Introducción
Hasta ahora se han tratado los aspectos teóricos de los tipos básicos de armas nucleares, las de fisión y las de fusión. No obstante, estos eran modelos teóricos o experimentales que destacaban por su simpleza. En los arsenales nucleares existen una gran variedad de estas armas que distan bastante en cuanto a su complejidad de esos modelos, a los que se les han incluido todo tipo de “mejoras” con el fin de hacerlos más eficaces en su misión, que no siempre es la máxima destrucción.
Para lograr uniformidad, nos guiaremos a través del arsenal nuclear estadounidense, uno de los más prolíficos en cuanto a tipos de armas nucleares y también uno de los más transparentes, lo que nos permitirá analizar un mayor abanico de detalles. A pesar de ello no debemos olvidar que muchos aspectos de éste tema son considerados alto secreto, por lo cual algunos datos no podrán ser afinados demasiado.
No obstante, antes de continuar, recomiendo encarecidamente la lectura de los artículos Armas nucleares de fisión y Armas nucleares de fusión para una correcta comprLos modelos comentados pertenecen a la categoría de armas de implosión por radiación también conocidas como diseños de Teller-Ulam, en honor a sus creadores. Este es el sistema más extendido. No obstante, tras el inicio de la era nuclear, se barajaban diferentes sistemas para lograr un arma de fusión.
En EEUU, Stanislaw Ulam ideó el sistema de un dispositivo de fisión que iniciaba la etapa de fusión. Este es el concepto básico del arma termonuclear. No obstante, no especificaba como aplicar la energía de la primera a la segunda. Fue Edward Teller quien lo ideó, y para tomar consciencia de la importancia del sistema que propuso, señalar que se le considera el padre de la Bomba H (Por Hidrógeno, elemento de un solo protón del que se derivan los isótopos Deuterio y Tritio) en EEUU.
Como ya se vió en el artículo sobre armas de fusión, el sistema es algo complicado y cabe pensar que previamente se puedieron utilizar otros. Efectivamente, así fue en la URSS y Reino Unido.
Para iniciar la reacción de fusión hay que aplicar la energía liberada por la detonación de un dispositivo de fisión al combustible de fusión (Deuterio y Tritio). En el diseño de Teller-Ulam, esto se
hace de forma de forma indirecta, pero sería mucho más sencillo hacerlo de forma directa. A saber; Partiendo de un dispositivo de fisión basado en el ensamblaje de implosion, obtenemos el núcleo de material fisible con el iniciador de neutrones en su centro. Luego se le puede rodear opcionalmente con un tamper (Uranio empobrecido por ejemplo) y rodear la esfera resultante con el combustible de fusión. Todo se encapsula nuevamente en otro tamper y se rodea con las lentes explosivas. Tras la detonación de éstas, se inicia la reacción de fisión que libera la energía necesaria para el inicio de la fusión. Asimismo, los neutrones lentos de la fisión generan más tritio a partir del deuterio y los rápidos de la fusión dan lugar a la fisión rápida de los tampers de uranio empobrecido (Como ocurre en las armas de fisión-fusión-fisión). En cualquier caso, este sistema ofrecía rendimientos demasiado bajos, en torno al 16-20 % y necesita de primarios de fisión muy potentes, si bien permite obtener cabezas nucleares de un peso reducido.
Es por esto que Teller, que la bautizó como diseño de Despertador, desechó su uso a pesar de haberla ideado, considerando mejor el sistema de implosión por radiación. No pensaron así Andrei Sakharov y Vitalii Ginzburg en la Unión soviética que bautizaron el diseño como Sloika (Un pastel ruso de capas) y que tuvieron listo el 12 de agosto de 1953 que detonaron bajo la denominación RDS-6 (Joe-4 según la denominación occidental por ser la cuarta detonación soviética). Desarrolló 400 Kt. No fue hasta el 22 de noviembre de 1955 cuando tuvieron a punto la primera bomba de implosión por radiación (Detonación RDS-37) que desarrolló 1,6 megatones utilizando solo un primario y una etapa de fusión y habiendo reemplazado en esta parte del combustible de fusión por material inerte. De ahí su reducida potencia comparada con la de Ivy Mike.ensión de éste.su parte, Reino Unido también llevó a cabo este diseño con la detonación Orange Herald Small dentro de la operación Grapple el 31 de mayo de 1957 desarrollando 720 Kt. Previa a esta detonación, el día 15 de ese mismo mes se efectuó la de Short Granite, un dispositivo de implosión por radiación que falló al desarrollar en torno al 20-30% de la potencia que había sido prevista, 1 Mt. Un segundo intento llegó el 19 de junio en la detonación Purple Granite para la que se predijo nuevamente 1 Mt y que en este caso solo llegó al 15% de esa estimación. Estas armas de implosión por radiación eran las que debían dar lugar a las Yellow Sun, las armas termonucleares que equiparían a las fuerzas nucleares británicas. Por tanto, se retrasó el programa y mientras tanto su lugar lo ocuparon las Violet Club, basadas en el diseño que atañe a este epígrafe. Como anécdota, cabe comentar el dispositivo de seguridad de estas bombas. Su núcleo era hueco, y para evitar una detonación nuclear en caso de que las lentes explosivas se iniciasen accidentalmente, éste se rellenaba con bolas de rodamientos, que evitaban que s
e colapsase sobre si mismo y alcanzase la masa supercrítica. Antes de ser lanzada, estos rodamientos se drenaban por un orificio practicado en la parte baja de la bomba.posible que Israel también haya fabricado bombas basándose en ese diseño según declaró Mordejái Vanunu, el que fuese ingeniero nuclear israelí. Tras trabajar en el programa nuclear de ese país, fue despedido del mismo en 1985 y en septiembre de 1986 desveló al mundo todo lo que sabía de éste. Por ello, fue raptado por el Mossad, trasladado a Israel y juzgado por traición y espionaje. Condenado a 18 años de prisión, fue liberado en 2004.
Bombas nucleares penetradoras
Los bunkers siempre fueron el refugio natural contra los bombardeos. Su principio es simple, protegerse de las bombas construyendo habitáculos a varios metros o decenas de metros bajo tierra. Una explosión en la superficie, por potente que sea, tendrá un efecto casi inapreciable en un bunker profundo. No obstante, si esa misma explosión se produce bajo tierra, el efecto será diferente. Por un lado, ésta se da más cerca de su objetivo, y por otro, la onda de choque generada es muy intensa. Es por esto que se diseñaron un gran número de bombas convencionales orientadas a este fin.
Por supuesto, este era un campo muy apto para las armas nucleares, sobre todo por la potencia que se requiere para garantizar la destrucción del bunker. Por otro lado, aparecieron un nuevo tipo de instalaciones subterráneas que suponían un interesante objetivo para estas armas, los silos de misiles. No obstante, una misión como es la de penetrar capas de tierra y rocas a varias decenas de metros requiere un diseño especial. La bomba debe ser alargada y delgada, de forma que su avance en materiales tan densos sea lo menos forzado posible. Por otro lado, ha de ser pesada y su velocidad en el momento del impacto alta, para maximizar su energía cinética. Los 2 primeros
requisitos se logran recurriendo al ensamblaje de cañón, por las características ya comentadas en su aplicación a proyectiles de artillería. Estas son las aplicaciones que le han hecho sobrevivir hasta tiempos recientes (Los últimos proyectiles nucleares de artillería fueron retirados del arsenal estadounidense en 1992).
En lo referente a la velocidad, depende de la configuración aerodinámica de la bomba. Es importante que esta caiga lo más vertical posible por un lado para maximizar su velocidad y por otro para alcanzar la máxima profundidad con la mínima distancia recorrida (Una entrada diagonal resultaría menos eficiente). Finalmente, la carcasa ha de ser gruesa y resistente para soportar el impacto y mantener la integridad de la bomba tras el mismo y durante el avance subterráneo.
Un ejemplo de este tipo de bombas sería la Mk-8 de hasta 30 Kt, que usaba el ensamblaje de cañón. No obstante, la reducción en el tamaño de los dispositivos de fusión ha posibilitado su inserción en las carcasas destinadas a penetración terrestre que han terminado por sustituirlas. Además de las ventajas ya comentadas, el uso de armas de fusión sobre las de fisión en este ámbito posee otro importante aliciente, como es el hecho de dejar pocos restos de material fisible sin fisionar en un área concreta de territorio enemigo. Esto es por que en las detonaciones subterráneas, los restos de la explosión se concentran considerablemente y su recuperación no entrañaría demasiadas dificultades mediante técnicas mineras convencionales. En otras palabras, de otra forma, supondría regalarle al enemigo material fisible ya procesado y listo para ensamblar bombas. día de hoy, la encargada de esta labor es la bomba nuclear táctica B-61 (Fusión) en su modelo 11. Para ello se le ha suprimido el paracaídas de frenado, incluido unas aletas estabilizadoras que maximizan su velocidad y ángulo de impacto y se le ha encastrado en una carcasa de acero de alta resistencia con un morro endurecido especial. No obstante, solo es capaz de penetrar 6 metros antes de la detonación, lo cual es suficiente para causar una onda de choque considerable.
ARMAS NUCLEARES DE FISION
Estas fueron las primeras armas nucleares debido a su relativa simpleza y conocimientos físicos de la época (1945). Su funcionamiento gira en torno a transformar una (O varias) masa subcrítica de material fisible (U-235 ó Pu-239) en una masa supercrítica donde se pueda iniciar la reacción en cadena que libere la energía de la explosión.
A pesar de su longevidad, han perdurado hasta nuestros días en cometidos donde son irremplazables. Tal es el caso de las encargadas de actuar como etapa primaria (Detonador) de las armas de fusión. O bien siguen cumpliendo funciones para las cuales se muestran más aptas que las armas de fusión. Veamos su tipología.
Armas de fisión de propósito general
Su principal labor es la destrucción de un gran área (Una ciudad pequeña, un puerto, una base aérea, etc…) mediante las altas temperaturas y una poderosa onda expansiva. Se podría comparar con una gran bomba de explosivo convencional (Salvando las distancias en cuanto a potencia) excepto por el hecho de que en las explosiones de fisión se generan potentes radiaciones altamente nocivas para la vida y dejan como residuo una gran contaminación radiológica.Son la forma más básica de este tipo de armas. Su potencia dependerá de la cantidad de material fisible que contengan y su eficiencia puede aumentarse de diversas formas.
Esto es aplicable a las basadas en fisión pura cuya potencia, dentro del abanico de bombas de fisión convencionales, varía entre los 1-2 Kt y los 200 Kt (1 Kt o kilotón equivale a 1000 toneladas de TNT). No obstante, desde el descubrimiento de la fisión intensificada (Boosting), las bombas de fisión pura solo han existido de forma aislada. Esta consiste en colocar una pequeña cápsula con deuterio y tritio en el centro del núcleo del material fisible con el fin de que éstos se fusionen y generen gran cantidad de neutrones que incrementen la reacción en cadena. Así se logra duplicar la potencia del arma.
La primera de estas armas (Fisión pura) fue Gadget, que se detonó en la prueba Trinity, (16 de Julio de 1945, Desierto de la Jornada del Muerto en Alamogordo, Nuevo México). Se basaba en el ensamblaje de implosión, el que ha perdurado hasta nuestros días para las bombas de fisión de propósito general. Esto se debe a su rendimiento (Porcentaje de material fisible fisionado en la explosión), que ronda el 20% en las de fisión pura y el 40% en las de fisión intensificada. La otra variante era el ensamblaje de cañón. Debido a su bajo rendimiento (En torno al 1-2 %, hasta un 7-8% en caso de fisión intensificada), su uso ha quedado relegado a labores muy concretas.
En sus inicios (1945-1950), su potencia rondaba los 20-50 Kt (23 Kt la Mk-III, modelo de producción de Fatman, la bomba lanzada sobre Nagasaki). A principios de la década de los 50, ésta se incrementó hasta el centenar de kilotones (La Mk-5 con 120 Kt). Hay que señalar que nos referimos a la potencia máxima, ya que se continuaron fabricando diferentes modelos de potencias inferiores.
Su uso más habitual era el de la bomba lanzable desde bombardero, como la Mk-6 de 160 Kt, desarrollada en 1951, aunque también equipaban a simples cohetes de artillería como el Honest John, que desde 1959 podía portar la W-31, de hasta 40 Kt.En 1954, dos años después de la primera detonación de un dispositivo de fusión, las armas termonucleares pasaron a formar parte del arsenal nuclear estadounidense, lo que hizo innecesario el desarrollo de mayor potencia en las de fisión. La llegada de éstas hizo desaparecer gradualmente las armas de fisión de propósito general. Eran más eficaces y económicas, por lo que por encima de algunas decenas o el centenar de ki
lotones (Según país y época) sustituyeron a las de fisión, que a partir de entonces, se diseñaron por lo general con potencias que variaban entre el kilotón y las pocas decenas de éstos. De hecho, a día de hoy en el arsenal estadounidense, no está operativa ningún arma de fisión.
Además de lo ya comentado, cabe tener en cuenta los dos extremos de este tipo de armas;Armas de fisión de alta potencia
Antes de la llegada de las bombas de fusión, en las cuales no existía límite teórico en la potencia, se realizaron investigaciones para aumentar el poder destructivo en las armas de fisión. Manteniendo la cantidad de material fisible, la potencia podía incrementarse en pequeños porcentajes mejorando el sistema de implosión y rodeando al núcleo de diferentes materiales. Por otra parte, la fisión intensificada logró doblar de golpe la potencia de éstas armas. No obstante, a partir de estas mejoras solo quedaba aumentar la cantidad de material fisible para incrementar la potencia.
Si aumentamos demasiado la cantidad de U-235 o Pu-239 podemos sobrepasar la masa crítica, lo cual no es viable. Por ello el único diseño posible para estas armas de alta potencia era el de núcleo levitado. Haciendo del núcleo una esfera hueca, la cantidad de material fisible puede ser mucho mayor sin alcanzar la masa crítica. Por otro lado así se mejora la eficiencia.
El problema reside en que durante el proceso de implosión, la masa pasará a ser crítica antes de haberse colapsado del todo en el centro. Si la emisión fortuita de neutrones del propio material fisible es muy alta, existe el riego de predetonación. Esto es que la reacción en cadena se inicia antes de que el material esté totalmente comprimido y provoca que la eficiencia descienda.
El Pu-239 tiene una tasa de emisión de neutrones bastante alta, lo cual le limita a bombas de fisión de algo más de 100 Kt como máximo (La cabeza nuclear francesa MR-31 es la bomba de plutonio más potente con 120 Kt). Por contra, no existe tal problema con el uranio altamente enriquecido, que permite bombas de más de 1 Mt (1 Mt o megatón equivale a 1000 kT). No obstante, la mayor bomba de fisión de EEUU era la Mk-18 con una potencia de 500 Kt. Era apodada la SOB (Super Oralloy Bomb). Oralloy era el nombre que recibía el uranio enriquecido con un porcentaje de U-235 del 93,5%, la abreviatura de Oak Ridge Alloy (Aleación de Oak Ridge. Oak Ridge era la planta en la que se enriquecía el uranio para el proyecto Manhattan).
La Mk-18 contenía más de 60 kilogramos de uranio altamente enriquecido en forma de una esfera hueca y otra maciza en el interior. En otras palabras, entre 4 y 5 masas críticas. Mientras todo se mantuviese en su sitio no había nada que temer, pero con semejante cantidad de material fisible, cualquier alteración en la disposición física de este podía dar lugar a que se iniciase la reacción en cadena. Por ejemplo, si la esfera maciza se depositase sobre la superficie interna de la hueca, en el punto de contacto y sus proximidades podría darse una masa supercrítica. También si por ejemplo se detonasen los explosivos de forma accidental (No es necesario que fuese la explosión simétrica que se presentó como vital en las armas de fisión normales). Por todo ello, con este tipo de bombas las medidas de seguridad se extremaban hasta el punto de mantener separado parte del material fisible hasta justo antes del lanzamiento. Otra opción más viable era rellenar el espacio vacío entre ambas esferas con cadenas de boro y aluminio que absorbiesen neutrones cuya retirada se hacía justo antes del lanzamiento.
El 15 de noviembre de 1952 se efectuó el lanzamiento de una Mk-18 desde un bombardero B-36H cerca de la isla Kwajalein en lo que fue el test Ivy King. Realmente se trataba de un prototipo fabricado a partir de una Mk-6D modificada entre otras cosas con el sistema de lentes explosivas de la Mk-13 (En total 92 lentes, necesarias para abarcar la gran superficie de la esfera).Armas de fisión de baja potencia
Las armas nucleares son armas políticas. Independientemente de su potencia, su uso supone unas consecuencias que nada tienen que ver con el uso de cualquier otro armamento (Salvo quizás el biológico y en menor medida el químico). Esto es algo que actualmente es aceptado por la sociedad. Por otra parte, desde la disolución de la URSS, las posibilidades de un conflicto nuclear global se han reducido drásticamente. Por todo ello, podemos resumir que si se llegasen a usar estas armas, sería bajo unas condiciones muy especiales que se escapan del tema de este artículo.
En cambio, durante la Guerra Fría, la posibilidad de ese conflicto nuclear global era mucho mayor, y puesto que se iban a usar armas nucleares, cuantas más se lanzasen contra el enemigo, mejor. Esto dio lugar a un gran número de cabezas nucleares de baja potencia adaptadas a diferentes plataformas de uso. El término “cabeza nuclear” se refiere al dispositivo nuclear en si, que puede ser adaptado a una bomba lanzable, un misil, un torpedo, etc…
Es fácil percatarse que en estas armas de baja potencia, el peso y el tamaño son magnitudes que conviene reducir. Por ello se recurren a los sistemas de implosión más eficientes, dejando de lado el sistem
a de núcleo levitado (Ocupa un espacio salvable a pesar de la pérdida de eficiencia) y utilizando materiales fisibles en sus fases más densas (Pu-239 en fase Alfa). Otra opción para minimizar el peso es la inclusión de una capa de berilio que incremente el volumen del núcleo lo necesario sin aumentar mucho el peso. Esto se debe a que en estas bombas, la cantidad de material fisible es muy reducida, acorde con la potencia desarrollada.En el contexto de una guerra nuclear en los años de la Guerra Fría, existían multitud de aplicaciones para este tipo de armas. Algunos de estos usos eran el actuar como carga explosiva de misiles antiaéreos, como era el caso del RIM-8 Talos que portaba una cabeza nuclear W-30 de 0,5 Kt, o de misiles Aire-Aire, como el AIM-26A Falcon en cuyo caso se usaba la W-54 de 0,25 Kt. Equivalían a 500 y 250 toneladas de alto explosivo respectivamente, que contrastan con los 75 o 20 kilogramos que suelen portar estos misiles. Con semejante potencia, era difícil que el misil errase el blanco. Otra opción era su uso en armamento de precisión aerolanzado, como por ejemplo, la bomba guiada por TV AGM-65 Walleye, que en su versión nuclear sustituía los 900 kilogramos de explosivos convencionales por una cabeza nuclear W-72 de 0,6 Kt. Un solo lanzamiento garantizaba la destrucción de un puente o el dejar fuera de juego una vía de suministros.
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. Un pequeño cohete de artillería lanzado desde un cañón sin retroceso XM-29 de 150 mm. Su alcance era de 4 Km (2 km con el XM-28 de 120 mm). No poseia complicados sensores. Antes del lanzamiento, sus operarios (3 soldados del Army) calculaban el alcance y programaban la espoleta de tiempo para la detonación de la cabeza Mk-54, una bomba de fisión (Implosión) que se podía ajustar a una potencia de 0,01 y 0,02 Kt (Solo se podía optar a esas 2 potencias). Una detonación de 20 toneladas de alto explosivo aderezada con las altas temperaturas y velocidades de la onda expansiva de un arma nuclear provocaría fuertes daños contra seres vivos, vehículos y edificaciones en un radio de hasta 200 metros. No obstante, debemos tener en cuenta el efecto de las radiaciones emitidas, mucho mayor en un arma de estas proporciones. Estas se en contrarían en un rango en torno a 1.000 REMs, que en un radio de 330-350 metros bastarían para dejar fuera de juego (Que no matar, al menos de forma inmediata) a cualquier soldado desprotegido. Se empezó a fabricar en 1.961 y se retiró diez años más tarde.
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" 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.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. 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.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.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.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.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.Bombas nucleares sucias (Radiológicas) y Dispositivo del Día del Juicio Final
No debemos olvidar que entre todas las aplicaciones comentadas de las armas nucleares, la principal es matar. Matar al máximo de personas. Para ello se incrementó su potencia, lo que daba lugar a un mayor número de muertes instantáneas. Pero su efecto se puede maximizar contaminando intensamente la zona con residuos radiactivos o incluso extendiendo el efecto de una explosión a otras ciudades mediante el desplazamiento de éstos a través de las corrientes atmosféricas (Al día siguiente del accidente de Chernobyl, en Suecia se detectaron las partículas radiactivas procedentes de Ucrania).
A estas bombas se las conoce como bombas nucleares radiológicas o sucias y son el extremo opuesto a las limpias.
Hay que señalar que la gran mayoría de armas nucleares son sucias. Del epígrafe anterior se puede extraer que para hacerlas limpias han de realizarse una serie de modificaciones de las cuales, algunas implican una seria reducción de la potencia y un encarecimiento, por lo que no se llevan acabo en las armas de propósito general. La más importante es el tamper de material fisible que incrementa notablemente la potencia, pero también los niveles de contaminación, ya que la cantidad de uranio usada en el tamper suele ser muy grande.
Por tanto, para realizar una bomba sucia, lo primero es no realizar ninguna de las modificaciones anteriores. Así se obtendrán unos niveles de contaminación considerables.
No obstante, el término bomba sucia hace referencia a armas nucleares normales a las que se les han aplicado modificaciones cuyo fin exclusivo es maximizar la contaminación resultante. Para ello basta con rodear la bomba con una capa de un determinado material que al ser bombardeado con los neutrones de la reacción se transmute en un isótopo muy radiactivo. Los principales candidatos son metales y su uso está previsto en forma de sal (Sulfatos, nitratos, etc…) por lo que estas armas también reciben el nombre de bombas saladas.
La elección de la sustancia responsable de la futura contaminación depende del efecto que se desee obtener. Una opción es causar el mayor número de bajas en el menor tiempo posible y que además la contaminación de la zona se reduzca rápidamente (Por ejemplo para que las tropas puedan atravesarla o que vuelva a ser habitada). Esto puede conseguirse con el oro. En estado natural, el oro existe en forma de oro-197, pero si recubrimos una bomba con él, sus núcleos se transmutarán en oro-198, un isótopo muy radiactivo. Su vida media es de 2,7 días, es decir, tras ese tiempo solo la mitad del isótopo generado será radiactiva, a los 5,4 días ya solo quedaran sin desintegrar el 25% de los núcleos y así sucesivamente (Esto implica que la radiación emitida va disminuyendo). Para casos más extremos puede producirse sodio-24, un isótopo que genera una radiaciones gamma muy letales y cuya vida media es de tan solo 15 horas.
Si nos regimos por la vida media, al oro le sigue el tántalo, que genera tántalo-182, con 115 días. Cuanto mayor sea el periodo de semidesintegración, más duraderos serán los efectos contaminantes, pero menos intensos. Con características parecidas está el Zinc y sus 244 días.
Finalmente veremos el cobalto-60. Su vida media es de 5,26 años. Su radiación es menor, pero su vida media le capacita para hacer inhabitables grandes zonas durante largos periodos. Otros isótopos pueden tener vidas de miles o millones de años, pero su baja radiactividad no les hace viables para este fin.Oficialmente, nunca se ha desarrollado una de éstas armas. A efectos de la opinión pública no darían muy buena publicidad, sobre todo por los efectos de la muerte por radiación, nada agradables y por poner en peligro a grandes áreas neutrales o aliadas. No obstante, su fabricación sería sumamente sencilla ya que bastaría con incorporar el material generador del isótopo radiactivo en la bomba.
MAD, locura en inglés o las siglas de mutua destrucción asegurada en ese idioma. Ambos conceptos bastante ligados. Explicaba el porqué ninguna de las dos superpotencias iniciaría un ataque nuclear. Al iniciarlo se condenaba, ya que gracias al nutrido arsenal nuclear del oponente, con unos pocos ataques, las principales ciudades quedarían reducidas a cenizas. Más significado cobraba este concepto con los ICBM. Centenares de lanzamientos imparables y garantizando la respuesta, ya que mientras llegaban los misiles enemigos, había tiempo para lanzar los propios (Esto fue un importante requisito en el diseño de estos misiles que culminó con el Minuteman y su concepto de motor de combustible sólido que permitía lanzamientos instantaneos).
Partiendo de que en una guerra nuclear total todo iba a desaparecer, ¿Por que no facilitar las cosas? ¿Por que gastar tantos millones en caros y complicados misiles que atemoricen al enemigo cuando podemos exterminarle de forma segura y económica?
Con bombas sucias. Bombas de Cobalto 59, cuya vida media se muestra idónea para tan macabro fin. Lo bastante corta para emitir intensas radiaciones letales para el organismo humano. Lo bastante larga como para que sus partículas lleguen hasta el último rincón del planeta. Detonadas directamente en suelo nacional. O secretamente almacenadas en países amigos. Daba igual, el Cobalto-60 mataría a todos.
Uno de los nombres propuestos para este sistema era el de Dispositivo del Día del Juicio Final (Doomsday Machine en inglés) y su construcción fue propuesta por parte estadounidense de mano de Herman Kahn, un estratega de la RAND Corporation. Todo esto está recogido en la genial película de Stanley Kubrick “Teléfono Rojo: Volamos hacia Moscú” (Título original: " Dr. Strangelove or: How I Learned to Stop Worrying and Love the Bomb") del año 1964. De hecho, Kahn asesoró a Kubrick para la realización de la misma.
Bombas de neutrones
Las explosiones nucleares provocan daños en estructuras y organismos vivos mediante la emisión de energías de diferente tipo. Por un lado, provoca una potentísima onda expansiva y genera altas temperaturas. Son las consecuencias más directas e inmediatas, pero también está la radiación, que no por ser menos directa no es menos letal. Esta se produce de forma instantánea como consecuencia de las reacciones nucleares y posteriormente a causa de la desintegración de los residuos radiactivos.
De las que se producen en el instante de la explosión, la que aquí nos atañe es la de neutrones. Una gran cantidad de estas partículas son emitidas con niveles energéticos muy altos, y por tanto, con gran capacidad de penetración. Recordemos que, concretamente en las reacciones de fusión, se producían neutrones rápidos, los más energéticos. Estos se utilizaban para fisionar el material fisible de un eventual tamper de material fisible (U-235 o U-238).
En la línea de diseñar armas nucleares para objetivos de una clase concreta, se idearon las bombas de neutrones o de radiación aumentada para enfrentar a concentraciones de carros de combate y otros vehículos blindados. Su gruesa coraza de acero les hacía resistentes tanto al calor como a la onda expansiva, y además su elevado peso evitaba que volcasen por acción de ésta última. La solución estaba en la radiación, concretamente en los neutrones, para los que el acero no suponía una barrera eficaz.En las bombas de fusión, el flujo de neutrones generado se aprovecha para aumentar la potencia mediante los sistemas indicados anteriormente. Por el contrario, en estas armas se busca todo lo contrario, por lo que se elimina cualquier material que absorba estas partículas. De hecho, por norma se intenta maximizar el cociente radiación/potencia, es decir, producir el máximo de neutrones con la mínima potencia. Así, se reducen la onda expansiva, la energía calorífica y la contaminación posterior, y es que estas armas están también pensadas para ser usadas en combate cercano. De este modo estos efectos no afectará a las tropas amigas.
Su diseño contempla un primario estándar de fisión que inicia a la segunda etapa de fusión. Esta a su vez suele estar formada por una mezcla de deuterio y tritio puros. Ya se comentó que el tritio es un material cuyo uso conlleva complicaciones además de ser caro. No obstante, la reacción de fusión de estos dos isótopos es la que mejor resultado da en cuanto a una elevada emisión de neutrones altamente energéticos y una baja potencia total además de no requerir un primario demasiado potente. 1 kilogramo de esta mezcla (71,5% tritio y 28,5% deuterio) desarrolla una potencia total de 57,1 Kt, frente a los 64 Kt del deuteruro de litio-6 o los 82,2 de la combinación del deuterio consigo mismo.
La mitad de los individuos expuestos a 6 grays (1 gray = 1 julio de energía procedente de la radiación absorbida por un kilogramo de tejido vivo o también 1 gray = 100 rads) estarán condenados a morir en pocas horas. No obstante, con estas bombas se busca la incapacitación instantánea, por lo que se requieren dosis mucho mayores. El rango de estas bombas oscila en torno a los 80 grays. Un ejemplo práctico contempla que la detonación de una bomba de neutrones de 1 Kt matará a la tripulación de un carro de combate pesado a distancias de entre 600 y 800 metros. Hay que señalar que el acero y otros materiales de los vehículos atacados se volverán radiactivos durante uno o dos días, por lo que serán inutilizables durante ese periodo.
Otro uso que se contemplaba para estas armas era equipar a los misiles ABM (Anti-Ballistic Missile, misiles anti-balísticos. Misiles orientados a la defensa contra ICBMs enemigos). Para dejar fuera de combate a los ICBM lanzados contra el área defendida, los ABM detonarían cerca de los mismos sus bombas de neutrones y el flujo de éstos los dejaría inoperativos. También resultarían útiles para neutralizar grandes concentraciones de tropas o civiles sin afectar demasiado a las estructuras o entorno.Dentro del arsenal estadounidense tenemos la W-66, desarrollada en 1974 y que debía equipar al ABM Sprint, que junto al ABM Spartan (Que portaba la W-71 y debía neutralizar las cabeza nucleares enemigas sobrecalentándolas con radiación de rayos-X) componían los vectores del sistema anti-misiles Safeguard, que se canceló al año siguiente. Por otra parte estaban la W-70-3 y W-79-0 destinadas a ser usadas contra concentraciones de carros y personal. La primera, con una potencia de 1 Kt, lanzada por el misil superficie-superficie MGM-52 Lance (120 Km de alcance) y la segunda, con una potencia que se podía variar entre los 0,1 y 1,1 Kt, como proyectil de artillería de 203,2 mm. Señalar que esta última utilizaba el ensamblaje de implosión lineal para su primario ya que éste se ajusta mejor a la forma alargada de los proyectiles de artillería.Armas nucleares de potencia variable
Una cabeza nuclear requería mucho trabajo en su diseño y gran precisión en la fabricación. Su producción en serie reduciría notablemente el costo de éstas, pero su enorme rango en cuanto a potencia de destrucción dificultaba reducir el inventario a una gran cantidad de unidades pero unos pocos modelos, lo que habría facilitado también el aspecto logístico. Este problema resaltaba en las bombas para aplicaciones especiales anteriormente comentadas. Por ejemplo, si se desea detener el avance de unas tropas que se nos echan encima no podemos usar una bomba de 30 Kt ya que la detonación nos alcanzaría. Necesitaríamos un modelo de menor potencia.
La solución al problema era lograr bombas de potencia variable. Hay dos vías para lograrlo;
Como ya hemos visto, existen diferentes métodos para incrementar la potencia tanto de los dispositivos de fisión como los de fusión a partir de sus diseños básicos. Algunos de ellos son tan simples como agregar o sustituir piezas de un determinado material al conjunto, como puede ser cambiar el tamper de plomo de la etapa de fusión de una bomba por uranio empobrecido o incluso retirar el propio tamper. De esto se deduce que las cabezas nucleares se fabrican para una determinada potencia máxima y relaizando modificaciones de este tipo podrá reducirse a otros niveles fijos. Estas modificaciones de tipo mecánico son relativamente complicadas, por lo que no se pueden realizar sobre la marcha ni estando las cabezas nucleares montadas ya en el vector de ataque (Hablando en términos generales).La otra opción se conoce como “dial-a-yield” y supone un mecanismo que mediante un simple botón permite ajustar diferentes potencias entre un máximo y un mínimo. Esto se logra actuando principalmente sobre el sistema de boosting. Recordemos que esto consistía en introducir en el núcleo del dispositivo de fisión una mezcla gaseosa de deuterio y tritio de forma que la reacción de fusión que producirían generaría neutrones para incrementar la reacción en cadena del material fisible. La cantidad de mezcla gaseosa introducida si es algo muy sencillo de controlar (Tanto como abrir más o menos la llave del gas de la cocina) y cuanto menor sea ésta, menor será la potencia resultante. En armas de fisión, el efecto será directo, y en las de fusión, una menor potencia del primario redundará de igual forma en la de la fase de fusión y por tanto en la potencia total. Aparte de la evidente ventaja que supone frente a las modificaciones mecánicas por la sencillez que implica, también hay que valorar el hecho de que permite mucho más ajuste. Por ejemplo, en la ya comentada cabeza nuclear W-87, se podía configurar para 2 potencias únicamente, 300 Kt o 475 Kt, según se aplicasen o no los anillos de uranio enriquecido. Por contra, la bomba táctica aerolanzable B-61 en su modelo 3 puede variar su potencia entre 0,3 Kt, 1,5 Kt, 60 Kt y 170 Kt. Con ajustar un simple botón, un cazabombardero como el F-16 podía pasar de lanzar el equivalente a 300 toneladas de alto explosivo a arrasar una ciudad con 170.000 toneladas.
Hasta ahora se han tratado los aspectos teóricos de los tipos básicos de armas nucleares, las de fisión y las de fusión. No obstante, estos eran modelos teóricos o experimentales que destacaban por su simpleza. En los arsenales nucleares existen una gran variedad de estas armas que distan bastante en cuanto a su complejidad de esos modelos, a los que se les han incluido todo tipo de “mejoras” con el fin de hacerlos más eficaces en su misión, que no siempre es la máxima destrucción.
Para lograr uniformidad, nos guiaremos a través del arsenal nuclear estadounidense, uno de los más prolíficos en cuanto a tipos de armas nucleares y también uno de los más transparentes, lo que nos permitirá analizar un mayor abanico de detalles. A pesar de ello no debemos olvidar que muchos aspectos de éste tema son considerados alto secreto, por lo cual algunos datos no podrán ser afinados demasiado.
No obstante, antes de continuar, recomiendo encarecidamente la lectura de los artículos Armas nucleares de fisión y Armas nucleares de fusión para una correcta comprLos modelos comentados pertenecen a la categoría de armas de implosión por radiación también conocidas como diseños de Teller-Ulam, en honor a sus creadores. Este es el sistema más extendido. No obstante, tras el inicio de la era nuclear, se barajaban diferentes sistemas para lograr un arma de fusión.
En EEUU, Stanislaw Ulam ideó el sistema de un dispositivo de fisión que iniciaba la etapa de fusión. Este es el concepto básico del arma termonuclear. No obstante, no especificaba como aplicar la energía de la primera a la segunda. Fue Edward Teller quien lo ideó, y para tomar consciencia de la importancia del sistema que propuso, señalar que se le considera el padre de la Bomba H (Por Hidrógeno, elemento de un solo protón del que se derivan los isótopos Deuterio y Tritio) en EEUU.
Como ya se vió en el artículo sobre armas de fusión, el sistema es algo complicado y cabe pensar que previamente se puedieron utilizar otros. Efectivamente, así fue en la URSS y Reino Unido.
Para iniciar la reacción de fusión hay que aplicar la energía liberada por la detonación de un dispositivo de fisión al combustible de fusión (Deuterio y Tritio). En el diseño de Teller-Ulam, esto se
hace de forma de forma indirecta, pero sería mucho más sencillo hacerlo de forma directa. A saber; Partiendo de un dispositivo de fisión basado en el ensamblaje de implosion, obtenemos el núcleo de material fisible con el iniciador de neutrones en su centro. Luego se le puede rodear opcionalmente con un tamper (Uranio empobrecido por ejemplo) y rodear la esfera resultante con el combustible de fusión. Todo se encapsula nuevamente en otro tamper y se rodea con las lentes explosivas. Tras la detonación de éstas, se inicia la reacción de fisión que libera la energía necesaria para el inicio de la fusión. Asimismo, los neutrones lentos de la fisión generan más tritio a partir del deuterio y los rápidos de la fusión dan lugar a la fisión rápida de los tampers de uranio empobrecido (Como ocurre en las armas de fisión-fusión-fisión). En cualquier caso, este sistema ofrecía rendimientos demasiado bajos, en torno al 16-20 % y necesita de primarios de fisión muy potentes, si bien permite obtener cabezas nucleares de un peso reducido.Es por esto que Teller, que la bautizó como diseño de Despertador, desechó su uso a pesar de haberla ideado, considerando mejor el sistema de implosión por radiación. No pensaron así Andrei Sakharov y Vitalii Ginzburg en la Unión soviética que bautizaron el diseño como Sloika (Un pastel ruso de capas) y que tuvieron listo el 12 de agosto de 1953 que detonaron bajo la denominación RDS-6 (Joe-4 según la denominación occidental por ser la cuarta detonación soviética). Desarrolló 400 Kt. No fue hasta el 22 de noviembre de 1955 cuando tuvieron a punto la primera bomba de implosión por radiación (Detonación RDS-37) que desarrolló 1,6 megatones utilizando solo un primario y una etapa de fusión y habiendo reemplazado en esta parte del combustible de fusión por material inerte. De ahí su reducida potencia comparada con la de Ivy Mike.ensión de éste.su parte, Reino Unido también llevó a cabo este diseño con la detonación Orange Herald Small dentro de la operación Grapple el 31 de mayo de 1957 desarrollando 720 Kt. Previa a esta detonación, el día 15 de ese mismo mes se efectuó la de Short Granite, un dispositivo de implosión por radiación que falló al desarrollar en torno al 20-30% de la potencia que había sido prevista, 1 Mt. Un segundo intento llegó el 19 de junio en la detonación Purple Granite para la que se predijo nuevamente 1 Mt y que en este caso solo llegó al 15% de esa estimación. Estas armas de implosión por radiación eran las que debían dar lugar a las Yellow Sun, las armas termonucleares que equiparían a las fuerzas nucleares británicas. Por tanto, se retrasó el programa y mientras tanto su lugar lo ocuparon las Violet Club, basadas en el diseño que atañe a este epígrafe. Como anécdota, cabe comentar el dispositivo de seguridad de estas bombas. Su núcleo era hueco, y para evitar una detonación nuclear en caso de que las lentes explosivas se iniciasen accidentalmente, éste se rellenaba con bolas de rodamientos, que evitaban que s
e colapsase sobre si mismo y alcanzase la masa supercrítica. Antes de ser lanzada, estos rodamientos se drenaban por un orificio practicado en la parte baja de la bomba.posible que Israel también haya fabricado bombas basándose en ese diseño según declaró Mordejái Vanunu, el que fuese ingeniero nuclear israelí. Tras trabajar en el programa nuclear de ese país, fue despedido del mismo en 1985 y en septiembre de 1986 desveló al mundo todo lo que sabía de éste. Por ello, fue raptado por el Mossad, trasladado a Israel y juzgado por traición y espionaje. Condenado a 18 años de prisión, fue liberado en 2004.Bombas nucleares penetradoras
Los bunkers siempre fueron el refugio natural contra los bombardeos. Su principio es simple, protegerse de las bombas construyendo habitáculos a varios metros o decenas de metros bajo tierra. Una explosión en la superficie, por potente que sea, tendrá un efecto casi inapreciable en un bunker profundo. No obstante, si esa misma explosión se produce bajo tierra, el efecto será diferente. Por un lado, ésta se da más cerca de su objetivo, y por otro, la onda de choque generada es muy intensa. Es por esto que se diseñaron un gran número de bombas convencionales orientadas a este fin.
Por supuesto, este era un campo muy apto para las armas nucleares, sobre todo por la potencia que se requiere para garantizar la destrucción del bunker. Por otro lado, aparecieron un nuevo tipo de instalaciones subterráneas que suponían un interesante objetivo para estas armas, los silos de misiles. No obstante, una misión como es la de penetrar capas de tierra y rocas a varias decenas de metros requiere un diseño especial. La bomba debe ser alargada y delgada, de forma que su avance en materiales tan densos sea lo menos forzado posible. Por otro lado, ha de ser pesada y su velocidad en el momento del impacto alta, para maximizar su energía cinética. Los 2 primeros
requisitos se logran recurriendo al ensamblaje de cañón, por las características ya comentadas en su aplicación a proyectiles de artillería. Estas son las aplicaciones que le han hecho sobrevivir hasta tiempos recientes (Los últimos proyectiles nucleares de artillería fueron retirados del arsenal estadounidense en 1992).En lo referente a la velocidad, depende de la configuración aerodinámica de la bomba. Es importante que esta caiga lo más vertical posible por un lado para maximizar su velocidad y por otro para alcanzar la máxima profundidad con la mínima distancia recorrida (Una entrada diagonal resultaría menos eficiente). Finalmente, la carcasa ha de ser gruesa y resistente para soportar el impacto y mantener la integridad de la bomba tras el mismo y durante el avance subterráneo.
Un ejemplo de este tipo de bombas sería la Mk-8 de hasta 30 Kt, que usaba el ensamblaje de cañón. No obstante, la reducción en el tamaño de los dispositivos de fusión ha posibilitado su inserción en las carcasas destinadas a penetración terrestre que han terminado por sustituirlas. Además de las ventajas ya comentadas, el uso de armas de fusión sobre las de fisión en este ámbito posee otro importante aliciente, como es el hecho de dejar pocos restos de material fisible sin fisionar en un área concreta de territorio enemigo. Esto es por que en las detonaciones subterráneas, los restos de la explosión se concentran considerablemente y su recuperación no entrañaría demasiadas dificultades mediante técnicas mineras convencionales. En otras palabras, de otra forma, supondría regalarle al enemigo material fisible ya procesado y listo para ensamblar bombas. día de hoy, la encargada de esta labor es la bomba nuclear táctica B-61 (Fusión) en su modelo 11. Para ello se le ha suprimido el paracaídas de frenado, incluido unas aletas estabilizadoras que maximizan su velocidad y ángulo de impacto y se le ha encastrado en una carcasa de acero de alta resistencia con un morro endurecido especial. No obstante, solo es capaz de penetrar 6 metros antes de la detonación, lo cual es suficiente para causar una onda de choque considerable.
ARMAS NUCLEARES DE FISION
Estas fueron las primeras armas nucleares debido a su relativa simpleza y conocimientos físicos de la época (1945). Su funcionamiento gira en torno a transformar una (O varias) masa subcrítica de material fisible (U-235 ó Pu-239) en una masa supercrítica donde se pueda iniciar la reacción en cadena que libere la energía de la explosión.
A pesar de su longevidad, han perdurado hasta nuestros días en cometidos donde son irremplazables. Tal es el caso de las encargadas de actuar como etapa primaria (Detonador) de las armas de fusión. O bien siguen cumpliendo funciones para las cuales se muestran más aptas que las armas de fusión. Veamos su tipología.
Armas de fisión de propósito general
Su principal labor es la destrucción de un gran área (Una ciudad pequeña, un puerto, una base aérea, etc…) mediante las altas temperaturas y una poderosa onda expansiva. Se podría comparar con una gran bomba de explosivo convencional (Salvando las distancias en cuanto a potencia) excepto por el hecho de que en las explosiones de fisión se generan potentes radiaciones altamente nocivas para la vida y dejan como residuo una gran contaminación radiológica.Son la forma más básica de este tipo de armas. Su potencia dependerá de la cantidad de material fisible que contengan y su eficiencia puede aumentarse de diversas formas.
Esto es aplicable a las basadas en fisión pura cuya potencia, dentro del abanico de bombas de fisión convencionales, varía entre los 1-2 Kt y los 200 Kt (1 Kt o kilotón equivale a 1000 toneladas de TNT). No obstante, desde el descubrimiento de la fisión intensificada (Boosting), las bombas de fisión pura solo han existido de forma aislada. Esta consiste en colocar una pequeña cápsula con deuterio y tritio en el centro del núcleo del material fisible con el fin de que éstos se fusionen y generen gran cantidad de neutrones que incrementen la reacción en cadena. Así se logra duplicar la potencia del arma.
La primera de estas armas (Fisión pura) fue Gadget, que se detonó en la prueba Trinity, (16 de Julio de 1945, Desierto de la Jornada del Muerto en Alamogordo, Nuevo México). Se basaba en el ensamblaje de implosión, el que ha perdurado hasta nuestros días para las bombas de fisión de propósito general. Esto se debe a su rendimiento (Porcentaje de material fisible fisionado en la explosión), que ronda el 20% en las de fisión pura y el 40% en las de fisión intensificada. La otra variante era el ensamblaje de cañón. Debido a su bajo rendimiento (En torno al 1-2 %, hasta un 7-8% en caso de fisión intensificada), su uso ha quedado relegado a labores muy concretas.
En sus inicios (1945-1950), su potencia rondaba los 20-50 Kt (23 Kt la Mk-III, modelo de producción de Fatman, la bomba lanzada sobre Nagasaki). A principios de la década de los 50, ésta se incrementó hasta el centenar de kilotones (La Mk-5 con 120 Kt). Hay que señalar que nos referimos a la potencia máxima, ya que se continuaron fabricando diferentes modelos de potencias inferiores.
Su uso más habitual era el de la bomba lanzable desde bombardero, como la Mk-6 de 160 Kt, desarrollada en 1951, aunque también equipaban a simples cohetes de artillería como el Honest John, que desde 1959 podía portar la W-31, de hasta 40 Kt.En 1954, dos años después de la primera detonación de un dispositivo de fusión, las armas termonucleares pasaron a formar parte del arsenal nuclear estadounidense, lo que hizo innecesario el desarrollo de mayor potencia en las de fisión. La llegada de éstas hizo desaparecer gradualmente las armas de fisión de propósito general. Eran más eficaces y económicas, por lo que por encima de algunas decenas o el centenar de ki
lotones (Según país y época) sustituyeron a las de fisión, que a partir de entonces, se diseñaron por lo general con potencias que variaban entre el kilotón y las pocas decenas de éstos. De hecho, a día de hoy en el arsenal estadounidense, no está operativa ningún arma de fisión.Además de lo ya comentado, cabe tener en cuenta los dos extremos de este tipo de armas;Armas de fisión de alta potencia
Antes de la llegada de las bombas de fusión, en las cuales no existía límite teórico en la potencia, se realizaron investigaciones para aumentar el poder destructivo en las armas de fisión. Manteniendo la cantidad de material fisible, la potencia podía incrementarse en pequeños porcentajes mejorando el sistema de implosión y rodeando al núcleo de diferentes materiales. Por otra parte, la fisión intensificada logró doblar de golpe la potencia de éstas armas. No obstante, a partir de estas mejoras solo quedaba aumentar la cantidad de material fisible para incrementar la potencia.
Si aumentamos demasiado la cantidad de U-235 o Pu-239 podemos sobrepasar la masa crítica, lo cual no es viable. Por ello el único diseño posible para estas armas de alta potencia era el de núcleo levitado. Haciendo del núcleo una esfera hueca, la cantidad de material fisible puede ser mucho mayor sin alcanzar la masa crítica. Por otro lado así se mejora la eficiencia.
El problema reside en que durante el proceso de implosión, la masa pasará a ser crítica antes de haberse colapsado del todo en el centro. Si la emisión fortuita de neutrones del propio material fisible es muy alta, existe el riego de predetonación. Esto es que la reacción en cadena se inicia antes de que el material esté totalmente comprimido y provoca que la eficiencia descienda.
El Pu-239 tiene una tasa de emisión de neutrones bastante alta, lo cual le limita a bombas de fisión de algo más de 100 Kt como máximo (La cabeza nuclear francesa MR-31 es la bomba de plutonio más potente con 120 Kt). Por contra, no existe tal problema con el uranio altamente enriquecido, que permite bombas de más de 1 Mt (1 Mt o megatón equivale a 1000 kT). No obstante, la mayor bomba de fisión de EEUU era la Mk-18 con una potencia de 500 Kt. Era apodada la SOB (Super Oralloy Bomb). Oralloy era el nombre que recibía el uranio enriquecido con un porcentaje de U-235 del 93,5%, la abreviatura de Oak Ridge Alloy (Aleación de Oak Ridge. Oak Ridge era la planta en la que se enriquecía el uranio para el proyecto Manhattan).
La Mk-18 contenía más de 60 kilogramos de uranio altamente enriquecido en forma de una esfera hueca y otra maciza en el interior. En otras palabras, entre 4 y 5 masas críticas. Mientras todo se mantuviese en su sitio no había nada que temer, pero con semejante cantidad de material fisible, cualquier alteración en la disposición física de este podía dar lugar a que se iniciase la reacción en cadena. Por ejemplo, si la esfera maciza se depositase sobre la superficie interna de la hueca, en el punto de contacto y sus proximidades podría darse una masa supercrítica. También si por ejemplo se detonasen los explosivos de forma accidental (No es necesario que fuese la explosión simétrica que se presentó como vital en las armas de fisión normales). Por todo ello, con este tipo de bombas las medidas de seguridad se extremaban hasta el punto de mantener separado parte del material fisible hasta justo antes del lanzamiento. Otra opción más viable era rellenar el espacio vacío entre ambas esferas con cadenas de boro y aluminio que absorbiesen neutrones cuya retirada se hacía justo antes del lanzamiento.
El 15 de noviembre de 1952 se efectuó el lanzamiento de una Mk-18 desde un bombardero B-36H cerca de la isla Kwajalein en lo que fue el test Ivy King. Realmente se trataba de un prototipo fabricado a partir de una Mk-6D modificada entre otras cosas con el sistema de lentes explosivas de la Mk-13 (En total 92 lentes, necesarias para abarcar la gran superficie de la esfera).Armas de fisión de baja potencia
Las armas nucleares son armas políticas. Independientemente de su potencia, su uso supone unas consecuencias que nada tienen que ver con el uso de cualquier otro armamento (Salvo quizás el biológico y en menor medida el químico). Esto es algo que actualmente es aceptado por la sociedad. Por otra parte, desde la disolución de la URSS, las posibilidades de un conflicto nuclear global se han reducido drásticamente. Por todo ello, podemos resumir que si se llegasen a usar estas armas, sería bajo unas condiciones muy especiales que se escapan del tema de este artículo.
En cambio, durante la Guerra Fría, la posibilidad de ese conflicto nuclear global era mucho mayor, y puesto que se iban a usar armas nucleares, cuantas más se lanzasen contra el enemigo, mejor. Esto dio lugar a un gran número de cabezas nucleares de baja potencia adaptadas a diferentes plataformas de uso. El término “cabeza nuclear” se refiere al dispositivo nuclear en si, que puede ser adaptado a una bomba lanzable, un misil, un torpedo, etc…
Es fácil percatarse que en estas armas de baja potencia, el peso y el tamaño son magnitudes que conviene reducir. Por ello se recurren a los sistemas de implosión más eficientes, dejando de lado el sistem
a de núcleo levitado (Ocupa un espacio salvable a pesar de la pérdida de eficiencia) y utilizando materiales fisibles en sus fases más densas (Pu-239 en fase Alfa). Otra opción para minimizar el peso es la inclusión de una capa de berilio que incremente el volumen del núcleo lo necesario sin aumentar mucho el peso. Esto se debe a que en estas bombas, la cantidad de material fisible es muy reducida, acorde con la potencia desarrollada.En el contexto de una guerra nuclear en los años de la Guerra Fría, existían multitud de aplicaciones para este tipo de armas. Algunos de estos usos eran el actuar como carga explosiva de misiles antiaéreos, como era el caso del RIM-8 Talos que portaba una cabeza nuclear W-30 de 0,5 Kt, o de misiles Aire-Aire, como el AIM-26A Falcon en cuyo caso se usaba la W-54 de 0,25 Kt. Equivalían a 500 y 250 toneladas de alto explosivo respectivamente, que contrastan con los 75 o 20 kilogramos que suelen portar estos misiles. Con semejante potencia, era difícil que el misil errase el blanco. Otra opción era su uso en armamento de precisión aerolanzado, como por ejemplo, la bomba guiada por TV AGM-65 Walleye, que en su versión nuclear sustituía los 900 kilogramos de explosivos convencionales por una cabeza nuclear W-72 de 0,6 Kt. Un solo lanzamiento garantizaba la destrucción de un puente o el dejar fuera de juego una vía de suministros.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. Un pequeño cohete de artillería lanzado desde un cañón sin retroceso XM-29 de 150 mm. Su alcance era de 4 Km (2 km con el XM-28 de 120 mm). No poseia complicados sensores. Antes del lanzamiento, sus operarios (3 soldados del Army) calculaban el alcance y programaban la espoleta de tiempo para la detonación de la cabeza Mk-54, una bomba de fisión (Implosión) que se podía ajustar a una potencia de 0,01 y 0,02 Kt (Solo se podía optar a esas 2 potencias). Una detonación de 20 toneladas de alto explosivo aderezada con las altas temperaturas y velocidades de la onda expansiva de un arma nuclear provocaría fuertes daños contra seres vivos, vehículos y edificaciones en un radio de hasta 200 metros. No obstante, debemos tener en cuenta el efecto de las radiaciones emitidas, mucho mayor en un arma de estas proporciones. Estas se en contrarían en un rango en torno a 1.000 REMs, que en un radio de 330-350 metros bastarían para dejar fuera de juego (Que no matar, al menos de forma inmediata) a cualquier soldado desprotegido. Se empezó a fabricar en 1.961 y se retiró diez años más tarde.
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" 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.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. 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.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.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.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.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.Bombas nucleares sucias (Radiológicas) y Dispositivo del Día del Juicio Final
No debemos olvidar que entre todas las aplicaciones comentadas de las armas nucleares, la principal es matar. Matar al máximo de personas. Para ello se incrementó su potencia, lo que daba lugar a un mayor número de muertes instantáneas. Pero su efecto se puede maximizar contaminando intensamente la zona con residuos radiactivos o incluso extendiendo el efecto de una explosión a otras ciudades mediante el desplazamiento de éstos a través de las corrientes atmosféricas (Al día siguiente del accidente de Chernobyl, en Suecia se detectaron las partículas radiactivas procedentes de Ucrania).
A estas bombas se las conoce como bombas nucleares radiológicas o sucias y son el extremo opuesto a las limpias.
Hay que señalar que la gran mayoría de armas nucleares son sucias. Del epígrafe anterior se puede extraer que para hacerlas limpias han de realizarse una serie de modificaciones de las cuales, algunas implican una seria reducción de la potencia y un encarecimiento, por lo que no se llevan acabo en las armas de propósito general. La más importante es el tamper de material fisible que incrementa notablemente la potencia, pero también los niveles de contaminación, ya que la cantidad de uranio usada en el tamper suele ser muy grande.
Por tanto, para realizar una bomba sucia, lo primero es no realizar ninguna de las modificaciones anteriores. Así se obtendrán unos niveles de contaminación considerables.
No obstante, el término bomba sucia hace referencia a armas nucleares normales a las que se les han aplicado modificaciones cuyo fin exclusivo es maximizar la contaminación resultante. Para ello basta con rodear la bomba con una capa de un determinado material que al ser bombardeado con los neutrones de la reacción se transmute en un isótopo muy radiactivo. Los principales candidatos son metales y su uso está previsto en forma de sal (Sulfatos, nitratos, etc…) por lo que estas armas también reciben el nombre de bombas saladas.
La elección de la sustancia responsable de la futura contaminación depende del efecto que se desee obtener. Una opción es causar el mayor número de bajas en el menor tiempo posible y que además la contaminación de la zona se reduzca rápidamente (Por ejemplo para que las tropas puedan atravesarla o que vuelva a ser habitada). Esto puede conseguirse con el oro. En estado natural, el oro existe en forma de oro-197, pero si recubrimos una bomba con él, sus núcleos se transmutarán en oro-198, un isótopo muy radiactivo. Su vida media es de 2,7 días, es decir, tras ese tiempo solo la mitad del isótopo generado será radiactiva, a los 5,4 días ya solo quedaran sin desintegrar el 25% de los núcleos y así sucesivamente (Esto implica que la radiación emitida va disminuyendo). Para casos más extremos puede producirse sodio-24, un isótopo que genera una radiaciones gamma muy letales y cuya vida media es de tan solo 15 horas.
Si nos regimos por la vida media, al oro le sigue el tántalo, que genera tántalo-182, con 115 días. Cuanto mayor sea el periodo de semidesintegración, más duraderos serán los efectos contaminantes, pero menos intensos. Con características parecidas está el Zinc y sus 244 días.
Finalmente veremos el cobalto-60. Su vida media es de 5,26 años. Su radiación es menor, pero su vida media le capacita para hacer inhabitables grandes zonas durante largos periodos. Otros isótopos pueden tener vidas de miles o millones de años, pero su baja radiactividad no les hace viables para este fin.Oficialmente, nunca se ha desarrollado una de éstas armas. A efectos de la opinión pública no darían muy buena publicidad, sobre todo por los efectos de la muerte por radiación, nada agradables y por poner en peligro a grandes áreas neutrales o aliadas. No obstante, su fabricación sería sumamente sencilla ya que bastaría con incorporar el material generador del isótopo radiactivo en la bomba.
MAD, locura en inglés o las siglas de mutua destrucción asegurada en ese idioma. Ambos conceptos bastante ligados. Explicaba el porqué ninguna de las dos superpotencias iniciaría un ataque nuclear. Al iniciarlo se condenaba, ya que gracias al nutrido arsenal nuclear del oponente, con unos pocos ataques, las principales ciudades quedarían reducidas a cenizas. Más significado cobraba este concepto con los ICBM. Centenares de lanzamientos imparables y garantizando la respuesta, ya que mientras llegaban los misiles enemigos, había tiempo para lanzar los propios (Esto fue un importante requisito en el diseño de estos misiles que culminó con el Minuteman y su concepto de motor de combustible sólido que permitía lanzamientos instantaneos).
Partiendo de que en una guerra nuclear total todo iba a desaparecer, ¿Por que no facilitar las cosas? ¿Por que gastar tantos millones en caros y complicados misiles que atemoricen al enemigo cuando podemos exterminarle de forma segura y económica?
Con bombas sucias. Bombas de Cobalto 59, cuya vida media se muestra idónea para tan macabro fin. Lo bastante corta para emitir intensas radiaciones letales para el organismo humano. Lo bastante larga como para que sus partículas lleguen hasta el último rincón del planeta. Detonadas directamente en suelo nacional. O secretamente almacenadas en países amigos. Daba igual, el Cobalto-60 mataría a todos.
Uno de los nombres propuestos para este sistema era el de Dispositivo del Día del Juicio Final (Doomsday Machine en inglés) y su construcción fue propuesta por parte estadounidense de mano de Herman Kahn, un estratega de la RAND Corporation. Todo esto está recogido en la genial película de Stanley Kubrick “Teléfono Rojo: Volamos hacia Moscú” (Título original: " Dr. Strangelove or: How I Learned to Stop Worrying and Love the Bomb") del año 1964. De hecho, Kahn asesoró a Kubrick para la realización de la misma.
Bombas de neutrones
Las explosiones nucleares provocan daños en estructuras y organismos vivos mediante la emisión de energías de diferente tipo. Por un lado, provoca una potentísima onda expansiva y genera altas temperaturas. Son las consecuencias más directas e inmediatas, pero también está la radiación, que no por ser menos directa no es menos letal. Esta se produce de forma instantánea como consecuencia de las reacciones nucleares y posteriormente a causa de la desintegración de los residuos radiactivos.
De las que se producen en el instante de la explosión, la que aquí nos atañe es la de neutrones. Una gran cantidad de estas partículas son emitidas con niveles energéticos muy altos, y por tanto, con gran capacidad de penetración. Recordemos que, concretamente en las reacciones de fusión, se producían neutrones rápidos, los más energéticos. Estos se utilizaban para fisionar el material fisible de un eventual tamper de material fisible (U-235 o U-238).
En la línea de diseñar armas nucleares para objetivos de una clase concreta, se idearon las bombas de neutrones o de radiación aumentada para enfrentar a concentraciones de carros de combate y otros vehículos blindados. Su gruesa coraza de acero les hacía resistentes tanto al calor como a la onda expansiva, y además su elevado peso evitaba que volcasen por acción de ésta última. La solución estaba en la radiación, concretamente en los neutrones, para los que el acero no suponía una barrera eficaz.En las bombas de fusión, el flujo de neutrones generado se aprovecha para aumentar la potencia mediante los sistemas indicados anteriormente. Por el contrario, en estas armas se busca todo lo contrario, por lo que se elimina cualquier material que absorba estas partículas. De hecho, por norma se intenta maximizar el cociente radiación/potencia, es decir, producir el máximo de neutrones con la mínima potencia. Así, se reducen la onda expansiva, la energía calorífica y la contaminación posterior, y es que estas armas están también pensadas para ser usadas en combate cercano. De este modo estos efectos no afectará a las tropas amigas.
Su diseño contempla un primario estándar de fisión que inicia a la segunda etapa de fusión. Esta a su vez suele estar formada por una mezcla de deuterio y tritio puros. Ya se comentó que el tritio es un material cuyo uso conlleva complicaciones además de ser caro. No obstante, la reacción de fusión de estos dos isótopos es la que mejor resultado da en cuanto a una elevada emisión de neutrones altamente energéticos y una baja potencia total además de no requerir un primario demasiado potente. 1 kilogramo de esta mezcla (71,5% tritio y 28,5% deuterio) desarrolla una potencia total de 57,1 Kt, frente a los 64 Kt del deuteruro de litio-6 o los 82,2 de la combinación del deuterio consigo mismo.
La mitad de los individuos expuestos a 6 grays (1 gray = 1 julio de energía procedente de la radiación absorbida por un kilogramo de tejido vivo o también 1 gray = 100 rads) estarán condenados a morir en pocas horas. No obstante, con estas bombas se busca la incapacitación instantánea, por lo que se requieren dosis mucho mayores. El rango de estas bombas oscila en torno a los 80 grays. Un ejemplo práctico contempla que la detonación de una bomba de neutrones de 1 Kt matará a la tripulación de un carro de combate pesado a distancias de entre 600 y 800 metros. Hay que señalar que el acero y otros materiales de los vehículos atacados se volverán radiactivos durante uno o dos días, por lo que serán inutilizables durante ese periodo.
Otro uso que se contemplaba para estas armas era equipar a los misiles ABM (Anti-Ballistic Missile, misiles anti-balísticos. Misiles orientados a la defensa contra ICBMs enemigos). Para dejar fuera de combate a los ICBM lanzados contra el área defendida, los ABM detonarían cerca de los mismos sus bombas de neutrones y el flujo de éstos los dejaría inoperativos. También resultarían útiles para neutralizar grandes concentraciones de tropas o civiles sin afectar demasiado a las estructuras o entorno.Dentro del arsenal estadounidense tenemos la W-66, desarrollada en 1974 y que debía equipar al ABM Sprint, que junto al ABM Spartan (Que portaba la W-71 y debía neutralizar las cabeza nucleares enemigas sobrecalentándolas con radiación de rayos-X) componían los vectores del sistema anti-misiles Safeguard, que se canceló al año siguiente. Por otra parte estaban la W-70-3 y W-79-0 destinadas a ser usadas contra concentraciones de carros y personal. La primera, con una potencia de 1 Kt, lanzada por el misil superficie-superficie MGM-52 Lance (120 Km de alcance) y la segunda, con una potencia que se podía variar entre los 0,1 y 1,1 Kt, como proyectil de artillería de 203,2 mm. Señalar que esta última utilizaba el ensamblaje de implosión lineal para su primario ya que éste se ajusta mejor a la forma alargada de los proyectiles de artillería.Armas nucleares de potencia variable
Una cabeza nuclear requería mucho trabajo en su diseño y gran precisión en la fabricación. Su producción en serie reduciría notablemente el costo de éstas, pero su enorme rango en cuanto a potencia de destrucción dificultaba reducir el inventario a una gran cantidad de unidades pero unos pocos modelos, lo que habría facilitado también el aspecto logístico. Este problema resaltaba en las bombas para aplicaciones especiales anteriormente comentadas. Por ejemplo, si se desea detener el avance de unas tropas que se nos echan encima no podemos usar una bomba de 30 Kt ya que la detonación nos alcanzaría. Necesitaríamos un modelo de menor potencia.
La solución al problema era lograr bombas de potencia variable. Hay dos vías para lograrlo;
Como ya hemos visto, existen diferentes métodos para incrementar la potencia tanto de los dispositivos de fisión como los de fusión a partir de sus diseños básicos. Algunos de ellos son tan simples como agregar o sustituir piezas de un determinado material al conjunto, como puede ser cambiar el tamper de plomo de la etapa de fusión de una bomba por uranio empobrecido o incluso retirar el propio tamper. De esto se deduce que las cabezas nucleares se fabrican para una determinada potencia máxima y relaizando modificaciones de este tipo podrá reducirse a otros niveles fijos. Estas modificaciones de tipo mecánico son relativamente complicadas, por lo que no se pueden realizar sobre la marcha ni estando las cabezas nucleares montadas ya en el vector de ataque (Hablando en términos generales).La otra opción se conoce como “dial-a-yield” y supone un mecanismo que mediante un simple botón permite ajustar diferentes potencias entre un máximo y un mínimo. Esto se logra actuando principalmente sobre el sistema de boosting. Recordemos que esto consistía en introducir en el núcleo del dispositivo de fisión una mezcla gaseosa de deuterio y tritio de forma que la reacción de fusión que producirían generaría neutrones para incrementar la reacción en cadena del material fisible. La cantidad de mezcla gaseosa introducida si es algo muy sencillo de controlar (Tanto como abrir más o menos la llave del gas de la cocina) y cuanto menor sea ésta, menor será la potencia resultante. En armas de fisión, el efecto será directo, y en las de fusión, una menor potencia del primario redundará de igual forma en la de la fase de fusión y por tanto en la potencia total. Aparte de la evidente ventaja que supone frente a las modificaciones mecánicas por la sencillez que implica, también hay que valorar el hecho de que permite mucho más ajuste. Por ejemplo, en la ya comentada cabeza nuclear W-87, se podía configurar para 2 potencias únicamente, 300 Kt o 475 Kt, según se aplicasen o no los anillos de uranio enriquecido. Por contra, la bomba táctica aerolanzable B-61 en su modelo 3 puede variar su potencia entre 0,3 Kt, 1,5 Kt, 60 Kt y 170 Kt. Con ajustar un simple botón, un cazabombardero como el F-16 podía pasar de lanzar el equivalente a 300 toneladas de alto explosivo a arrasar una ciudad con 170.000 toneladas.
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