Análisis: Por qué cuesta tanto hacer una bomba de hidrógeno

¿Por qué es tan difícil construir una bomba de hidrógeno?
Pequeño sol en la Tierra. (Administración Nacional de Seguridad Nuclear)

Escrito por Akshat Rathi - Quartz




Han pasado más de 60 años desde que los EE.UU. probado con éxito la primera bomba de hidrógeno. Desde entonces sólo cuatro otros países, Rusia, Francia, China y el Reino Unido, han sido capaces de hacer una ellos mismos. Esta semana Corea del Norte afirmado que tenía, pero se puede pasar por alto alarde de Kim Jong-un por ahora.
Un poco más de países, India, Pakistán, Sudáfrica, Israel, así como Corea del Norte tienen el know-how para construir formas más simples de las armas nucleares: bombas atómicas. Sin embargo, ninguna otra tecnología en el mundo se ha mantenido fuera de las manos de tantos países durante mucho tiempo. ¿Por qué?
Puede ser que la Guerra Fría entre los EE.UU. y Rusia disuadido estados de recoger una batalla con una de las grandes armas, pero eso no impidió que la India y Pakistán. Tal vez el vestíbulo de la no proliferación después de la Guerra Fría convenció afirma que no necesitan armas nucleares (Sudáfrica, de hecho, renunció a su arsenal en 1991), pero Irán y Corea del Norte siguió intentando.
Así que la razón más probable, Robert Downes, un experto en armas nucleares en el Kings College de Londres dijo Cuarzo, es que es demasiado duro. Vamos a empezar con los conceptos básicos de la construcción de un arma nuclear para ver por qué.

En primer lugar hacer su combustible

Las armas nucleares hacen uso de la "fuerza nuclear fuerte", que tiene carga positiva partículas-protones juntos en el núcleo de un átomo. A pesar de que sólo actúa sobre distancias muy pequeñas, la fuerza nuclear fuerte es, en efecto fuerte sobre cien billones de billones de billones de dólares (10 a la potencia 38a) veces más fuerte que la gravedad por lo que supera fácilmente la repulsión entre las cargas positivas. (En comparación, pensar lo difícil que es reunir a los polos norte de dos imanes fuertes.)
Hay dos tipos de armas nucleares, y hacen uso de la fuerza nuclear fuerte ya sea por división muy grandes átomos separados (fisión nuclear en una bomba atómica) o apretando átomos muy pequeños juntos (fusión nuclear en una bomba de hidrógeno, bomba aka termonuclear ). Ambos procesos liberan grandes cantidades de energía. Nuestro sol y la mayoría de las estrellas no son más que los reactores de fusión masivas.
La primera barrera a la construcción de un arma nuclear es encontrar combustible nuclear. Muy pocos tipos de átomos son tanto el tamaño adecuado y lo suficientemente abundantes como para fabricar un arma nuclear. Es ya sea uranio o plutonio para bombas de fisión, o una mezcla de deuterio y tritio (ambos de ellos formas raras de hidrógeno) para la fusión nuclear.
Para recoger el uranio de grado de armas no es fácil. Usted necesita una ("enriquecido") bulto concentrada de la forma menos estable, el uranio-235, que está a sólo 1% del uranio natural. (El otro 99%, el uranio-238, no funciona para una bomba atómica, ya que no se partió con bastante facilidad). La separación de estas dos formas, o isótopos-que son idénticos en casi todos los sentidos, pero difieren ligeramente en peso es difícil y requiere de mucha energía. La planta que enriquece uranio para la primera bomba atómica cubierto más de 40 acres (16 hectáreas) de terreno, con 100 millas (161 km) de la tubería, y miles de calentadores y compresores para convertir el uranio metálico en un gas por lo que los isótopos podía ser separados.
El problema con tritio un isótopo del hidrógeno-es aún mayor. Hay tritio casi ocurre ninguna forma natural, por lo que tiene que ser sintetizado. Esto se realiza en reactores especialmente diseñados, que no son fáciles de construir y generar pequeñas cantidades de tritio a la vez.
Así que la mayoría de los países no encuentran suficiente combustible nuclear para fabricar una bomba. Irán, por ejemplo, tuvo problemas para generar suficiente uranio enriquecido-235 para empezar. Y, en el acuerdo nuclear que firmó en 2015, Irán tuvo que enviar a Rusia lo que sea de bajo enriquecimiento de uranio que tenía.

A continuación, crear un mini-sol

Con suficiente combustible, se puede hacer una bomba nuclear rudimentaria. Lo que necesita es crear las condiciones que pueden iniciar una reacción nuclear en cadena.
En un arma de fisión, cuando un átomo de uranio-235, por ejemplo, se divide además, libera dos neutrones. Si cada neutrón choca con otro átomo de uranio-235, los que son demasiado se divide, cada liberación de otros dos neutrones, y así sucesivamente. Esto ocurre sólo si hay suficiente uranio-235 en un solo lugar, la crítica de masas para cada neutrón tiene una alta probabilidad de golpear a otro átomo.
Una vez que hayas hecho suficiente uranio-235, sin embargo, la creación de masa crítica es relativamente fácil. Usted comienza con dos trozos pequeños de uranio y, cuando es el momento de establecer la bomba fuera, golpear juntos a alta velocidad.
Las armas de fusión son más complejas. La fusión nuclear requiere condiciones que existen en el interior del sol: muy alta temperatura y presión, millones de veces más de lo que tenemos en la Tierra. Y el combustible nuclear necesita que se celebrará en esas condiciones durante el tiempo suficiente para reactivar la fusión.
Aunque los detalles técnicos se mantienen en secreto, una manera de crear estas condiciones similares al Sol es tener primero una explosión de fisión nuclear. En otras palabras, usted necesita para hacer una bomba atómica, que luego pone en marcha una bomba de hidrógeno. Pero la recompensa puede ser miles de veces más destructiva que una bomba atómica.
La bomba de hidrógeno más grande jamás probado, La Bomba Tsar (1961), fue de más de 3.000 veces más grande que la bomba atómica que fue utilizada en Hiroshima. Cuando se puso a prueba en una parte remota de Rusia, se predijo que cualquier persona dentro de 100 km de la explosión habría sufrido quemaduras de tercer grado de la radiación liberada. Después de la prueba, se observó que la onda expansiva rompió cristales 900 kilómetros de distancia. Es decir, si la explosión se había producido en Berlín, habría ventanas rotas en Londres.

Golpeando el blanco

Pero no tiene mucho sentido en tener una bomba de hidrógeno del tamaño de la Bomba Tsar en la actualidad. La bomba atómica lanzada sobre Hiroshima en agosto de 1945 pesaba 4,400kg (9700 libras) y la Bomba Tsar pesó 27,000kg. Estos tipos de bombas sólo se pueden mover en aviones bombardero especialmente diseñados. Con la tecnología antiaérea de hoy, esos aviones serían derribados antes de que el arma nuclear podría ser desplegada.
Así que hoy, si las armas nucleares son para alcanzar el objetivo previsto, que tienen que ser lo suficientemente pequeño para ser puesto en un misil. Esto hace que el diseño de nuevas armas nucleares más difícil.
India afirma haber probado un dispositivo termonuclear, pero las reclamaciones permanecen impugnadas. Según Bhupendra Jasani, un físico nuclear en el Kings College de Londres, en lugar de trabajar en las bombas de hidrógeno, países como India y Pakistán están probablemente trabajando en bombas atómicas "impulsadas" (boosted).
Un arma impulsado es uno que contiene más punzón mediante el uso de una mayor proporción de su propio combustible nuclear; aunque la bomba de Hiroshima causó tanta destrucción, utilizó únicamente el 1,4% del uranio puesto en ella. Una forma de hacer esto es poner un poco de combustible de fusión en el núcleo de una bomba atómica. Esta mezcla de deuterio y tritio se comprime para crear una reacción de fusión. Esto produce más neutrones, que luego mejoran la reacción en cadena de fisión del combustible. En otras palabras, se utiliza una bomba atómica para hacer estallar una bomba de hidrógeno pequeña que a su vez cierra más la bomba atómica.
Jasani piensa, por tanto, que reivindica "bomba de hidrógeno" de Corea del Norte fue en realidad un intento para probar una bomba atómica impulsado. Las lecturas sismómetros sugieren que la bomba de Corea del Norte probó estaba en el rango de lo que las bombas atómicas pueden producir, en lugar de lo que las bombas de hidrógeno generalmente producen.
Entonces, ¿cómo explicar la afirmación de Kim Jong-un, que se trataba de una bomba de hidrógeno? Usted puede encontrar una pista en la prosa llamativo del comunicado de prensa de Corea del Norte publicó después de la prueba nuclear.

El acceso de la RPDC a la bomba H justifica, de pie contra los EE.UU., el jefe de la agresión viendo una oportunidad para el ataque sobre el mismo con enormes armas nucleares de varios tipos, es el derecho legítimo de un Estado soberano para la autodefensa y un muy justo paso nadie puede calumniar.

Todo lo que Jong-un quiere es inflar su propio ego y decirle a su gente que está haciendo todo lo posible para protegerlos de las viciosas fuerzas externas. Y, a pesar de que no puede tener una bomba H, el hecho de que Corea del Norte ha llevado a cabo cuatro pruebas de armas nucleares desde 2006 debería ser un motivo de preocupación.