¿CÓMO FUNCIONA UNA BOMBA DE HIDRÓGENO Y POR QUÉ ES TAN PELIGROSA?

La Bomba de Hidrógeno es el nombre popular que recibe lo que en términos militares se conoce como bomba termonuclear o bomba de fusión. En realidad, esta denominación también es incorrecta, porque lo que liberan estos artefactos es la energía derivada de un proceso encadenado de fisión-fusión-fisión. Para entender su funcionamiento hay que entender como funcionan sus predecesoras.

Las primeras bombas nucleares

Las bombas atómicas convencionales como la de Hiroshima son bombas de fisión. Lo que hacen es incrementar la masa crítica de materiales pesados como diferentes isótopos artificiales de uranio o plutonio. Al hacerlo, los núcleos de estos átomos se vuelven inestables y se rompen, desencadenando una reacción que fragmenta a su vez los núcleos de los átomos cercanos y liberan una enorme cantidad de energía, generalmente en forma de rayos gamma.

Maqueta de la bomba de Uranio Little Boy. Foto: Wikimedia Commons La primera bomba atómica usada sobre Hiroshima (Little Boy) empleaba uranio-235 como combustible para la fisión, pero pronto los científicos se dieron cuenta que era más eficiente emplear plutonio. Estos nuevos artefactos eran mucho más complejos. La potencia de una bomba de fisión depende de la densidad del material, así que las bombas de plutonio usaban una esfera de explosivos convencionales para generar un efecto de implosión y comprimir una bola de plutonio. Esta esfera pasaba en un instante del tamaño de una pelota de tenis al de una canica. El material entraba así en masa crítica y liberaba una cantidad de energía mucho mayor. La bomba que cayó sobre Nagasaki era de plutonio.

El proceso Teller-Ulam

La idea de una bomba de fusión se barajó ya desde el Proyecto Manhattan, pero crear un artefacto de fisión resultó mucho más sencillo, por lo que el proyecto de la bomba-H no se retomó hasta 1949, fecha en la que Rusia detonó su primera bomba nuclear. El shock de saber que ya no eran los únicos en tener bombas nucleares llevó a Estados Unidos a reabrir el programa bajo la tutela del físico húngaro-estadounidense Edward Teller. El diseño de Teller no era muy eficaz, pero fue revisado y mejorado por el matemático polaco-estadounidense Stanisław Ulam.

Ambos crearon un artefacto que pone en marcha un proceso de fisión-fusión-fisión. En esencia, una bomba de este tipo combina una bomba de fisión de plutonio con una gran cantidad de combustible de fusión. El proceso, explicado a muy grandes rasgos, es el siguiente.

1. Bomba antes de explosión con sus dos etapas: La esfera de la parte superior es la etapa primaria o de fisión (la bomba nuclear convencional, para entendernos). Bajo ella está el combustible de fusión, un cilindro formado por varias capas de materiales más ligeros como el uranio-235 o el deuterio de litio En su núcleo hay también material de fisión (plutonio). Ambas etapas están totalmente suspendidas en una espuma de poliestireno.
2. Fisión: El explosivo de alta potencia detona la fase primaria, comprimiendo el plutonio hasta su masa crítica y comenzando una reacción de fisión.
3. La detonación primaria emite radiación en forma de rayos X que se reflejan dentro de la cubierta e irradian la espuma de poliestireno.
4. Fusión: La radiación convierte la espuma de poliestireno en plasma y comprime el material de la fase secundaria. A su vez, el calor de la primera fisión hace que el plutonio del núcleo del cilindro comience su fisión.
5. Comprimido y calentado, el deuterio de litio-6 de la segunda fase comienza su propia reacción de fisión. Su flujo de neutrones enciende la fisión del plutonio y la reacción en cadena se multiplica.

En definitiva, una bomba de hidrógeno lo que hace es utilizar una explosión de fisión para comprimir un combustible que en condiciones normales no sirve para la fisión pero que, por efecto del calor y la radiación, se fusiona y alcanza una masa crítica, uniéndose a la reacción nuclear principal, e incrementando exponencialmente su potencia destructiva. Por cierto, el nombre de “Bomba de hidrógeno” se debe a que el combustible de fusión (deuterio) es un isótopo del hidrógeno. Dentro de este diseño hay infinidad de variantes. Se cree, por ejemplo, que Estados Unidos dio en los 70 con un misterioso tipo de aerogel cuyo nombre en clave era Fogbank, y que sustituía con más eficacia al poliestireno que suspende las dos fases y se convierte en plasma. Todo el proceso relacionado con la creación de este supuesto aerogel es altamente clasificado.

Detonación de Ivy Mike, la primera bomba termonuclear de la historia. Explotó en el Atolón Enewetak en 1952. Foto: National Nuclear Security Administration bajo licencia Creative Commons.

Una bomba miles de veces más potente

La primera prueba de una bomba termonuclear tuvo lugar en 1952, y no ha habido muchas. Entre los países que han experimentado con ellas están Estados Unidos, Rusia, Francia, Gran Bretaña y China. La más representativa de estas explosiones es la infame Bomba del Zar, un artefacto experimental que la Unión soviética detonó en 1961 y que alcanzó los 50 megatones. La potencia de las bombas atómicas, sean del tipo que sean, se mide en kilotones. Un kilotón es el equivalente a una tonelada de trinitotolueno o TNT.Fat Boy (la bomba que cayó sobre Hiroshima) era un artefacto de 15 kilotones. La segunda bomba termonuclear (Ivy King) tenía ya 500 kilotones. La Bomba del Zar alcanzó los 50.000 kilotones o 50 megatones. Este gráfico elaborado por CNN habla por sí solo.

Por si fuera poco, la reacción de las bombas de hidrógeno no tiene límite teórico. En otras palabras, se supone que cuanto más material se utilice, mayor puede ser la detonación. Los límites son solo técnicos y éticos.

La prueba de Corea del Norte

Llegado a este punto, ¿Cómo de preocupante es que Corea del Norte haya detonado una bomba de hidrógeno? La cuestión aquí es que existen serias dudas sobre si los científicos de Pionyang realmente han creado uno de esos artefactos. El principal argumento en contra es la potencia. Los expertos de Corea del Sur estiman que la detonación registrada el 4 de enero en Kilju es de solo entre 5 y 6 kilotones, menos de la mitad de la de Hiroshima. Si realmente hubiera sido una bomba-H, la detonación debería haber sido decenas de veces mayor.

La principal preocupación es que realmente se trate de una bomba de hidrógeno, pero en miniatura. La potencia de las bombas termonucleares las hace ideales para adaptar su funcionamiento a un dispositivo pequeño (de alrededor de un metro de diámetro y una tonelada de peso) que pueda ser fijado a los misiles balísticos que Corea del Norte asegura tener. En diciembre de 2015, Kim Jong-Un ya decía que Corea del Norte tenía la tecnología para fabricar bombas de hidrógeno. Sin embargo, técnicos como John Carlson, ex-director de la Oficina Australiana para la No-proliferación de Armas nucleares, explican que es muy poco probable que el régimen de Pionyang haya logrado miniaturizar una bomba-H hasta solo 5 kilotones. Lo único claro hasta ahora es que Corea del Norte sigue siendo el único país que desafía los acuerdos internacionales y sigue realizando pruebas nuclearesdesde 1999 (ver gráfico abajo). Sobre si su última bomba es termonuclear o no, aún pasarán semanas antes de que las agencias de inteligencia logren confirmar su auténtica naturaleza. Gizmodo