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Castle Bravo

Castle Bravo es el nombre clave de la mayor explosión nuclear realizada por los Estados Unidos durante la Operación Castle. La bomba, de tipo termonuclear, medía 4,56 m de largo por 1,37 m de diámetro.

Castle Bravo

Nube de Hongo provocado por Castle Bravo
Potencia 15 megatones
Ubicación 11°41′50″N 165°16′19″E / 11.697222222222, 165.27194444444Coordenadas: 11°41′50″N 165°16′19″E / 11.697222222222, 165.27194444444
Área Atolón Bikini
Operador Estados Unidos
Fecha de la prueba 28 de febrero de 1954
Cronología
Mapa de localización
Video de la explosión.

El dispositivo, de nombre clave "The Shrimp" (El Camarón) fue construido de manera sencilla (es decir, su estructura no fue tan complicada como la de Ivy Mike).

La cabina, en donde se encontraba el dispositivo, se ubicaba en el atolón de Bikini (Islas Marshall).

Castle Bravo fue detonada el 28 de febrero de 1954 (Horario Mundial), y tuvo una potencia de 15 megatones, más de tres veces el rendimiento estimado en su diseño. Esto dio lugar a una contaminación radiológica que se extendió a las islas cercanas (incluyendo los habitantes y los soldados de EE. UU. estacionados allí), así como un barco de pesca japonés (Daigo Fukuryu Maru), resultando en una muerte directa y continuos problemas de salud para muchas de las personas expuestas. La reacción del público a las pruebas y la concienciación de los efectos a largo plazo de las secuelas nucleares se ha atribuido como parte de la motivación para el Tratado de prohibición parcial de los ensayos nucleares de 1963.

El incidente permitió investigar los efectos en la salud de las poblaciones locales de distintos tipos de contaminación radiactiva, así como las distintas patologías que afectaron a esas personas, incluyendo niños, mujeres, y los nacidos después.[1]

Diseño de la Bomba

SHRIMP
 

Tipo Arma nuclear diseñada con el proceso Teller-Ulam.
País de origen Estados Unidos
Historia de producción
Diseñador Ben Diven-ingeniero de proyectos [2]
Fabricante Laboratorio Nacional de Los Álamos
Costo unitario Alrededor de $ 2,666,000 dólares estadounidenses de 1953
Especificaciones
Peso 10 659 kg
Longitud 4,55 m
Diámetro 1,36 m
Ojiva Deuteruro de litio-6 ; con capacidad explosiva de 15 Megatones
Plataforma de lanzamiento Atolón Bikini
 
El SHRIMP poco antes de la instalación en su cabina de tiro.

El sistema primario

El dispositivo Castle Bravo estaba alojado en un cilindro que pesaba 23 500 libras (10,7 t) y medía 179,5 pulgadas (4,6 m) de longitud y 53,9 pulgadas (1,4 m) de diámetro.

El dispositivo principal era una bomba atómica "COBRA" reforzada con gas deuterio-tritio fabricada por el Laboratorio Nacional de Los Álamos, un dispositivo MK 7 muy compacto. Este dispositivo de fisión potenciado se probó en el evento Operación Upshot Knothole Climax y produjo 61 kt (dentro del rango de rendimiento esperado de 50-70 kt) . Se consideró lo suficientemente exitoso como para cancelar la serie de operaciones planeadas "Domino", diseñada para explorar la misma pregunta sobre un primario adecuado para bombas termonuclear, podría cancelarse.[3]:197 El sistema de implosión era bastante ligero en 900 lb (408,2 kg), porque eliminó la carcasa de empuje de aluminio alrededor del sabotaje [Nota 1]​. y usó las lentes de anillo más compactas,[Nota 2]​ una característica de diseño compartida con los diseños Mark 5, 12, 13 y 18. El material explosivo de las cargas internas en el MK 7 se cambió al más poderoso Cyclotol 75/25, en lugar de la Composición B utilizada en la mayoría de las bombas almacenadas en ese momento, ya que Cyclotol 75/25 fue más densa que la Composición B y, por lo tanto, podría generar la misma cantidad de fuerza explosiva en un volumen más pequeño (proporcionó un 13 por ciento más de energía de compresión que la Comp B).El núcleo compuesto de uranio-plutonio "COBRA" se hizo levitar en un pozo tipo D. COBRA fue el producto más reciente del trabajo de diseño de Los Álamos sobre los "nuevos principios" del núcleo hueco.[3]:196 Un revestimiento de cobre encerrado dentro de la cápsula interna de plutonio de grado armamentista evitó la difusión del gas DT en plutonio, una técnica probada por primera vez en Invernadero .[3]:258 El módulo ensamblado pesó 1840 lb (834,6 kg), midiendo 30,5 plg (77,5 cm) a lo largo. Estaba ubicado al final del dispositivo, que, como se ve en la película desclasificada, muestra un pequeño cono que se proyecta desde la caja balística. Este cono es la parte del paraboloide que se utilizó para enfocar la radiación que emana del primario al secundario.[5]

 
Proyección parabólica de SHRIMP

Deuterio y litio

El dispositivo se llamaba 'SHRIMP' y tenía la misma configuración básica (implosión por radiación) que el dispositivo húmedo Ivy Mike , excepto con un tipo diferente de fusión. SHRIMP utilizó deuteruro de litio (LiD), que es sólido a temperatura ambiente; Ivy Mike usó criogénico líquido deuterio (D 2 ), que requirió un elaborado equipo de enfriamiento. "Castle Bravo" fue la primera prueba de los Estados Unidos de un entregable práctico bomba de fusión, a pesar de que el TX-21 como probado en el evento Bravo no fue armado. La exitosa prueba dejó obsoleto el diseño criogénico utilizado por Ivy Mike y su derivado armado, la JUGHEAD, que estaba programada para ser probada como la inicial Castle Yankee . También utilizó una caja balística de aluminio 7075 de 9,5 cm de grosor. El aluminio se utilizó para reducir drásticamente el peso de la bomba y, al mismo tiempo, proporcionó suficiente tiempo de confinamiento de radiación para aumentar el rendimiento, una desviación de la pesada carcasa de acero inoxidable (304L o MIM 316L) empleada por los proyectos de armas contemporáneos.[3]:54 :237 [6]

El SHRIMP era al menos en teoría y en muchos aspectos críticos idéntico en geometría a la RUNT y RUNT II dispositivos luego se probaron en Castle Romeo y Castle Yankee respectivamente. Sobre el papel, era una versión reducida de estos dispositivos, y sus orígenes se remontan a la primavera y el verano de 1953. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos indicó la importancia de las armas termonucleares más ligeras para el lanzamiento de B-47 Stratojet y B-58 Hustler. El Laboratorio Nacional de Los Álamos respondió a esta indicación con una versión enriquecida de seguimiento del RUNT reducido a un sistema de implosión de radiación a escala 3/4 llamado el CAMARÓN . La reducción de peso propuesta (de TX-17's 42 000 libras (19 050,9 kg) a TX-21's 25 000 libras (11 339,8 kg)) proporcionaría a la Fuerza Aérea un entregable mucho más versátil bomba de gravedad.[3]:237 La versión final probada en Castle usó litio parcialmente enriquecido como combustible de fusión. El litio natural es una mezcla de litio-6 y litio-7 isótopos de litio (con un 7,5% del primero). El litio enriquecido utilizado en Bravo era nominalmente 40% de litio-6 (el resto era el mucho más común litio-7, que se suponía incorrectamente que era inerte). Las babosas de combustible variaron en enriquecimiento de 37 a 40% en 6Li, y las babosas con menor enriquecimiento se colocaron al final de la cámara de fusión-combustible, lejos de la primaria. Los niveles más bajos de enriquecimiento de litio en las balas de combustible, en comparación con la "RELOJ DE ALARMA" y muchas armas de hidrógeno posteriores, se debieron a la escasez de litio enriquecido en ese momento, como la primera de las Plantas de Desarrollo de Aleaciones (ADP) comenzaron a producir en el otoño de 1953.[7]:208 El volumen de combustible LiD utilizado fue aproximadamente el 60% del volumen de llenado de combustible de fusión utilizado en los dispositivos "SALCHICHA" húmeda y seca "RUNT I" y "II", o aproximadamente 500 litros (132,1 galAm), [Nota 3]​ correspondiente a unos 400 & nbsp; kg de deuteruro de litio (ya que el LiD tiene una densidad de 0,78201 g / cm 3 ).[8]:281 La mezcla costaba alrededor de 4,54 & nbsp; USD / g en ese momento. La eficiencia de combustión por fusión fue cercana al 25,1%, la mayor eficiencia alcanzada de la primera generación de armas termonucleares. Esta eficiencia está muy dentro de las cifras dadas en una declaración de noviembre de 1956, cuando un funcionario del DOD reveló que se habían probado dispositivos termonucleares con eficiencias que van desde el 15% hasta aproximadamente el 40%.[7]:39 Hans Bethe declaró de forma independiente que la primera generación de armas termonucleares tenía eficiencias (de fusión) que variaban desde tan solo un 15% hasta aproximadamente un 25%.

La combustión termonuclear produciría (como el combustible de fisión en el primario) pulsaciones (generaciones) de neutrones de alta energía con una temperatura promedio de 14 MeV a través del ciclo de Jetter.

Ciclo de Jetter

 

El ciclo de Jetter es una combinación de reacciones que implican litio, deuterio y tritio. Consume Litio-6 y deuterio, y en dos reacciones (con energías de 17,6 MeV y 4,8 MeV, mediadas por un neutrón y tritio) produce dos partículas alfa..[9]:4

La reacción produciría neutrones de alta energía con 14 & nbsp; MeV, y su neutronicidad se estimó en ≈0,885 (para un criterio de Lawson de ≈1,5)..

Tal vez tritio adicional para alto rendimiento

Como SHRIMP , junto con RUNT I y ALARM CLOCK , iban a ser disparos de alto rendimiento necesarios para asegurar la “capacidad de emergencia”, su combustible de fusión puede haber sido enriquecido con tritio adicional, en forma de 6LiT.[3]:236 Todos los neutrones de alta energía de 14 MeV causarían fisión en la fusión de uranio envuelta alrededor del secundario y la varilla de plutonio de la bujía. Se esperaba que la proporción de átomos de deuterio (y tritio) quemados por neutrones de 14 MeV generados por la quema variara de 5: 1 a 3: 1, una estandarización derivada de Mike ,[3]​ mientras que para estas estimaciones, la proporción de 3: 1 se utilizó predominantemente en ISRINEX. La neutronicidad de las reacciones de fusión aprovechadas por el sabotaje de fusión aumentaría drásticamente el rendimiento del dispositivo.

Unidad indirecta de SHRIMP

 
De manera similar a las tuberías anteriores llenas de una presión parcial de helio, como se usó en la prueba Ivy Mike de 1952, la prueba Castle Bravo de 1954 también fue fuertemente instrumentada con Tubos de línea de visión (LOS), para definir y cuantificar mejor el tiempo y las energías de los rayos X y los neutrones producidos por estos primeros dispositivos termonucleares.[10][11]​ Uno de los resultados de este trabajo de diagnóstico resultó en esta representación gráfica del transporte de rayos X energéticos y neutrones a través de una línea de vacío, de unos 2,3 km de longitud, tras lo cual calentó materia sólida en el fortín "estación 1200" y generó así una línea secundaria. bola de fuego.[12][13]

Unido a la caja balística cilíndrica había un revestimiento de uranio natural, la caja de radiación, que tenía unos 2,5 cm de grosor. Su superficie interna estaba revestida con un revestimiento de cobre que tenía aproximadamente 240 μm de espesor, y estaba hecho de una lámina de cobre de 0,08 μm de espesor, para aumentar el albedo general del hohlraum.[14][15]​ El cobre posee excelentes propiedades reflectantes y su bajo costo, en comparación con otros materiales reflectantes como el oro, lo hizo útil para armas de hidrógeno producidas en masa. Hohlraum albedo es un parámetro de diseño muy importante para cualquier configuración de confinamiento inercial. Un albedo relativamente alto permite un mayor acoplamiento entre etapas debido a los ángulos azimutales y latitudinales más favorables de la radiación reflejada. El valor límite del albedo para materiales de alto - Z se alcanza cuando el espesor es de 5 a 10 g / (cm 2 ), o de 0,5 a 1,0 trayectos libres. Por lo tanto, un hohlraum hecho de uranio mucho más grueso que un camino libre de uranio sería innecesariamente pesado y costoso. Al mismo tiempo, la anisotropía angular aumenta a medida que se reduce el número atómico del material dispersor. Por lo tanto, los revestimientos hohlraum requieren el uso de cobre (o, como en otros dispositivos, oro o aluminio), ya que la probabilidad de absorción aumenta con el valor de (Z eff ) del esparcidor. Hay dos fuentes de rayos X en el hohlraum: la irradiancia primaria, que es dominante al principio y durante el aumento del pulso; y la pared, que es importante durante la meseta de la temperatura de radiación requerida (T r ). El primario emite radiación de una manera similar a una bombilla de flash, y el secundario necesita una T (D r ) constante para implosionar adecuadamente.[16]​ Esta temperatura de pared constante está dictada por los requisitos de presión de ablación para impulsar la compresión, que se encuentran en promedio en aproximadamente 0,4 keV (fuera de un rango de 0,2 a 2 keV).[Nota 4]​, correspondiente a varios millones de kelvin. La temperatura de la pared dependía de la temperatura del núcleo primario (pozo (arma nuclear) que alcanzó un máximo de aproximadamente 5,4 keV durante la fisión impulsada..[19]:1-11[17]:9 La temperatura final de la pared, que corresponde a la energía de los rayos X reradiados por la pared al empujador del secundario, también desciende debido a las pérdidas del propio material hohlraum.[14][Nota 5]Uranio natural clavos, revestidos en la parte superior de la cabeza con cobre, unían la caja de radiación a la caja balística. Los clavos se atornillaron en formaciones verticales en una configuración de doble cizallamiento para distribuir mejor las cargas de cizallamiento. Este método de sujetar la carcasa de radiación a la carcasa balística se utilizó por primera vez con éxito en el dispositivo "Ivy" "Mike". La caja de radiación tenía un extremo parabólico, que albergaba la COBRA primaria que se empleó para crear las condiciones necesarias para iniciar la reacción de fusión, y su otro extremo era un [[cilindro] ], como también se ve en la película desclasificada de Bravo.

El espacio entre el "sabotaje de fusión" de uranio,[Nota 6]​ y la caja formó un canal de radiación para conducir rayos X desde el ensamblaje primario al secundario; la interetapa. Es uno de los secretos mejor guardados de un arma termonuclear multietapa. La implosión del ensamblaje secundario es impulsada indirectamente, y las técnicas utilizadas en la interetapa para suavizar el perfil espacial (es decir, reducir la coherencia y las faltas de uniformidad) de la irradiancia del primario son de suma importancia. Esto se hizo con la introducción del "relleno de canal", un elemento óptico utilizado como medio refractivo,[20]:279 también se encuentra como "placa de fase aleatoria" en los conjuntos de láser ICF. Este medio era un relleno de espuma plástica de poliestireno, extruido o impregnado con un hidrocarburo de bajo peso molecular (posiblemente gas metano), que se convirtió en un plasma de bajo - Z de los rayos X, y junto con la radiación de canalización moduló el frente de ablación en las superficies de alta Z; se "apisonó"[Nota 7]​ el efecto sputtering que de otro modo "ahogaría" la radiación al comprimir el secundario.[Nota 8]​ Los rayos X reemitidos de la caja de radiación deben depositarse uniformemente en las paredes exteriores del sabotaje del secundario y eliminarlo externamente, impulsando la cápsula de combustible termonuclear (aumentando la densidad y la temperatura del combustible de fusión) hasta el punto necesario para sostener una temperatura termonuclear. reacción.[22](pp438-454) (ver Diseño de armas nucleares). Este punto está por encima del umbral donde el combustible de fusión se volvería opaco a la radiación que emite, según se determina a partir de su Opacidad de Rosseland, lo que significa que la energía generada equilibra la energía perdida en las proximidades del combustible (como radiación, pérdidas de partículas). Después de todo, para que cualquier sistema de armas de hidrógeno funcione, este equilibrio de energía debe mantenerse a través del equilibrio de compresión entre el sabotaje de fusión y la bujía (ver más abajo), de ahí su nombre supers de equilibrio ..[23]:185

Dado que el proceso ablativo tiene lugar en ambas paredes del canal de radiación, una estimación numérica realizada con ISRINEX (un programa de simulación de explosión termonuclear) sugirió que el tamper de uranio también tenía un espesor de 2.5 & nbsp; cm, por lo que se aplicaría una presión igual a ambas paredes del hohlraum. El efecto de cohete sobre la superficie de la pared del pisón creado por la ablación de sus varias capas superficiales obligaría a una masa igual de uranio que descansaba en el resto del pisón a acelerar hacia adentro, implosionando así el núcleo termonuclear. Al mismo tiempo, el efecto de cohete sobre la superficie del hohlraum obligaría a la caja de radiación a acelerar hacia afuera. El caso balístico confinaría el caso de radiación explosiva durante el tiempo que fuera necesario. El hecho de que el material manipulado fuera uranio enriquecido en 235U se basa principalmente en los fragmentos finales de la reacción de fisión detectados en el análisis radioquímico, que mostró de manera concluyente la presencia de 235U, hallado por los japoneses en los escombros de los disparos.[24]:282 Todas las armas termonucleares de primera generación (MK-14, 16, 17, 21, 22 y 24) utilizaron manipuladores de uranio enriquecidos al 37,5% 235U .[24]:16 La excepción a esto fue la MK-15 ZOMBIE que utilizó una chaqueta de fisión enriquecida al 93,5%.

El ensamblaje secundario

 
SHRIMP extremo cilíndrico

El ensamblaje secundario era el componente "CAMARÓN" real del arma. El arma, como la mayoría de las armas termonucleares contemporáneas en ese momento, llevaba el mismo nombre en clave que el componente secundario. El secundario estaba situado en el extremo cilíndrico del dispositivo, donde su extremo estaba bloqueado a la caja de radiación mediante un tipo de mortaja y espiga junta. El hohlraum en su extremo cilíndrico tenía un saliente interno, que anidaba el secundario y tenía mejor resistencia estructural para soportar el conjunto del secundario, que tenía la mayor parte de la masa del dispositivo. Una visualización de esto es que la articulación se parecía mucho a una tapa (la secundaria) encajada en un cono (la proyección de la caja de radiación). Cualquier otra estructura de soporte importante interferiría con la transferencia de radiación del comportamiento vibratorio primario al secundario y complejo. Con esta forma de junta que soporta la mayor parte de las cargas estructurales del secundario, este último y el conjunto hohlraum-caso balístico se comportan como una sola masa que comparte modos propios comunes. Para reducir la carga excesiva de la articulación, especialmente durante el despliegue del arma, la sección delantera de la secundaria (es decir, la explosión térmica / escudo térmico) se ancló a la carcasa de radiación mediante un conjunto de cables delgados, que también alinearon la línea central de la secundaria con la primaria, ya que disminuyeron las cargas de flexión y torsión en la secundaria, otra técnica adoptada de la SAUSAGE.[22]:438-454 El conjunto secundario era un cono truncado alargado. Desde su parte delantera (excluyendo el escudo contra el calor de explosión) hasta su sección de popa, se estrechó abruptamente. La reducción se utilizó por dos razones. Primero, la radiación cae por el cuadrado de la distancia, por lo que el acoplamiento de radiación es relativamente pobre en las secciones posteriores del secundario. Esto hizo que el uso de una masa mayor del entonces escaso combustible de fusión en el extremo trasero del conjunto secundario fuera ineficaz y el diseño general fuera un desperdicio. Esta fue también la razón por la que las babosas de combustible de fusión menos enriquecidas se colocaron muy atrás de la cápsula de combustible. En segundo lugar, como el primario no podría iluminar toda la superficie del hohlraum, en parte debido a la gran longitud axial del secundario, los ángulos sólidos relativamente pequeños serían efectivos para comprimir el secundario, lo que conduciría a un enfoque deficiente de la radiación. Al estrechar el secundario, el hohlraum podría tener la forma de un cilindro en su sección de popa obviando la necesidad de mecanizar la caja de radiación en una parábola en ambos extremos. Este enfoque de radiación optimizado permitió una línea de producción optimizada, ya que era más barato, rápido y fácil fabricar una caja de radiación con un solo extremo parabólico. La reducción en este diseño fue mucho más pronunciada que la de sus primos, la RUNT , y la RELOJ DE ALARMA . El ahusamiento del "CAMARÓN" y su montaje en el hohlraum aparentemente hizo que todo el conjunto secundario se asemejara al cuerpo de un camarón. La longitud de la secundaria está definida por los dos pares de tubos de diagnóstico de color oscuro puntos calientes conectados a la sección central e izquierda del dispositivo. [Nota 9]​ Estas secciones de tubería tenían 8 pulgadas (20,3 cm) de diámetro y 40 pies (12,2 m) de largo y estaban soldadas a tope de extremo a extremo a la carcasa balística que conducía a la parte superior de la cabina de tiro. Llevarían la luz de la reacción inicial hasta el conjunto de 12 torres de espejos construidas en un arco en la isla de disparo 1 acre artificial creada para el evento. Desde esos tubos, los espejos reflejarían la luz de la bomba temprana desde la carcasa de la bomba a una serie de cámaras remotas de alta velocidad, de modo que Los Álamos podría determinar tanto la simultaneidad del diseño (es decir, el intervalo de tiempo entre disparo del primario y encendido del secundario) y la velocidad de combustión termonuclear en estas dos áreas cruciales del dispositivo secundario.[3]:63:229.

Este dispositivo de ensamblaje secundario contenía el combustible de fusión deuteruro de litio en un recipiente de acero inoxidable. Corriendo hacia el centro de la secundaria había una varilla cilíndrica hueca de 1,3 cm de espesor de plutonio, anidada en el recipiente de acero. Esta era la "bujía", un dispositivo de fisión potenciado con tritio. Estaba ensamblado por anillos de plutonio y tenía un volumen hueco en el interior que medía aproximadamente 0,5 cm de diámetro. Este volumen central estaba revestido con cobre, que al igual que el revestimiento del núcleo fisionable de la primaria, impedía la difusión del gas DT en el plutonio. La carga de impulso de la bujía contenía aproximadamente 4 gramos de tritio y, al implosionar junto con la compresión del secundario, se programó para detonar por las primeras generaciones de neutrones que llegaron del primario. El tiempo se definió por las características geométricas de la bujía (su radio anular sin comprimir), que detonó cuando su criticidad, o (K eff ) trascendido 1. Su propósito era comprimir el material de fusión a su alrededor desde su interior, aplicando igualmente presión con el pisón. El factor de compresión del combustible de fusión y su energía de compresión adiabática determinaron la energía mínima requerida para que la bujía contrarrestara la compresión del combustible de fusión y el impulso del pisón. La bujía pesaba alrededor de 18 kg y su encendido inicial produjo 0.6 kt. Entonces sería completamente fisionada por los neutrones de fusión, contribuyendo aproximadamente 330 kt al rendimiento total. La energía requerida por la bujía para contrarrestar la compresión del combustible de fusión fue menor que el rendimiento del primario porque el acoplamiento de la energía del primario en el hohlraum se acompaña de pérdidas debido a la diferencia entre la bola de fuego de rayos X y las temperaturas del hohlraum.[17]​ Los neutrones entraron al ensamblaje por un pequeño orificio.[Nota 10]​ a través de los 28 cm de grosor 238U escudo de explosión-calor. Se colocó frente al conjunto secundario frente al primario. Al igual que en el conjunto de la cápsula de fusión-manipulación, el escudo tenía la forma de un tronco circular, con su pequeño diámetro hacia el lado del primario, y con su diámetro grande bloqueado por un tipo de mortaja y espiga junta al resto del montaje secundario. El conjunto escudo-sabotaje se puede visualizar como una circular bifrustum. Todas las partes del sabotaje se bloquearon juntas de manera similar para proporcionar soporte estructural y rigidez al conjunto secundario. Rodeando el conjunto de fusión-combustible-bujía estaba el uranio sabotaje con un espacio de aire de separación de aproximadamente 0,9 cm de ancho que debía aumentar el impulso del sabotaje, una levitación técnica utilizada ya Operación Sandstone y citado por Ted Taylor como "impacto de martillo en el clavo". Dado que también había preocupaciones técnicas de que el material de manipulación de alta - Z se mezclara rápidamente con el combustible de fusión de densidad relativamente baja - lo que provocaría pérdidas de radiación inaceptablemente grandes - la brecha de separación también actuó como un amortiguador para mitigar los inevitables y indeseable mezcla de Taylor .

Uso de Boro

El boro se utilizó en muchos lugares de este sistema seco; Tiene una sección transversal alta para la absorción de neutrones lentos, cuya fisión del 235U y del 239Pu pero una sección transversal baja para la absorción de neutrones rápidos, que la fisión 238U Debido a esta característica, ¹⁰ B depositado sobre la superficie de la etapa secundaria evitaría la predetonación de la bujía por neutrones perdidos del primario sin interferir con la posterior fisión de la del sabotaje de fusión que envuelve el secundario. El boro también jugó un papel en el aumento de la presión del plasma de compresión alrededor del secundario al bloquear el efecto de pulverización catódica, lo que condujo a una mayor eficiencia termonuclear. Debido a que la espuma estructural que mantiene el secundario en su lugar dentro de la carcasa se dopó con ¹⁰ B, y libero 238U [3]:179 el secundario se comprimió más, a costa de algunos neutrones irradiados. Un ejemplo de la utilidad de Plantilla:Sup B puede verse en el hecho de que el dispositivo fallido Castle Koon MORGENSTERN no lo usó en su diseño. Como resultado, el intenso flujo de neutrones de su RACER IV primario predetonó la bujía de fisión esférica, que a su vez "cocinó" el combustible de fusión, lo que provocó una compresión deficiente en general.[3]:317 El bajo peso molecular del plástico no puede hacer implosión de la masa del secundario. Su presión de plasma está confinada en las secciones hervidas del pisón y la caja de radiación para que el material de ninguna de estas dos "paredes" pueda entrar en el canal de radiación que tiene que estar abierto para el tránsito de la radiación.[3]

Detonación

 
Nube de hongo formada por la Explosión de Castle Bravo.

El dispositivo se montó en una "cabina de tiro" en una isla artificial construida en un arrecife frente a la isla Namu, en Atolón Bikini. Se aplicó una serie considerable de instrumentos de diagnóstico, incluidas cámaras de alta velocidad dirigidas a través de un arco de torres de espejos alrededor de la cabina de tiro.

La detonación tuvo lugar a las 06:45 del 1 de marzo de 1954, hora local (18:45 del 28 de febrero GMT). [5]

 
la Nube de hongo del dispositivo de 15 megatones, que muestra múltiples anillos de condensación.

Cuando se detonó Bravo, en un segundo formó una bola de fuego de casi 4,5 millas (7,2 km) de ancho. Esta bola de fuego era visible en Atolón Kwajalein a más de 250 millas (402,3 km) de distancia. La explosión dejó un cráter de 6500 pies (1981,2 m) de diámetro y 250 pies (76,2 m) de profundidad. La Nube de hongo alcanzó una altura de 47 000 pies (14 325,6 m) y un diámetro de 7 millas (11,3 km) en aproximadamente un minuto, una altura de 130 000 pies (39,6 km; 39 624 m) y 100 km (62,1 mi; 62,1 mi) de diámetro en menos de 10 minutos y se expandía a más de 360 km/h. Como resultado de la explosión, la nube contaminó más de 7000 millas cuadradas (18 130 km²) del Océano Pacífico circundante, incluidas algunas de las pequeñas islas circundantes como Rongerik, Rongelap y Utirik.[26]

En términos de energía liberada (generalmente medida en equivalencia de TNT), "Castle Bravo" era aproximadamente 1.000 veces más poderoso que cada una de las bombas atómicas que fueron lanzados en Hiroshima y Nagasaki durante la Segunda Guerra Mundial. Castle Bravo es la quinta explosión nuclear más grande de la historia, superada por las pruebas soviéticas de Tsar Bomba en aproximadamente 50 Mt, Test 219 en 24,2 Mt, y otras dos pruebas soviéticas de ≈20 Mt en 1962 en Novaya Zemlya.

Alto Rendimiento

El rendimiento de 15 megatones fue el triple que el de los 5 Mt predichos por sus diseñadores.[27][22]:541 La causa del mayor rendimiento fue un error cometido por los diseñadores del dispositivo en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Consideraron que solo el isótopo de litio-6 en el deuteruro de litio secundario era reactivo; Se supuso que el isótopo litio-7, que representa el 60% del contenido de litio, era inerte.[22]:541 Se esperaba que el isótopo de litio-6 absorbería un neutrón del plutonio de fisión y emitiría una partícula alfa y un tritio en el proceso, de los cuales este último se fusionaría con el deuterio. ]] y aumentar el rendimiento de la manera prevista. De hecho, el litio-6 reaccionó de esta manera

Se asumió que el litio-7 absorbería un neutrón, produciendo litio-8, que se desintegra (a través de berilio-8) en un par de partículas alfa en una escala de tiempo de casi un segundo, mucho más largo. que la escala de tiempo de la detonación nuclear. Cuando el litio-7 es bombardeado con neutrones energéticos con una energía superior a 2,47 MeV, en lugar de simplemente absorber un neutrón, captura el neutrón y se desintegra casi instantáneamente en una partícula alfa, un tritio núcleo, y otro neutrón. Como resultado, se produjo mucho más tritio de lo esperado, el tritio extra se fusiona con el deuterio y produce un neutrón extra. El neutrón extra producido por la fusión y el neutrón extra liberado directamente por la desintegración del litio-7 produjeron un flujo de neutrones mucho mayor. El resultado fue una fisión mucho mayor del manipulador de uranio y un mayor rendimiento.

Resumiendo, las reacciones que involucran al litio-6 dan como resultado alguna combinación de las dos siguientes reacciones netas::n + 6Li → 3H + 4He + 4.783 MeV

6Li + 2H → 2 4He + 22.373 MeV

Pero cuando el litio-7 está presente, uno también tiene algunas cantidades de las siguientes dos reacciones netas: 7Li + 2.467 MeV → 3H + 4He 7Li + 2H → 2 4He + n + 15.123 MeV

Este combustible adicional resultante (tanto litio-6 como litio-7) contribuyó en gran medida a las reacciones de fusión y la producción de neutrones y de esta manera aumentó en gran medida la salida explosiva del dispositivo. La prueba utilizó litio con un alto porcentaje de litio-7 solo porque el litio-6 era entonces escaso y caro; la prueba posterior "Castle Union" utilizó litio-6 casi puro. Si hubiera estado disponible suficiente litio-6, es posible que no se hubiera descubierto la utilidad del litio-7 común.

El rendimiento inesperadamente alto del dispositivo dañó gravemente muchos de los edificios permanentes en la isla del sitio de control en el lado opuesto del atolón. Se recopilaron pocos de los datos de diagnóstico deseados sobre la vacuna; muchos instrumentos diseñados para transmitir sus datos antes de ser destruidos por la explosión se vaporizaron instantáneamente, mientras que la mayoría de los instrumentos que se esperaba recuperar para la recuperación de datos fueron destruidos por la explosión.

Curiosamente, los rayos X que viajaron a través de una tubería de línea de visión (LOS) causaron una pequeña segunda bola de fuego en la estación 1200 con un rendimiento de 1 kt.

 
Bola de fuego secundaria de Castle Bravo

Altos niveles de Lluvia Radiactiva

 
El penacho de lluvia radiactiva Bravo extendió niveles peligrosos de radiactividad sobre un área de más de 100 millas (160,9 km) de largo, incluidas las islas habitadas. Las líneas de contorno muestran la radiación acumulada exposición en Roentgens (R) durante las primeras 96 horas después de la prueba.[27]​ Aunque se ha publicado ampliamente, este mapa de consecuencias no es del todo correcto.[28]

Las reacciones de fisión del manipulador de uranio natural fueron bastante sucias, produciendo una gran cantidad de lluvia radiactiva. Eso, combinado con un rendimiento mayor de lo esperado y un gran cambio de viento, produjo algunas consecuencias muy graves para quienes se encontraban en el rango de la lluvia radiactiva. En la película desclasificada "Operación Castle", el comandante de la fuerza de tarea, el mayor general Percy Clarkson señaló un diagrama que indica que el cambio de viento todavía estaba en el rango de "lluvia radiactiva aceptable", aunque apenas.

La decisión de llevar a cabo la prueba Bravo bajo los vientos dominantes fue tomada por el Dr. Alvin C. Graves, el Director Científico de Operation Castle. Graves tenía total autoridad sobre la detonación del arma, por encima de la del comandante militar de la Operación Castillo. Graves aparece en la película ampliamente disponible de la prueba anterior de 1952 "Ivy Mike", que examina las decisiones de última hora. El narrador, el actor occidental Reed Hadley, es filmado a bordo del barco de control en esa película, mostrando la conferencia final. Hadley señala que 20.000 personas viven en el área potencial de las consecuencias. Le pregunta al científico del panel de control si la prueba se puede abortar y le responde que "sí", pero arruinaría todos sus preparativos en la instalación de instrumentos de medición cronometrados. En Mike, la lluvia radiactiva aterrizó correctamente al norte del área habitada pero, en la prueba Bravo de 1954, hubo una gran cantidad de cizalladura del viento, y el viento que soplaba hacia el norte el día anterior a la prueba se desvió constantemente hacia el este. .

Islas habitadas afectadas

La lluvia radiactiva se extendió hacia el este sobre los atolones habitados Rongelap y Rongerik, que fueron evacuados[29]​ 48 horas después de la detonatinacion.[30]​ En 1957, la Comisión de Energía Atómica (Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos) consideró que Rongelap era seguro para regresar y permitió que 82 habitantes regresaran a la isla. A su regreso, descubrieron que sus alimentos básicos anteriores, incluidos el arrurruz, el makmok y el pescado, habían desaparecido o les habían dado a los residentes varias enfermedades.[31]​ y fueron retirados de nuevo.[32]​ Finalmente, se contaminaron 15 islas y atolones, y en 1963 los nativos de las Islas Marshall comenzaron a sufrir tumores de tiroides, incluidos 20 de los 29 niños de Rongelap en la época de Bravo, y se informaron muchos defectos de nacimiento Los isleños recibieron una compensación del gobierno de los Estados Unidos, en relación con la cantidad de contaminación que recibieron, a partir de 1956; en 1995, el Tribunal de Reclamaciones Nucleares informó que había otorgado $ 43,2 millones, casi todo su fondo, a 1.196 reclamantes por 1.311 enfermedades.[30]​ Un estudio médico, llamado Proyecto 4.1, estudió los efectos de la lluvia radiactiva en los isleños.[30]


Aunque la pluma de lluvia radiactiva se desplazó hacia el este, una vez que aterrizó en el agua, fue llevada en varias direcciones por las corrientes oceánicas, incluidos el noroeste y el suroeste.[33]

Daigo Fukuryū Maru

Un barco de pesca japonés, Daigo Fukuryū Maru (Lucky Dragon No. 5), entró en contacto directo con las consecuencias, lo que provocó que muchos de los tripulantes se enfermaran debido a la enfermedad por radiación. Un miembro murió de una infección secundaria seis meses después después de una exposición aguda a la radiación, y otro tuvo un hijo que nació muerto y deforme.[34]​ Esto dio lugar a un incidente internacional y reavivó las preocupaciones de los japoneses sobre la radiación, especialmente porque los ciudadanos japoneses se vieron afectados una vez más por las armas nucleares estadounidenses [22]:542 La posición oficial de Estados Unidos había sido que el aumento en la fuerza de las bombas atómicas no fue acompañado por un crecimiento equivalente en la radiactividad liberada, y negaron que la tripulación se viera afectada por la lluvia radiactiva. [34]​ Los científicos japoneses que habían recopilado datos del barco pesquero no estaban de acuerdo con esto.

Sir Joseph Rotblat, que trabajaba en St Bartholomew's Hospital, Londres, demostró que la contaminación causada por las consecuencias de la prueba era mucho mayor que la declarada oficialmente. Rotblat dedujo que la bomba tenía tres etapas y mostró que la fase de fisión al final de la explosión aumentó mil veces la cantidad de radiactividad. El artículo de Rotblat fue recogido por los medios de comunicación y la protesta en Japón alcanzó tal nivel que las relaciones diplomáticas se tensaron y el incidente fue incluso apodado por algunos como un "segundo Hiroshima".[35]​ Sin embargo, los gobiernos de Japón y Estados Unidos llegaron rápidamente a un acuerdo político, con la transferencia a Japón de $ 15,3 millones como compensación.[36]​ con las víctimas sobrevivientes recibiendo alrededor de ¥ 2 millones cada una ($ 5,550 en 1954, o alrededor de $ 5500.[37]​ También se acordó que las víctimas no recibirían el estatus de Hibakusha.

 
El equipo de disparo del dispositivo estaba ubicado en la isla Enyu, deletreada de forma diversa como isla Eneu, como se muestra aquí

El personal de prueba de bombas se refugia

La lluvia radiactiva no anticipada y la radiación emitida por ella también afectaron a muchos de los barcos y al personal involucrado en la prueba, en algunos casos forzándolos a entrar en búnkeres durante varias horas.[38]​ A diferencia de la tripulación del "Lucky Dragon No. 5", que no anticipó el peligro y, por lo tanto, no se refugió en the hold de su barco, ni se abstuvo de inhalar el polvo de lluvia,[39]​ el equipo que disparó que desencadenó la explosión se refugió de manera segura en su estación de tiro cuando notaron que el viento llevaba la lluvia radiactiva en una dirección inesperada hacia la isla de Enyu en el Atolón Bikini donde estaban ubicados, con el equipo de bomberos refugiarse en el lugar ("abrocharse") durante varias horas hasta que la radiación exterior decayó a niveles más seguros. "25 roentgens por hora" se registró sobre el búnker.[38][40]

Barcos de la Armada de EE. UU. Afectados

La Marina de los Estados Unidos Tanker USS Patapsco estaba en Atolón Enewetak a finales de febrero de 1954. "Patapsco" carecía de un sistema de lavado de descontaminación, por lo que se le ordenó el 27 de febrero regresar a Pearl Harbor a la mayor velocidad posible.[41]​ Una avería en los sistemas de su motor, es decir, una camisa de cilindro agrietada, redujo la velocidad de Patapsco a un tercio de su velocidad máxima, y ​​cuando tuvo lugar la detonación del Castillo Bravo, todavía estaba a unas 180 a 195 millas náuticas al este de Bikini.[41] Patapsco estaba en el rango de la lluvia radiactiva, que comenzó a aterrizar en el barco a media tarde del 2 de marzo. En ese momento, "Patapsco" estaba entre 565 y 586 millas náuticas desde la zona cero. Al principio se pensó que la lluvia radiactiva era inofensiva y no había detectores de radiación a bordo, por lo que no se tomaron medidas de descontaminación. Las mediciones tomadas después de que Patapsco regresara a Pearl Harbor sugirieron un rango de exposición de 0,18 a 0,62 R / h.[41]​ Las estimaciones de exposición total oscilan entre 3,3 R y 18 R de radiación de todo el cuerpo, teniendo en cuenta los efectos del lavado natural de la lluvia y las variaciones entre la exposición por encima y por debajo de la cubierta. [41]

Incidente Internacional

La lluvia radiactiva esparció rastros de material radiactivo hasta Australia, India y Japón, e incluso Estados Unidos y partes de Europa. Aunque se organizó como una prueba secreta, Castle Bravo se convirtió rápidamente en un incidente internacional, lo que provocó pedidos de prohibición de las pruebas atmosféricas de dispositivos termonucleares.[42]

Se estableció una red mundial de estaciones de película engomado para monitorear las consecuencias después de Operation Castle. Aunque los datos meteorológicos eran deficientes, era evidente una conexión general de los patrones de flujo troposférico con la lluvia radiactiva observada. Hubo una tendencia a que la lluvia radiactiva / escombros permanecieran en latitudes tropicales, con incursiones en las regiones templadas asociadas con perturbaciones meteorológicas del flujo predominantemente zonal. Fuera de los trópicos, el suroeste de los Estados Unidos recibió la mayor precipitación total, unas cinco veces la que recibió Japón.[43]

Las partículas de lluvia radiactiva estratosférica de Estroncio-90 de la prueba se capturaron más tarde con filtros de aire transportados por globos utilizados para muestrear el aire en altitudes estratosféricas, la investigación (Proyecto Ashcan) se llevó a cabo para mejorar comprender la estratosfera y los tiempos de precipitación, y llegar a modelos meteorológicos más precisos después de hindcast ing.[44]

Las consecuencias del "Castle Bravo" y otras pruebas en el atolón también afectaron a los isleños que habían habitado anteriormente el atolón y que regresaron allí algún tiempo después de las pruebas. Esto se debió a la presencia de cesio-137 radiactivo en la leche de coco cultivada localmente. Las plantas y los árboles absorben potasio como parte del proceso biológico normal, pero también absorberán fácilmente cesio si está presente, ya que pertenecen al mismo grupo en la tabla periódica y, por lo tanto, son muy similares químicamente.[45]​ Se descubrió que los isleños que consumían leche de coco contaminada tenían concentraciones anormalmente altas de cesio en sus cuerpos, por lo que tuvieron que ser evacuados del atolón por segunda vez.

La revista estadounidense Consumer Reports advirtió sobre la contaminación de la leche con estroncio-90.[46]

Notas

  1. En el sistema Mark 7 HE, las irregularidades en el frente de implosión eran relativamente pequeñas, lo que hacía innecesario el componente empujador [4]
  2. Ring Lenses se utilizaron junto con detonadores de alambre puente tipo 1E23. Las lentes de anillo redujeron el diámetro externo del arma al hacer que la capa HE sea más delgada, y su simultaneidad de la aparición de ondas de choque fue considerablemente mayor en comparación con las lentes hiperboloides anteriores, lo que permitió una compresión mejor y más precisa (LA-1632, tabla 4.1). Al mismo tiempo, dado que la capa de alto explosivo era más delgada, era menos opaca para los rayos X emitidos por el pozo. [4]
  3. Tanto la SALCHICHA como las dos RUNT (versiones "litiadas" de SALCHICHA) tenían volúmenes de combustible de fusión de 840 litros s. SAUSAGE utilizó una versión de 840 litros de un recipiente criogénico desarrollado para el comité PANDA (PANDA era el nombre no clasificado de SAUSAGE) y en parte por la Oficina Nacional de Normas (ver más información /nistpubs/jres/58/jresv58n5p243_A1b.pdf aquí). Este recipiente se ajusta a la descripción de Richard Rhodes en Dark Sun (página 490) y el volumen de combustible de fusión de Mike asumido por Andre Gsponer y Jean-Pierre Hurni en su artículo Los principios físicos de los explosivos termonucleares, la fusión por confinamiento inercial y la búsqueda del cuarto armas nucleares de nueva generación como se ve en la página 68.
  4. Este rango de temperatura es compatible con un relleno hohlraum hecho de un material bajo - Z debido a que las lentes de manipulación, empujador y alto explosivo de la bomba de fisión, así como la espuma plástica entre etapas, fuertemente atenuar la radiación emitida por el núcleo. Por lo tanto, los rayos X depositados en el revestimiento hohlraum desde la interfaz del primario con la interetapa (es decir, la superficie exterior del primario) eran "más fríos" que la temperatura máxima de un dispositivo de fisión.[17]:25[18]
  5. Estas pérdidas se asociaron con propiedades del material como la retrodispersión, tunelización cuántica, salida, etc..[14]
  6. Tamper es el revestimiento metálico que encierra el secundario, y también se denomina "empujador"; ambos términos pueden usarse indistintamente
  7. No confundir con la función del sabotaje de fusión
  8. Sputtering es la manifestación de la corona de plasma subdensa del hohlraum ablativo y las superficies de manipulación.[21]​Es un problema también compartido con (ver Tokamak), que tiene que ver con las partículas pesadas ablacionadas; Para un arma de hidrógeno, estas partículas son expulsadas partículas granulares Z altas (hechas de uranio de Pb-Bi eutéctico; el material seleccionado depende del "cóctel", o mezcla de elementos altos - 'Z' ' , del diseño hohlraum para adaptar su opacidad), que vuelan dentro del canal de radiación y absorben la radiación o la reflejan, dificultando la "conducción" de la radiación. [20]:279
  9. Tanto la caja balística como el hohlraum fueron perforados en estos puntos para que la luz que emana de los componentes nucleares pueda viajar sin obstrucciones a la estación de registro. Se esperaba una ligera caída en el rendimiento debido a esas aperturas, al igual que en la prueba "Mike"..[22]​Las aberturas de puntos calientes, similares a los diagnósticos de "explosión estelar" en hohlraums utilizados en fusión por confinamiento inercial (ICF) experimentos de impulsión indirecta,[25]​ provocó el desacoplamiento de la radiación local y, por lo tanto, la mala reflexión de la radiación por parte del hohlraum. El desacoplamiento de la radiación a su vez redujo localmente la eficiencia del proceso de ablación en la superficie de la manipulación secundaria, desestabilizando la implosión en un pequeño grado. Sin embargo, incluso inestabilidades menores durante la ablación amplificaron la ya temida mezcla de Taylor.
  10. El orificio cilíndrico se tapó con ¹⁰ cera de parafina dopada con B para cronometrar la llegada de los neutrones.[3]

Referencias

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Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Castle Bravo.
  • Operación Castle
  •   Datos: Q304419
  •   Multimedia: Castle Bravo

castle, bravo, nombre, clave, mayor, explosión, nuclear, realizada, estados, unidos, durante, operación, castle, bomba, tipo, termonuclear, medía, largo, diámetro, nube, hongo, provocado, potencia15, megatonesubicación11, 697222222222, 27194444444, coordenadas. Castle Bravo es el nombre clave de la mayor explosion nuclear realizada por los Estados Unidos durante la Operacion Castle La bomba de tipo termonuclear media 4 56 m de largo por 1 37 m de diametro Castle BravoNube de Hongo provocado por Castle BravoPotencia15 megatonesUbicacion11 41 50 N 165 16 19 E 11 697222222222 165 27194444444 Coordenadas 11 41 50 N 165 16 19 E 11 697222222222 165 27194444444AreaAtolon BikiniOperadorEstados UnidosFecha de la prueba28 de febrero de 1954CronologiaOperacion Upshot Knothole Castle Bravo Castle RomeoMapa de localizacionAtolon Bikini editar datos en Wikidata Reproducir contenido multimedia Video de la explosion El dispositivo de nombre clave The Shrimp El Camaron fue construido de manera sencilla es decir su estructura no fue tan complicada como la de Ivy Mike La cabina en donde se encontraba el dispositivo se ubicaba en el atolon de Bikini Islas Marshall Castle Bravo fue detonada el 28 de febrero de 1954 Horario Mundial y tuvo una potencia de 15 megatones mas de tres veces el rendimiento estimado en su diseno Esto dio lugar a una contaminacion radiologica que se extendio a las islas cercanas incluyendo los habitantes y los soldados de EE UU estacionados alli asi como un barco de pesca japones Daigo Fukuryu Maru resultando en una muerte directa y continuos problemas de salud para muchas de las personas expuestas La reaccion del publico a las pruebas y la concienciacion de los efectos a largo plazo de las secuelas nucleares se ha atribuido como parte de la motivacion para el Tratado de prohibicion parcial de los ensayos nucleares de 1963 El incidente permitio investigar los efectos en la salud de las poblaciones locales de distintos tipos de contaminacion radiactiva asi como las distintas patologias que afectaron a esas personas incluyendo ninos mujeres y los nacidos despues 1 Indice 1 Diseno de la Bomba 1 1 El sistema primario 1 2 Deuterio y litio 1 2 1 Ciclo de Jetter 1 2 2 Tal vez tritio adicional para alto rendimiento 1 3 Unidad indirecta de SHRIMP 1 4 El ensamblaje secundario 1 5 Uso de Boro 2 Detonacion 2 1 Alto Rendimiento 3 Altos niveles de Lluvia Radiactiva 3 1 Islas habitadas afectadas 3 2 Daigo Fukuryu Maru 3 3 El personal de prueba de bombas se refugia 3 4 Barcos de la Armada de EE UU Afectados 3 5 Incidente Internacional 4 Notas 5 Referencias 6 Enlaces externosDiseno de la Bomba EditarSHRIMP TipoArma nuclear disenada con el proceso Teller Ulam Pais de origenEstados UnidosHistoria de produccionDisenadorBen Diven ingeniero de proyectos 2 FabricanteLaboratorio Nacional de Los AlamosCosto unitarioAlrededor de 2 666 000 dolares estadounidenses de 1953EspecificacionesPeso10 659 kgLongitud4 55 mDiametro1 36 mOjivaDeuteruro de litio 6 con capacidad explosiva de 15 MegatonesPlataforma de lanzamientoAtolon Bikini editar datos en Wikidata El SHRIMP poco antes de la instalacion en su cabina de tiro El sistema primario Editar El dispositivo Castle Bravo estaba alojado en un cilindro que pesaba 23 500 libras 10 7 t y media 179 5 pulgadas 4 6 m de longitud y 53 9 pulgadas 1 4 m de diametro El dispositivo principal era una bomba atomica COBRA reforzada con gas deuterio tritio fabricada por el Laboratorio Nacional de Los Alamos un dispositivo MK 7 muy compacto Este dispositivo de fision potenciado se probo en el evento Operacion Upshot Knothole Climax y produjo 61 kt dentro del rango de rendimiento esperado de 50 70 kt Se considero lo suficientemente exitoso como para cancelar la serie de operaciones planeadas Domino disenada para explorar la misma pregunta sobre un primario adecuado para bombas termonuclear podria cancelarse 3 197 El sistema de implosion era bastante ligero en 900 lb 408 2 kg porque elimino la carcasa de empuje de aluminio alrededor del sabotaje Nota 1 y uso las lentes de anillo mas compactas Nota 2 una caracteristica de diseno compartida con los disenos Mark 5 12 13 y 18 El material explosivo de las cargas internas en el MK 7 se cambio al mas poderoso Cyclotol 75 25 en lugar de la Composicion B utilizada en la mayoria de las bombas almacenadas en ese momento ya que Cyclotol 75 25 fue mas densa que la Composicion B y por lo tanto podria generar la misma cantidad de fuerza explosiva en un volumen mas pequeno proporciono un 13 por ciento mas de energia de compresion que la Comp B El nucleo compuesto de uranio plutonio COBRA se hizo levitar en un pozo tipo D COBRA fue el producto mas reciente del trabajo de diseno de Los Alamos sobre los nuevos principios del nucleo hueco 3 196 Un revestimiento de cobre encerrado dentro de la capsula interna de plutonio de grado armamentista evito la difusion del gas DT en plutonio una tecnica probada por primera vez en Invernadero 3 258 El modulo ensamblado peso 1840 lb 834 6 kg midiendo 30 5 plg 77 5 cm a lo largo Estaba ubicado al final del dispositivo que como se ve en la pelicula desclasificada muestra un pequeno cono que se proyecta desde la caja balistica Este cono es la parte del paraboloide que se utilizo para enfocar la radiacion que emana del primario al secundario 5 Proyeccion parabolica de SHRIMP Deuterio y litio Editar El dispositivo se llamaba SHRIMP y tenia la misma configuracion basica implosion por radiacion que el dispositivo humedo Ivy Mike excepto con un tipo diferente de fusion SHRIMP utilizo deuteruro de litio LiD que es solido a temperatura ambiente Ivy Mike uso criogenico liquido deuterio D 2 que requirio un elaborado equipo de enfriamiento Castle Bravo fue la primera prueba de los Estados Unidos de un entregable practico bomba de fusion a pesar de que el TX 21 como probado en el evento Bravo no fue armado La exitosa prueba dejo obsoleto el diseno criogenico utilizado por Ivy Mike y su derivado armado la JUGHEAD que estaba programada para ser probada como la inicial Castle Yankee Tambien utilizo una caja balistica de aluminio 7075 de 9 5 cm de grosor El aluminio se utilizo para reducir drasticamente el peso de la bomba y al mismo tiempo proporciono suficiente tiempo de confinamiento de radiacion para aumentar el rendimiento una desviacion de la pesada carcasa de acero inoxidable 304L o MIM 316L empleada por los proyectos de armas contemporaneos 3 54 237 6 El SHRIMP era al menos en teoria y en muchos aspectos criticos identico en geometria a la RUNT y RUNT II dispositivos luego se probaron en Castle Romeo y Castle Yankee respectivamente Sobre el papel era una version reducida de estos dispositivos y sus origenes se remontan a la primavera y el verano de 1953 La Fuerza Aerea de los Estados Unidos indico la importancia de las armas termonucleares mas ligeras para el lanzamiento de B 47 Stratojet y B 58 Hustler El Laboratorio Nacional de Los Alamos respondio a esta indicacion con una version enriquecida de seguimiento del RUNT reducido a un sistema de implosion de radiacion a escala 3 4 llamado el CAMARoN La reduccion de peso propuesta de TX 17 s 42 000 libras 19 050 9 kg a TX 21 s 25 000 libras 11 339 8 kg proporcionaria a la Fuerza Aerea un entregable mucho mas versatil bomba de gravedad 3 237 La version final probada en Castle uso litio parcialmente enriquecido como combustible de fusion El litio natural es una mezcla de litio 6 y litio 7 isotopos de litio con un 7 5 del primero El litio enriquecido utilizado en Bravo era nominalmente 40 de litio 6 el resto era el mucho mas comun litio 7 que se suponia incorrectamente que era inerte Las babosas de combustible variaron en enriquecimiento de 37 a 40 en 6Li y las babosas con menor enriquecimiento se colocaron al final de la camara de fusion combustible lejos de la primaria Los niveles mas bajos de enriquecimiento de litio en las balas de combustible en comparacion con la RELOJ DE ALARMA y muchas armas de hidrogeno posteriores se debieron a la escasez de litio enriquecido en ese momento como la primera de las Plantas de Desarrollo de Aleaciones ADP comenzaron a producir en el otono de 1953 7 208 El volumen de combustible LiD utilizado fue aproximadamente el 60 del volumen de llenado de combustible de fusion utilizado en los dispositivos SALCHICHA humeda y seca RUNT I y II o aproximadamente 500 litros 132 1 galAm Nota 3 correspondiente a unos 400 amp nbsp kg de deuteruro de litio ya que el LiD tiene una densidad de 0 78201 g cm 3 8 281 La mezcla costaba alrededor de 4 54 amp nbsp USD g en ese momento La eficiencia de combustion por fusion fue cercana al 25 1 la mayor eficiencia alcanzada de la primera generacion de armas termonucleares Esta eficiencia esta muy dentro de las cifras dadas en una declaracion de noviembre de 1956 cuando un funcionario del DOD revelo que se habian probado dispositivos termonucleares con eficiencias que van desde el 15 hasta aproximadamente el 40 7 39 Hans Bethe declaro de forma independiente que la primera generacion de armas termonucleares tenia eficiencias de fusion que variaban desde tan solo un 15 hasta aproximadamente un 25 La combustion termonuclear produciria como el combustible de fision en el primario pulsaciones generaciones de neutrones de alta energia con una temperatura promedio de 14 MeV a traves del ciclo de Jetter Ciclo de Jetter Editar El ciclo de Jetter es una combinacion de reacciones que implican litio deuterio y tritio Consume Litio 6 y deuterio y en dos reacciones con energias de 17 6 MeV y 4 8 MeV mediadas por un neutron y tritio produce dos particulas alfa 9 4La reaccion produciria neutrones de alta energia con 14 amp nbsp MeV y su neutronicidad se estimo en 0 885 para un criterio de Lawson de 1 5 Tal vez tritio adicional para alto rendimiento Editar Como SHRIMP junto con RUNT I y ALARM CLOCK iban a ser disparos de alto rendimiento necesarios para asegurar la capacidad de emergencia su combustible de fusion puede haber sido enriquecido con tritio adicional en forma de 6LiT 3 236 Todos los neutrones de alta energia de 14 MeV causarian fision en la fusion de uranio envuelta alrededor del secundario y la varilla de plutonio de la bujia Se esperaba que la proporcion de atomos de deuterio y tritio quemados por neutrones de 14 MeV generados por la quema variara de 5 1 a 3 1 una estandarizacion derivada de Mike 3 mientras que para estas estimaciones la proporcion de 3 1 se utilizo predominantemente en ISRINEX La neutronicidad de las reacciones de fusion aprovechadas por el sabotaje de fusion aumentaria drasticamente el rendimiento del dispositivo Unidad indirecta de SHRIMP Editar De manera similar a las tuberias anteriores llenas de una presion parcial de helio como se uso en la prueba Ivy Mike de 1952 la prueba Castle Bravo de 1954 tambien fue fuertemente instrumentada con Tubos de linea de vision LOS para definir y cuantificar mejor el tiempo y las energias de los rayos X y los neutrones producidos por estos primeros dispositivos termonucleares 10 11 Uno de los resultados de este trabajo de diagnostico resulto en esta representacion grafica del transporte de rayos X energeticos y neutrones a traves de una linea de vacio de unos 2 3 km de longitud tras lo cual calento materia solida en el fortin estacion 1200 y genero asi una linea secundaria bola de fuego 12 13 Unido a la caja balistica cilindrica habia un revestimiento de uranio natural la caja de radiacion que tenia unos 2 5 cm de grosor Su superficie interna estaba revestida con un revestimiento de cobre que tenia aproximadamente 240 mm de espesor y estaba hecho de una lamina de cobre de 0 08 mm de espesor para aumentar el albedo general del hohlraum 14 15 El cobre posee excelentes propiedades reflectantes y su bajo costo en comparacion con otros materiales reflectantes como el oro lo hizo util para armas de hidrogeno producidas en masa Hohlraum albedo es un parametro de diseno muy importante para cualquier configuracion de confinamiento inercial Un albedo relativamente alto permite un mayor acoplamiento entre etapas debido a los angulos azimutales y latitudinales mas favorables de la radiacion reflejada El valor limite del albedo para materiales de alto Z se alcanza cuando el espesor es de 5 a 10 g cm 2 o de 0 5 a 1 0 trayectos libres Por lo tanto un hohlraum hecho de uranio mucho mas grueso que un camino libre de uranio seria innecesariamente pesado y costoso Al mismo tiempo la anisotropia angular aumenta a medida que se reduce el numero atomico del material dispersor Por lo tanto los revestimientos hohlraum requieren el uso de cobre o como en otros dispositivos oro o aluminio ya que la probabilidad de absorcion aumenta con el valor de Z eff del esparcidor Hay dos fuentes de rayos X en el hohlraum la irradiancia primaria que es dominante al principio y durante el aumento del pulso y la pared que es importante durante la meseta de la temperatura de radiacion requerida T r El primario emite radiacion de una manera similar a una bombilla de flash y el secundario necesita una T D r constante para implosionar adecuadamente 16 Esta temperatura de pared constante esta dictada por los requisitos de presion de ablacion para impulsar la compresion que se encuentran en promedio en aproximadamente 0 4 keV fuera de un rango de 0 2 a 2 keV Nota 4 correspondiente a varios millones de kelvin La temperatura de la pared dependia de la temperatura del nucleo primario pozo arma nuclear que alcanzo un maximo de aproximadamente 5 4 keV durante la fision impulsada 19 1 11 17 9 La temperatura final de la pared que corresponde a la energia de los rayos X reradiados por la pared al empujador del secundario tambien desciende debido a las perdidas del propio material hohlraum 14 Nota 5 Uranio natural clavos revestidos en la parte superior de la cabeza con cobre unian la caja de radiacion a la caja balistica Los clavos se atornillaron en formaciones verticales en una configuracion de doble cizallamiento para distribuir mejor las cargas de cizallamiento Este metodo de sujetar la carcasa de radiacion a la carcasa balistica se utilizo por primera vez con exito en el dispositivo Ivy Mike La caja de radiacion tenia un extremo parabolico que albergaba la COBRA primaria que se empleo para crear las condiciones necesarias para iniciar la reaccion de fusion y su otro extremo era un cilindro como tambien se ve en la pelicula desclasificada de Bravo El espacio entre el sabotaje de fusion de uranio Nota 6 y la caja formo un canal de radiacion para conducir rayos X desde el ensamblaje primario al secundario la interetapa Es uno de los secretos mejor guardados de un arma termonuclear multietapa La implosion del ensamblaje secundario es impulsada indirectamente y las tecnicas utilizadas en la interetapa para suavizar el perfil espacial es decir reducir la coherencia y las faltas de uniformidad de la irradiancia del primario son de suma importancia Esto se hizo con la introduccion del relleno de canal un elemento optico utilizado como medio refractivo 20 279 tambien se encuentra como placa de fase aleatoria en los conjuntos de laser ICF Este medio era un relleno de espuma plastica de poliestireno extruido o impregnado con un hidrocarburo de bajo peso molecular posiblemente gas metano que se convirtio en un plasma de bajo Z de los rayos X y junto con la radiacion de canalizacion modulo el frente de ablacion en las superficies de alta Z se apisono Nota 7 el efecto sputtering que de otro modo ahogaria la radiacion al comprimir el secundario Nota 8 Los rayos X reemitidos de la caja de radiacion deben depositarse uniformemente en las paredes exteriores del sabotaje del secundario y eliminarlo externamente impulsando la capsula de combustible termonuclear aumentando la densidad y la temperatura del combustible de fusion hasta el punto necesario para sostener una temperatura termonuclear reaccion 22 pp438 454 ver Diseno de armas nucleares Este punto esta por encima del umbral donde el combustible de fusion se volveria opaco a la radiacion que emite segun se determina a partir de su Opacidad de Rosseland lo que significa que la energia generada equilibra la energia perdida en las proximidades del combustible como radiacion perdidas de particulas Despues de todo para que cualquier sistema de armas de hidrogeno funcione este equilibrio de energia debe mantenerse a traves del equilibrio de compresion entre el sabotaje de fusion y la bujia ver mas abajo de ahi su nombre supers de equilibrio 23 185Dado que el proceso ablativo tiene lugar en ambas paredes del canal de radiacion una estimacion numerica realizada con ISRINEX un programa de simulacion de explosion termonuclear sugirio que el tamper de uranio tambien tenia un espesor de 2 5 amp nbsp cm por lo que se aplicaria una presion igual a ambas paredes del hohlraum El efecto de cohete sobre la superficie de la pared del pison creado por la ablacion de sus varias capas superficiales obligaria a una masa igual de uranio que descansaba en el resto del pison a acelerar hacia adentro implosionando asi el nucleo termonuclear Al mismo tiempo el efecto de cohete sobre la superficie del hohlraum obligaria a la caja de radiacion a acelerar hacia afuera El caso balistico confinaria el caso de radiacion explosiva durante el tiempo que fuera necesario El hecho de que el material manipulado fuera uranio enriquecido en 235U se basa principalmente en los fragmentos finales de la reaccion de fision detectados en el analisis radioquimico que mostro de manera concluyente la presencia de 235U hallado por los japoneses en los escombros de los disparos 24 282 Todas las armas termonucleares de primera generacion MK 14 16 17 21 22 y 24 utilizaron manipuladores de uranio enriquecidos al 37 5 235U 24 16 La excepcion a esto fue la MK 15 ZOMBIE que utilizo una chaqueta de fision enriquecida al 93 5 El ensamblaje secundario Editar SHRIMP extremo cilindrico El ensamblaje secundario era el componente CAMARoN real del arma El arma como la mayoria de las armas termonucleares contemporaneas en ese momento llevaba el mismo nombre en clave que el componente secundario El secundario estaba situado en el extremo cilindrico del dispositivo donde su extremo estaba bloqueado a la caja de radiacion mediante un tipo de mortaja y espiga junta El hohlraum en su extremo cilindrico tenia un saliente interno que anidaba el secundario y tenia mejor resistencia estructural para soportar el conjunto del secundario que tenia la mayor parte de la masa del dispositivo Una visualizacion de esto es que la articulacion se parecia mucho a una tapa la secundaria encajada en un cono la proyeccion de la caja de radiacion Cualquier otra estructura de soporte importante interferiria con la transferencia de radiacion del comportamiento vibratorio primario al secundario y complejo Con esta forma de junta que soporta la mayor parte de las cargas estructurales del secundario este ultimo y el conjunto hohlraum caso balistico se comportan como una sola masa que comparte modos propios comunes Para reducir la carga excesiva de la articulacion especialmente durante el despliegue del arma la seccion delantera de la secundaria es decir la explosion termica escudo termico se anclo a la carcasa de radiacion mediante un conjunto de cables delgados que tambien alinearon la linea central de la secundaria con la primaria ya que disminuyeron las cargas de flexion y torsion en la secundaria otra tecnica adoptada de la SAUSAGE 22 438 454 El conjunto secundario era un cono truncado alargado Desde su parte delantera excluyendo el escudo contra el calor de explosion hasta su seccion de popa se estrecho abruptamente La reduccion se utilizo por dos razones Primero la radiacion cae por el cuadrado de la distancia por lo que el acoplamiento de radiacion es relativamente pobre en las secciones posteriores del secundario Esto hizo que el uso de una masa mayor del entonces escaso combustible de fusion en el extremo trasero del conjunto secundario fuera ineficaz y el diseno general fuera un desperdicio Esta fue tambien la razon por la que las babosas de combustible de fusion menos enriquecidas se colocaron muy atras de la capsula de combustible En segundo lugar como el primario no podria iluminar toda la superficie del hohlraum en parte debido a la gran longitud axial del secundario los angulos solidos relativamente pequenos serian efectivos para comprimir el secundario lo que conduciria a un enfoque deficiente de la radiacion Al estrechar el secundario el hohlraum podria tener la forma de un cilindro en su seccion de popa obviando la necesidad de mecanizar la caja de radiacion en una parabola en ambos extremos Este enfoque de radiacion optimizado permitio una linea de produccion optimizada ya que era mas barato rapido y facil fabricar una caja de radiacion con un solo extremo parabolico La reduccion en este diseno fue mucho mas pronunciada que la de sus primos la RUNT y la RELOJ DE ALARMA El ahusamiento del CAMARoN y su montaje en el hohlraum aparentemente hizo que todo el conjunto secundario se asemejara al cuerpo de un camaron La longitud de la secundaria esta definida por los dos pares de tubos de diagnostico de color oscuro puntos calientes conectados a la seccion central e izquierda del dispositivo Nota 9 Estas secciones de tuberia tenian 8 pulgadas 20 3 cm de diametro y 40 pies 12 2 m de largo y estaban soldadas a tope de extremo a extremo a la carcasa balistica que conducia a la parte superior de la cabina de tiro Llevarian la luz de la reaccion inicial hasta el conjunto de 12 torres de espejos construidas en un arco en la isla de disparo 1 acre artificial creada para el evento Desde esos tubos los espejos reflejarian la luz de la bomba temprana desde la carcasa de la bomba a una serie de camaras remotas de alta velocidad de modo que Los Alamos podria determinar tanto la simultaneidad del diseno es decir el intervalo de tiempo entre disparo del primario y encendido del secundario y la velocidad de combustion termonuclear en estas dos areas cruciales del dispositivo secundario 3 63 229 Este dispositivo de ensamblaje secundario contenia el combustible de fusion deuteruro de litio en un recipiente de acero inoxidable Corriendo hacia el centro de la secundaria habia una varilla cilindrica hueca de 1 3 cm de espesor de plutonio anidada en el recipiente de acero Esta era la bujia un dispositivo de fision potenciado con tritio Estaba ensamblado por anillos de plutonio y tenia un volumen hueco en el interior que media aproximadamente 0 5 cm de diametro Este volumen central estaba revestido con cobre que al igual que el revestimiento del nucleo fisionable de la primaria impedia la difusion del gas DT en el plutonio La carga de impulso de la bujia contenia aproximadamente 4 gramos de tritio y al implosionar junto con la compresion del secundario se programo para detonar por las primeras generaciones de neutrones que llegaron del primario El tiempo se definio por las caracteristicas geometricas de la bujia su radio anular sin comprimir que detono cuando su criticidad o K eff trascendido 1 Su proposito era comprimir el material de fusion a su alrededor desde su interior aplicando igualmente presion con el pison El factor de compresion del combustible de fusion y su energia de compresion adiabatica determinaron la energia minima requerida para que la bujia contrarrestara la compresion del combustible de fusion y el impulso del pison La bujia pesaba alrededor de 18 kg y su encendido inicial produjo 0 6 kt Entonces seria completamente fisionada por los neutrones de fusion contribuyendo aproximadamente 330 kt al rendimiento total La energia requerida por la bujia para contrarrestar la compresion del combustible de fusion fue menor que el rendimiento del primario porque el acoplamiento de la energia del primario en el hohlraum se acompana de perdidas debido a la diferencia entre la bola de fuego de rayos X y las temperaturas del hohlraum 17 Los neutrones entraron al ensamblaje por un pequeno orificio Nota 10 a traves de los 28 cm de grosor 238U escudo de explosion calor Se coloco frente al conjunto secundario frente al primario Al igual que en el conjunto de la capsula de fusion manipulacion el escudo tenia la forma de un tronco circular con su pequeno diametro hacia el lado del primario y con su diametro grande bloqueado por un tipo de mortaja y espiga junta al resto del montaje secundario El conjunto escudo sabotaje se puede visualizar como una circular bifrustum Todas las partes del sabotaje se bloquearon juntas de manera similar para proporcionar soporte estructural y rigidez al conjunto secundario Rodeando el conjunto de fusion combustible bujia estaba el uranio sabotaje con un espacio de aire de separacion de aproximadamente 0 9 cm de ancho que debia aumentar el impulso del sabotaje una levitacion tecnica utilizada ya Operacion Sandstone y citado por Ted Taylor como impacto de martillo en el clavo Dado que tambien habia preocupaciones tecnicas de que el material de manipulacion de alta Z se mezclara rapidamente con el combustible de fusion de densidad relativamente baja lo que provocaria perdidas de radiacion inaceptablemente grandes la brecha de separacion tambien actuo como un amortiguador para mitigar los inevitables y indeseable mezcla de Taylor Uso de Boro Editar El boro se utilizo en muchos lugares de este sistema seco Tiene una seccion transversal alta para la absorcion de neutrones lentos cuya fision del 235U y del 239Pu pero una seccion transversal baja para la absorcion de neutrones rapidos que la fision 238U Debido a esta caracteristica B depositado sobre la superficie de la etapa secundaria evitaria la predetonacion de la bujia por neutrones perdidos del primario sin interferir con la posterior fision de la del sabotaje de fusion que envuelve el secundario El boro tambien jugo un papel en el aumento de la presion del plasma de compresion alrededor del secundario al bloquear el efecto de pulverizacion catodica lo que condujo a una mayor eficiencia termonuclear Debido a que la espuma estructural que mantiene el secundario en su lugar dentro de la carcasa se dopo con B y libero 238U 3 179 el secundario se comprimio mas a costa de algunos neutrones irradiados Un ejemplo de la utilidad de Plantilla Sup B puede verse en el hecho de que el dispositivo fallido Castle Koon MORGENSTERN no lo uso en su diseno Como resultado el intenso flujo de neutrones de su RACER IV primario predetono la bujia de fision esferica que a su vez cocino el combustible de fusion lo que provoco una compresion deficiente en general 3 317 El bajo peso molecular del plastico no puede hacer implosion de la masa del secundario Su presion de plasma esta confinada en las secciones hervidas del pison y la caja de radiacion para que el material de ninguna de estas dos paredes pueda entrar en el canal de radiacion que tiene que estar abierto para el transito de la radiacion 3 Detonacion Editar Nube de hongo formada por la Explosion de Castle Bravo El dispositivo se monto en una cabina de tiro en una isla artificial construida en un arrecife frente a la isla Namu en Atolon Bikini Se aplico una serie considerable de instrumentos de diagnostico incluidas camaras de alta velocidad dirigidas a traves de un arco de torres de espejos alrededor de la cabina de tiro La detonacion tuvo lugar a las 06 45 del 1 de marzo de 1954 hora local 18 45 del 28 de febrero GMT 5 la Nube de hongo del dispositivo de 15 megatones que muestra multiples anillos de condensacion Cuando se detono Bravo en un segundo formo una bola de fuego de casi 4 5 millas 7 2 km de ancho Esta bola de fuego era visible en Atolon Kwajalein a mas de 250 millas 402 3 km de distancia La explosion dejo un crater de 6500 pies 1981 2 m de diametro y 250 pies 76 2 m de profundidad La Nube de hongo alcanzo una altura de 47 000 pies 14 325 6 m y un diametro de 7 millas 11 3 km en aproximadamente un minuto una altura de 130 000 pies 39 6 km 39 624 m y 100 km 62 1 mi 62 1 mi de diametro en menos de 10 minutos y se expandia a mas de 360 km h Como resultado de la explosion la nube contamino mas de 7000 millas cuadradas 18 130 km del Oceano Pacifico circundante incluidas algunas de las pequenas islas circundantes como Rongerik Rongelap y Utirik 26 En terminos de energia liberada generalmente medida en equivalencia de TNT Castle Bravo era aproximadamente 1 000 veces mas poderoso que cada una de las bombas atomicas que fueron lanzados en Hiroshima y Nagasaki durante la Segunda Guerra Mundial Castle Bravo es la quinta explosion nuclear mas grande de la historia superada por las pruebas sovieticas de Tsar Bomba en aproximadamente 50 Mt Test 219 en 24 2 Mt y otras dos pruebas sovieticas de 20 Mt en 1962 en Novaya Zemlya Alto Rendimiento Editar El rendimiento de 15 megatones fue el triple que el de los 5 Mt predichos por sus disenadores 27 22 541 La causa del mayor rendimiento fue un error cometido por los disenadores del dispositivo en el Laboratorio Nacional de Los Alamos Consideraron que solo el isotopo de litio 6 en el deuteruro de litio secundario era reactivo Se supuso que el isotopo litio 7 que representa el 60 del contenido de litio era inerte 22 541 Se esperaba que el isotopo de litio 6 absorberia un neutron del plutonio de fision y emitiria una particula alfa y un tritio en el proceso de los cuales este ultimo se fusionaria con el deuterio y aumentar el rendimiento de la manera prevista De hecho el litio 6 reacciono de esta maneraSe asumio que el litio 7 absorberia un neutron produciendo litio 8 que se desintegra a traves de berilio 8 en un par de particulas alfa en una escala de tiempo de casi un segundo mucho mas largo que la escala de tiempo de la detonacion nuclear Cuando el litio 7 es bombardeado con neutrones energeticos con una energia superior a 2 47 MeV en lugar de simplemente absorber un neutron captura el neutron y se desintegra casi instantaneamente en una particula alfa un tritio nucleo y otro neutron Como resultado se produjo mucho mas tritio de lo esperado el tritio extra se fusiona con el deuterio y produce un neutron extra El neutron extra producido por la fusion y el neutron extra liberado directamente por la desintegracion del litio 7 produjeron un flujo de neutrones mucho mayor El resultado fue una fision mucho mayor del manipulador de uranio y un mayor rendimiento Resumiendo las reacciones que involucran al litio 6 dan como resultado alguna combinacion de las dos siguientes reacciones netas n 6Li 3H 4He 4 783 MeV 6Li 2H 2 4He 22 373 MeVPero cuando el litio 7 esta presente uno tambien tiene algunas cantidades de las siguientes dos reacciones netas 7Li 2 467 MeV 3H 4He 7Li 2H 2 4He n 15 123 MeVEste combustible adicional resultante tanto litio 6 como litio 7 contribuyo en gran medida a las reacciones de fusion y la produccion de neutrones y de esta manera aumento en gran medida la salida explosiva del dispositivo La prueba utilizo litio con un alto porcentaje de litio 7 solo porque el litio 6 era entonces escaso y caro la prueba posterior Castle Union utilizo litio 6 casi puro Si hubiera estado disponible suficiente litio 6 es posible que no se hubiera descubierto la utilidad del litio 7 comun El rendimiento inesperadamente alto del dispositivo dano gravemente muchos de los edificios permanentes en la isla del sitio de control en el lado opuesto del atolon Se recopilaron pocos de los datos de diagnostico deseados sobre la vacuna muchos instrumentos disenados para transmitir sus datos antes de ser destruidos por la explosion se vaporizaron instantaneamente mientras que la mayoria de los instrumentos que se esperaba recuperar para la recuperacion de datos fueron destruidos por la explosion Curiosamente los rayos X que viajaron a traves de una tuberia de linea de vision LOS causaron una pequena segunda bola de fuego en la estacion 1200 con un rendimiento de 1 kt Bola de fuego secundaria de Castle BravoAltos niveles de Lluvia Radiactiva Editar El penacho de lluvia radiactiva Bravo extendio niveles peligrosos de radiactividad sobre un area de mas de 100 millas 160 9 km de largo incluidas las islas habitadas Las lineas de contorno muestran la radiacion acumulada exposicion en Roentgens R durante las primeras 96 horas despues de la prueba 27 Aunque se ha publicado ampliamente este mapa de consecuencias no es del todo correcto 28 Las reacciones de fision del manipulador de uranio natural fueron bastante sucias produciendo una gran cantidad de lluvia radiactiva Eso combinado con un rendimiento mayor de lo esperado y un gran cambio de viento produjo algunas consecuencias muy graves para quienes se encontraban en el rango de la lluvia radiactiva En la pelicula desclasificada Operacion Castle el comandante de la fuerza de tarea el mayor general Percy Clarkson senalo un diagrama que indica que el cambio de viento todavia estaba en el rango de lluvia radiactiva aceptable aunque apenas La decision de llevar a cabo la prueba Bravo bajo los vientos dominantes fue tomada por el Dr Alvin C Graves el Director Cientifico de Operation Castle Graves tenia total autoridad sobre la detonacion del arma por encima de la del comandante militar de la Operacion Castillo Graves aparece en la pelicula ampliamente disponible de la prueba anterior de 1952 Ivy Mike que examina las decisiones de ultima hora El narrador el actor occidental Reed Hadley es filmado a bordo del barco de control en esa pelicula mostrando la conferencia final Hadley senala que 20 000 personas viven en el area potencial de las consecuencias Le pregunta al cientifico del panel de control si la prueba se puede abortar y le responde que si pero arruinaria todos sus preparativos en la instalacion de instrumentos de medicion cronometrados En Mike la lluvia radiactiva aterrizo correctamente al norte del area habitada pero en la prueba Bravo de 1954 hubo una gran cantidad de cizalladura del viento y el viento que soplaba hacia el norte el dia anterior a la prueba se desvio constantemente hacia el este Islas habitadas afectadas Editar La lluvia radiactiva se extendio hacia el este sobre los atolones habitados Rongelap y Rongerik que fueron evacuados 29 48 horas despues de la detonatinacion 30 En 1957 la Comision de Energia Atomica Comision de Energia Atomica de Estados Unidos considero que Rongelap era seguro para regresar y permitio que 82 habitantes regresaran a la isla A su regreso descubrieron que sus alimentos basicos anteriores incluidos el arrurruz el makmok y el pescado habian desaparecido o les habian dado a los residentes varias enfermedades 31 y fueron retirados de nuevo 32 Finalmente se contaminaron 15 islas y atolones y en 1963 los nativos de las Islas Marshall comenzaron a sufrir tumores de tiroides incluidos 20 de los 29 ninos de Rongelap en la epoca de Bravo y se informaron muchos defectos de nacimiento Los islenos recibieron una compensacion del gobierno de los Estados Unidos en relacion con la cantidad de contaminacion que recibieron a partir de 1956 en 1995 el Tribunal de Reclamaciones Nucleares informo que habia otorgado 43 2 millones casi todo su fondo a 1 196 reclamantes por 1 311 enfermedades 30 Un estudio medico llamado Proyecto 4 1 estudio los efectos de la lluvia radiactiva en los islenos 30 Aunque la pluma de lluvia radiactiva se desplazo hacia el este una vez que aterrizo en el agua fue llevada en varias direcciones por las corrientes oceanicas incluidos el noroeste y el suroeste 33 Daigo Fukuryu Maru Editar Un barco de pesca japones Daigo Fukuryu Maru Lucky Dragon No 5 entro en contacto directo con las consecuencias lo que provoco que muchos de los tripulantes se enfermaran debido a la enfermedad por radiacion Un miembro murio de una infeccion secundaria seis meses despues despues de una exposicion aguda a la radiacion y otro tuvo un hijo que nacio muerto y deforme 34 Esto dio lugar a un incidente internacional y reavivo las preocupaciones de los japoneses sobre la radiacion especialmente porque los ciudadanos japoneses se vieron afectados una vez mas por las armas nucleares estadounidenses 22 542 La posicion oficial de Estados Unidos habia sido que el aumento en la fuerza de las bombas atomicas no fue acompanado por un crecimiento equivalente en la radiactividad liberada y negaron que la tripulacion se viera afectada por la lluvia radiactiva 34 Los cientificos japoneses que habian recopilado datos del barco pesquero no estaban de acuerdo con esto Sir Joseph Rotblat que trabajaba en St Bartholomew s Hospital Londres demostro que la contaminacion causada por las consecuencias de la prueba era mucho mayor que la declarada oficialmente Rotblat dedujo que la bomba tenia tres etapas y mostro que la fase de fision al final de la explosion aumento mil veces la cantidad de radiactividad El articulo de Rotblat fue recogido por los medios de comunicacion y la protesta en Japon alcanzo tal nivel que las relaciones diplomaticas se tensaron y el incidente fue incluso apodado por algunos como un segundo Hiroshima 35 Sin embargo los gobiernos de Japon y Estados Unidos llegaron rapidamente a un acuerdo politico con la transferencia a Japon de 15 3 millones como compensacion 36 con las victimas sobrevivientes recibiendo alrededor de 2 millones cada una 5 550 en 1954 o alrededor de 5500 37 Tambien se acordo que las victimas no recibirian el estatus de Hibakusha El equipo de disparo del dispositivo estaba ubicado en la isla Enyu deletreada de forma diversa como isla Eneu como se muestra aqui El personal de prueba de bombas se refugia Editar La lluvia radiactiva no anticipada y la radiacion emitida por ella tambien afectaron a muchos de los barcos y al personal involucrado en la prueba en algunos casos forzandolos a entrar en bunkeres durante varias horas 38 A diferencia de la tripulacion del Lucky Dragon No 5 que no anticipo el peligro y por lo tanto no se refugio en the hold de su barco ni se abstuvo de inhalar el polvo de lluvia 39 el equipo que disparo que desencadeno la explosion se refugio de manera segura en su estacion de tiro cuando notaron que el viento llevaba la lluvia radiactiva en una direccion inesperada hacia la isla de Enyu en el Atolon Bikini donde estaban ubicados con el equipo de bomberos refugiarse en el lugar abrocharse durante varias horas hasta que la radiacion exterior decayo a niveles mas seguros 25 roentgens por hora se registro sobre el bunker 38 40 Barcos de la Armada de EE UU Afectados Editar La Marina de los Estados Unidos Tanker USS Patapsco estaba en Atolon Enewetak a finales de febrero de 1954 Patapsco carecia de un sistema de lavado de descontaminacion por lo que se le ordeno el 27 de febrero regresar a Pearl Harbor a la mayor velocidad posible 41 Una averia en los sistemas de su motor es decir una camisa de cilindro agrietada redujo la velocidad de Patapsco a un tercio de su velocidad maxima y cuando tuvo lugar la detonacion del Castillo Bravo todavia estaba a unas 180 a 195 millas nauticas al este de Bikini 41 Patapsco estaba en el rango de la lluvia radiactiva que comenzo a aterrizar en el barco a media tarde del 2 de marzo En ese momento Patapsco estaba entre 565 y 586 millas nauticas desde la zona cero Al principio se penso que la lluvia radiactiva era inofensiva y no habia detectores de radiacion a bordo por lo que no se tomaron medidas de descontaminacion Las mediciones tomadas despues de que Patapsco regresara a Pearl Harbor sugirieron un rango de exposicion de 0 18 a 0 62 R h 41 Las estimaciones de exposicion total oscilan entre 3 3 R y 18 R de radiacion de todo el cuerpo teniendo en cuenta los efectos del lavado natural de la lluvia y las variaciones entre la exposicion por encima y por debajo de la cubierta 41 Incidente Internacional Editar La lluvia radiactiva esparcio rastros de material radiactivo hasta Australia India y Japon e incluso Estados Unidos y partes de Europa Aunque se organizo como una prueba secreta Castle Bravo se convirtio rapidamente en un incidente internacional lo que provoco pedidos de prohibicion de las pruebas atmosfericas de dispositivos termonucleares 42 Se establecio una red mundial de estaciones de pelicula engomado para monitorear las consecuencias despues de Operation Castle Aunque los datos meteorologicos eran deficientes era evidente una conexion general de los patrones de flujo troposferico con la lluvia radiactiva observada Hubo una tendencia a que la lluvia radiactiva escombros permanecieran en latitudes tropicales con incursiones en las regiones templadas asociadas con perturbaciones meteorologicas del flujo predominantemente zonal Fuera de los tropicos el suroeste de los Estados Unidos recibio la mayor precipitacion total unas cinco veces la que recibio Japon 43 Las particulas de lluvia radiactiva estratosferica de Estroncio 90 de la prueba se capturaron mas tarde con filtros de aire transportados por globos utilizados para muestrear el aire en altitudes estratosfericas la investigacion Proyecto Ashcan se llevo a cabo para mejorar comprender la estratosfera y los tiempos de precipitacion y llegar a modelos meteorologicos mas precisos despues de hindcast ing 44 Las consecuencias del Castle Bravo y otras pruebas en el atolon tambien afectaron a los islenos que habian habitado anteriormente el atolon y que regresaron alli algun tiempo despues de las pruebas Esto se debio a la presencia de cesio 137 radiactivo en la leche de coco cultivada localmente Las plantas y los arboles absorben potasio como parte del proceso biologico normal pero tambien absorberan facilmente cesio si esta presente ya que pertenecen al mismo grupo en la tabla periodica y por lo tanto son muy similares quimicamente 45 Se descubrio que los islenos que consumian leche de coco contaminada tenian concentraciones anormalmente altas de cesio en sus cuerpos por lo que tuvieron que ser evacuados del atolon por segunda vez La revista estadounidense Consumer Reports advirtio sobre la contaminacion de la leche con estroncio 90 46 Notas Editar En el sistema Mark 7 HE las irregularidades en el frente de implosion eran relativamente pequenas lo que hacia innecesario el componente empujador 4 Ring Lenses se utilizaron junto con detonadores de alambre puente tipo 1E23 Las lentes de anillo redujeron el diametro externo del arma al hacer que la capa HE sea mas delgada y su simultaneidad de la aparicion de ondas de choque fue considerablemente mayor en comparacion con las lentes hiperboloides anteriores lo que permitio una compresion mejor y mas precisa LA 1632 tabla 4 1 Al mismo tiempo dado que la capa de alto explosivo era mas delgada era menos opaca para los rayos X emitidos por el pozo 4 Tanto la SALCHICHA como las dos RUNT versiones litiadas de SALCHICHA tenian volumenes de combustible de fusion de 840 litros s SAUSAGE utilizo una version de 840 litros de un recipiente criogenico desarrollado para el comite PANDA PANDA era el nombre no clasificado de SAUSAGE y en parte por la Oficina Nacional de Normas ver mas informacion nistpubs jres 58 jresv58n5p243 A1b pdf aqui Este recipiente se ajusta a la descripcion de Richard Rhodes en Dark Sun pagina 490 y el volumen de combustible de fusion de Mike asumido por Andre Gsponer y Jean Pierre Hurni en su articulo Los principios fisicos de los explosivos termonucleares la fusion por confinamiento inercial y la busqueda del cuarto armas nucleares de nueva generacion como se ve en la pagina 68 Este rango de temperatura es compatible con un relleno hohlraum hecho de un material bajo Z debido a que las lentes de manipulacion empujador y alto explosivo de la bomba de fision asi como la espuma plastica entre etapas fuertemente atenuar la radiacion emitida por el nucleo Por lo tanto los rayos X depositados en el revestimiento hohlraum desde la interfaz del primario con la interetapa es decir la superficie exterior del primario eran mas frios que la temperatura maxima de un dispositivo de fision 17 25 18 Estas perdidas se asociaron con propiedades del material como la retrodispersion tunelizacion cuantica salida etc 14 Tamper es el revestimiento metalico que encierra el secundario y tambien se denomina empujador ambos terminos pueden usarse indistintamente No confundir con la funcion del sabotaje de fusion Sputtering es la manifestacion de la corona de plasma subdensa del hohlraum ablativo y las superficies de manipulacion 21 Es un problema tambien compartido con ver Tokamak que tiene que ver con las particulas pesadas ablacionadas Para un arma de hidrogeno estas particulas son expulsadas particulas granulares Z altas hechas de uranio de Pb Bi eutectico el material seleccionado depende del coctel o mezcla de elementos altos Z del diseno hohlraum para adaptar su opacidad que vuelan dentro del canal de radiacion y absorben la radiacion o la reflejan dificultando la conduccion de la radiacion 20 279 Tanto la caja balistica como el hohlraum fueron perforados en estos puntos para que la luz que emana de los componentes nucleares pueda viajar sin obstrucciones a la estacion de registro Se esperaba una ligera caida en el rendimiento debido a esas aperturas al igual que en la prueba Mike 22 Las aberturas de puntos calientes similares a los diagnosticos de explosion estelar en hohlraums utilizados en fusion por confinamiento inercial ICF experimentos de impulsion indirecta 25 provoco el desacoplamiento de la radiacion local y por lo tanto la mala reflexion de la radiacion por parte del hohlraum El desacoplamiento de la radiacion a su vez redujo localmente la eficiencia del proceso de ablacion en la superficie de la manipulacion secundaria desestabilizando la implosion en un pequeno grado Sin embargo incluso inestabilidades menores durante la ablacion amplificaron la ya temida mezcla de Taylor El orificio cilindrico se tapo con cera de parafina dopada con B para cronometrar la llegada de los neutrones 3 Referencias Editar Document Les cobayes du Dr Folamour LE MONDE 22 06 09 15h08 Mis a jour le 22 06 09 19h35 http www lemonde fr planete article 2009 06 22 les cobayes du dr folamour 1209927 3244 2 html Cita web url https web archive org web 20090507083344 https www lanl gov news index php fuseaction nb story story id 6422 titulo Operacion Castle informe a b c d e f g h i j k l Hansen Chuck 1995 Swords of 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