Bomba de hidrogênio x bomba atômica: qual a diferença
A bomba atômica tira sua energia da quebra de átomos pesados. A bomba de hidrogênio tira a maior parte da fusão de átomos leves, e precisa de uma bomba atômica dentro dela para começar. Essa é a resposta curta. A diferença prática está na potência: as duas bombas usadas na guerra em 1945 liberaram 15 e 21 quilotons, enquanto a primeira bomba de hidrogênio, testada sete anos depois, liberou 10.400 quilotons.
| Bomba atômica (fissão) | Bomba de hidrogênio (termonuclear) | |
|---|---|---|
| Reação | Núcleos pesados se dividem em cadeia | Núcleos leves se fundem, com muita fissão junto |
| Combustível | Urânio-235 ou plutônio-239 | Deutereto de lítio e trítio, com um gatilho de fissão |
| Como começa | Explosivos comuns montam uma massa crítica | Uma bomba atômica (o primário) acende o estágio de fusão |
| Potência típica | De 1 a dezenas de quilotons; o maior teste teve 500 kt | De centenas de quilotons a megatons; 50 Mt testados |
| Primeiro teste | Trinity, julho de 1945 | Ivy Mike, novembro de 1952 |
| Uso em guerra | Hiroshima e Nagasaki | Nunca |
Dividir e fundir
Quando um nêutron atinge um núcleo de urânio-235 ou de plutônio-239, o núcleo se parte em dois fragmentos mais leves e solta dois ou três nêutrons novos. Com material suficiente e bem compactado, esses nêutrons dividem outros núcleos, e o número de fissões dobra a cada centésimo de microssegundo, mais ou menos. Toda a liberação de energia leva menos de um milionésimo de segundo.
A fusão faz o caminho inverso. Núcleos de hidrogênio pesado, deutério e trítio, são forçados a se juntar em hélio, e a massa perdida no processo vira energia. Quilo por quilo, a fusão de deutério com trítio libera umas quatro vezes mais energia que a fissão do urânio. O problema é a temperatura: dezenas de milhões de graus, que nenhum explosivo químico consegue gerar.
Por que a bomba de hidrogênio carrega uma bomba atômica
Na prática, só uma explosão de fissão consegue produzir o calor necessário para a fusão. No projeto de dois estágios criado por Edward Teller e Stanisław Ulam em 1951, uma bomba de fissão chamada primário explode primeiro. Seus raios X, na velocidade da luz, inundam o invólucro e comprimem o segundo estágio antes que a explosão despedace a arma. O combustível comprimido se inflama.
O secundário fica envolto em urânio, e a enxurrada de nêutrons rápidos da fusão divide esse urânio também. Em muitas armas termonucleares, cerca de metade da potência total vem dessa última etapa de fissão. O nome bomba de hidrogênio, portanto, só é meio verdadeiro: é uma bomba de fissão, fusão e fissão.
De 1945 a 1952
A bomba de fissão nasceu do Projeto Manhattan, durante a guerra. Hiroshima foi destruída por um projeto de urânio do tipo canhão que nunca tinha sido testado; Nagasaki, por uma bomba de implosão de plutônio igual ao artefato de Trinity. Depois da guerra as bombas de fissão cresceram rápido, mas bateram num teto: quanto mais material físsil numa só arma, mais difícil é evitar que ele reaja antes da hora. A maior bomba de fissão pura já testada, Ivy King, em 1952, chegou a 500 quilotons.
Duas semanas antes, os Estados Unidos haviam testado Ivy Mike, um aparelho refrigerado de 74 toneladas cheio de deutério líquido. Ele produziu 10,4 megatons e apagou uma ilha do mapa. Em dois anos o combustível líquido deu lugar ao deutereto de lítio sólido, e a bomba de hidrogênio passou a caber num avião. Uma arma soviética de dois estágios de verdade veio em 1955, a britânica em 1957, a chinesa em 1967 e a francesa em 1968.
O que está nos arsenais hoje
Quase todas as ogivas estratégicas dos Estados Unidos, da Rússia, do Reino Unido, da França e da China são termonucleares. Além da potência bruta, o projeto tem outra vantagem: é eficiente. Uma ogiva moderna de dois estágios com algumas centenas de quilos rende várias centenas de quilotons, o que permite a um só míssil levar várias delas. As armas de fissão pura continuam sendo o ponto de partida de novos países nucleares, e os primários das ogivas modernas são, eles mesmos, artefatos de fissão reforçados por uma pequena carga de gás de deutério e trítio.
Confusões comuns
Bomba nuclear e bomba atômica são a mesma coisa? Arma nuclear abrange os dois tipos. Bomba atômica costuma designar as armas de fissão.
A bomba de hidrogênio é mais radioativa? Não necessariamente. A precipitação depende sobretudo de quanta fissão acontece e de a bola de fogo tocar ou não o chão. Um projeto limpo, com pouco urânio no secundário, gera menos precipitação por quiloton; uma explosão potente na superfície gera muita.
Dá para fazer uma bomba de hidrogênio do tamanho que se quiser? Em princípio, os estágios podem ser encadeados; a Tsar Bomba soviética tinha três e foi projetada para 100 megatons. Na prática não há uso militar para uma arma assim, como mostra a história da Tsar Bomba.
Para comparar os dois tipos no mapa, escolha a Little Boy e depois uma ogiva moderna de 800 quilotons no simulador. Os detalhes de cada projeto estão em como funcionam as armas nucleares.