Arma termonuclear

Un arma termonuclear , arma de fusión o bomba de hidrógeno ( bomba H ) es un diseño de arma nuclear de segunda generación . Su mayor sofisticación le otorga un poder destructivo mucho mayor que las bombas nucleares de primera generación , un tamaño más compacto, una masa menor o una combinación de estos beneficios. Las características de las reacciones de fusión nuclear hacen posible el uso de uranio empobrecido no fisionable como combustible principal del arma, lo que permite un uso más eficiente de material fisionable escaso como el uranio-235 (²³⁵
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) o plutonio-239 (²³⁹
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). La primera prueba termonuclear a gran escala ( Ivy Mike ) fue realizada por Estados Unidos en 1952, y desde entonces el concepto ha sido empleado por la mayoría de las potencias nucleares del mundo en el diseño de sus armas. ^[1]

Las armas de fusión modernas constan esencialmente de dos componentes principales: una etapa primaria de fisión nuclear (alimentada por²³⁵
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o²³⁹
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) y una etapa secundaria de fusión nuclear separada que contiene combustible termonuclear: isótopos pesados ​​de hidrógeno ( deuterio y tritio ) como elemento puro o, en las armas modernas, deuteruro de litio . Por esta razón, las armas termonucleares a menudo se denominan coloquialmente bombas de hidrógeno o bombas H. ^{[nota 1]}

Una explosión de fusión comienza con la detonación de la etapa primaria de fisión. Su temperatura se eleva por encima de los 100 millones de kelvin , lo que hace que brille intensamente con rayos X térmicos ("suaves") . Estos rayos X inundan el vacío (el "canal de radiación" a menudo lleno de espuma de poliestireno ) entre los conjuntos primario y secundario colocados dentro de un recinto llamado caja de radiación, que confina la energía de los rayos X y resiste su presión hacia afuera. La distancia que separa los dos conjuntos garantiza que los fragmentos de desechos del primario de fisión (que se mueven mucho más lentamente que los fotones de rayos X ) no puedan desmontar el secundario antes de que la explosión de fusión se complete.

La etapa de fusión secundaria, que consta de un empujador/ apisonador externo , un llenador de combustible de fusión y una bujía central de plutonio , implosiona por la energía de rayos X que incide sobre su empujador/apisonador. Esto comprime toda la etapa secundaria y aumenta la densidad de la bujía de plutonio. La densidad del combustible de plutonio aumenta hasta tal punto que la bujía pasa a un estado supercrítico y comienza una reacción en cadena de fisión nuclear . Los productos de fisión de esta reacción en cadena calientan el combustible termonuclear altamente comprimido (y, por lo tanto, superdenso) que rodea la bujía a unos 300 millones de kelvin, lo que enciende las reacciones de fusión entre los núcleos de combustible de fusión. En las armas modernas alimentadas por deuteruro de litio, la bujía de plutonio en fisión también emite neutrones libres que chocan con los núcleos de litio y suministran el componente de tritio del combustible termonuclear.

El tamper relativamente masivo del secundario (que resiste la expansión hacia afuera a medida que avanza la explosión) también sirve como barrera térmica para evitar que el relleno de combustible de fusión se caliente demasiado, lo que arruinaría la compresión. Si está hecho de uranio , uranio enriquecido o plutonio, el tamper captura neutrones de fusión rápida y experimenta fisión, lo que aumenta el rendimiento explosivo general . Además, en la mayoría de los diseños, la caja de radiación también está construida de un material que experimenta fisión impulsada por neutrones termonucleares rápidos. Estas bombas se clasifican como armas de dos etapas. La fisión rápida del tamper y la caja de radiación es la principal contribución al rendimiento total y es el proceso dominante que produce la lluvia radiactiva del producto de fisión . ^{[2] [3]}

Antes de Ivy Mike, la Operación Greenhouse en 1951 fue la primera serie de pruebas nucleares estadounidenses para probar los principios que llevaron al desarrollo de armas termonucleares. Se logró suficiente fisión para impulsar el dispositivo de fusión asociado, y se aprendió lo suficiente para lograr un dispositivo a gran escala en un año. El diseño de todas las armas termonucleares modernas en los Estados Unidos se conoce como la configuración Teller-Ulam por sus dos principales contribuyentes, Edward Teller y Stanisław Ulam , quienes la desarrollaron en 1951 ^[4] para los Estados Unidos, con ciertos conceptos desarrollados con la contribución del físico John von Neumann . Dispositivos similares fueron desarrollados por la Unión Soviética, el Reino Unido, Francia, China y la India. ^[5] La bomba termonuclear Tsar fue la bomba más poderosa jamás detonada. ^[6] Como las armas termonucleares representan el diseño más eficiente en términos de rendimiento energético en armas con rendimientos superiores a 50 kilotones de TNT (210 TJ), prácticamente todas las armas nucleares de este tamaño desplegadas por los cinco estados poseedores de armas nucleares bajo el Tratado de No Proliferación hoy son armas termonucleares que utilizan el diseño Teller-Ulam. ^[7]

Armas nucleares
Fondo
Explosión nuclear Historia Guerra Diseño Pruebas Entrega Producir Efectos Trabajadores Ética Arsenales Selección de objetivos Carrera de armamentos Chantaje Espionaje Proliferación Desarmamiento Terrorismo Oposición Invierno
Estados con armas nucleares
El TNP reconoció a Estados Unidos Rusia Reino Unido Francia Porcelana Otros India Israel  (no declarado) Pakistán Corea del Norte Antigua Sudáfrica Bielorrusia Kazajstán Ucrania
en a mi

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El conocimiento detallado de las armas de fisión y fusión está clasificado hasta cierto punto en prácticamente todos los países industrializados . En los Estados Unidos, dicho conocimiento puede clasificarse por defecto como " datos restringidos ", incluso si es creado por personas que no son empleados del gobierno o están asociados con programas de armas, en una doctrina legal conocida como " secreto de nacimiento " (aunque la posición constitucional de la doctrina ha sido cuestionada en ocasiones; véase Estados Unidos v. Progressive, Inc. ). El secreto de nacimiento rara vez se invoca en casos de especulación privada. La política oficial del Departamento de Energía de los Estados Unidos ha sido la de no reconocer la filtración de información de diseño, ya que tal reconocimiento potencialmente validaría la información como precisa. En un pequeño número de casos anteriores, el gobierno de los Estados Unidos ha intentado censurar la información sobre armas en la prensa pública , con un éxito limitado. ^[8] Según el New York Times , el físico Kenneth W. Ford desafió las órdenes del gobierno de eliminar información clasificada de su libro Building the H Bomb: A Personal History . Ford afirma que utilizó únicamente información preexistente e incluso presentó un manuscrito al gobierno, que quería eliminar secciones enteras del libro por temor a que estados extranjeros pudieran utilizar la información. ^[9]

Aunque se han publicado oficialmente grandes cantidades de datos vagos (y los antiguos diseñadores de bombas han filtrado extraoficialmente cantidades aún mayores de datos vagos), la mayoría de las descripciones públicas de los detalles del diseño de las armas nucleares se basan en cierta medida en la especulación, la ingeniería inversa a partir de información conocida o la comparación con campos similares de la física ( la fusión por confinamiento inercial es el principal ejemplo). Estos procesos han dado lugar a un conjunto de conocimientos no clasificados sobre las bombas nucleares que, en general, es coherente con la información oficial no clasificada publicada y la física relacionada, y se cree que es coherente internamente, aunque hay algunos puntos de interpretación que todavía se consideran abiertos. El estado del conocimiento público sobre el diseño de Teller-Ulam se ha formado principalmente a partir de unos pocos incidentes específicos que se describen en una sección a continuación.

El principio básico de la configuración Teller-Ulam es la idea de que las diferentes partes de un arma termonuclear pueden encadenarse en etapas, y la detonación de cada etapa proporciona la energía para encender la siguiente etapa. Como mínimo, esto implica una sección primaria que consiste en una bomba de fisión de tipo implosión (un "gatillo"), y una sección secundaria que consiste en combustible de fusión . La energía liberada por la primaria comprime la secundaria a través del proceso de implosión por radiación , momento en el que se calienta y experimenta fusión nuclear . Este proceso podría continuar, y la energía de la secundaria encendería una tercera etapa de fusión; se cree que la " Tsar Bomba " AN602 de la Unión Soviética era un dispositivo de fisión-fusión-fusión de tres etapas. Teóricamente, al continuar este proceso, se podrían construir armas termonucleares con un rendimiento arbitrariamente alto. ^{[ cita requerida ]} Esto contrasta con las armas de fisión, que tienen un rendimiento limitado porque sólo se puede acumular una cierta cantidad de combustible de fisión en un lugar antes de que el peligro de que accidentalmente se vuelva supercrítico sea demasiado grande.

Alrededor de los demás componentes se encuentra un hohlraum o caja de radiación , un contenedor que atrapa temporalmente la energía de la primera etapa o primaria en su interior. El exterior de esta caja de radiación, que normalmente también es la carcasa exterior de la bomba, es la única evidencia visual directa disponible públicamente de la configuración de cualquier componente de la bomba termonuclear. Se han desclasificado numerosas fotografías de diversos exteriores de bombas termonucleares. ^[10]

Se cree ^{[ ¿quién lo cree? ]} que la bomba primaria es una bomba de fisión con método de implosión estándar, aunque probablemente con un núcleo reforzado con pequeñas cantidades de combustible de fusión (generalmente gas deuterio : tritio en proporción 1:1 ) para una mayor eficiencia; el combustible de fusión libera neutrones en exceso cuando se calienta y se comprime, lo que induce una fisión adicional.²³⁹
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El núcleo se comprimiría hasta formar una esfera más pequeña mediante capas especiales de explosivos convencionales dispuestos a su alrededor en un patrón de lente explosiva , iniciando la reacción nuclear en cadena que alimenta la "bomba atómica" convencional.

El secundario se representa habitualmente como una columna de combustible de fusión y otros componentes envueltos en muchas capas. Alrededor de la columna hay primero un "empujador-apisonador " , una capa pesada de uranio-238 (²³⁸
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) o plomo que ayuda a comprimir el combustible de fusión (y, en el caso del uranio, puede eventualmente experimentar la fisión). Dentro de esto está el combustible de fusión, generalmente una forma de deuteruro de litio , que se utiliza porque es más fácil de convertir en arma que el gas licuado de tritio/deuterio. Este combustible seco, cuando es bombardeado por neutrones, produce tritio, un isótopo pesado del hidrógeno que puede experimentar fusión nuclear, junto con el deuterio presente en la mezcla. (Véase el artículo sobre fusión nuclear para una discusión técnica más detallada de las reacciones de fusión.) Dentro de la capa de combustible está la " bujía ", una columna hueca de material fisionable (²³⁹
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) a menudo potenciada por gas deuterio. La bujía, cuando se comprime, puede sufrir fisión nuclear (debido a la forma, no es una masa crítica sin compresión). El terciario, si lo hay, se colocaría debajo del secundario y probablemente estaría hecho de los mismos materiales. ^{[11] [12]}

La etapa intermedia separa la secundaria de la primaria . La primaria fisionante produce cuatro tipos de energía: 1) gases calientes en expansión de cargas explosivas de alto poder que hacen implosionar la primaria; 2) plasma sobrecalentado que originalmente era el material fisible de la bomba y su tamper; 3) la radiación electromagnética ; y 4) los neutrones de la detonación nuclear de la primaria. La etapa intermedia es responsable de modular con precisión la transferencia de energía de la primaria a la secundaria. Debe dirigir los gases calientes, el plasma, la radiación electromagnética y los neutrones hacia el lugar correcto en el momento correcto. Los diseños de etapas intermedias menos que óptimos han dado como resultado que la secundaria no funcione completamente en múltiples disparos, lo que se conoce como " fizzle fisible ". El disparo de Castle Koon de la Operación Castle es un buen ejemplo; un pequeño defecto permitió que el flujo de neutrones de la primaria comenzara a calentar prematuramente la secundaria, debilitando la compresión lo suficiente como para evitar cualquier fusión.

Hay muy poca información detallada en la literatura abierta sobre el mecanismo de la etapa intermedia. Una de las mejores fuentes es un diagrama simplificado de un arma termonuclear británica similar a la ojiva estadounidense W80 . Fue publicado por Greenpeace en un informe titulado "Tecnología nuclear de uso dual" ^[13] . Los componentes principales y su disposición están en el diagrama, aunque los detalles están casi ausentes; los detalles dispersos que incluye probablemente tengan omisiones o inexactitudes intencionales. Están etiquetados como "Tapa terminal y lente de enfoque de neutrones" y "Envoltura reflectora"; el primero canaliza neutrones hacia el²³⁵
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Bujía mientras que el último se refiere a un reflector de rayos X ; típicamente un cilindro hecho de un material opaco a los rayos X como el uranio con el primario y el secundario en cada extremo. No refleja como un espejo; en cambio, se calienta a una temperatura alta por el flujo de rayos X del primario, luego emite rayos X más uniformemente distribuidos que viajan al secundario, causando lo que se conoce como implosión de radiación . En Ivy Mike , se utilizó oro como revestimiento sobre el uranio para mejorar el efecto de cuerpo negro. ^[14]

A continuación viene el "Reflector/Cañón de Neutrones". El reflector sella el espacio entre la Lente de Enfoque de Neutrones (en el centro) y la carcasa exterior cerca del primario. Separa el primario del secundario y realiza la misma función que el reflector anterior. Hay alrededor de seis cañones de neutrones (vistos aquí de Sandia National Laboratories ^[15] ) cada uno de los cuales sobresale a través del borde exterior del reflector con un extremo en cada sección; todos están sujetos al carro y dispuestos más o menos uniformemente alrededor de la circunferencia de la carcasa. Los cañones de neutrones están inclinados de modo que el extremo emisor de neutrones de cada extremo del cañón apunte hacia el eje central de la bomba. Los neutrones de cada cañón de neutrones pasan a través y son enfocados por la lente de enfoque de neutrones hacia el centro del primario para impulsar la fisión inicial del plutonio. También se muestra un " Polarizador/Fuente de Plasma de poliestireno " (ver abajo).

El primer documento del gobierno de los EE.UU. que menciona la etapa intermedia se hizo público hace poco para promover el inicio en 2004 del Programa de Cabezas Nucleares de Reemplazo Fiables (RRW, por sus siglas en inglés). Un gráfico incluye notas que describen la ventaja potencial de una RRW a nivel de cada pieza, y la nota sobre la etapa intermedia dice que un nuevo diseño reemplazaría "material tóxico y frágil" y "material 'especial' costoso... [que requiere] instalaciones únicas". ^[16] Se supone ampliamente que el "material tóxico y frágil" es el berilio , que se ajusta a esa descripción y también moderaría el flujo de neutrones del núcleo primario. También se puede utilizar algún material para absorber y volver a irradiar los rayos X de una manera particular. ^[17]

Los candidatos para el "material especial" son el poliestireno y una sustancia llamada " Fobank ", un nombre en clave no clasificado. La composición de Fogbank está clasificada, aunque se ha sugerido el aerogel como una posibilidad. Se utilizó por primera vez en armas termonucleares con la ojiva termonuclear W76 y se produjo en una planta en el Complejo Y-12 en Oak Ridge, Tennessee , para su uso en el W76. La producción de Fogbank cesó después de que terminara la producción del W76. El Programa de Extensión de Vida del W76 requirió que se fabricara más Fogbank. Esto se complicó por el hecho de que las propiedades del Fogbank original no estaban completamente documentadas, por lo que se realizó un esfuerzo masivo para reinventar el proceso. Una impureza crucial para las propiedades del antiguo Fogbank se omitió durante el nuevo proceso. Solo un análisis minucioso de los lotes nuevos y antiguos reveló la naturaleza de esa impureza. El proceso de fabricación utilizaba acetonitrilo como disolvente , lo que provocó al menos tres evacuaciones de la planta de Fogbank en 2006. El acetonitrilo, muy utilizado en las industrias petrolera y farmacéutica, es inflamable y tóxico. Y-12 es el único productor de Fogbank. ^[18]

Un resumen simplificado de la explicación anterior es:

1. Explota una bomba de fisión (relativamente) pequeña, conocida como "primaria".
2. La energía liberada en la etapa primaria se transfiere a la etapa "secundaria" (o de fusión). Esta energía comprime el combustible de fusión y la bujía; la bujía comprimida se vuelve supercrítica y experimenta una reacción en cadena de fisión, calentando aún más el combustible de fusión comprimido a una temperatura lo suficientemente alta como para inducir la fusión.
3. La energía liberada por los eventos de fusión continúa calentando el combustible, manteniendo la reacción en marcha.
4. El combustible de fusión de la etapa secundaria puede estar rodeado por una capa de combustible adicional que sufre fisión cuando es alcanzado por los neutrones de las reacciones internas. Estos eventos de fisión representan aproximadamente la mitad de la energía total liberada en los diseños típicos.

La forma exacta en que se "transporta" la energía desde el núcleo primario al secundario ha sido objeto de cierto desacuerdo en la prensa abierta, pero se cree que se transmite a través de los rayos X y los rayos gamma que se emiten desde el núcleo primario en fisión . Esta energía se utiliza luego para comprimir el núcleo secundario . El detalle crucial de cómo los rayos X crean la presión es el principal punto de controversia que queda en la prensa no clasificada. Hay tres teorías propuestas:

• Presión de radiación ejercida por los rayos X. Esta fue la primera idea planteada por Howard Morland en un artículo en The Progressive .
• Los rayos X crean un plasma en el relleno del canal de radiación (un poliestireno o espuma plástica "Fogbank"). Esta fue una segunda idea propuesta por Chuck Hansen y más tarde por Howard Morland.
• Ablación por manipulación o empuje . Este es el concepto que mejor se sustenta con el análisis físico.

La presión de radiación ejercida por la gran cantidad de fotones de rayos X dentro de la carcasa cerrada podría ser suficiente para comprimir el secundario. La radiación electromagnética, como los rayos X o la luz, lleva impulso y ejerce una fuerza sobre cualquier superficie que impacte. La presión de la radiación a las intensidades que vemos en la vida cotidiana, como la luz del sol al impactar una superficie, suele ser imperceptible, pero a las intensidades extremas que se encuentran en una bomba termonuclear, la presión es enorme.

Para dos bombas termonucleares cuyo tamaño general y características primarias se entienden bien, la bomba de prueba Ivy Mike y la moderna variante de ojiva de misil de crucero W-80 del diseño W-61, la presión de radiación se calculó en 73 × 10 ⁶ bar (7,3  TPa ) para el diseño Ivy Mike y 1.400 × 10 ⁶ bar (140  TPa ) para el W-80. ^[19]^ ^ 

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La presión del plasma de espuma es el concepto que Chuck Hansen introdujo durante el caso Progressive , basado en una investigación que encontró documentos desclasificados que enumeraban espumas especiales como componentes de revestimiento dentro del caso de radiación de las armas termonucleares.

La secuencia de disparo del arma (con la espuma) sería la siguiente:

1. Los altos explosivos que rodean el núcleo del fuego primario comprimen el material fisible a un estado supercrítico y comienzan la reacción en cadena de fisión .
2. El primario fisionante emite rayos X térmicos , que se "reflejan" a lo largo del interior de la carcasa, irradiando la espuma de poliestireno.
3. La espuma irradiada se convierte en un plasma caliente , presionando contra el tamper del secundario, comprimiéndolo fuertemente y comenzando la reacción en cadena de fisión en la bujía.
4. Impulsado desde ambos lados (desde el primario y la bujía), el combustible de deuteruro de litio se comprime mucho y se calienta a temperaturas termonucleares. Además, al ser bombardeado con neutrones, cada átomo de litio-6 ( ⁶ Li) se divide en un átomo de tritio y una partícula alfa . Entonces comienza una reacción de fusión entre el tritio y el deuterio, liberando aún más neutrones y una enorme cantidad de energía.
5. El combustible que experimenta la reacción de fusión emite un gran flujo de neutrones de alta energía (17,6  MeV  [2,82  pJ ]), que irradia el²³⁸
   tú
   manipular (o el²³⁸
   tú
   carcasa de la bomba), lo que provoca una rápida reacción de fisión que proporciona aproximadamente la mitad de la energía total.

Esto completaría la secuencia fisión-fusión-fisión. La fusión, a diferencia de la fisión, es relativamente "limpia": libera energía pero no productos radiactivos dañinos ni grandes cantidades de residuos nucleares . Sin embargo, las reacciones de fisión, especialmente las últimas, liberan una enorme cantidad de productos de fisión y residuos. Si se omite la última etapa de fisión, reemplazando el tamper de uranio por uno de plomo , por ejemplo, la fuerza explosiva total se reduce aproximadamente a la mitad, pero la cantidad de residuos es relativamente baja. La bomba de neutrones es una bomba de hidrógeno con un tamper intencionalmente delgado, lo que permite que escapen la mayor cantidad posible de neutrones de fusión rápida.

Las críticas técnicas actuales a la idea de la "presión del plasma de espuma" se centran en análisis no clasificados de campos de física de alta energía similares que indican que la presión producida por dicho plasma solo sería un pequeño multiplicador de la presión fotónica básica dentro del caso de radiación, y también que los materiales de espuma conocidos tienen intrínsecamente una eficiencia de absorción muy baja de la radiación de rayos gamma y rayos X del primario. La mayor parte de la energía producida sería absorbida por las paredes del caso de radiación o por el tamper alrededor del secundario. El análisis de los efectos de esa energía absorbida condujo al tercer mecanismo: la ablación .

La carcasa exterior del conjunto secundario se denomina "empujador de manipulación". El propósito de un empujador de manipulación en una bomba de implosión es retrasar la expansión del suministro de combustible reactivo (que es plasma denso muy caliente) hasta que el combustible se consuma por completo y la explosión se complete. El mismo material de la manipulación de manipulación también sirve como empujador, ya que es el medio por el cual la presión externa (fuerza que actúa sobre el área de superficie del secundario) se transfiere a la masa de combustible de fusión.

El mecanismo de ablación propuesto para el empujador de manipulación postula que las capas externas del empujador de manipulación del reactor secundario termonuclear se calientan tan extremadamente por el flujo de rayos X del reactor primario que se expanden violentamente y se desprenden (salen volando). Debido a que se conserva el momento total, esta masa de material expulsado a alta velocidad impulsa al resto del empujador de manipulación a retroceder hacia adentro con una fuerza tremenda, aplastando el combustible de fusión y la bujía. El empujador de manipulación está construido de manera lo suficientemente robusta como para aislar el combustible de fusión del calor extremo del exterior; de lo contrario, la compresión se arruinaría.

Los cálculos aproximados para el efecto básico de ablación son relativamente simples: la energía del primario se distribuye uniformemente sobre todas las superficies dentro de la caja de radiación externa, con los componentes llegando a un equilibrio térmico , y luego se analizan los efectos de esa energía térmica. La energía se deposita principalmente dentro de aproximadamente un espesor óptico de rayos X de la superficie exterior del apisonador/impulsor, y luego se puede calcular la temperatura de esa capa. La velocidad a la que la superficie luego se expande hacia afuera se calcula y, a partir de un equilibrio de momento newtoniano básico , la velocidad a la que el resto del apisonador implosiona hacia adentro.

Aplicando la forma más detallada de esos cálculos al dispositivo Ivy Mike se obtiene una velocidad de expansión del gas propulsor vaporizado de 290 kilómetros por segundo (29 cm/μs) y una velocidad de implosión de quizás 400 km/s (40 cm/μs) si+Se eliminan 3 ⁄ 4 de la masa total del apisonador/impulsor, la proporción más eficiente energéticamente. Para el W-80, la velocidad de expansión del gas es de aproximadamente 410 km/s (41 cm/μs) y la velocidad de implosión de 570 km/s (57 cm/μs). Se calcula que la presión debida al material de ablación es de 5.3  mil millones de bares (530  billones de pascales ) en el dispositivo Ivy Mike y de 64 mil millones de bares (6,4 cuatrillones de pascales) en el dispositivo W-80. ^[19]

Comparando los tres mecanismos propuestos, se puede observar que:

La presión de ablación calculada es un orden de magnitud mayor que las presiones de plasma propuestas, que son más altas, y casi dos órdenes de magnitud mayor que la presión de radiación calculada. No se ha sugerido ningún mecanismo para evitar la absorción de energía en la pared de la caja de radiación y en el dispositivo de manipulación secundario, lo que hace que la ablación parezca inevitable. Los demás mecanismos parecen innecesarios.

Los informes oficiales de desclasificación del Departamento de Defensa de los Estados Unidos indican que se utilizan o pueden utilizarse materiales plásticos espumados en revestimientos de cajas de radiación y, a pesar de la baja presión directa del plasma, pueden ser útiles para retrasar la ablación hasta que la energía se haya distribuido de manera uniforme y una fracción suficiente haya llegado al manipulador/impulsor secundario. ^[20]

En el libro Dark Sun de Richard Rhodes se afirma que se fijó una capa de espuma plástica de 25 mm de espesor al revestimiento de plomo del interior de la carcasa de acero de la Ivy Mike con clavos de cobre. Rhodes cita a varios diseñadores de esa bomba que explican que la capa de espuma plástica dentro de la carcasa exterior sirve para retrasar la ablación y, por lo tanto, el retroceso de la carcasa exterior: si la espuma no estuviera allí, el metal se ablacionaría desde el interior de la carcasa exterior con un gran impulso, lo que haría que la carcasa retrocediera rápidamente hacia afuera. El propósito de la carcasa es contener la explosión durante el mayor tiempo posible, permitiendo la mayor ablación de rayos X de la superficie metálica de la etapa secundaria como sea posible, de modo que comprima la secundaria de manera eficiente, maximizando el rendimiento de la fusión. La espuma plástica tiene una densidad baja, por lo que provoca un impulso menor cuando se ablaciona que el metal. ^[20]

Se han propuesto posibles variaciones en el diseño del arma:

• Se ha propuesto que tanto el apisonador como la carcasa estén hechos de²³⁵
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  (uranio altamente enriquecido) en la camisa de fisión final. El mucho más caro²³⁵
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  También es fisionable con neutrones rápidos como el²³⁸
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  en uranio empobrecido o natural, pero su eficiencia de fisión es mayor. Esto se debe a que²³⁵
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  Los núcleos también sufren fisión por neutrones lentos (²³⁸
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  Los núcleos requieren una energía mínima de aproximadamente 1 megaelectronvoltio (0,16 pJ) y debido a que estos neutrones más lentos son producidos por otros electrones fisionables,²³⁵
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  núcleos en la camisa (en otras palabras,²³⁵
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  apoya la reacción nuclear en cadena mientras que²³⁸
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  no lo hace). Además, una²³⁵
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  La chaqueta favorece la multiplicación de neutrones, mientras que²³⁸
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  Los núcleos consumen neutrones de fusión en el proceso de fisión rápida. Utilizando una cubierta fisionable/fisible final de²³⁵
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  De esta manera, se incrementaría el rendimiento de una bomba Teller-Ulam por encima de una cubierta de uranio empobrecido o de uranio natural. Esto se ha propuesto específicamente para las ojivas W87 adaptadas a los ICBM LGM-30 Minuteman III actualmente desplegados.
• En algunas descripciones, existen estructuras internas adicionales para proteger al secundario de recibir neutrones excesivos del primario.
• El interior de la carcasa puede o no estar mecanizado especialmente para "reflejar" los rayos X. La "reflexión" de los rayos X no es como la luz que se refleja en un espejo , sino que el material del reflector se calienta por los rayos X, lo que hace que el material emita rayos X , que luego viajan al secundario.

La mayoría de las bombas aparentemente no tienen "etapas" terciarias, es decir, terceras etapas de compresión, que son etapas de fusión adicionales comprimidas por una etapa de fusión anterior. La fisión de la última capa de uranio, que proporciona aproximadamente la mitad del rendimiento en bombas grandes, no cuenta como una "etapa" en esta terminología. ^{[ cita requerida ]}

Los Estados Unidos probaron bombas de tres etapas en varias explosiones durante la Operación Redwing , pero se cree que han utilizado solo un modelo terciario de este tipo, es decir, una bomba en la que una etapa de fisión, seguida de una etapa de fusión, finalmente comprime otra etapa de fusión. Este diseño estadounidense fue la bomba nuclear B41 de 25 Mt (100 PJ) pesada pero altamente eficiente (es decir, rendimiento de arma nuclear por unidad de peso de bomba) . ^[21] Se cree que la Unión Soviética utilizó múltiples etapas (incluida más de una etapa de fusión terciaria) en su Bomba Tsar de 50 Mt (210 PJ) (100 Mt (420 PJ) en el uso previsto). La camisa fisionable podría reemplazarse con plomo, como se hizo con la Bomba Tsar. Si se han fabricado bombas de hidrógeno a partir de configuraciones distintas a las basadas en el diseño Teller-Ulam, el hecho de ello no se conoce públicamente. Una posible excepción a esto es el diseño soviético temprano Sloika ^{. [ cita requerida ]}

En esencia, la configuración Teller-Ulam se basa en al menos dos casos de implosión: primero, los explosivos (químicos) convencionales en el núcleo primario comprimirían el núcleo fisible, lo que daría como resultado una explosión de fisión muchas veces más potente que la que los explosivos químicos podrían lograr solos (primera etapa). Segundo, la radiación de la fisión del primario se usaría para comprimir y encender la etapa de fusión secundaria, lo que daría como resultado una explosión de fusión muchas veces más potente que la explosión de fisión sola. Esta cadena de compresión podría continuar con un número arbitrario de etapas de fusión terciarias, cada una de las cuales encendería más combustible de fusión en la siguiente etapa ^{[22] : 192–193  [23] [ se necesita una mejor fuente ]} aunque esto es objeto de debate. Finalmente, las bombas eficientes (pero no las llamadas bombas de neutrones ) terminan con la fisión del último tamper de uranio natural, algo que normalmente no podría lograrse sin el flujo de neutrones proporcionado por las reacciones de fusión en las etapas secundaria o terciaria. Se sugiere que estos diseños pueden ampliarse a una potencia arbitrariamente grande (con aparentemente tantas etapas de fusión como se desee), ^{[22] : 192–193  [23] [ se necesita una mejor fuente ]} potencialmente al nivel de un " dispositivo del fin del mundo ". Sin embargo, por lo general, estas armas no superaban una docena de megatones, lo que generalmente se consideraba suficiente para destruir incluso los objetivos prácticos más resistentes (por ejemplo, una instalación de control como el Complejo de la Montaña Cheyenne ). Incluso bombas tan grandes han sido reemplazadas por bombas nucleares antibúnkeres de menor potencia. ^{[ cita requerida ]}

Para la destrucción de ciudades y objetivos no blindados, dividir la masa de una sola carga de misil en bombas MIRV más pequeñas para distribuir la energía de las explosiones en una zona "plana" es mucho más eficiente en términos de destrucción de área por unidad de energía de bomba. Esto también se aplica a bombas individuales lanzadas por misiles de crucero u otros sistemas, como un bombardero, lo que hace que la mayoría de las ojivas operativas en el programa estadounidense tengan potencias inferiores a 500 kt (2100 TJ). ^{[ cita requerida ]}

En su libro de 1995 Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb (Sol oscuro: la fabricación de la bomba de hidrógeno ) , el autor Richard Rhodes describe en detalle los componentes internos del dispositivo de salchicha "Ivy Mike" , basándose en información obtenida de extensas entrevistas con los científicos e ingenieros que lo ensamblaron. Según Rhodes, el mecanismo real para la compresión del secundario era una combinación de las teorías de presión de radiación, presión de plasma de espuma y ablación del empujador de manipulación; la radiación del primario calentaba el revestimiento de espuma de polietileno de la carcasa hasta formar un plasma, que luego reirradiaba radiación hacia el empujador del secundario, provocando la ablación de su superficie y empujándolo hacia adentro, comprimiendo el secundario, encendiendo la bujía y provocando la reacción de fusión. La aplicabilidad general de este principio no está clara. ^[14]

En 1999, un reportero del San Jose Mercury News informó que la ojiva nuclear estadounidense W88, una pequeña ojiva MIRV utilizada en el SLBM Trident II , tenía una ojiva primaria alargada (de nombre en código Komodo ) y una secundaria esférica (de nombre en código Cursa ) dentro de una caja de radiación de forma especial (conocida como "maní" por su forma). El valor de una ojiva primaria con forma de huevo radica aparentemente en el hecho de que una ojiva MIRV está limitada por el diámetro de la primaria: si se puede hacer que una primaria con forma de huevo funcione correctamente, entonces la ojiva MIRV puede hacerse considerablemente más pequeña y aún así producir una explosión de alto rendimiento. Una ojiva W88 puede producir hasta 475 kilotones de TNT (1.990 TJ) con un paquete de física de 68,9 pulgadas (1.750 mm) de largo, con un diámetro máximo de 21,8 pulgadas (550 mm), y según diferentes estimaciones con un peso en un rango de 175 a 360 kilogramos (386 a 794 lb). ^[24] La ojiva más pequeña permite que quepan más de ellas en un solo misil y mejora las propiedades básicas de vuelo como la velocidad y el alcance. ^[25]

La idea de una bomba de fusión termonuclear encendida por una bomba de fisión más pequeña fue propuesta por primera vez por Enrico Fermi a su colega Edward Teller cuando estaban hablando en la Universidad de Columbia en septiembre de 1941, ^{[14] : 207} al comienzo de lo que se convertiría en el Proyecto Manhattan . ^[4] Teller pasó gran parte del Proyecto Manhattan intentando descubrir cómo hacer que el diseño funcionara, prefiriéndolo al trabajo en la bomba atómica, y durante el último año del proyecto se le asignó exclusivamente a la tarea. ^{[14] : 117, 248} Sin embargo, una vez que terminó la Segunda Guerra Mundial, hubo poco impulso para dedicar muchos recursos al Super , como se lo conocía entonces. ^{[26] : 202  [27]}

La primera prueba de la bomba atómica por parte de la Unión Soviética en agosto de 1949 se produjo antes de lo esperado por los estadounidenses, y durante los meses siguientes hubo un intenso debate dentro del gobierno, el ejército y las comunidades científicas de los EE. UU. sobre si se debía proceder con el desarrollo de la mucho más poderosa Super. ^{[28] : 1–2} El debate abarcó cuestiones que eran alternativamente estratégicas, pragmáticas y morales. ^{[28] : 16} En su Informe del Comité Asesor General, Robert Oppenheimer y sus colegas concluyeron que "[e]l peligro extremo para la humanidad inherente a la propuesta [de desarrollar armas termonucleares] supera por completo cualquier ventaja militar". A pesar de las objeciones planteadas, el 31 de enero de 1950, el presidente Harry S. Truman tomó la decisión de seguir adelante con el desarrollo de la nueva arma. ^{[26] : 212–214}

Teller y otros físicos estadounidenses lucharon por encontrar un diseño viable. ^{[28] : 91–92} Stanislaw Ulam , un colaborador de Teller, dio los primeros saltos conceptuales clave hacia un diseño de fusión viable. Las dos innovaciones de Ulam que hicieron que la bomba de fusión fuera práctica fueron que la compresión del combustible termonuclear antes del calentamiento extremo era un camino práctico hacia las condiciones necesarias para la fusión, y la idea de organizar o colocar un componente termonuclear separado fuera de un componente primario de fisión, y de alguna manera usar el primario para comprimir el secundario. Teller luego se dio cuenta de que la radiación gamma y de rayos X producida en el primario podría transferir suficiente energía al secundario para crear una implosión exitosa y una combustión de fusión, si todo el conjunto estaba envuelto en un hohlraum o caja de radiación. ^[4]

El lanzamiento "George" de la Operación Greenhouse del 9 de mayo de 1951 puso a prueba el concepto básico por primera vez a muy pequeña escala. Como primera liberación exitosa (sin control) de energía de fusión nuclear, que constituía una pequeña fracción de la producción total de 225  kt (940  TJ ), ^[29] aumentó las expectativas de que el concepto funcionaría hasta casi la certeza. El 1 de noviembre de 1952, la configuración Teller-Ulam se probó a escala real en el lanzamiento "Ivy Mike" en una isla del atolón Enewetak , con una producción de 10,4  Mt (44  PJ ) (más de 450 veces más potente que la bomba lanzada sobre Nagasaki durante la Segunda Guerra Mundial ). El dispositivo, bautizado como Salchicha , utilizaba una bomba de fisión de gran tamaño como "detonante" y deuterio líquido (mantenido en estado líquido por 20 toneladas cortas (18  t ) de equipo criogénico ) como combustible de fusión, ^{[ cita requerida ]} y pesaba alrededor de 80 toneladas cortas (73  t ) en total.

El combustible de deuterio líquido de Ivy Mike era poco práctico para un arma desplegable, y el siguiente avance fue utilizar en su lugar un combustible de fusión de deuteruro de litio sólido . En 1954, esto se probó en el disparo " Castle Bravo " (el dispositivo tenía el nombre en código Shrimp ), que tuvo un rendimiento de 15  Mt (63  PJ ) (2,5 veces lo esperado) y es la bomba estadounidense más grande jamás probada. Los esfuerzos se orientaron hacia el desarrollo de armas Teller-Ulam miniaturizadas que pudieran caber en misiles balísticos intercontinentales y misiles balísticos lanzados desde submarinos . En 1960, con la ojiva W47 ^[30] desplegada en los submarinos de misiles balísticos Polaris , las ojivas de clase megatón eran tan pequeñas como 18 pulgadas (0,46 m) de diámetro y 720 libras (330 kg) de peso. A mediados de la década de 1970 se logró una mayor innovación en la miniaturización de ojivas, cuando se crearon versiones del diseño Teller-Ulam que podían acomodar diez o más ojivas en el extremo de un pequeño misil MIRVed. ^[10]

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El primer diseño de fusión soviético, desarrollado por Andrei Sakharov y Vitaly Ginzburg en 1949 (antes de que los soviéticos tuvieran una bomba de fisión funcional), fue bautizado como Sloika , en honor a un pastel de capas ruso , y no era de la configuración Teller-Ulam. Utilizaba capas alternas de material fisible y combustible de fusión de deuteruro de litio mezclado con tritio (más tarde se denominó "Primera idea" de Sakharov). Aunque la fusión nuclear podría haber sido técnicamente alcanzable, no tenía la propiedad de escala de un arma "por etapas". Por lo tanto, un diseño de este tipo no podría producir armas termonucleares cuyo rendimiento explosivo pudiera hacerse arbitrariamente grande (a diferencia de los diseños estadounidenses en ese momento). La capa de fusión envuelta alrededor del núcleo de fisión solo podía multiplicar moderadamente la energía de fisión (los diseños modernos de Teller-Ulam pueden multiplicarla por 30). Además, toda la etapa de fusión tuvo que ser implosionada mediante explosivos convencionales, junto con el núcleo de fisión, lo que aumentó sustancialmente la cantidad de explosivos químicos necesarios.

La primera prueba de diseño de Sloika, RDS-6s , fue detonada en 1953 con un rendimiento equivalente a 400 kt (1.700 TJ) ( 15% -20% de fusión). Los intentos de utilizar un diseño de Sloika para lograr resultados de rango de megatones resultaron inviables. Después de que Estados Unidos probara el dispositivo termonuclear "Ivy Mike" en noviembre de 1952, demostrando que se podía crear una bomba de varios megatones, los soviéticos buscaron un diseño alternativo. La "Segunda Idea", como la denominó Sajarov en sus memorias, fue una propuesta previa de Ginzburg en noviembre de 1948 para utilizar deuteruro de litio en la bomba, que, al ser bombardeada por neutrones, produciría tritio y deuterio libre. ^{[31] : 299} A finales de 1953, el físico Viktor Davidenko logró el primer avance en la preparación de las reacciones. El siguiente gran avance de la implosión por radiación fue descubierto y desarrollado por Sajarov y Yakov Zel'dovich a principios de 1954. La "Tercera Idea" de Sajarov, como se conocía al diseño de Teller-Ulam en la URSS, fue probada en el lanzamiento " RDS-37 " en noviembre de 1955 con un rendimiento de 1,6 Mt (6,7 PJ). Los soviéticos demostraron el poder del concepto de puesta en escena en octubre de 1961, cuando detonaron la gigantesca y difícil de manejar Bomba del Zar. Fue el arma nuclear más grande desarrollada y probada por cualquier país.

En 1954 se empezó a trabajar en Aldermaston para desarrollar la bomba de fusión británica, con Sir William Penney a cargo del proyecto. El conocimiento británico sobre cómo fabricar una bomba de fusión termonuclear era rudimentario, y en ese momento Estados Unidos no intercambiaba ningún conocimiento nuclear debido a la Ley de Energía Atómica de 1946. El Reino Unido había trabajado estrechamente con los estadounidenses en el Proyecto Manhattan. El acceso británico a la información sobre armas nucleares fue cortado por Estados Unidos en un momento dado debido a las preocupaciones sobre el espionaje soviético. La cooperación plena no se restableció hasta que se firmó un acuerdo que regulaba el manejo de información secreta y otras cuestiones. ^{[32] [ ¿ fuente poco fiable? ]} Sin embargo, a los británicos se les permitió observar las pruebas Castle estadounidenses y utilizaron aviones de muestreo en las nubes de hongo , lo que les proporcionó evidencia clara y directa de la compresión producida en las etapas secundarias por la implosión de radiación. ^[32] Debido a estas dificultades, en 1955 el primer ministro Anthony Eden aceptó un plan secreto según el cual si los científicos de Aldermaston fracasaban o sufrían un gran retraso en el desarrollo de la bomba de fusión, ésta sería reemplazada por una bomba de fisión extremadamente grande. ^[32]

En 1957 se llevaron a cabo las pruebas de la Operación Grapple . La primera prueba, Green Granite, fue un prototipo de bomba de fusión que no logró producir rendimientos equivalentes en comparación con los de EE. UU. y la Unión Soviética, logrando solo aproximadamente 300 kt (1300 TJ). La segunda prueba , Orange Herald, fue la bomba de fisión modificada y produjo 720 kt (3000 TJ), lo que la convirtió en la mayor explosión de fisión de la historia. En ese momento, casi todos (incluidos los pilotos del avión que la lanzó) pensaron que se trataba de una bomba de fusión. Esta bomba se puso en servicio en 1958. Un segundo prototipo de bomba de fusión, Purple Granite, se utilizó en la tercera prueba, pero solo produjo aproximadamente 150 kt (630 TJ). ^[32]

Se programó una segunda serie de pruebas, que se reanudaron en septiembre de 1957. La primera prueba se basó en un "... nuevo diseño más simple. Una bomba termonuclear de dos etapas que tenía un detonador mucho más potente". Esta prueba Grapple X Round C explotó el 8 de noviembre y produjo aproximadamente 1,8 Mt (7,5 PJ). El 28 de abril de 1958 se lanzó una bomba que produjo 3 Mt (13 PJ), la prueba más potente de Gran Bretaña. Dos pruebas finales de explosión en el aire el 2 y el 11 de septiembre de 1958, arrojaron bombas más pequeñas que produjeron alrededor de 1 Mt (4,2 PJ) cada una. ^[32]

Los observadores estadounidenses habían sido invitados a este tipo de pruebas. Después de que Gran Bretaña detonara con éxito un dispositivo de alcance de megatones (y demostrando así una comprensión práctica del "secreto" del diseño de Teller-Ulam), Estados Unidos aceptó intercambiar algunos de sus diseños nucleares con el Reino Unido, lo que llevó al Acuerdo de Defensa Mutua entre Estados Unidos y el Reino Unido de 1958. En lugar de continuar con su propio diseño, los británicos obtuvieron acceso al diseño de la ojiva estadounidense Mk 28 , de menor tamaño , y pudieron fabricar copias. ^[32]

Mao Zedong decidió iniciar un programa de armas nucleares chino durante la Primera Crisis del Estrecho de Taiwán de 1954-1955. La República Popular China detonó su primera bomba termonuclear el 17 de junio de 1967, 32 meses después de detonar su primera arma de fisión, con una potencia de 3,31 Mt. Tuvo lugar en el polígono de pruebas de Lop Nor , en el noroeste de China. ^[33] China había recibido una amplia ayuda técnica de la Unión Soviética para poner en marcha su programa nuclear, pero en 1960 la brecha entre la Unión Soviética y China se había vuelto tan grande que la Unión Soviética cesó toda asistencia a China. ^[34]

Un artículo publicado en The New York Times por William Broad ^[35] informó que en 1995, un supuesto agente doble chino entregó información que indicaba que China conocía detalles secretos de la ojiva estadounidense W88, supuestamente a través del espionaje. ^[36] (Esta línea de investigación finalmente resultó en el juicio abortado de Wen Ho Lee ).

La prueba "Canopus" en el atolón Fangataufa en la Polinesia Francesa el 24 de agosto de 1968 fue la primera prueba de arma termonuclear multietapa del país. La bomba fue detonada desde un globo a una altura de 520 metros (1.710 pies). El resultado de esta prueba fue una contaminación atmosférica significativa. ^[37] Se sabe muy poco sobre el desarrollo del diseño Teller-Ulam por parte de Francia, más allá del hecho de que Francia detonó un dispositivo de 2,6 Mt (11 PJ) en la prueba "Canopus". Se dice que Francia tuvo grandes dificultades con su desarrollo inicial del diseño Teller-Ulam, pero luego las superó y se cree que tiene armas nucleares igual en sofisticación a las de las otras grandes potencias nucleares. ^[32]

Francia y China no firmaron ni ratificaron el Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares de 1963, que prohibía las explosiones de ensayos nucleares en la atmósfera, bajo el agua o en el espacio ultraterrestre . Entre 1966 y 1996, Francia llevó a cabo más de 190 ensayos nucleares. ^[37] El último ensayo nuclear de Francia tuvo lugar el 27 de enero de 1996, y luego el país desmanteló sus sitios de prueba en Polinesia. Francia firmó el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares ese mismo año, y luego ratificó el Tratado dentro de los dos años.

En 2015, Francia confirmó que su arsenal nuclear contiene alrededor de 300 ojivas, transportadas por misiles balísticos lanzados desde submarinos y cazabombarderos . Francia tiene cuatro submarinos de misiles balísticos de la clase Triomphant . Un submarino de misiles balísticos está desplegado en el océano profundo, pero un total de tres deben estar en uso operativo en todo momento. Los tres submarinos más antiguos están armados con 16 misiles M45 . El submarino más nuevo, "Le Terrible" , fue comisionado en 2010, y tiene misiles M51 capaces de transportar ojivas termonucleares TN 75. La flota aérea es de cuatro escuadrones en cuatro bases diferentes. En total, hay 23 aviones Mirage 2000N y 20 Rafale capaces de transportar ojivas nucleares. ^[38] Está previsto que los misiles M51.1 sean reemplazados por la nueva ojiva M51.2 a partir de 2016, que tiene un alcance 3.000 kilómetros (1.900 millas) mayor que el M51.1. ^[38]

Francia tiene unos 60 misiles lanzados desde el aire equipados con ojivas TN 80 / TN 81 con un rendimiento de unos 300 kt (1.300 TJ) cada uno. El programa nuclear de Francia ha sido cuidadosamente diseñado para garantizar que estas armas sigan siendo utilizables décadas en el futuro. ^{[32] [ ¿ Fuente poco fiable? ]} Actualmente, Francia ya no produce deliberadamente materiales de masa crítica como plutonio y uranio enriquecido, pero todavía depende de la energía nuclear para la electricidad, con²³⁹
Pu
como subproducto. ^[39]

El 11 de mayo de 1998, la India anunció que había detonado una bomba termonuclear en sus pruebas de la Operación Shakti ("Shakti-I", específicamente, en hindi la palabra 'Shakti' significa poder). ^{[40] [41]} Samar Mubarakmand , un físico nuclear paquistaní, afirmó que si Shakti-I hubiera sido una prueba termonuclear, el dispositivo no se habría disparado. ^[42] Sin embargo, Harold M. Agnew , ex director del Laboratorio Nacional de Los Álamos , dijo que la afirmación de la India de haber detonado una bomba termonuclear por etapas era creíble. ^[5] La India dice que su dispositivo termonuclear fue probado con un rendimiento controlado de 45 kt (190 TJ) debido a la proximidad de la aldea de Khetolai a unos 5 kilómetros (3,1 millas), para asegurar que las casas de esa aldea no sufrieran daños significativos. ^[43] Otra razón citada fue que la radiactividad liberada por rendimientos significativamente superiores a 45 kt podría no haber sido contenida completamente. ^[43] Después de las pruebas Pokhran-II , Rajagopala Chidambaram , ex presidente de la Comisión de Energía Atómica de la India , dijo que la India tiene la capacidad de construir bombas termonucleares de cualquier rendimiento a voluntad. ^[5] La India mantiene oficialmente que puede construir armas termonucleares de varios rendimientos hasta alrededor de 200 kt (840 TJ) sobre la base de la prueba termonuclear Shakti-1 . ^{[43] [44]}

El rendimiento de la prueba de la bomba de hidrógeno de la India sigue siendo muy discutible entre la comunidad científica india y los académicos internacionales. ^[45] La cuestión de la politización y las disputas entre científicos indios complicaron aún más el asunto. ^[46] En una entrevista en agosto de 2009, el director de los preparativos del sitio de prueba de 1998, K. Santhanam, afirmó que el rendimiento de la explosión termonuclear fue menor de lo esperado y que, por lo tanto, la India no debería apresurarse a firmar el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares . Otros científicos indios involucrados en la prueba han cuestionado la afirmación de Santhanam, ^[47] argumentando que sus afirmaciones no son científicas. ^[41] El sismólogo británico Roger Clarke argumentó que las magnitudes sugerían un rendimiento combinado de hasta 60 kilotoneladas de TNT (250 TJ), en consonancia con el rendimiento total anunciado por la India de 56 kilotoneladas de TNT (230 TJ). ^[48] ​​El sismólogo estadounidense Jack Evernden ha sostenido que para una estimación correcta de los rendimientos, se deben "tener en cuenta adecuadamente las diferencias geológicas y sismológicas entre los sitios de prueba". ^[43]

Se alega que Israel posee armas termonucleares del diseño Teller-Ulam, ^[49] pero no se sabe que haya probado ningún dispositivo nuclear, aunque se especula ampliamente que el incidente de Vela de 1979 puede haber sido una prueba nuclear conjunta israelí-sudafricana. ^{[50] [51] : 271  [52] : 297–300}

Está bien establecido que Edward Teller asesoró y guió al establishment israelí en asuntos nucleares generales durante unos 20 años. ^{[53] : 289–293} Entre 1964 y 1967, Teller realizó seis visitas a Israel donde dio conferencias en la Universidad de Tel Aviv sobre temas generales de física teórica. ^[54] Le tomó un año convencer a la CIA sobre la capacidad de Israel y finalmente en 1976, Carl Duckett de la CIA testificó ante el Congreso de los Estados Unidos , después de recibir información creíble de un "científico estadounidense" (Teller), sobre la capacidad nuclear de Israel. ^{[52] : 297–300} Durante la década de 1990, Teller finalmente confirmó las especulaciones en los medios de comunicación de que fue durante sus visitas en la década de 1960 que concluyó que Israel estaba en posesión de armas nucleares. ^{[52] : 297–300} Después de haber transmitido el asunto al nivel superior del gobierno de los EE. UU., Teller habría dicho: "Ellos [Israel] lo tienen, y fueron lo suficientemente inteligentes como para confiar en su investigación y no hacer pruebas, saben que hacer pruebas los metería en problemas". ^{[52] : 297–300}

Corea del Norte afirmó haber probado su bomba termonuclear miniaturizada el 6 de enero de 2016. Las tres primeras pruebas nucleares de Corea del Norte (2006, 2009 y 2013) tuvieron un rendimiento relativamente bajo y no parecen haber sido de diseño termonuclear. En 2013, el Ministerio de Defensa de Corea del Sur especuló que Corea del Norte podría estar tratando de desarrollar una "bomba de hidrógeno" y que dicho dispositivo podría ser la próxima prueba de armas de Corea del Norte. ^{[55] [56]} En enero de 2016, Corea del Norte afirmó haber probado con éxito una bomba de hidrógeno, ^[57] aunque solo se detectó un evento sísmico de magnitud 5,1 en el momento de la prueba, ^[58] una magnitud similar a la prueba de 2013 de una bomba atómica de 6-9 kt (25-38 TJ). Estas grabaciones sísmicas ponen en duda la afirmación de Corea del Norte de que se probó una bomba de hidrógeno y sugieren que fue una prueba nuclear sin fusión. ^[59]

El 3 de septiembre de 2017, los medios estatales del país informaron que se había realizado una prueba de bomba de hidrógeno que resultó en un "éxito perfecto". Según el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), la explosión liberó energía equivalente a un terremoto con una magnitud sísmica de 6,3, 10 veces más potente que las pruebas nucleares anteriores realizadas por Corea del Norte. ^[60] La inteligencia estadounidense publicó una evaluación temprana de que la estimación de rendimiento fue de 140 kt (590 TJ), ^[61] con un rango de incertidumbre de 70 a 280 kt (290 a 1170 TJ). ^[62] El 12 de septiembre, NORSAR revisó su estimación de la magnitud de la explosión al alza a 6,1, igual que la de la CTBTO pero menos potente que la estimación del USGS de 6,3. Su estimación de rendimiento se revisó a 250 kt (1000 TJ), al tiempo que señaló que la estimación tenía cierta incertidumbre y un margen de error no revelado. ^{[63] [64]} El 13 de septiembre se publicó un análisis de imágenes satelitales de radar de apertura sintética del sitio de prueba antes y después, que sugería que la prueba se llevó a cabo bajo 900 metros (3000 pies) de roca y que el rendimiento "podría haber sido superior a 300 kilotones". ^[65]

Durante muchos años, el diseño de Teller-Ulam se consideró uno de los principales secretos nucleares, e incluso hoy en día no se analiza en detalle en las publicaciones oficiales con orígenes "tras la valla" de la clasificación . La política del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha sido, y sigue siendo, la de no reconocer cuando se producen "filtraciones", porque hacerlo reconocería la exactitud de la supuesta información filtrada. Aparte de las imágenes de la carcasa de la ojiva, la mayor parte de la información de dominio público sobre este diseño se reduce a unas pocas declaraciones concisas del DOE y al trabajo de unos pocos investigadores individuales.

En 1972, el gobierno de los Estados Unidos desclasificó un documento que decía: "[E]n las armas termonucleares (TN), se utiliza una 'primaria' de fisión para desencadenar una reacción de TN en combustible termonuclear denominado 'secundario ' ", y en 1979 añadió: "[E]n las armas termonucleares, la radiación de un explosivo de fisión puede contenerse y utilizarse para transferir energía para comprimir y encender un componente físicamente separado que contiene combustible termonuclear". A esta última frase, el gobierno de los Estados Unidos especificó que " Cualquier elaboración de esta declaración será clasificada ". ^{[nota 2]} La única información que puede pertenecer a la bujía fue desclasificada en 1991: "Hecho de que materiales fisionables o fisionables están presentes en algunas secundarias, material no identificado, ubicación no especificada, uso no especificado y armas no designadas". En 1998, el DOE desclasificó la declaración de que "el hecho de que los materiales puedan estar presentes en los canales y el término 'relleno de canal', sin ninguna explicación", que puede referirse a la espuma de poliestireno (o una sustancia análoga). ^[66]

Es un tema de interpretación si estas afirmaciones justifican algunos o todos los modelos presentados anteriormente, y en el pasado los comunicados oficiales del gobierno estadounidense sobre los detalles técnicos de las armas nucleares han sido deliberadamente equívocos (por ejemplo, el Informe Smyth ). Se ha desclasificado otra información, como los tipos de combustible utilizados en algunas de las primeras armas, aunque no se ha revelado información técnica precisa.

La mayoría de las ideas actuales sobre el funcionamiento del diseño de Teller-Ulam llegaron a la conciencia pública después de que el DOE intentara censurar un artículo de revista del activista antiarmas estadounidense Howard Morland en 1979 sobre el "secreto de la bomba de hidrógeno". En 1978, Morland había decidido que descubrir y exponer este "último secreto restante" centraría la atención en la carrera armamentista y permitiría a los ciudadanos sentirse capacitados para cuestionar las declaraciones oficiales sobre la importancia de las armas nucleares y el secreto nuclear. ^{[ cita requerida ]} La mayoría de las ideas de Morland sobre cómo funcionaba el arma fueron compiladas de fuentes accesibles: los dibujos que más inspiraron su enfoque vinieron de la Enciclopedia Americana . ^{[ cita requerida ]} Morland también entrevistó (a menudo de manera informal) a muchos ex científicos de Los Álamos (incluidos Teller y Ulam, aunque ninguno le dio ninguna información útil), y utilizó una variedad de estrategias interpersonales para alentar respuestas informativas de ellos (es decir, haciendo preguntas como "¿Todavía usan bujías?" incluso si no sabía a qué se refería específicamente el último término). ^[67]

Morland finalmente concluyó que el "secreto" era que el primario y el secundario se mantenían separados y que la presión de radiación del primario comprimía el secundario antes de encenderlo. Cuando un borrador preliminar del artículo, que se publicaría en la revista The Progressive , fue enviado al DOE después de caer en manos de un profesor que se oponía al objetivo de Morland, el DOE solicitó que el artículo no se publicara y presionó para obtener una orden judicial temporal . El DOE argumentó que la información de Morland (1) probablemente se derivaba de fuentes clasificadas, (2) si no se derivaba de fuentes clasificadas, se contaba en sí misma como información "secreta" según la cláusula de " secreto por nacimiento " de la Ley de Energía Atómica de 1954 , y (3) era peligrosa y alentaría la proliferación nuclear . Morland y sus abogados discreparon en todos los puntos, pero se concedió la orden judicial, ya que el juez del caso consideró que era más seguro conceder la orden judicial y permitir que Morland, et al., apelaran.

A raíz de una serie de circunstancias más complicadas, el caso del DOE empezó a decaer cuando se hizo evidente que algunos de los datos que intentaban reclamar como "secretos" se habían publicado en una enciclopedia de estudiantes unos años antes. Después de que otro especulador de la bomba H, Chuck Hansen , publicara sus propias ideas sobre el "secreto" (bastante diferentes de las de Morland) en un periódico de Wisconsin, el DOE afirmó que el caso de The Progressive era discutible, retiró la demanda y permitió que la revista publicara su artículo, lo que hizo en noviembre de 1979. Sin embargo, para entonces Morland había cambiado su opinión sobre cómo funcionaba la bomba, sugiriendo que se utilizó un medio de espuma (el poliestireno) en lugar de presión de radiación para comprimir el secundario , y que en el secundario también había una bujía de material fisionable. Publicó estos cambios, basados ​​en parte en las actas del juicio de apelación, como una breve nota de erratas en The Progressive un mes después. ^[68] En 1981, Morland publicó un libro sobre su experiencia, describiendo en detalle la línea de pensamiento que lo llevó a sus conclusiones sobre el "secreto". ^{[67] [69]}

El trabajo de Morland se interpreta como al menos parcialmente correcto porque el DOE había intentado censurarlo, una de las pocas veces que violaron su enfoque habitual de no reconocer material "secreto" que se había publicado; sin embargo, no se sabe con certeza hasta qué punto carece de información o contiene información incorrecta. La dificultad que tuvieron otros países para desarrollar el diseño de Teller-Ulam (incluso cuando aparentemente entendían el diseño, como en el caso del Reino Unido) hace que sea poco probable que esta simple información sea por sí sola lo que proporciona la capacidad de fabricar armas termonucleares. Sin embargo, las ideas presentadas por Morland en 1979 han sido la base de toda la especulación actual sobre el diseño de Teller-Ulam.

El 5 de febrero de 1958, durante una misión de entrenamiento de un B-47 , una bomba nuclear Mark 15 , también conocida como bomba Tybee , se perdió en la costa de la isla Tybee , cerca de Savannah (Georgia) . La Fuerza Aérea de los Estados Unidos sostiene que la bomba no estaba armada y no contenía el núcleo de plutonio vivo necesario para iniciar una explosión nuclear. ^[70] El Departamento de Energía creía que la bomba estaba enterrada bajo varios pies de limo en el fondo del estrecho de Wassaw . ^[71]

El 17 de enero de 1966, se produjo una colisión fatal entre un B-52G y un KC-135 Stratotanker sobre Palomares , España. Los explosivos convencionales de dos de las bombas de hidrógeno de tipo Mk28 detonaron al impactar contra el suelo, dispersando plutonio sobre las granjas cercanas. Una tercera bomba aterrizó intacta cerca de Palomares, mientras que la cuarta cayó a 12 millas (19 km) de la costa en el mar Mediterráneo y fue recuperada unos meses después. ^[72]

El 21 de enero de 1968, un B-52G, con cuatro bombas termonucleares B28FI a bordo como parte de la Operación Chrome Dome , se estrelló en el hielo de la Bahía Estrella del Norte mientras intentaba un aterrizaje de emergencia en la Base Aérea Thule en Groenlandia. ^[73] El incendio resultante causó una extensa contaminación radiactiva. ^[74] El personal involucrado en la limpieza no logró recuperar todos los escombros de tres de las bombas, y una bomba no fue recuperada. ^[75]

• Proceso COLEX (separación isotópica)
• MAPA NUCLEAR
• Arma de fusión pura

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Diseño de Teller-Ulam .

• "Principios básicos de la implosión por radiación en etapas (Teller–Ulam)" de NuclearWeaponArchive.org de Carey Sublette.
• "Hidrodinámica de materia, energía y radiación" de Preguntas frecuentes sobre armas nucleares de Carey Sublette.
• "Ingeniería y diseño de armas nucleares" de Preguntas frecuentes sobre armas nucleares de Carey Sublette.
• "Elementos del diseño de armas termonucleares" de Preguntas frecuentes sobre armas nucleares de Carey Sublette.
• Bibliografía comentada sobre diseño de armas nucleares de la Biblioteca Digital Alsos para Asuntos Nucleares

• PBS: Carrera por la superbomba: entrevistas y transcripciones archivadas el 11 de marzo de 2017 en Wayback Machine. (con diseñadores de bombas de EE. UU. y la URSS, así como historiadores).
• Howard Morland sobre cómo descubrió el "secreto de la bomba H" (incluye muchas diapositivas).
• The Progressive número de noviembre de 1979: "El secreto de la bomba H: cómo lo obtuvimos, por qué lo contamos" (número completo en línea).
• Bibliografía comentada sobre la bomba de hidrógeno de la Biblioteca Digital Alsos
• Universidad de Southampton, Centro Mountbatten de Estudios Internacionales, Documento de trabajo sobre historia nuclear n.º 5.
• “Trinity and Beyond” de Peter Kuran, archivado el 9 de diciembre de 2018 en Wayback Machine : película documental sobre la historia de las pruebas de armas nucleares.
• Lista de reproducción de YouTube de pruebas de explosiones nucleares desclasificadas obtenidas al convertir escaneos de películas a formato digital en el Laboratorio Lawrence Livermore