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Bombas atómicas

Este es mi primer post, no pude acomodar los graficos echos con signos, no son como aparecen pero luego intentare mejorarlos pero creo q no se pueden suvir fotos. Si a alguien le interesa escribanme y les envio todo correctamente en un archivo *.doc. Gracias, espero q les guste.
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-+ Tabla de Contenidos +-
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I. La Historia de la Bomba Atómica
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A). Diseño (El proyecto Manhattan)
B). Detonación
1). Hiroshima
2). Nagasaki
3). Consecuencias de detonaciones atómicas
4). Zonas afectadas

II. Fisión Nuclear/Fusión Nuclear
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A). Fisión (Bomba A) y Fusión (Bomba H)
B). U-235, U-238 y Plutonio

III. El mecanismo de la bomba
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A). Altímetro
B). Detonador de presión de Aire
C). Cabeza(s) Detonate(s)
D). Carga(s) Explosiva(s)
E). Emisor de Neutrones
F). Uranio y Plutonio
G). Protector de plomo
H). Fuselaje

IV. El diagrama de la bomba
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A). La bomba de Uranio
B). La Bomba de Plutonio
I. La historia de la Bomba Atómica
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El 2 de agosto de 1.939, nada más comenzar la segunda guerra mundial,
Einstein y varios científicos escribieron al entonces presidente Franklin
D. Roosevelt. En la carta, le contaban los esfuerzos de los nazis para
purificar el U-235 con el cual podrían construir una Bomba atómica. En vista de esto, el gobierno de los EEUU comenzó el PROYECTO MANHATTAN, que consistía en investigar la producción de una Bomba Atómica viable.

Lo más complicado era la producción de grandes cantidades de Uranio
enriquecido para que fuera posible la reacción en cadena. Al mismo tiempo, el Uranio-235 era muy difícil de extraer. De hecho, el factor de extracción del Uranio natural en forma mineral al Uranio puro, es de 500:1. Otra dificultad
Añadida es que de ese Uranio extraído, solo el 1% es fisionable, ya que el 99% es U-238, y el 1% es U-235. Además, el hecho de que estos dos isotopos son casi idénticos hace más difícil su separación. Ninguna separación de carácter químico podría separar a estos dos isotopos, por lo que se recurre a la separación mecánica. Varios científicos de la Universidad de Colombia lograron resolver este problema.

Un laboratorio / planta de enriquecimiento masivo fue construido en
Oak Ridge, Tennessee. H.C. Urey, con sus socios y colegas en la Universidad de la Colombia, inventaron un sistema que trabajó sobre el principio de difusión gaseosa. Después, Ernest O. Lorenzo (el inventor del Ciclotrón) en la Universidad de California en Berkeley puso en práctica un proceso que implica la separación magnética de los dos isótopos.

Después de los dos primeros procesos, se utilizó una centrifugadora de gas para separar el ligero U-235 del U-238 no fisionable, que es más pesado por su masa. Una vez que todos estos procedimientos habían sido completados, todo lo que había que hacer era poner a prueba el concepto entero que estaba detrás de la fisión atómica. [Para más información sobre estos procedimientos de refinar el Uranio, consultar la Sección 3.]

En el curso de seis años, entre 1939 y 1945, de gastaron más de 2 mil
millones de dólares en el Proyecto Manhattan. Las fórmulas para el refinado del Uranio y la puesta a punto de una bomba fiable fueron creadas y destinadas a sus fines por las más grandes mentes de nuestro tiempo. Entre esta gente quien soltó el poder de la bomba atómica estaba J. Robert Oppenheimer.

Oppenheimer era la persona más importante que estaba detrás del Proyecto Manhattan. Él llevó la voz cantante y procuró que todas las grandes mentes que trabajan sobre este proyecto hicieran su trabajo de inspiraciones repentinas. Él supervisó el proyecto entero desde su comienzo hasta su terminación.

Finalmente llegó el día en donde todos en Los Álamos averiguarían si
realmente el Artefacto (con nombre de código durante su desarrollo) iba a ser la gran mentira del siglo o quizás terminar la guerra. Todo esto llegó una mañana de pleno verano, en 1945.

A las 5:29:45, el 16 julio de 1945, un resplandor blanco iluminó el baño de las Montañas Jemes, al Norte de Nuevo México y subió hacia los cielos todavía oscuros. Con este Artefacto dio comienzo la Edad Atómica. A medida que ascendía la explosión, cambiaba de color, pues se enfriaba. La luz de la explosión se tornó anaranjada, a medida que la bola de fuego atómica comenzó a ascender hacia arriba a
360 pies por segundo, enrojeciendo y enfriándose más tarde. La nube en forma de hongo característica de vapor radiactivo, se materializó a 30,000 pies. Bajo la nube, todo lo qué quedó en el suelo en el lugar de la explosión era los fragmentos del cristal verde radiactivo de Jade.... Todo esto fue causado por el calor de la reacción.

La brillante luz de la detonación perforó los cielos de una temprana mañana con tal intensidad que los residentes de una comunidad lejana vecina jurarían que el sol pasó dos veces aquel día. Aún más asombroso es que una muchacha ciega vio el destello a 193 kilómetros.

Después de la explosión, las opiniones de la gente que creó la bomba se dividieron. Isidor Rabi sintió que el equilibrio en la naturaleza había sido trastornado – como si el género humano se había hecho una amenaza así mismo, borrándolo de la existencia.
J. Robert Oppenheimer, aunque estático sobre el éxito del proyecto, citó un fragmento recordado de Gita Bhagavad. “Soy la muerte, " y añadió, " el destructor de mundos. ".
Ken Bainbridge, director de las pruebas, dijo a Oppenheimer, " Todos somos ahora unos hijos de puta. "

Varios de los creadores, escribieron una petición nada más visualizar el acto, contra el monstruo que habían creado, pero sus protestas cayeron en saco roto. Como más tarde se comprobó, Jornada del Muerto en Nuevo México no fue el último lugar del planeta Tierra que experimentó una explosión atómica.

Como muchos saben, las bombas atómicas fueron usadas solamente 2 veces en Guerra. La primera fue la de Hiroshima. Una bomba de Uranio (que pesaba 4 toneladas y media) llamada "Little Boy" fue lanzada sobre Hiroshima el 6 de Agosto de 1945. El puente Aioi, uno de los 81 puentes de las 7 ramificaciones del delta del río Ota, fue el objetivo de la bomba. El Punto Cero, fue establecido a 1980 pies de altura. A las 08:15 horas, la bomba fue lanzada por el Enola Gay. Falló por solo 800 pies. A las 08:16 horas, en solo un instante, 66.000 personas murieron, y 69.000 resultaron heridas por una explosión atómica de 10 kilotones.

El punto de Vaporización Total de la explosión tenía un diámetro de 0.80 Kilómetros. El rango de destrucción total fue de 1.60 kilómetros de diámetro. El de daños muy graves llegó a los 3.20 Kilómetros de diámetro. En 4.50 kilómetros, todo material inflamable se quemó; y el resto del área, fue acribillada por la metralla y radiación, hasta un total de 4.82 Kilómetros. [Ver diagrama siguiente, para ver las zonas afectadas por una explosión atómica].

El 9 de agosto de 1945, Nagasaki tuvo el mismo trato que Hiroshima. Aunque esta vez, una bomba de Plutonio llamada "Fat Man" fue lanzada sobre la ciudad. Aunque el "Fat man" falló por 2.40 kilómetros, fue capaz de destruir casi media ciudad. La población de Nagasaki pasó en una fracción de segundo de 422.000 a 383.000 habitantes, donde 39.000 resultaron muertos, y más de 25.000 heridos. Aquella explosión fue inferior a 10 kilotones. Las estimaciones de los físicos que han estudiado cada una de las explosiones atómicas afirman que las bombas lanzadas solo utilizaron un 0.1 % de su capacidad explosiva respectivamente.

Aunque la mera explosión de una bomba atómica es lo suficientemente mortal, su capacidad destructiva no termina ahí. Las consecuencias atómicas crean otro tipo de amenazas. La lluvia que sigue a cualquier detonación atómica está llena de partículas radiactivas. Muchos supervivientes de las explosiones de Hiroshima y Nagasaki murieron en el envenenamiento por radiación debido a este hecho.

La detonación atómica también tenía oculta una sorpresa letal, que afectaría a las generaciones futuras de aquellos que lograron sobrevivir. La leucemia es el mayor de las afecciones a las que se enfrentan los descendientes de estos supervivientes.

Mientras que el principal propósito que está detrás de la bomba atómica es obvio, hay mucho subproductos que han sido muy debatidos en el uso de las armas atómicas.
Con una pequeña bomba atómica, un área masiva de comunicaciones, viajes y maquinaria se estropearían o quedarían inutilizados debidos al EMP (Pulso Electro-Magnético) que es irradiado en una detonación atómica a gran altura. Estas detonaciones a alto nivel, apenas son mortales, aún así irradian suficiente EMP para inutilizar todos y cada uno de los componentes electrónicos de una CPU (ordenador) a 80 kilómetros de distancia, que se encuentre unido por tendidos eléctricos.

Durante los primeros días de la Edad atómica, fue popularizándose la idea de que algún día las bombas atómicas se usarían para operaciones de minería y quizás en la ayuda a la construcción de otro canal de Panamá. Qué decir cabe que este día nunca llegó.
En cambio, se incrementaron las aplicaciones militares de la Bomba atómica. Las pruebas nucleares en el Atolón de Bikini y otros sitios, fueron comunes hasta el Tratado de prohibición de pruebas nucleares.
Las fotos de pruebas nucleares pueden ser obtenidas en EEUU por la libertad de información.

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- Zonas de daño de una Explosión Atómica -
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- Diagrama Explicativo -
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Punto de Vaporización
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Todo es convertido en vapor a causa de la explosión atómica.
98% muertes.
Presión=25 psi. Velocidad del viento=515 Km/h.

Destrucción Total
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Todas las estructuras terrestres son destruidas. 90% muertes.
Presión=17 psi. Velocidad del viento=470 Km/h.

Daños graves a causa de la explosión
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Las fábricas y otros edificios importantes son derrumbados. Daños graves a los puentes de las carreteras. En algunos casos los ríos
son desviados de sus cauces. 65% muertes, 30% Heridos.
Presión=9 psi. Velocidad del Viento=420 Km/h.

Daños graves a causa del calor
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Todo lo inflamable arde. La gente en esta área es asfixiada debido
a que la mayor parte del oxígeno es consumido por el fuego.
50% muertes, 45% Heridos.
Presión=6 psi. Velocidad del viento=225 Km/h.

Daños graves debidos al fuego y al viento
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Las estructuras residenciales son gravemente dañadas. La gente es
arrastrada por el viento. La mayoría de los supervivientes sufren quemaduras de 2º y 3º grado.15% Muertos. 50% Heridos.
Presión=3 psi. Velocidad del viento=158 Km/h.

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- Radio de las Zonas de la Explosión -
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[3 tipos de bombas diferentes]
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| -[10 KILOTONES]- | | -[1 MEGATON]- | | -[20 MEGATONES]- |
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| Punto 0 - 1,980 pies | | Punto 0 - 8,000 pies | | Punto 0 - 17,500 pies |
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| 0.80 Kilómetros | | 4.00 Kilómetros | | 14.05 Kilómetros |
| 1.60 Kilómetros | | 6.05 Kilómetros | | 22.55 Kilómetros |
| 2.80 Kilómetros | | 10.45 Kilómetros | | 43.45 Kilómetros |
| 4.00 Kilómetros | | 12.45 Kilómetros | | 50.00 Kilómetros |
| 4.85 Kilómetros | | 16.10 Kilómetros | | 56.30 Kilómetros |
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-Fin de la sección 1-

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Traducción y edición: © Roberto García - 2.002
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II. Fisión Nuclear / Fusión Nuclear
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Hay 2 tipos de explosiones atómicas que pueden ser llevadas a cabo gracias al U-235;
Fisión y fusión. La fisión es una reacción nuclear en la cual el núcleo de un átomo se rompe en fragmentos, normalmente dos fragmentos de masa parecida, con la liberación aproximada de 200 millones de electrón-voltios de energía. Esta energía se pone de manifiesto con una violenta explosión en la bomba atómica. Una reacción de fusión es iniciada con una reacción de fisión, pero a diferencia de la esta, la bomba de fusión (Hidrógeno) saca su poder de la unión de los núcleos de varios isotopos de hidrogeno (Deuterio y Tritio) para formar un núcleo de Helio. Dado que este archivo solo trata sobre bombas atómicas, no entraremos en las bombas H por ahora.

El secreto que hay detrás de una reacción atómica radica en las fuerzas que mantienen junto al átomo. Estas fuerzas son parecidas, pero no iguales, al magnetismo.

Los átomos están compuestos por tres partículas sub-atómicas. Protones y neutrones se colocan juntos para formar el núcleo (masa central) del átomo, mientras que los electrones orbitan alrededor del núcleo, al igual que los planetas alrededor del Sol. Estas partículas determinan la estabilidad del átomo.

La mayoría de los elementos naturales tienen átomos muy estables, que son imposible de romper, excepto bombardeándolos con aceleradores de partículas. En la práctica, el único elemento cuyos átomos pueden ser rotos con relativa facilidad, es el metal Uranio. Lo átomos de Uranio son grandes, por lo que es difícil para ellos mantenerse estables. Es por ello que el U-235 es un excelente candidato para la fisión nuclear.

El Uranio es un metal pesado, más pesado que el oro, y no solo eso, sino que es el más grande de los átomos de los elementos naturales. Los átomos de Uranio tienen bastantes más neutrones que protones. Esto no refuerza su capacidad para fisionarse, pero tiene una presión importante en su capacidad para facilitar una explosión.

Hay dos tipos de isótopos de uranio. El uranio natural está compuesto mayoritariamente por el isotopo U-238, que tiene 92 protones y 146 neutrones
(92+146=238). Mezclado con este isótopo se encontraría un 0.6% de U-235, que solo tiene 143 neutrones. Este isótopo, a diferencia del U-238, puede ser dividido, de ahí que se llame fisionable, y usado para construir bombas atómicas. Dado que el U-238 es rico en neutrones, refleja los neutrones, todo lo contrario a su isótopo U-235 que los absorbe. (El U-238 no tiene ninguna función en una reacción atómica, pero sus propiedades lo hacen un excelente escudo para el U-235 en una bomba, ya que si este recubre al U-235, le impediría absorber Neutrones, pues los repele. Se utiliza como sistema de seguridad en las bombas atómicas,
ayudando así a prevenir posibles reacciones en cadena accidentales). Nótese sin embargo que aunque el U-238 no puede dar lugar a una reacción en cadena, se le puede saturar con neutrones para dar lugar a Plutonio (Pu-239). El Plutonio es fisionable y puede ser usado en lugar del U-235 (Aunque con otro modelo de detonador) en una bomba atómica. [Ver secciones 3 y 4 de este archivo].

Por naturaleza, ambos isótopos de uranio son radiactivos. Con el paso
del tiempo estos átomos se desintegran, así, si pasa el suficiente tiempo, el uranio irá perdiendo progresivamente tantas partículas que llegará a convertirse en Plomo (Unos 100.000 años). Este proceso puede ser acelerado, y es conocido como Reacción en cadena. Al contrario de la desintegración lenta, los átomos son forzados a romperse debido a que los neutrones chocan contra el núcleo. Un átomo de U-235 es tan inestable que basta un simple neutrón para romperlo, comenzando así una reacción en cadena. Esto ocurre cuando hay una masa crítica de material fisionable. En el caso del U-235 es de unos 50 Kg. Solo en el ese caso los neutrones chocarán, de lo contrario habrá muchos que pasen por "huecos" internucleares, y no choquen. Cuando esta reacción en cadena se lleva a cabo, el átomo de uranio de divide en dos átomos diferentes más ligeros, tales como el Krypton y el Bario.

Cuando un átomo de U-235 se fisiona, libera energía en forma de calor
y radiación Gamma, siendo esta la más poderosa de las radiaciones y la más letal. Cuando esta reacción ocurre, el átomo fisionado libera también dos o tres de sus neutrones "sobrantes", que no son necesarios para hacer otro Bario o Krypton. Estos neutrones liberados, tienen fuerza suficiente como para romper otro átomo de U-235, y dar lugar a la reacción en cadena.[Ver grafico siguiente, o bien la sección " TIPOS DE ENERGIA NUCLEAR: FISION " de la pag Web Principal].
En teoría, solo es necesario fisionar un átomo de U-235, ya que los neutrones sobrantes de este átomo chocaran con los otros y crearan nuevas fisiones, liberando al mismo tiempo más neutrones... Esta progresión es geométrica, y se detalla con bastante precisión en la pág. Web principal, sección: " TIPOS DE ENERGIA NUCLEAR: FISION”. Todo esto ocurre en una millonésima de segundo.

A La cantidad mínima para comenzar una reacción en cadena se le llama MASA SUPERCRITICA o MASA CRITICA. La masa necesaria para realizar la reacción depende de la pureza del material a fisionar. Por ejemplo para el U-235 puro la cantidad es de 50 Kilogramos; sin embargo el uranio nunca es puro al 100%.

El Uranio no es el único material utilizado en la construcción de bombas atómicas. Otro material es el Plutonio en su isótopo Pu-239. El plutonio no se encuentra en la naturaleza (excepto en periodos muy cortos) y siempre es obtenido a partir del U-238, en un reactor nuclear, bombardeándolo con neutrones. Al cabo de un tiempo, la intensa radiactividad causa que el metal coja partículas extra, con lo que más y más de sus átomos se transforman en plutonio.

El plutonio no comenzará una rápida reacción en cadena por sí mismo, pero esta dificultad se soluciona teniendo una fuente de neutrones, un material altamente radiactivo que libere neutrones más rápidamente que el Plutonio por sí mismo. En ciertos tipos de bombas se utiliza una mezcla de Berilio y Polonio para permitir esta reacción. Solo es necesaria una pequeña cantidad. El material no es fisionable, pero actúa como un catalizador para acelerar la reacción.

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- Diagrama de una Reacción en Cadena -
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- Diagrama Outline -
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- Neutrón
- Uranio-235
- Uranio-236
- Átomo de Bario
- Átomo de Krypton

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-Fin de la sección 2-

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Traducción y edición: © Roberto García - 2.002
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III. El Mecanismo de la Bomba
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Altímetro
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Un altímetro de avión ordinario usa un tipo de Barómetro Aneroid que mide
los cambios de la presión de aire en alturas diferentes. Sin embargo, los
cambios de la presión de aire debido al tiempo pueden afectar
desfavorablemente a las lecturas del altímetro. Por ello, es mejor usar un radar (o la radio) combinado con el altímetro para la exactitud realzada cuando la bomba alcanza punto Cero.

Aunque la onda de Frecuencia Modulada-Continua (FM CW) es más compleja, su exactitud sobrepasa con creces a cualquier otro tipo de altímetro. Como sistemas de pulso simples, las señales son emitidas desde una antena de radar (la bomba), y lanzadas hacia la tierra, y al rebotar, son recibidas por el altímetro de la bomba. Este sistema de pulso se aplica a los más avanzados sistemas de altímetro, solo la Señal es continua y centrada alrededor de una frecuencia alta como 4200 MHz Esta señal es incrementada en 200 MHz por intervalo antes de volver a la frecuencia original.

Cuando comienza el descenso de la bomba, el altímetro transmite una señal comenzando en 4200 MHz Cuando la señal vuelva, el altímetro transmitirá una frecuencia más alta. La diferencia depende en lo que le ha costado a la señal hacer el viaje de vuelta. Cuando estas dos frecuencias son mezcladas electrónicamente, una nueva frecuencia (la diferencia entre las dos) surge. El valor de esta nueva frecuencia es medido por los microchips. Este valor es directamente proporcional a la distancia viajada por la señal original, con lo que puede ser empleado para medir la altura actual.

En la práctica, un radar FM CW normal, tiene un barrido de 120 veces por segundo. Su alcance es de hasta 10.000 pies (3.000 metros), aunque sobre el agua es de 20.000 pies (6000 metros), dado que las reflexiones del sonido sobre el agua son más claras.

La precisión de estos altímetros es de unos 5 pies (1.5 metros) para los más precisos. Dado que el "Punto Cero" ideal para una bomba atómica es de 1.980 pies, este factor de error no es de gran importancia.

El alto coste de estos tipos de altímetros de radar ha evitado su uso en aplicaciones comerciales, pero el descenso del coste de los componentes electrónicos debería equipararse a los del tipo barométrico anteriormente descritos.

Detonador de Presión atmosférica
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El detonador de presión atmosférica puede ser un mecanismo muy complejo, pero a efectos prácticos, puede ser utilizado un modelo simple. A altas alturas, el aire tiene menor presión. A medida que la altitud disminuye, la presión atmosférica aumenta. Se puede utilizar una tira muy delgada de metal magnetizado como detonador atmosférico. Todo lo que se necesita para la tira de metal es tener una burbuja de metal extremadamente delgada puesta en el centro y justo debajo del contacto eléctrico que provocará la detonación convencional explosiva. Antes del ajuste de la tira en el lugar, empujaremos la burbuja para que quede invertida.

Una vez que la presión de aire ha alcanzado el nivel deseado, la burbuja magnética se recuperará en su posición original y golpeará el contacto, cerrando así el circuito y activando el explosivo.

Cabeza detonante
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La cabeza detonante (o cabezas, dependiendo de si es usada una bomba de Uranio o de Plutonio) que es localizada en el lugar de las Cargas Explosivas convencionales, es similar al detonador estándar. Esto simplemente actúa como un catalizador para causar una explosión mayor. La calibración de este dispositivo es importante. Una cabeza detonante demasiado pequeña solo causaría un gran ruido y un peligro potencial, ya que si alguien consigue desarmar la bomba y ponerle otra cabeza, tendría una bomba atómica en su poder. (Una medida adicional de incomodidad viene del conocimiento de que el explosivo convencional podría detonarse con fuerza insuficiente como para soldar los metales radiactivos. Esto causará una masa supercrítica que podría desaparecer en cualquier momento). La cabeza detonante recibirá una carga eléctrica del detonador de presión atmosférica, o del altímetro de radar, dependiendo del tipo de sistema usado. La compañía Du Pont fabrica unos detonadores bastante buenos que pueden ser fácilmente modificados para nuestros propósitos.

Carga(s) explosiva(s) convencional(es)
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Este explosivo es utilizado para introducir y soldar la mayor cantidad de Uranio en el menos sitio posible dentro de la bomba. [La cantidad de presión necesaria para dar lugar a todo esto es desconocida, y posiblemente este clasificado por el Gobierno de los Estados Unidos por razones de seguridad Nacional].

Desde que son manipulados para iniciar la detonación de tanto bombas
de Uranio como de bombas de Plutonio, los explosivos plásticos son los que mejor van en estas situaciones. Un buen explosivo es el Nitrato de Urea. Las instrucciones para hacer Nitrato de urea son las siguientes:

- Ingredientes -
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1 taza concentrada de una solución de Ácido Úrico (C5 H5 N4 O3)
1/3 taza de Ácido Nítrico (HNO3)
4 contenedores de vidrio resistentes al calor
4 filtros (por ejemplo de café)

Filtrar la solución concentrada de acido úrico con un filtro para eliminar las impurezas. Despacio, añadir 1/3 de taza de acido nítrico a la solución dejar la mezcla reposando durante 1 hora. Filtrar de nuevo. Esta vez, los cristales de Nitrato de urea se quedarán en el filtro. Lavar los cristales con agua destilada mientras están en el filtro. Quitar los cristales del filtro y dejar secar durante 16 horas. Este explosivo necesitará un detonador.

Podría ser necesaria una cantidad mayor que la antes mencionada para tener una explosión lo suficientemente grande como para provocar que el Uranio (o el Plutonio) se unieran en el impacto.

Reflector de Neutrones
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El reflector de neutrones está compuesto únicamente de Uranio-238. El U-238 no solo es no-fisionable, sino que además tiene la capacidad de devolver los neutrones a su fuente.

El reflector de U-238 puede tener 2 propósitos. En una bomba de Uranio, sirve como salvaguarda de un accidente de masa supercrítica. Por ello, el U-238 haría como un escudo impenetrable para los neutrones, con lo que evitaríamos detonaciones no deseadas. En una bomba de Plutonio, el reflector ayuda a que el Plutonio retenga sus neutrones, reflejándolos al centro de ensamblaje. [Ver di agra en la Sección 4 de este archivo].

Uranio y Plutonio
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El Uranio-235 es muy difícil de extraer. De hecho, de cada 25.000 toneladas de mineral de Uranio extraído, solo 50 toneladas de Metal de uranio puede ser refinado, y de ahí, el 99.3 % del metal es U-238 que es demasiado estable como para ser usado como agente activo en una detonación atómica. Para hacer las cosas más complicadas, ningún proceso químico puede separar los dos isotopos ya que el U-235 y U-238 tienen idénticas características químicas. Los únicos método que pueden separarlos son los mecánicos

El U-235 es algo más ligero que su colega el U-238. Se utiliza un sistema de difusión gaseosa para comenzar el proceso de separación entre los dos isótopos. En este sistema, el Uranio es combinado con el flúor para formar el gas de Hexafluorudo de Uranio. Esta mezcla es entonces propulsada por bombas de baja presión por una serie de barreras porosas sumamente finas. Como los átomos de U-235 son ligeros, son propulsados más rápido que los átomos de U-238, ellos podrían penetrar las barreras más rápidamente. Por consiguiente, la concentración de U-235's se hace sucesivamente mayor conforme pasa por cada barrera. Después de pasar por varios miles de barreras, el Hexafluoruro de Uranio contiene una concentración relativamente alta de U-235 - el 2 % el Uranio puro en el caso de combustible de reactor, y llegando más lejos (teóricamente) podría ceder hasta el 95 % el Uranio puro para el empleo en una bomba atómica.

Una vez que el proceso de difusión gaseosa haya finalizado, el Uranio debe ser refinado de nuevo. La separación magnética del extracto del proceso de enriquecimiento anterior es puesta en práctica para luego refinar el Uranio. Esto implica cargar eléctricamente el gas de Tetra cloruro de Uranio y directamente pasar por un electroimán débil. Ya que las partículas ligeras de U-235 en la corriente de gas son menos afectadas por el tirón magnético, ellas gradualmente pueden ser separadas del flujo.

Luego, un tercer proceso de enriquecimiento es aplicado al resultado del segundo proceso. Aquí, un centrifugador de gas se pone en acción para separar el ligero U-235 de su isoto más pesado. La fuerza centrifuga separa los dos isotopos de Uranio por sus masas. Una vez que todos estos procesos hayan sido completados, todo lo que necesitaremos hacer será colocar los componentes de U-235 dentro de una cabeza nuclear que facilitará la detonación atómica.

La masa supercrítica para el Uranio-235 está definida en 110 libras (50 kg) de uranio puro.

Dependiendo de el/los proceso(s) de refinamiento utilizados en la purificación del U-235 para su uso, el diseño del mecanismo de ojiva y la altitud en la que se detona, la fuerza explosiva de la Bomba atómica puede ser desde 1 kilotón (que iguala a 1,000 toneladas de TNT) a 20 megatones (que iguala 20 millones de toneladas de TNT - que paradójicamente, es la cabeza nuclear estratégica más pequeña que poseemos hoy. {De hecho, Un Submarino Nuclear Trident, transporta un poder destructivo de 25 veces el de la segunda Guerra Mundial}).

Aunque el Uranio es un material fisionable idea, no es el único. El Plutonio puede ser usado en una bomba atómica igual de bien. Dejando el U-238 dentro de un reactor atómico durante un período ampliado de tiempo, el U-238 recoge partículas suplementarias (neutrones especialmente) y gradualmente es transformado en el elemento Plutonio.

El plutonio es fisionable, pero no tan fácil como el Uranio. Mientras el Uranio puede ser detonado por un dispositivo de arma simple de 2 partes, el Plutonio debe ser hecho detonar por una cámara de implosión más compleja de 32 partes con más explosivo convencional, mucha más velocidad y un mecanismo de detonación simultáneo para los paquetes convencionales explosivos. Con todas estas exigencias viene la tarea adicional de introducir una fina mezcla de Berilio y Polono a este metal mientras todas estas acciones ocurren.

La masa supercrítica del plutonio está definida en 35.2 libras (16 Kg). Esta cantidad puede ser reducida a 22 libras (10 Kg) rodeando el plutonio con una cubierta de U-238.

Para comprobar la gran diferencia entre un detonador de Uranio y uno de implosión de Plutonio, aquí hay un rápido informe detallado.

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Detonador de Uranio
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Comprendida de 2 partes. La masa más grande es esférica y cóncava. La masa más pequeña tiene precisamente el tamaño y forma de la
sección que "falta" de la masa más grande. En la detonación del
explosivo convencional, la masa más pequeña es inyectada
violentamente y soldada a la masa más grande. La masa supercrítico es alcanzada, la reacción en cadena se realiza en una millonésima de segundo.

Detonador de Plutonio
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Está compuesto por 32 secciones individuales de plutonio de 45
grados en forma de tarta, rodeados por una mezcla de Berilio/
Polonio. Estas 32 secciones juntas forman una esfera. [Véase
que en el dibujo aparecen solo 8 zonas porque está en 2-D, en
3-D, serían 32 zonas para que todas formen 45 grados]. Cada una
de estas secciones debe tener igual masa y forma que las otras.
La forma del detonador aparenta una pelota de fútbol. En la
detonación de los explosivos convencionales, las 32 secciones
deben combinarse con la mezcla de Berilio/Polonio en menos de
una diez-millonésima de segundo.

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- Diagrama -
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[Detonador de Uranio] | [Detonador de Plutonio]
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= Punto de colisión | = Punto de colisión
- Sección(es) de uranio | = Secciones de Plutonio
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Blindaje de plomo
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El único propósito del blindaje de plomo es prevenir la radiactividad inherente de la carga útil de la bomba de interferir con otros mecanismos de la bomba. El flujo de neutrones de la carga útil de la bomba (U-235 o Pu-239) es lo bastante fuerte como para cortocircuitar el conjunto de circuitos internos y causar una detonación accidental o prematura.

Fuselajes
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Los fuselajes son puestos como otra salvaguarda para prevenir una detonación accidental ya sea de explosivos convencionales o de la carga nuclear. Estos fuselajes están cerca de la superficie de la "nariz" de la bomba, de tal modo que puedan ser instalados fácilmente cuando la bomba está preparada para ser lanzada. Los fuselajes deberían ser instalados solo momentos antes del lanzamiento. Ponerlos antes de tiempo podría significar un accidente de proporciones catastróficas.

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-Fin de la sección 3-

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Traduccion y edicion: © Roberto García - 2.002
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IV. El diagrama de la Bomba Atómica
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- Diagrama para la bomba de Uranio -
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[Modelo de Bomba Gravitacional]
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-> Corte trasversal de las partes visibles <-

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- Explicacion del diagrama -
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- Cono de cola
- Aletas estabilizadoras de cola
- Detonador de presión atmosférica
- Tubo(s) de admisión de aire
- Altímetro/Sensores de Presión
- Contenedor del Blindaje de Plomo
- Cabeza detonante
- Carga Explosiva convencional
- Embalaje
- Uranio (U-235) [Plutonio (Ver otro diagrama)]
- Reflector de neutrones (U-238)
- Sistema de Telemetría
- Receptáculo para el U-235 en la detonación
para facilitar la masa supercrítica
- Fuselajes (insertado al armar la bomba)

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- Diagrama para la bomba de Plutonio -
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[Modelo de Bomba Gravitacional - Modelo de Implosión]
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-> Corte trasversal de las partes visibles <-

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- Explicacion del diagrama -
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- Cono de cola
- Aletas estabilizadoras de cola
- Detonador de presión atmosférica
- Tubo(s) de admisión de aire
- Altímetro/Sensores de Presión
- Conductos electrónicos y circuitos de fundición
- Contenedor blindado de plomo
- Reflector de neutrones (U-238)
- Carga(s) explosiva(s) convencional(es)
- Plutonio (Pu-239)
- Receptáculo para la mezcla Berilio/Polonio
Para facilitar la reacción atómica.
- Fuselajes (insertado al armar la bomba)

7 comentarios - Bombas atómicas

Dellasardina
Buena info, Gracias! Con respecto al tema de los graficos es complicado que te queden bien porque algunos caracteres pueden ser interpretado de manera diferente por los navegadores y el editor de Taringa. Tal vez puedas hacerles una captura de pantalla, acomodarlos un poco y subirlos como imagen. Suerte!
iarquiola
heyy muy buena data!!!! ya le pasé el link a medio mundo muy interesante y copado, te felicito.