Algunos usos de bombas de fisión de baja y media potencia
AIM-26A Falcon
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En los supuestos anteriores, su uso estaba orientado a maximizar el efecto de armamento guiado, bien supliendo la eficacia de su sistema de control, bien maximizando su potencia. Pero también existían aplicaciones con objetivos menos definidos como usarla contra grandes concentraciones de fuerzas terrestres o fortificaciones. Un ejemplo notable era el cohete (No guiado) Davy Crockett.
Davy Crockett en un lanzador XM-28
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Una forma sencilla de abrir una brecha en la línea de frente o garantizar una retirada segura. Solo 3 soldados montando el trípode, o lanzándolo desde su versión montada en jeep o en un APC M116. Tanto poder destructivo en algo tan pequeño y siendo usado de una forma tan sencilla. Decenas de unidades usándolo a lo largo del telón de acero para frenar el avance soviético. Cientos de lanzamientos. Difícil definir una estrategia con una línea de frente tan inestable.
En la misma línea, existían hasta 7 proyectiles de artillería cuyos diámetros variaban entre los 280 mm del W-9 (15 Kt, disparado por el famoso Atomic Annie. Puedes ver un disparo y detonación nuclear aquí. Test Grable) hasta los estandarizados 155 mm del W-48 (0,072 Kt). En lo referente a potencia, éstas oscilaban entre los 40 Kt del W-33 y los 0,072 Kt del W-48. Es importante señalar que a causa de la forma de éstos, el ensamblaje idóneo era el de cañón. Si bien era poco eficiente, su forma alargada y delgada le hacía ideal para ser introducido en un proyectil (En el caso del W-48 por ejemplo si se usaba la implosión linear, más eficiente).
Finalmente hay que incluir las municiones de demolición nucleares. Cargas detonadas por temporizador que se ubicaban en el lugar a destruir o por donde fuesen a pasar tropas enemigas. Su nombre técnico eran las siglas ADM (Atomic Demolition Munition), precedidas por una letra que indicase su rango de potencia;
- S= Pequeña (<1Kt)
- M= Media (1Kt – 15 Kt)
- T= Táctica (>15 Kt)
Dentro de estas misiones no hay que dejar de lado las aplicaciones navales,
y sería conveniente hacer mención a la W-34, una cabeza de guerra
de 11 Kt orientada a la guerra antisubmarina. Se usaba en la carga de profundidad
Mk-34 Lulu y en el torpedo Mk-44 Astor. Por otra parte, el proyectil nuclear
de artillería W-19 (Hasta 20 kt) fue adaptado al W-23 para ser lanzado
desde los cañones de los buques de la US Navy.
Mk-34 Lulu
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ARMAS NUCLEARES DE FUSION
El 31 de octubre de 1952 detonaba en la isla de Elugelab - atolón Enewetak, la primera bomba nuclear de fusión. Se trataba del test Ivy Mike. Dos características son resaltables en este tipo de armas. Su alta eficiencia y su gran potencia, para la que no existía límite teórico. Rápidamente desbancaron a las de fisión en muchas de sus aplicaciones, si bien siempre dependieron de éstas para que actuasen de detonador. Salvo para labores en donde las de fisión fuesen indispensables o más prácticas, las de fusión encabezaron la carrera nuclear de la Guerra Fría. A día de hoy, no queda ningún arma nuclear de fisión (Excepto los detonadores de las armas de fusión) en el arsenal estadounidense.
En febrero de 1954 ya estaba lista la
Mk-14,
una bomba nuclear de fusión
con una potencia de hasta 7 Mt. Era la primera de su tipo y desarrollaba 533
veces más potencia que la primera bomba operacional de fisión,
Little boy (El dispositivo detonado en Trinity era experimental). Era aerolanzable
desde un bombardero pesado (Su masa era de 14 toneladas) y pertenecía
a la categoría de bombas nucleares de propósito general. Cabe
señalar que un mes antes entró en inventario la TX-16 (9 Mt), la versión
aerolanzable del dispositivo detonado en Ivy Mike. Su uso resultaba muy engorroso
al utilizar deuterio en estado líquido, lo que implicaba temperaturas
criogénicas, mientras que en el caso de la Mk-14 ya se utilizó
deuteruro de lítio, que se convertiría el combustible estandar.
TX-16
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Por aquellas fechas, el misil balístico intercontinental era ya un proyecto claramente definido. Concretamente, en diciembre de ese año el misil Atlas dejaba de ser un secreto y sus capacidades estaban ya bastante definidas. Una de ellas interesaba bastante a los diseñadores de armas nucleares; El peso de la ojiva que podría transportar, en torno a los 1.000 kilogramos. Era necesario reducir notablemente la masa de las armas nucleares para poder adaptarlas a estos misiles y también a los de crucero. Además, también podrían ser cargadas por pequeños cazabombarderos incrementando notablemente el abanico de vectores de ataque nuclear. En Septiembre de 1958 ya estaba lista la W-49, la cabeza nuclear para el misil Atlas, con un peso de 627 kilogramos.
Esta fue la línea de desarrollo hasta nuestros días, donde solo
quedan activos menos de 10 modelos, pero todos de tamaño y peso reducidos.
Por otra parte, también se redujo la potencia ya que los vectores de
lanzamiento han mejorado notablemente su precisión, garantizando la destrucción
del objetivo al impactar exactamente en él. En el servicio activo, solo
la B83 supera el megatón de potencia con sus 1,2 Mt. Pero cabe señalar
que se conservan medio centenar de bombas B-53 (Mk-53) de 9 Mt. Se planteó su
retirada debido a su antigüedad, pero el poseer la mayor potencia de todo
el arsenal con diferencia hizo que se conservase para objetivos especiales.
Dos vistas de la B-53. En la de la derecha se aprecia la tapa del paracaidas
abierta. Las de mayor potencia solían equiparlo para retrasar su caida y dar tiempo al
bombardero a escapar
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Bombas de fisión-fusión-fisión
Ya vimos en el artículo sobre armas de fusión que éstas realmente son armas de fisión-fusión, ya que el primario es una bomba de fisión. El secundario consistía en el dispositivo de fusión y se podía agregar una tercera etapa más, también de fusión para mayores potencias (Diseños de múltiples etapas). Aún así, existía una forma realmente simple y económica de disparar la potencia de estas armas.
En la reacción de fusión, se producen una enorme cantidad de neutrones altamente energéticos. El U-238 (Uranio natural) no puede producir una reacción en cadena. Si un neutrón a alta velocidad impacta en un núcleo y lo rompe, se producirá energía y nuevos neutrones, pero la velocidad de éstos es insuficiente para romper nuevos núcleos (Los núcleos de U-238 son más “duros” que los de U-235 y necesitan de neutrones rápidos para dividirse). Si aprovechamos la gran cantidad de neutrones liberados en la reacción de fusión capaces de romper núcleos de U-238, podremos prescindir de la reacción en cadena para liberar mucha más energía a través de la fisión. Esta fisión del U-238 mediante neutrones rápidos (Muy energéticos) se conoce como fisión rápida.
La solución era simple, recubrir la etapa de fusión de la bomba
con U-238. Por otro lado, la alta densidad y otras propiedades de este material
el hacía idóneo como tamper. La simpleza
y economía de este método contrastaba con el aporte que realizaba
a la potencia. Fue utilizado en Ivy Mike, que desarrolló 10,4 Mt. De
éstos, 8 Mt los produjo la fisión rápida del U-238. A este
recubrimiento, en el que tiene lugar la fisión (De ahí el nombre
de fisión-fusión-fisión), se le suele denominar como 3ª
etapa, pero es incorrecto ya que da lugar a confusiones con las armas que poseen
varias etapas de fusión.
Hongo producido por la detonación iIvy Mike
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El U-238 es sumamente barato, pero en las armas nucleares, el peso suele ser un factor determinante, por lo cual, en ocasiones este recubrimiento de U-238 es sustituido por U-235, que da lugar a una mayor eficiencia. Esto suele aplicarse sobre todo a las cabezas de guerra lanzadas por misiles, como es el caso de la W-87 que equipaba a los ya retirados misiles Peacekeeper. Su potencia nominal era de 300 Kt, pero agregando unos anillos de uranio altamente enriquecido, ésta pasa a ser de 475 Kt.
Bombas nucleares limpias
Excepto por la potencia, la principal diferencia de las armas nucleares con los explosivos convencionales son los efectos secundarios. Tanto los restos del material fisible, como los resultados de la fisión y los elementos naturales transmutados por la acción de los neutrones emitidos son ampliamente dispersados por la explosión cubriendo un gran área. Estos emiten diferentes radiaciones negativas para la salud.
A pesar de la poca cantidad de material contenido en la bomba en relación a la gran superficie que contamina, sus radiaciones pueden ser bastante intensas como para hacer la vida humana insostenible en un radio determinado. La situación se agrava si partículas de estas sustancias pasan al organismo ya sean respiradas o ingeridas.
En determinados casos, es deseable que las armas nucleares emitan el mínimo
posible de estos residuos. Por ejemplo cuando se esperaba ocupar el territorio
atacado o para aplicaciones civiles. Efectivamente, se planeó el uso
de éstas armas para facilitar el trabajo en grandes obras arquitectónicas
(Apertura de canales, presas, minería, etc…). Con esta iniciativa
nació el programa Plowshare (Reja de arado), cuya primera prueba a gran
escala fue Sedan (Dentro de la operación Storax), con 104 Kt el 6 de julio de 1962
(Puedes ver la detonación Storax Sedan aquí). Produjo un cráter
de 190 metros de diámetro por 97 metros de profundidad removiendo 12
millones de toneladas de tierra.
El crater de Sedan actualmente
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Las reacciones de fusión producen poca cantidad de residuos radiactivos. El más señalable es el tritio que haya quedado sin fusionar. No obstante, las armas de fusión dependen de un primario basado en la fisión, y estas reacciones si son muy contaminantes. Es por esto que en los diseños de bombas nucleares limpias, siempre se tiende a reducir la potencia del primario. Para mantener la potencia total del dispositivo, esto puede hacerse usando un sistema de tres etapas. Un primario de potencia mínima inicia a un secundario de fusión que a su vez inicia al terciario, también de fusión.
Otro elemento contaminante sería la “bujía” o barra de material fisible encargada de iniciar la fusión una vez comprimido el combustible nuclear. No obstante, ésta puede ser sustituida por una cápsula de deuterio y tritio, que bajo las altas temperaturas y compresiones a las que se ve sometido el secundario son capaces de iniciar la fusión.
Por otro lado tenemos el tamper. Ya se comentó que usando U-238 para
esta labor se puede aumentar notablemente la potencia del artefacto, pero la
fisión de esta sustancia genera gran cantidad de residuos radiactivos.
Es por esto que en las bombas limpias ha de sustituirse por otro material denso
pero que no genere isótopos radiactivos tras la reacción nuclear.
Son aptos para este fin el plomo o el tungsteno. Un apunte interesante es el
referido a la bomba soviética Tsar. Se diseñó para desarrollar
100 Mt y el 31 de octubre de 1961 Kruschev ordenó una detonación
de prueba en una demostración de fuerza. No obstante, para alacanzar
semejante potencia, el diseño comprendía tres etapas (fisión
(detonador) - fusión - fusión) y para el recubrimeinto de las
de fusión se recurría masivamente al uranio. Para evitar que la
fisión rápida de este elemento generase una gran contaminación en la
isla de Novaya Zemlya (Nueva Zemlya, localización de la detonación),
se sustituyó por plomo, que cumplía perfectamente con la función
de tamper pero sin incrementar la potencia por fisión nuclear. Como resultado
del cambio, la potencia se redujo a 50 Mt.
La monstruosa bomba Tsar. Su enorme potencia (100 Mt en versión de producción)
no compensaba su tamaño que hacía su uso muy complicado
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Finalmente hay que tener en cuenta la gran cantidad de neutrones emitidos capaces de transmutar sustancias naturales en radiactivas, como puede ser el nitrógeno atmosférico (78% del aire que respiramos) que pasa a ser carbono-14. Para reducir este efecto se recurre al boro-10, ya sea mezclándolo con el propio combustible nuclear o rodeando el dispositivo con una capa del mismo.
A pesar de todo esto, el término de bomba limpia es muy relativo, ya que siempre da lugar a un mínimo de residuos contaminantes.