El uranio, la materia prima
Existen dos maneras para fabricar una bomba atómica: utilizar uranio enriquecido o plutonio, que se fabrica gracias a la combustión de uranio.
El uranio está relativamente extendido en la corteza terrestre, tanto en el suelo como bajo los océanos.
Unos veinte países cuentan con minas operativas de uranio. De acuerdo a World Nuclear Association, más de dos tercios de la producción de uranio proviene de Kazajistán (39 por ciento), Canadá (22 por ciento) y Australia (10 por ciento). Entre los otros grandes productores figuran Rusia, Níger y Namibia.
El uranio natural está formado por dos tipos de isótopos: el uranio 238 (99.3 por ciento) y el uranio 235 (0.7 por ciento). Pero solo este último puede ser utilizado como combustible nuclear.
Para obtener el combustible necesario para fabricar un arma nuclear se debe enriquecer el uranio, es decir aumentar su proporción de U-235.
En primer lugar, el mineral es triturado y se utilizan soluciones alcalinas para extraer el uranio.
Después de secarlo, se obtiene un concentrado sólido de uranio llamado “yellowcake” que, calentado ligeramente, pasa a un estado gaseoso y puede entonces ser enriquecido.
Enriquecer el uranio
El enriquecimiento se refiere a la operación que consiste en separar el uranio 238, más pesado, del uranio 235, más ligero, mediante centrifugadoras.
Se necesitan miles de centrifugadoras para obtener un volumen importante de uranio enriquecido. Solo unos pocos países en el mundo cuentan con ese tipo de instalaciones grandes y costosas.
Una vez enriquecido, el uranio puede ser utilizado de diferentes formas, según el nivel de concentración de U-235.
El uranio ligeramente enriquecido (3.5 a 5 por ciento) es utilizado como combustible en las centrales nucleares para producir electricidad. A un grado alto (90 por ciento), puede servir para fabricar una bomba atómica (uranio de “calidad militar”), a condición de disponer de una cantidad suficiente (“masa crítica”) para desencadenar una reacción en cadena que provocará una explosión nuclear.
Una bomba atómica requiere 25 kg de uranio enriquecido, u 8 kg de plutonio.
En el mundo existe suficiente plutonio y uranio enriquecido para fabricar el equivalente de 20,000 bombas como la de Hiroshima, según el Panel Internacional sobre materiales fisibles, un grupo de expertos.
¿Como funciona la bomba A y la bomba H?
La bomba A, comúnmente conocida como “bomba atómica” funciona mediante una reacción en cadena. Se trata de romper el núcleo de un átomo enviando neutrones a su núcleo, de manera en que este fenómeno se repita multiplicándose cada vez por dos. Este crecimiento exponencial libera una energía enorme, un calor muy fuerte, una explosión y emite radiación. A este proceso se lo conoce como fisión.
En detalle, mediante una carga explosiva se lanza un bloque de uranio 235 contra otro. Los átomos se rompen en el impacto, provocando la reacción en cadena y la explosión de la bomba. Otra configuración posible: colocar explosivos alrededor de una bola de plutonio y activarlos al mismo tiempo. Bajo esta presión, los átomos se rompen.
La bomba H, también conocida como bomba termonuclear, funciona mediante un proceso de fusión nuclear. Varios átomos ligeros son comprimidos hasta el punto de unirse y liberan una cantidad de energía superior a las temperaturas y a las presiones solares.
En la parte superior de esta megabomba hay una bomba A clásica, que sirve para prender el dispositivo. Su fisión genera un calor intenso que se refleja en las paredes de la parte inferior y desencadena la fusión.
La bomba H es muchísimo más poderosa que la bomba atómica. La bomba A lanzada sobre Hiroshima en 1945 tenía una potencia de 15 kilotones o 15,000 kilos de TNT. La bomba H suelta una energía de varias megatones, lo que equivale a varios millones de kilos de TNT.
Por el momento no se ha utilizado ninguna bomba de hidrógeno fuera de los disparos de ensayo.
Balística y miniaturización: últimos pasos
Existen tres posibilidades para lanzar un misil (“vector”) cargado con una ojiva nuclear: por avión, desde el suelo o desde un submarino.
Cuando la bomba es lanzada mediante un misil, el desafío tecnológico es doble. Hay que ser un experto en balística (alcance y precisión del misil) y saber miniaturizar la carga nuclear.
En términos de balística, la cabeza de un misil intercontinental (ICBM), con un alcance muy largo, debe ser capaz de soportar un vuelo de varios miles de kilómetros, así como regresar a la atmósfera para alcanzar su objetivo, fase durante la cual las fricciones lo someten a temperaturas y vibraciones extremadamente altas.
La técnica de miniaturización también es esencial. Se trata de hacer que la bomba sea lo suficientemente compacta como para montarla en la ojiva de un misil, pero también lo suficientemente robusta como para sobrevivir a un disparo de misil balístico intercontinental.
Miniaturizada, la bomba atómica ocupa un pequeño lugar en el misil, que contiene principalmente combustible para su propulsión.
Un misil puede estar cargado con varias cabezas nucleares que pueden alcanzar objetivos distintos.
