Arma termonuclear para niños
Una arma termonuclear es un tipo avanzado de arma nuclear. Se le conoce popularmente como bomba de hidrógeno o bomba H porque utiliza la fusión de isótopos de hidrógeno para liberar una gran cantidad de energía.
La idea principal de estas armas es usar una bomba atómica más pequeña, llamada de fisión, como un "disparador". Esta bomba de fisión se coloca cerca de un material especial que puede fusionarse. Cuando la bomba de fisión explota, produce mucha energía en forma de rayos X. Estos rayos X comprimen el material de fusión, haciendo que se caliente y se encienda, liberando aún más energía.
El resultado es una explosión mucho más potente que la de las bombas atómicas de una sola etapa. La primera prueba a gran escala de una bomba termonuclear fue realizada por los Estados Unidos en 1952. Desde entonces, la mayoría de los países con armas nucleares han usado este diseño.
El diseño moderno de las armas termonucleares en Estados Unidos se llama la configuración de Teller-Ulam. Fue desarrollada en 1951 por Edward Teller y Stanislaw Ulam, con la ayuda de John von Neumann. Otros países como la Unión Soviética, el Reino Unido, China y Francia también desarrollaron dispositivos similares.
Las armas termonucleares son muy eficientes para producir grandes explosiones, especialmente las que superan los 50 kilotones (una medida de su poder explosivo). Por eso, casi todas las armas nucleares de gran tamaño que tienen los países con armas nucleares usan el diseño Teller-Ulam.
Un dispositivo termonuclear típico tiene dos partes principales:
- La etapa primaria: Es una bomba de fisión (como una bomba atómica normal). Cuando explota, genera una temperatura muy alta que inicia la fusión.
- La etapa secundaria: Contiene el material que se va a fusionar, como el deuteruro de litio, junto con un núcleo de plutonio y una cubierta de uranio. Esta parte está rodeada por un material especial que ayuda a que la temperatura aumente mucho.
A veces, se puede añadir una tercera etapa, similar a la secundaria, para crear una bomba de hidrógeno aún más potente. Esta etapa adicional es mucho más grande y su fusión se inicia con la energía liberada por la fusión de la segunda etapa. Así, se pueden fabricar bombas H con una potencia muy alta al añadir más etapas.
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Contenido
Cómo funciona una bomba termonuclear
El principio básico de la configuración Teller-Ulam es que las diferentes partes de un arma termonuclear funcionan como "etapas". La explosión de cada etapa proporciona la energía necesaria para encender la siguiente.
Etapas de la explosión
- La etapa primaria es una bomba de fisión que actúa como "detonador".
- La etapa secundaria contiene el material de fusión.
- La energía liberada por la etapa primaria comprime la secundaria en un proceso llamado "implosión de radiación". En ese momento, el material se calienta y comienza la fusión nuclear.
Este proceso podría continuar, con la energía de la secundaria encendiendo una tercera etapa de fusión. Por ejemplo, se cree que la "Tsar Bomba" de Rusia era un dispositivo de tres etapas (fisión-fusión-fusión). Teóricamente, al continuar este proceso, se podrían construir armas termonucleares con una potencia muy alta. Esto es diferente de las armas de fisión, que tienen un límite de potencia porque solo se puede acumular una cantidad determinada de material fisible antes de que sea peligroso.
Componentes clave
Alrededor de los componentes principales hay una "caja de radiación" o hohlraum. Este es un contenedor que atrapa temporalmente la energía de la primera etapa. La parte exterior de esta caja es a menudo la carcasa de la bomba y es la única parte visible públicamente.
La etapa primaria es una bomba de fisión estándar. Su núcleo de plutonio o uranio se comprime con explosivos especiales, iniciando una reacción nuclear en cadena que alimenta la "bomba atómica" convencional.
La etapa secundaria suele ser una columna de combustible de fusión y otros componentes envueltos en varias capas.
- Alrededor de la columna hay un "empujador", una capa pesada de uranio o plomo que ayuda a comprimir el combustible de fusión.
- Dentro está el combustible de fusión, generalmente deuteruro de litio. Este material, al ser bombardeado por neutrones, produce tritio, un isótopo pesado del hidrógeno que puede fusionarse con el deuterio presente.
- Dentro de la capa de combustible hay una "bujía", una columna hueca de material fisible (plutonio o uranio). Cuando se comprime, esta bujía puede sufrir fisión nuclear por sí misma.
- Si existe una tercera etapa, estaría debajo de la secundaria y probablemente hecha de los mismos materiales.
La interetapa
La "interetapa" es una parte que separa la etapa secundaria de la primaria. La explosión de la primaria produce gases calientes, plasma, radiación electromagnética y neutrones. La interetapa se encarga de dirigir con precisión esta energía de la primaria a la secundaria. Debe asegurarse de que los gases calientes, el plasma, la radiación y los neutrones lleguen al lugar y momento adecuados. Si la interetapa no funciona bien, la etapa secundaria podría no activarse por completo.
Hay poca información pública detallada sobre el mecanismo exacto de la interetapa. Se sabe que puede incluir materiales que absorben y reirradian los rayos X de una manera específica.
Resumen del funcionamiento
Aquí tienes un resumen sencillo de cómo funciona:
- Una bomba de fisión (la "primaria") explota.
- La energía de la primaria se transfiere a la etapa secundaria (de fusión). Esta energía comprime el combustible de fusión y la "bujía". La bujía comprimida inicia una reacción de fisión en cadena, calentando aún más el combustible de fusión hasta que comienza la fusión.
- La energía liberada por la fusión sigue calentando el combustible, manteniendo la reacción.
- El combustible de fusión de la etapa secundaria puede estar rodeado por una capa adicional de material que se fisiona al ser golpeado por los neutrones de las reacciones internas. Estas fisiones pueden generar aproximadamente la mitad de la energía total liberada.
Galería de imágenes
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Documento clasificado de Teller y Ulam del 9 de marzo de 1951, donde proponían su idea de la implosión por etapas.
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Página del mismo documento, con partes censuradas.
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Una posible versión de la configuración Teller-Ulam.
Véase también
En inglés: Thermonuclear weapon Facts for Kids
- Proceso Teller-Ulam
- Bomba de neutrones
- Pulso electromagnético
- Arma nuclear estratégica
- Arma nuclear táctica
