Bomba de hidrógeno y bomba atómica: la diferencia explicada
Una bomba atómica obtiene su energía dividiendo átomos pesados. Una bomba de hidrógeno obtiene la mayor parte fusionando átomos ligeros, y necesita una bomba atómica dentro para arrancar. Esa es la respuesta corta. La diferencia práctica es la potencia: las dos bombas usadas en la guerra en 1945 liberaron 15 y 21 kilotones, mientras que la primera bomba de hidrógeno, probada siete años después, liberó 10.400 kilotones.
| Bomba atómica (de fisión) | Bomba de hidrógeno (termonuclear) | |
|---|---|---|
| Reacción | Núcleos pesados que se dividen en una reacción en cadena | Núcleos ligeros que se fusionan, más mucha fisión |
| Combustible | Uranio-235 o plutonio-239 | Deuteruro de litio y tritio, con un detonador de fisión |
| Cómo arranca | Explosivos convencionales reúnen una masa crítica | Una bomba atómica (el primario) enciende la etapa de fusión |
| Potencia típica | De 1 a decenas de kilotones; la mayor prueba fue de 500 kt | De cientos de kilotones a megatones; se han probado 50 Mt |
| Primera prueba | Trinity, julio de 1945 | Ivy Mike, noviembre de 1952 |
| Usada en guerra | Hiroshima y Nagasaki | Nunca |
Dividir y fusionar
Cuando un neutrón golpea un núcleo de uranio-235 o de plutonio-239, el núcleo se rompe en dos fragmentos más ligeros y expulsa dos o tres neutrones nuevos. Con suficiente material bien apretado en un mismo lugar, esos neutrones dividen más núcleos, y el número de fisiones se duplica más o menos cada centésima de microsegundo. Toda la liberación dura menos de una millonésima de segundo.
La fusión va en sentido contrario. Núcleos de hidrógeno pesado, deuterio y tritio, se fuerzan a unirse en helio, y la masa que se pierde en el proceso se convierte en energía. Kilo por kilo, la fusión de deuterio y tritio libera unas cuatro veces más energía que la fisión del uranio. El inconveniente es la temperatura: decenas de millones de grados, algo que ningún explosivo químico puede producir.
Por qué una bomba de hidrógeno contiene una bomba atómica
La única fuente práctica del calor que necesita la fusión es una explosión de fisión. En el diseño de dos etapas que idearon Edward Teller y Stanisław Ulam en 1951, primero estalla una bomba de fisión llamada primario. Sus rayos X, que viajan a la velocidad de la luz, inundan la carcasa y comprimen la segunda etapa antes de que la explosión pueda destrozar el arma. El combustible comprimido se enciende.
El secundario está envuelto en uranio, y el torrente de neutrones rápidos de la fusión también fisiona ese uranio. En muchas armas termonucleares cerca de la mitad de la potencia total procede de este último paso de fisión. Así que el nombre «bomba de hidrógeno» solo es verdad a medias: es una bomba de fisión, fusión y fisión.
De 1945 a 1952
La bomba de fisión fue el producto del Proyecto Manhattan durante la guerra. Hiroshima fue destruida por un diseño de uranio tipo cañón que nunca se había probado; Nagasaki, por una bomba de implosión de plutonio idéntica al artefacto de Trinity. Las bombas de fisión crecieron deprisa tras la guerra, pero toparon con un techo. Cuanto más material fisible se pone en un arma, más difícil es evitar que reaccione antes de tiempo. La mayor bomba de fisión pura jamás probada, Ivy King en 1952, rindió 500 kilotones.
Dos semanas antes, Estados Unidos había probado Ivy Mike, un aparato refrigerado de 74 toneladas lleno de deuterio líquido. Produjo 10,4 megatones y borró una isla. En dos años el combustible líquido se había sustituido por deuteruro de litio sólido y la bomba de hidrógeno cabía en un avión. Un verdadero diseño soviético de dos etapas llegó en 1955; Gran Bretaña, en 1957; China, en 1967, y Francia, en 1968.
Qué hay hoy en los arsenales
Casi todas las ojivas estratégicas desplegadas por Estados Unidos, Rusia, Gran Bretaña, Francia y China son termonucleares. El diseño tiene otra ventaja además de la potencia bruta: es eficiente. Una ojiva moderna de dos etapas que pesa unos cientos de kilos rinde varios cientos de kilotones, lo que permite que un misil lleve varias. Las armas de fisión pura siguen siendo el punto de partida de los nuevos estados nucleares, y los primarios de las ojivas modernas son a su vez artefactos de fisión reforzados con una pequeña carga de gas deuterio-tritio.
Confusiones habituales
¿Una bomba nuclear es lo mismo que una bomba atómica? «Arma nuclear» abarca ambos tipos. «Bomba atómica» suele reservarse para las armas de fisión.
¿Una bomba de hidrógeno es más radiactiva? No necesariamente. La lluvia radiactiva depende sobre todo de cuánta fisión se produce y de si la bola de fuego toca el suelo. Un diseño limpio con poco uranio en el secundario produce menos lluvia radiactiva por kilotón; una explosión en superficie de gran potencia produce muchísima.
¿Se puede hacer una bomba de hidrógeno tan grande como se quiera? En principio las etapas pueden encadenarse; la bomba del Zar soviética usó tres y estaba diseñada para 100 megatones. En la práctica un arma así no tiene uso militar, como muestra la historia de la bomba del Zar.
Para comparar los dos tipos sobre un mapa, elige Little Boy y después una ojiva moderna de 800 kilotones en el simulador. Los detalles de cada diseño se explican en cómo funcionan las armas nucleares.