[ Nota: el apartado EXTRA del artículo de hoy es muy top. Si no os interesa el funcionamiento de la bomba, podéis simplemente leer las consecuencias de los ensayos en las islas Marshall y Nevada, qué países poseen bombas H, cuál fue la mayor detonación de la historia, etc. ]

Decíamos en Cómo funciona una bomba atómicaque la base de la explosión era la reacción de fisión, es decir, el desintegramiento de los átomos de uranio y plutonio (el combustible de la bomba, “lo que explota”). Al ser el uranio-235 o el plutonio-239 sustancias inestables, se requiere de relativamente poca energía para romper sus átomos en dos.

Cuando ocurre eso, se libera gran cantidad de energía y neutrones que estimulan a su vez el desintegramiento del resto de átomos, formando una reacción de cadena que es capaz de liberar inmensas cantidades de energía.

➡️Si eso quedó más o menos claro, os impresionará conocer el funcionamiento de la bomba de hidrógeno, una bomba mil veces más devastadora que la bomba atómica.

Para haceros una idea, las bombas atómicas que explotaron en Hiroshima y Nagasaki tenían 15 y 17 kilotones (1 kilotón equivale a 1000 kilos de TNT), y la bomba H probada en 1961 por la URS tenía unos 57.000 kilotones. (Luego hablamos de los ensayos de estas bombas por parte de las grandes potencias.)

La fusión es el principio fundamental de la bomba de hidrógeno. Podríamos decir que es el proceso contrario a la fisión. Se basa en la unión de dos átomos ligeros en uno más pesado. El ejemplo que se pone siempre es el del Sol. Así es como él genera energía.

Cuando dos átomos se unen entre sí, se pierde un poco de masa. Eso quiere decir que si pesáramos con una báscula los dos átomos ligeros y luego la unión entre ellos, los primeros pesarían más que el segundo. Esa reducción de masa tras la unión se convierte en radiación y calor.

Podemos entonces concluir que estamos convirtiendo masa en energía.

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Los elementos ligeros que se fusionan suelen ser el hidrógeno, el deuterio y el tritio (estos dos son derivados del hidrógeno, de ahí el nombre de la bomba). Cuando estos se fusionan (se unen), forman helio y se libera energía en forma de calor y radiación.

Eso sí, para que dos elementos se fusionen se requiere de unos niveles de previos energía tremendos. Se necesita una presión inmensa para que esos dos átomos se junten lo suficiente para terminar uniéndose entre ellos.

Por esa razón, para que se dé la reacción de fusión, necesitamos una etapa previa que ayude a comprimir todo ese material fusionable.

La bomba H se desarrolla en dos etapas fundamentales:

1ª ETAPA. El objetivo de la primera etapa es generar la energía suficiente para comprimir el material fusionable (el hidrógeno y sus derivados) para que se dé la fusión.

¿Qué se hace?

Una bomba atómica dentro de la propia bomba H. Esta reposa en el primer compartimento. Y como habíamos dicho antes, se basa en el concepto de fisión (es lo que explicábamos resumidamente arriba del todo). Sin embargo, si deseas entenderlo mejor, en esteartículo lo explico de manera sencilla.

Esa fisión emite gran cantidad de rayos X.

El diseño de la estructura garantiza que esos rayos X sean canalizados hacia el segundo compartimento, donde ocurrirá la reacción de fusión. Lo que se hace para canalizar esos rayos es diseñar una carcasa que los refleje y los dirija.

2ª ETAPA. Los rayos X se dirigen hacia el segundo compartimento para llegar al tamper, un material que absorbe esos rayos (suele ser uranio empobrecido, es decir uranio-238, el uranio habitual, o plomo), y esa absorción de energía provoca que se caliente muchísimo llegando a crear incluso plasma.

La temperatura del tamper aumenta la presión dentro del compartimiento secundario y eso comprime mucho al material fusionable (deuterio y tritio), dando lugar a las fusiones, es decir, a la unión de los elementos y la consiguiente liberación de energía.

Curiosidad: las bombas de hidrógeno, aunque mucho más potentes, se consideran algo medioambientalmente más limpias que las atómicas convencionales ya que el proceso de fusión expulsa menos radiación (más info en el apartado EXTRA.)

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➡️ Ese es el funcionamiento esencial de las bombas de hidrógeno. Una bomba que requiere de una bomba atómica como suceso iniciador. 

Ahora, si tenéis interés en las consecuencias tremendas de las pruebas de estas bombas y su historia, podéis seguir leyendo en el apartado EXTRA.

E X T R A

• EE. UU., Rusia, Reino Unido, Francia, China, India y Corea del Norte son las naciones que disponen de bombas de hidrógeno.

• La primera bomba de hidrógeno fue la Ivy Mike, de EE. UU.

• EE. UU. realizó 67 pruebas en las Islas Marshall (un 14% de todas las pruebas nucleares que realizaron. El resto se repartió en otras regiones del pacífico, y algunas incluso subacuáticas) en plena guerra fría, entre 1946 y 1958. Se estima que murieron más de 11 mil personas por radioactividad. Solamente la prueba de Castle Bravo en 1954 provocó una lluvia radioactiva que cayó sobre algunas islas habitadas. Aquella contaminación también mató a varios tripulantes de un barco de pesca japonés (Daigo Fukuryu Maru). 

  Muchas de las islas permanecen contaminadas de radiación por aquellas pruebas.

Se hicieron más pruebas atómicas dentro de los Estados Unidos. Nevada, Mississippi, Alaska… Los habitantes hicieron huelgas porque esos niveles altísimos de radiación afectaba a sus vidas (tumores, cánceres, deformaciones en animales, contaminación de los campos son algunos ejemplos). 

• La mayor bomba jamás creada fue la Bomba Zar (Tsar) por el gobierno soviético en 1961. Dependiendo de si la fuente es americana o es rusa, su potencia era de 57 megatones [Mt] o 50 Mt (ósea 50 mil kilotones). Se estima 3000 a 4000 veces más potente que la Little Boy (la que cayó en Hiroshima) y 3’3 más que la Castle Bravo.

  Se dice que su uso no era nada práctico. Su gran peso y tamaño (8x2 metros y 7 toneladas) la hacían antifuncional. La construyeron como una amenaza sobre el resto de naciones.

  A diferencia de las convencionales ésta poseía tres etapa: fisión,  fusión, y otra vez fisión.

  Explotó a 4200 km de altura y alcanzó el suelo. Su onda de choque rompió vidrios gruesos a 900 km, y su luz llegó a 1000 km de distancia aún con nubes. Las ondas sísmicas pudieron ser medidas con los dispositivos adecuados en todos los puntos de la Tierra.

• Corea del Norte afirmó la posesión de una bomba de hidrógeno con ls sexta prueba termonuclear el día  03/09/2017. El Servicio Geológico de EE. UU. y la USGS (Centro de Redes Sismológicas de China), informaron la detección de un terremoto ese mismo día. Eso podría confirmar la afirmación de dicha prueba.

• Islas Marshall

Bajo la cúpula (Cúpula de Runit o Cráter de Cactus) hay residuos nucleares de algunas pruebas en las Islas Marshall. Por lo visto empezó a agrietarse y el presidente de la ONU, el señor Guterres, denunció las consecuencias que derivarían de una fuga con toda esa radiactividad. 

Tiene gracia porque la cúpula reposa sobre el cráter que abrió una prueba nuclear. Dos pájaros de un tiro.

El cráter a en el arrecife de la derecha también fue resultado de una explosión nuclear, se cree que pudo ser una prueba submarina, cuyos resultados suelen generar una laguna redonda como la que vemos en la imagen de arriba.

• Más

Los barcos de alrededor no iban tripulados. Se colocaron ahí para ver cómo resistían la explosión. Como ya hemos mencionado, al fin y cabo eran campos de prueba. Aprovechaban para estudiar los efectos sobre sus flotas y el resto de cosas.

Dicen que se puede ver el cráter a simple vista desde la órbita de la Tierra pero yo no me lo creo del todo. He mirado con Google Earth y a 100 km, la distancia que separa la atmósfera del espacio (aproximadamente), conocida como línea de Kármán, ya no se distingue. No obstante, a 10 km se ve perfectamente el cráter y a 50 km se diferencia el color clarito alrededor del agujero. No deja de ser impresionante. 

Con la herramienta de medición de Google Earth vemos que el diámetro mayor del cráter es de unos 440 metros, casi medio kilómetro.

Abajo, la zona de pruebas nucleares en el desierto de Yucca Flat, Nevada, EE. UU.

• Tenéis que ver estos vídeos cortísimos (10-20 seg cada uno) de explosiones de bombas H:

1. https://www.youtube.com/watch?v=T2I66dHbSRA Castle Bravo, bomba H más grande de EE. UU. De las pruebas Castle. 15000 kilotones

2. https://www.youtube.com/watch?v=HXDccDeHu_k Castle Romeo.

3. https://www.youtube.com/watch?v=ydWLkyMRfaU Prueba subacuática. Este vídeo es una locura. Solamente 9 kilotones.

• Afirmación de que la bomba H es más limpia: En principio es más limpia que una bomba atómica convencional de fisión (las del proyecto Manhattan por ejemplo) ya que la reacción de fusión expulsa menos radiación. 

En la fisión, la desintegración de los núcleos de uranio-235 y plutonio-239 produce una gama de elementos radiactivos de vidas medias largas (cesio-137, estroncio-90).

La fusión en sí misma no produce los mismos elementos radiactivos, pero sí libera muchos neutrones muy energéticos (y además en las bombas de hidrógeno también existe una explosión de fisión). La cualidad de estos neutrones libres es que pueden tornar radioactivos algunos materiales circundantes a la explosión. Cuando un neutrón se acerca lo suficiente al núcleo de un elemento y es absorbido por él, la composición del núcleo cambia volviéndolo inestable. Y los núcleos inestables son radioactivos. Son radiactivos porque se van desintegrando poco a poco mediante la emisión de partículas radiactivas (alfa, beta) y radiación gamma (luz peligrosa) con la finalidad de alcanzar un estado más estable. Por ejemplo, el cobalto-59 es un isótopo estable. Cuando un neutrón se une a él, se convierte en cobalto-60, radiactivo durante unos 5 años.

Sin embargo, debemos tener en cuenta que aunque proporcionalmente la bomba de fusión (de hidrógeno) es más limpia, lo cierto es que estas últimas suelen ser bombas mucho más grandes y potentes, por lo que la cantidad total de contaminación puede ser mayor.

¡Más cosas!

• La radiación tras una bomba H produce cambios en las lluvias

• La energía nuclear explicada por el Consejo de Seguridad Nuclear en España

• Programa nuclear de Corea del Norte. Muy muy interesante. De Wikipedia, eso sí.

• Tratado de no proliferación nuclear. También de Wikipedia.

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