados calutrones habían enriquecido uranio para el Proyecto Manhattan , fue rediseñada para fabricar secundarios. Fissile U-235 fabrica las mejores bujías porque su masa crítica es mayor, especialmente en la forma cilíndrica de las primeras secundarias termonucleares. Los primeros experimentos utilizaron los dos materiales fisibles en combinación, como fosos compuestos Pu-Oy y bujías, pero para la producción en masa, era más fácil dejar que las fábricas se especializaran: fosas de plutonio en las primarias, bujías de uranio y pulsadores en las secundarias. ^{[ cita requerida ]}

Y-12 fabricó combustible de fusión de deuteruro de litio-6 y partes de U-238, los otros dos ingredientes de los secundarios. ^{[ cita requerida ]}

El sitio de Hanford cerca de Richland WA operó reactores nucleares de producción de plutonio e instalaciones de separación durante la Segunda Guerra Mundial y la Guerra Fría. Allí se construyeron y operaron nueve reactores de producción de plutonio. El primero fue el Reactor B que comenzó a operar en septiembre de 1944 y el último fue el Reactor N que dejó de operar en enero de 1987. ^{[ cita requerida ]}

El sitio del río Savannah en Aiken , Carolina del Sur , también construido en 1952, operaba reactores nucleares que convertían U-238 en Pu-239 para pozos y convertían litio-6 (producido en Y-12) en tritio para gas de refuerzo. Dado que sus reactores se moderaron con agua pesada, óxido de deuterio, también fabricó deuterio para gas de refuerzo y para que Y-12 se usara en la fabricación de deuteruro de litio-6. ^{[ cita requerida ]}

Seguridad del diseño de ojivas

Debido a que incluso las ojivas nucleares de bajo rendimiento tienen un poder destructivo asombroso, los diseñadores de armas siempre han reconocido la necesidad de incorporar mecanismos y procedimientos asociados destinados a prevenir la detonación accidental. ^{[ cita requerida ]}

Un diagrama del dispositivo de seguridad de bola de acero de la ojiva Green Grass , que se muestra a la izquierda, lleno (seguro) y a la derecha, vacío (vivo). Las bolas de acero se vaciaron en una tolva debajo del avión antes del vuelo y se pudieron volver a insertar usando un embudo girando la bomba en su carro y levantando la tolva.

Armas tipo pistola

Es intrínsecamente peligroso tener un arma que contenga una cantidad y una forma de material fisionable que pueda formar una masa crítica a través de un accidente relativamente simple. Debido a este peligro, el propulsor en Little Boy (cuatro bolsas de cordita ) se insertó en la bomba en vuelo, poco después del despegue el 6 de agosto de 1945. Esta fue la primera vez que se ensambló completamente un arma nuclear tipo pistola. ^{[ cita requerida ]}

Si el arma cae al agua, el efecto moderador del agua también puede provocar un accidente de criticidad , incluso sin que el arma sufra daños físicos. De manera similar, un incendio causado por la caída de un avión podría encender fácilmente el propulsor, con resultados catastróficos. Las armas tipo pistola siempre han sido intrínsecamente inseguras. ^{[ cita requerida ]}

Inserción de foso en vuelo

Ninguno de estos efectos es probable con las armas de implosión, ya que normalmente no hay suficiente material fisionable para formar una masa crítica sin la detonación correcta de las lentes. Sin embargo, las primeras armas de implosión tenían hoyos tan cercanos a la criticidad que la detonación accidental con cierto rendimiento nuclear era una preocupación. ^{[ cita requerida ]}

El 9 de agosto de 1945, Fat Man se cargó en su avión completamente ensamblado, pero más tarde, cuando los pozos levitados hicieron un espacio entre el pozo y el pisón, fue factible utilizar la inserción del pozo en vuelo. El bombardero despegaría sin material fisionable en la bomba. Algunas armas antiguas de tipo implosión, como la Mark 4 y la Mark 5 de EE. UU. , Utilizaban este sistema. ^{[ cita requerida ]}

La inserción de un pozo en vuelo no funcionará con un pozo hueco en contacto con su sabotaje. ^{[ cita requerida ]}

Método de seguridad con bolas de acero

Como se muestra en el diagrama anterior, un método utilizado para disminuir la probabilidad de detonación accidental empleaba bolas de metal . Las bolas se vaciaron en el pozo: esto evitó la detonación al aumentar la densidad del pozo hueco, evitando así la implosión simétrica en caso de accidente. Este diseño se usó en el arma Green Grass, también conocida como Arma Interim Megaton, que se usó en las bombas Violet Club y Yellow Sun Mk.1 . ^{[ cita requerida ]}

Método de seguridad de cadena

Alternativamente, la fosa se puede "proteger" llenando su núcleo normalmente hueco con un material inerte, tal como una fina cadena de metal, posiblemente hecha de cadmio para absorber neutrones. Mientras la cadena está en el centro del pozo, el pozo no se puede comprimir en una forma apropiada para la fisión; cuando se va a armar el arma, se quita la cadena. Del mismo modo, aunque un incendio grave podría detonar los explosivos destruyendo el pozo y esparciendo plutonio para contaminar el entorno como ha sucedido en varios accidentes de armas , no pudo provocar una explosión nuclear. ^{[ cita requerida ]}

Seguridad de un punto

Si bien el disparo de un detonador entre muchos no hará que un pozo hueco se vuelva crítico, especialmente un pozo hueco de baja masa que requiere refuerzo, la introducción de sistemas de implosión de dos puntos hizo que esa posibilidad fuera una preocupación real. ^{[ cita requerida ]}

En un sistema de dos puntos, si un detonador dispara, todo un hemisferio del pozo implosionará según lo diseñado. La carga de alto explosivo que rodea al otro hemisferio explotará progresivamente, desde el ecuador hacia el polo opuesto. Idealmente, esto pellizcará el ecuador y exprimirá el segundo hemisferio alejándolo del primero, como pasta de dientes en un tubo. Para cuando la explosión lo envuelva, su implosión estará separada tanto en el tiempo como en el espacio de la implosión del primer hemisferio. Es posible que la forma de mancuerna resultante, con cada extremo alcanzando la densidad máxima en un momento diferente, no sea crítica. ^{[ cita requerida ]}

Desafortunadamente, no es posible decir en la mesa de dibujo cómo se desarrollará esto. Tampoco es posible usar un pozo ficticio de U-238 y cámaras de rayos X de alta velocidad, aunque tales pruebas son útiles. Para la determinación final, es necesario realizar una prueba con material fisionable real. En consecuencia, a partir de 1957, un año después de Swan, ambos laboratorios comenzaron las pruebas de seguridad de un punto. ^{[ cita requerida ]}

De las 25 pruebas de seguridad de un punto realizadas en 1957 y 1958, siete tuvieron un rendimiento nuclear nulo o leve (éxito), tres tuvieron rendimientos altos de 300 ta 500 t (falla severa) y el resto tuvo rendimientos inaceptables entre esos extremos. ^{[ cita requerida ]}

De particular preocupación fue el W47 de Livermore , que generó rendimientos inaceptablemente altos en las pruebas de un punto. Para evitar una detonación accidental, Livermore decidió utilizar un seguro mecánico en el W47. El resultado fue el esquema de seguridad de cables que se describe a continuación. ^{[ cita requerida ]}

Cuando las pruebas se reanudaron en 1961 y continuaron durante tres décadas, hubo tiempo suficiente para hacer que todos los diseños de ojivas fueran inherentemente seguros en un punto, sin necesidad de protección mecánica. ^{[ cita requerida ]}

Método de seguridad por cable

En la última prueba antes de la moratoria de 1958, se descubrió que la ojiva W47 para el Polaris SLBM no era segura en un punto, produciendo un rendimiento nuclear inaceptablemente alto de 400 lb (180 kg) de equivalente de TNT (Hardtack II Titania). Con la moratoria de prueba en vigor, no había forma de refinar el diseño y hacerlo inherentemente seguro en un punto. Se ideó una solución que consistía en un alambre recubierto de boro insertado en el pozo hueco del arma en el momento de la fabricación. La ojiva se armó retirando el cable en un carrete impulsado por un motor eléctrico. Una vez retirado, el cable no se pudo volver a insertar. ^[77] El cable tenía tendencia a volverse quebradizo durante el almacenamiento y romperse o atascarse durante el armado, lo que impedía su extracción completa y hacía que la ojiva fuera un fiasco. ^[78]Se estimó que el 50-75% de las ojivas fallarían. Esto requirió una reconstrucción completa de todas las primarias W47. ^[79] El aceite usado para lubricar el alambre también promovió la corrosión del pozo. ^[80]

Eslabón fuerte / eslabón débil

Ver también: vínculo fuerte / vínculo débil

Bajo el sistema de vínculo fuerte / vínculo débil, se construyen "vínculos débiles" entre los componentes críticos de las armas nucleares (los "vínculos duros"). En caso de accidente, los eslabones débiles están diseñados para fallar primero de una manera que impida la transferencia de energía entre ellos. Entonces, si un enlace duro falla de una manera que transfiere o libera energía, la energía no se puede transferir a otros sistemas de armas, lo que podría iniciar una detonación nuclear. Los enlaces duros suelen ser componentes de armas críticos que se han endurecido para sobrevivir en entornos extremos, mientras que los enlaces débiles pueden ser ambos componentes insertados deliberadamente en el sistema para actuar como un eslabón débil y componentes nucleares críticos que pueden fallar de manera predecible. ^{[ cita requerida ]}

Un ejemplo de eslabón débil sería un conector eléctrico que contiene cables eléctricos hechos de una aleación de bajo punto de fusión. Durante un incendio, esos cables se derretirían rompiendo cualquier conexión eléctrica. ^{[ cita requerida ]}

Enlace de acción permisiva

Ver también: Enlace de acción permisiva

Un enlace de acción permisiva es un dispositivo de control de acceso diseñado para evitar el uso no autorizado de armas nucleares. Los primeros PAL eran interruptores electromecánicos simples y se han convertido en sistemas de armado complejos que incluyen opciones de control de rendimiento integradas, dispositivos de bloqueo y dispositivos anti-manipulación.

Referencias

Bibliografía

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• Smyth, Henry DeWolf , Atomic Energy for Military Purposes Archivado 2017-04-21 en Wayback Machine , Princeton University Press, 1945. (ver: Informe Smyth )

Notas

1. El paquete de física es el módulo explosivo nuclear dentro de la carcasa de la bomba, la ojiva del misil o el proyectil de artillería, etc., que entrega el arma a su objetivo. Si bien las fotografías de carcasas de armas son comunes, las fotografías del paquete de física son bastante raras, incluso para las armas nucleares más antiguas y crudas. Para una fotografía de un paquete de física moderno, consulte W80 .
2. Life Editors (1961), "To the Outside World, a Superbomb more Bluff than Bang" , Life , Nueva York (Vol. 51, No. 19, 10 de noviembre de 1961), págs. 34-37, archivado desde el original. el 2021-09-04 , consultado el 2010-06-28. Artículo sobre la prueba de la bomba del zar soviético . Debido a que las explosiones tienen forma esférica y los objetivos están esparcidos sobre la superficie relativamente plana de la tierra, numerosas armas más pequeñas causan más destrucción. De la página 35: "... cinco armas de cinco megatones demolerían un área mayor que una sola de 50 megatones".
3. Los Estados Unidos y la Unión Soviética fueron las únicas naciones que construyeron grandes arsenales nucleares con todos los tipos posibles de armas nucleares. Estados Unidos tuvo una ventaja de cuatro años y fue el primero en producir material fisionable y armas de fisión, todo en 1945. El único reclamo soviético para un diseño primero fue ladetonación de Joe 4 el 12 de agosto de 1953, que se dice que fue el primer entregable bomba de hidrogeno. Sin embargo, como Herbert York reveló por primera vez en The Advisors: Oppenheimer, Teller and the Superbomb(WH Freeman, 1976), no era una verdadera bomba de hidrógeno (era un arma de fisión potenciada del tipo Sloika / Alarm Clock, no una termonuclear de dos etapas). Las fechas soviéticas para los elementos esenciales de la miniaturización de ojivas (primarias de lentes de aire reforzadas, de pozo hueco, de dos puntos) no están disponibles en la literatura abierta, pero el tamaño más grande de los misiles balísticos soviéticos a menudo se explica como evidencia de una dificultad soviética inicial. en miniaturizar ojivas.
4. fr 971324 , Caisse Nationale de la Recherche Scientifique (Fondo Nacional para la Investigación Científica) , "Perfectionnements aux charge explosives (Mejoras a las cargas explosivas)", publicado el 12 de julio de 1950  . ^{[ enlace muerto permanente ]}
5. La fuente principal de esta sección es Samuel Glasstone y Philip Dolan, The Effects of Nuclear Weapons , Third Edition, 1977, Departamento de Defensa de EE. UU. Y Departamento de Energía de EE. UU. (Ver enlaces en Referencias generales, a continuación), con la misma información en más detalle en Samuel Glasstone, Libro de consulta sobre energía atómica , tercera edición, 1979, Comisión de Energía Atómica de EE. UU., Krieger Publishing.
6. Glasstone y Dolan, Efectos , p. 12.
7. Glasstone, Libro de consulta , p. 503.
8. Sublette, Carey. "NWFAQ: 4.2.5 Aplicaciones con fines especiales" . Nuclearweaponarchive.org . Consultado el 11 de agosto de 2021 . Los desencadenantes de fisión potenciados modernos llevan esta evolución hacia un mayor rendimiento en peso, un volumen más pequeño y una mayor facilidad de escape de la radiación al extremo. Un núcleo que consta de 3,5 a 4,5 kg de plutonio, 5 a 6 kg de reflector de berilio y unos 20 kg de explosivo de alto rendimiento que no contiene esencialmente material con alto contenido de Z produce rendimientos explosivos comparables.
9. Sublette, Carey. "NWFAQ: 4.4.3.4 Principios de compresión" . nuclearweaponarchive.org . Consultado el 11 de agosto de 2021 . Un cálculo simplista del trabajo realizado en la implosión de un secundario de 10 litros en el "W-80" ... el primario realmente producido (5 kt) ...
10. "los neutrones se llevan la mayor parte de la energía de reacción", Glasstone y Dolan, Effects , p. 21.
11. Glasstone y Dolan, Efectos , p. 21.
12. Glasstone y Dolan, Efectos , págs. 12-13. Cuando 454 g (una libra) de U-235 se someten a una fisión completa, el rendimiento es de 8 kilotones. El rendimiento de 13 a 16 kilotones de la bomba Little Boy fue producido por la fisión de no más de 2 libras (910 g) de U-235, de las 141 libras (64,000 g) en el pozo. Así, las 139 libras (63 kg) restantes, el 98,5% del total, no contribuyeron en nada al rendimiento energético.
13. Compere, AL y Griffith, WL 1991. "El programa Calutron de EE. UU. Para el enriquecimiento de uranio: historia. Tecnología, operaciones y producción. Informe", ORNL-5928, citado en John Coster-Mullen, "Bombas atómicas: el Top Secret Inside Story of Little Boy and Fat Man ", 2003, nota al pie 28, p. 18. La producción total durante la guerra de Oralloy producido en Oak Ridge el 28 de julio de 1945 fue de 165 libras (74,68 kg). De esta cantidad, el 84% se distribuyó en Hiroshima (véase la nota al pie anterior).
14. Hoddeson, Lillian; et al. (2004). Asamblea crítica: una historia técnica de Los Alamos durante los años de Oppenheimer, 1943-1945 . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 271. ISBN 978-0-521-54117-6.
15. "Decisiones de desclasificación de datos restringidas desde 1945 hasta el presente" Archivado el 23 de abril de 2016, en la Wayback Machine - "Hecho de que el plutonio y el uranio pueden unirse entre sí en pozos o armas no especificados".
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58. ¿Cuánto tamaño se pueden fabricar las bombas mediante la puesta en escena? A menudo se encuentran afirmaciones en la Internet pública de que se pueden combinar múltiples etapas una tras otra, en un número grande arbitrario, y que, por lo tanto, el rendimiento en principio de un termonuclear podría aumentarse sin límite. Dichos autores suelen concluir este argumento con la sabia afirmación de que las armas nucleares ya se hicieron tan destructivas, que nadie podría pensar en aumentar su rendimiento aún más, o que su uso militar sería inútil ... La idea de agregar cuatro, diez , cien etapas, de una manera disciplinada y ordenada, impulsar una implosión más grande impulsada por la radiación tras la otra suena mucho más a una pura tontería que a un diseño en principio para un arma de clase Armageddon. Cabe agregar que, al mejor saber y entender de este autor,Se desclasificaron declaraciones sobre el rendimiento real de las armas más poderosas del arsenal nuclear estadounidense, ya sea desplegadas o previstas en alguna etapa, pero no se dieron a conocer pistas detalladas sobre la triple puesta en escena de fuentes oficiales. Además, hay bocetos (convincentes) bien conocidos y algunos cálculos de apariencia razonable en la literatura abierta sobre armas de dos etapas, pero no hay descripciones igualmente precisas de los verdaderos conceptos de tres etapas.pero no descripciones igualmente precisas de los verdaderos conceptos de tres etapas.pero no descripciones igualmente precisas de los verdaderos conceptos de tres etapas. "Fisión, Fusión y Estadificación | Ieri" . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 22 de mayo de 2013 ..
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enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el diseño de armas nucleares .

• El Archivo de Armas Nucleares de Carey Sublette es una fuente confiable de información y tiene enlaces a otras fuentes.
  • Preguntas frecuentes sobre armas nucleares: Sección 4.0 Ingeniería y diseño de armas nucleares
• La Federación de Científicos Estadounidenses proporciona información sólida sobre las armas de destrucción masiva, incluidas las armas nucleares y sus efectos.
• Globalsecurity.org proporciona un manual bien escrito sobre conceptos de diseño de armas nucleares (navegación del sitio en el lado derecho).
• Más información sobre el diseño de bombas de fusión de dos etapas
• Lista de tecnologías críticas militares (MCTL), Parte II (1998) (PDF) del Departamento de Defensa de EE. UU. En el sitio web de la Federación de Científicos Estadounidenses.
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• La bomba del Holocausto: una cuestión de tiempo es una actualización del caso judicial de 1979 EE.UU. v. The Progressive , con enlaces a documentos de apoyo sobre el diseño de armas nucleares.
• Bibliografía comentada sobre diseño de armas nucleares de la Biblioteca digital para cuestiones nucleares de Alsos
• El Proyecto de Historia Internacional de Proliferación Nuclear del Woodrow Wilson Center o NPIHP es una red global de personas e instituciones que se dedican al estudio de la historia nuclear internacional a través de documentos de archivo, entrevistas de historia oral y otras fuentes empíricas.