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Historia
Historia de las armas nucleares.
Tecnología de las armas nucleares
Procesado del uranio y el plutonio
En torno al 98% de los átomos de uranio que existen en la biosfera tiene un peso atómico de 238, mientras que el 1% remanente contiene el isótopo 235, por lo que se requiere separarlo físicamente para reunir las cantidades necesarias para sostener una reacción nuclear en cadena, yaque el uranio 235 es el isótopo fisible. La separación de ambos isótopos exige procesos extensos, complicados y costosos. El enriquecimiento que se llevó a cabo en el Proyecto Manhattan usó dos mecanismos, uno de separación electromagnética en un Calutrón, y otro, mediante difusión gaseosa.
El elevado costo y el tedioso proceso del enriquecimiento de uranio alentó a los científicos a buscar otrocombustible para la fabricación de artefactos nucleares. Descubrieron otro material, el plutonio 239, que se produce al bombardear neutrones lentos sobre el uranio 238 en un reactor, convirtiéndolo en un elemento más pesado. Luego de esto, el plutonio se retira de los subproductos radiactivos del uranio y se coloca en una planta de reprocesamiento.
La obtención de un solo kilogramo de uranioimplica la extracción de más de un millón de kilos de mineral de uranio, puesto que una tonelada de este mineral sólo concentra algunos kilos de uranio. El procesado del uranio implica la lixiviación con ácido del mineral de uranio triturado, lo que da lugar a un aglutinado seco, purificado, calificado como pastel amarillo. La producción de metales pesados tóxicos y radiactivos (torio y radio)derivados de la trituración tienen que ser debidamente estabilizados. El denominado pastel amarillo se trata en diversas plantas que completan su idoneidad para sus distintas aplicaciones. En las plantas de enriquecimiento se lleva a cabo un procedimiento meticuloso que aparta el uranio 235 del más pesado y abundante uranio 238.
La bomba de fisión, bomba nuclear o "bomba A"
La criticidad es el punto enque una masa de material fisionable es capaz de sostener una reacción en cadena continuada. Es una función de la cantidad de masa y la densidad de la misma. La mejor configuración geométrica (al menos hasta las armas de 6ª generación) es la esfera, donde se necesitarían 52 kg de U-235, 16 kg de U-233 o 9-10 kg de Pu-239 para lograr la criticidad.
Hasta la quinta generación (ver más abajo),básicamente la construcción consistía en introducir algo más de 9 kg de Plutonio en una "esfera desmontada", normalmente dividida en secciones más pequeñas que por sí solas no tienen ni masa ni geometría adecuada para alcanzar la criticidad. Cuando se activa la bomba, se disparan dichas secciones simultáneamente contra un punto determinado, donde colapsan formando una esfera que sí tiene masa ygeometría suficientes para alcanzar la criticidad. A continuación se detona una capa de explosivos convencionales de onda de choque de gran velocidad (superior a 8.000 m/s) y alta simetría esférica (mezclas de RDX/TNT o nitrato de urea, por ejemplo). Por implosión, comprimen aún más la esfera (logrando un estado de súpercriticidad al incrementar el factor temperatura/densidad) y la mantienen unida durantela liberación de energía de las primeras "reduplicaciones" de la reacción en cadena (si no fuera así, la primera liberación de energía desarmaría la esfera e interrumpiría el proceso).
Los principales problemas en el diseño de este tipo de arma, están relacionados con los tiempos de inserción y, en el caso de la fisión por implosión, con la sincronicidad de los disparos (han de ser estrictamentesimultáneos para que no se desequilibre el sistema)
Generaciones
"Generación cero" o "bomba A": Dispositivos experimentales de fisión por disparo y Uranio altamente enriquecido (HEU), en el rango de la tonelada de peso, capaces de liberar entre 10 y 25 Kt (Kilotones). Ésta fue el tipo de bomba lanzada en Hiroshima, "Little Boy". Hoy día se consideran poco más que demostradores de tecnología....