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Bomba de Hidrógeno

Una bomba atómica es un dispositivo que obtiene una gran cantidad de energía explosiva con reacciones nucleares. Su funcionamiento se basa en provocar una reacción nuclear en cadena descontrolada. Se encuentra entre las denominadas armas de destrucción masiva y su explosión produce una distintiva nube con forma de hongo. La bomba atómica fue desarrollada por Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial gracias al Proyecto Manhattan, y es el único país que ha hecho uso de ella en combate (en 1945, contra las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki).

Su procedimiento se basa en la fisión de un núcleo pesado en elementos más ligeros mediante el bombardeo de neutrones que, al impactar en dicho material, provocan una reacción nuclear en cadena. Para que esto suceda hace falta usar núcleos fisibles o fisionables como el uranio-235 o el plutonio-239. Según el mecanismo y el material usado se conocen dos métodos distintos para generar una explosión nuclear: el de la bomba de uranio y el de la de plutonio.

La bomba de hidrógeno, o bomba H, es un artefacto explosivo nuclear cuya explosión se logra por la fusión ( en lugar de la fisión) o combinación de dos elementos de pesos atómicos muy pequeños para formar otro de peso atómico superior al de ellos. Los elementos ligeros utilizados son el deuterio y el tritio (isótopos de hidrógeno), bien puros y en estado elemental, o bien combinados en forma de deuteruro y triteruro de berilio o de potasio.



La energía se desprende al fusionarse los núcleos de deuterio (2H) y de tritio (3H), dos isótopos del hidrógeno, para dar un núcleo de helio. La reacción en cadena se propaga por los neutrones de alta energía desprendidos en la reacción.

La temperatura necesaria para inflamar la mezcla de estas substancias la proporciona una bomba atómica a base de plutonio; al estallar esta bomba por la acción de un dispositivo eléctrico que dispara al percutor, desarrolla una temperatura de muchos millones de grados centígrados en unas millonésimas de segundo, temperatura suficiente para iniciar la reacción entre el deuterio y tritio, reacción en la que se desprende una cantidad de energía de tres a cuatro veces superior a la que desarrolla al explotar la bomba de plutonio que se utiliza como cebo.
La potencia destructiva de una bomba de hidrógeno es enorme, muy superior a la de la bomba atómica A de tipo corriente.


La primera bomba de este tipo fue detonada en Eniwetok (atolón de las Islas Marshall) el 1 de noviembre de 1952, durante la prueba Ivy Mike, con marcados efectos en el ecosistema de la región. La temperatura alcanzada en la «zona cero» (lugar de la explosión) fue de más de 15 millones de grados, tan caliente como el núcleo del Sol, por unas fracciones de segundo.

Explosión de la bomba termonuclear Ivy Mike (1 de noviembre de 1952). Las bombas termonucleares se han convertido en las armas más destructivas de la historia, siendo varias veces más poderosas que las bombas nucleares de Hiroshima y Nagasaki.

El primero de marzo de 1954 los EEUU lanzaron en las Islas Marshall (compuestas por dos archipiélagos y algunos arrecifes que suman 1.152 islas sobre el Pacífico, al noroeste de Australia) una bomba de hidrógeno, 1.000 veces más potente que la bomba de fusión lanzada sobre Hiroshima.

Los efectos fueron devastadores. 15 megatones de energía desintegraron tres islas por completo e hicieron elevar la temperatura del mar a unos 55.000 grados, destruyendo por completo los atolones cercanos y dejando un gigantesco cráter de dos kilómetros de diámetro y 73 metros de profundidad.
A más de medio siglo del ensayo nuclear, un equipo de investigadores ha viajado a Bikini a estudiar la bio-diversidad de la zona. Lo que hallaron fue verdaderamente fascinante.
Lo que esperaban era un verdadero paisaje lunar, pero en cambio se toparon con que un 70% de los corales de Bikini se había sobrepuesto completamente a la devastación provocada por la bomba de hidrógeno.

Es verdad que al menos 30 especies han desaparecido, en comparación con diversos estudios realizados antes del estallido de la bomba de hidrógeno y de otras 22 bombas atómicas arrojadas allí entre 1946 y 1958. Sin embargo, al menos 12 especies se han identificado allí por vez primera.
Se cree que el milagro se debe a la contribución del vecino atolón de Rongelap, que ha donado parte de la bio-diversidad que hoy habita en Bikini, gracias a la afluencia de potentes corrientes marinas que han arrastrado una gran diversidad de especies de uno a otro atolón.

Esto demuestra el particular poder de resilencia (capacidad de volver a su estado original) que presentan los corales. Que en sólo 50 años, existan en una zona de especial actividad nuclear, enormes brazos de coral de más de ocho metros de alto es algo verdaderamente asombroso.

Para que se usa la bomba de Hidrógeno

Usada como arma de destrucción planetaria. La Bomba de Hidrógeno es una versión gigantesca de un arma nuclear, diseñada para producir la mayor cantidad posible de radiaciones y contaminación radioactiva. Va montada en un torpedo modificado y puede lanzarse desde cientos de millones de Km. de distancia. La gran velocidad que llega a alcanzar durante su recorrido, hace prácticamente imposible su detección e interceptación.

Este tipo de arma alcanza la atmósfera del planeta a tan alta velocidad, que se funde por la fricción en las capas superiores de la atmósfera, entre los 60 y los 100 Km. de altura. La explosión a estas grandes alturas, no obstante, hace que el efecto del proyectil se intensifique, dispersando cenizas radioactivas sobre una enorme cantidad de terreno.


Creación

En 1940, el húngaro-estadounidense Edward Teller estudia la posibilidad de utilizar la cantidad enorme de calor (108 °C, es decir cien millones de grados centígrados) producida por la explosión de una bomba atómica de fisión para poner en marcha el proceso de fusión nuclear. En 1941, Teller se une al proyecto Manhattan, que tiene como objetivo desarrollar la bomba atómica de fisión.

Después de trabajos preliminares en Chicago con Enrico Fermi, y en Berkeley con Robert Oppenheimer, Teller va a los laboratorios de Los Alamos (Nuevo México, USA) para trabajar en la bomba atómica bajo la dirección de Oppenheimer. Debido a que las dificultades encontradas para realizar una bomba de fisión fueron menores, no se siguió la pista de la bomba H, lo que causó una gran decepción a Teller.

En 1949, cuando los soviéticos hicieron explotar su propia bomba de fisión, los análisis de los servicios de inteligencia estadounidenses demostraron que se trataba de una bomba que utilizaba el plutonio como combustible nuclear. El monopolio de los Estados Unidos en el tema nuclear deja de existir y la noticia causa un choque psicológico considerable pues los estadounidenses estimaban poder conservar el monopolio del arma nuclear durante una decena de años. Se comprometen entonces en una nueva epopeya, la de la búsqueda de una bomba todavía más poderosa que la bomba de fisión: la bomba de fusión.

El presidente de los Estados Unidos Harry Truman pide así al laboratorio de Los Alamos desarrollar una bomba que funcione gracias a la fusión de los núcleos de hidrógeno. Oppenheimer está en contra de esta decisión, considerado que es sólo otro instrumento de genocidio. Teller fue puesto a cargo del programa. Sin embargo, su modelo, aunque razonable, no permitió lograr el fin pretendido.

El matemático polaco-estadounidense Stanisław Ulam, en colaboración con C.J. Everett, realizó cálculos detallados que muestran que el modelo de Teller es ineficaz. Ulam sugiere entonces un nuevo método que sí resultará exitoso. Colocando una bomba de fisión en una extremidad y el material termonuclear en la otra de un recinto, es posible dirigir las ondas de choque producidas por la bomba de fisión. Estas ondas comprimen y encienden el combustible termonuclear.

En un principio Teller no aceptó la idea, pero luego comprendió todo su mérito y sugirió la utilización de radiación en vez de ondas de choque para comprimir el material termonuclear. La primera bomba H, Ivy Mike, estalla sobre el atolón de Eniwetok (cerca de Bikini, Océano Pacífico) el uno de noviembre de 1952 a satisfacción de Teller, con el desacuerdo de una parte mayoritaria de la comunidad científica.

La "implosión por radiación" se convirtió entonces en el método estándar para crear las bombas de fusión. Ambos creadores, Ulam y Teller, produjeron así su bomba H.


Configuración de una bomba de fisión-fusión-fisión
A : etapa de la fisión
B : etapa de la fusión
1. Lentes de explosivos a alta potencia(fuerza)
2. Uranio-238
3. Vacío
4. Gas de tritio ("sobrecarga", en azul) encerrado en un corazón vaciado por plutonio o por uranio
5. Espuma de poliestireno
6. Uranio-238
7. Deuterio de litio 6 (combustible de la fusión)
8. Plutonio (encendido)
9. Envoltura reflectante (refleja los rayos X hacia la etapa de la fusión)
Una bomba de arquitectura Teller-Ulam es lo mismo que una bomba de fisión-fusión-fisión. Tal bomba consta de dos partes principales:

La parte primaria alta: es la bomba de fisión que, al estallar, conlleva un aumento muy fuerte de la temperatura y por ello, el encendido de la fusión.
La parte secundaria baja: es el material que va a fusionarse, en este caso litio, acompañado por un núcleo de plutonio y de una cubierta de uranio 238. Esta parte está rodeada de una espuma de poliestireno que permitirá una subida muy alta de la temperatura.
Por último, es posible utilizar una tercera etapa, del mismo tipo que la segunda, para producir una bomba de hidrógeno mucho más poderosa. Este piso suplementario es mucho más voluminoso (por término medio 10 veces más) y su fusión comienza gracias a la energía soltada por la fusión de la segunda etapa. Podemos pues fabricar bombas H de potencias muy grandes añadiendo varias etapas.
La misma bomba se rodea de una estructura que va a permitir retener la aportación de rayos X producidos por la explosión de la bomba de fisión. Estas ondas son redirigidas con el fin de comprimir el material de fusión.

Desarrollo de la explosión de una bomba Teller-Ulam

La explosión de una bomba H se realiza en un intervalo del tiempo muy corto: 6.10-8, o sea 600 mil millonesimas de segundo. La reacción de fisión toma 550 mil millonésimas partes del segundo y la de la fusión 50 mil millonésimas.

1._ Después del encendido del explosivo químico, la bomba de fisión se pone en marcha.

2._ La explosión provoca la aparición de rayos X, que se reflejan sobre la cubierta e ionizan el poliestireno que pasa al estado de plasma.

3._ Los rayos X irradian el tampón que comprime el combustible de fusión deuterio de litio (6 LiD) y ceba el plutonio que, bajo el efecto de esta compresión y de los neutrones, comienza a fisionarse.
Comprimido y llevado a temperaturas muy altas, el deuterio de litio (6LiD) comienza la reacción de fusión. Generalemente se observan este tipo de reacciones de fusión :

H_1^2 + H_1^3longrightarrow He_2^4 + n
D + D → 3He + n D + D = (sup/48) 5 dh + e*n D + D → T + p
D + 3He → 4He + p
T + T → 4He + 2n
3He + S → 4He + p
6Li + n → T + 4He
7Li + n → T + 4He + n
n siendo un neutrón y p un protón.

4._ Cuando el material de fusión se fusiona a más de 100 millones de grados, libera muchísima energía. A la temperatura dada, el número de reacciones aumenta con arreglo al cuadrado de la densidad: así, una compresión mil veces más elevada conduce a la producción de un millón de reacciones más.

5._ La reacción de fusión produce un gran flujo de neutrones que va a irradiar el tampón, y si este está formado por materiales fisibles (como el 238 U) va a producirse una reacción de fisión, provocando una nueva liberación de energía del mismo orden de dimensión que la reacción de fusión.


Desarrollo de la explosión de una bomba H

A Bomba antes de explosión; etapa de la fisión (arriba) primaria, etapa de la fusión (abajo) secundaria, totalmente suspendidas en una espuma de poliestireno.
B El explosivo alta potencia detona en el primario, comprimiendo el uranio de forma supercrítico y se empieza una reacción de fisión.
C El primario emite rayos X que son reflejados dentro de la cubierta e irradian la espuma de poliestireno.
D La espuma de poliestireno se hace plasma, comprimiendo el secundario, y el plutonio comienza su fisión.
E Comprimido y calentado, el deuterio de litio-6 comienza la reacción de fusión, un flujo de neutrones enciende la fusión del tampón. Una bola de fuego comienza a formarse...

Potencia de una bomba H

La explosión de una bomba de fisión genera una energía de aproximadamente 14 kt de TNT (a saber, 14 000 toneladas), una tonelada de TNT que desarrolla 10^9 calorías, o sea 4,184.10^9 julios. Esta energía máxima no sobrepasa las 700 kt.

En comparación, las bombas H típicamente serían por lo menos 1000 veces más poderosas que Little Boy, la bomba atómica de fisión lanzada sobre Hiroshima. Por ejemplo, Ivy Mike, la primera bomba de fusión estadounidense, liberó una energía de aproximadamente 10.400 kT. La explosión más poderosa de la historia fue la de Bomba del Zar soviética que debía servir de prueba de bombas de 100 Mt, ésta fue de 50 Mt. La energía máxima liberada por una bomba de fusión no tiene límite (teóricamente, por lo menos).

Ahora algunos vídeos


Tsar Bomba de Hidrógeno Soviética

link: https://www.youtube.com/watch?v=FcqBg7hx1vY

LA MAYOR EXPLOSION NUCLEAR DE LA HISTORIA

link: https://www.youtube.com/watch?v=11AZqX-rUmc

BOMBA DE HIDROGENO... prueba nuclear verdadera

link: https://www.youtube.com/watch?v=Q-59ltnMgwY

Funcionamento de una bomba termonuclear-Una Bomba-H

link: https://www.youtube.com/watch?v=PuxdYJ6oT0A
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