Una arma nuclear es un explosivo de alto poder que utiliza la energía nuclear, esto incluye el vector transportador, como los misiles balísticos intercontinentales, los misiles balísticos de lanzamiento submarino y parte de la infraestructura involucrada en su manejo y operación.
La primera detonación nuclear fue realizada en la población de Alamogordo, Nuevo México, Estados Unidos el 16 de julio de 1945, como parte experimental del Proyecto Manhattan. Poco tiempo después dos bombas atómicas fueron detonadas sobre las ciudades de Hiroshima y Nagasaki, Japón lo cual no fue el principal motivo de la rendición de esta nación pero provocó un gran impacto en la misma, dando así fin a la Segunda Guerra Mundial en el tratado del Pacífico. Este evento dio inicio a lo que se ha denominado como "la era nuclear".
Las bombas nucleares se encuentran entre las armas con mayor poder de destrucción, por lo que comúnmente se les incluye dentro de la clasificación ABQ. Su radio de acción alcanza decenas o centenares de kilómetros a partir del punto de detonación. Aunado a ello, las armas nucleares producen daños asociados como la contaminación radiactiva y el invierno nuclear.
Procesado del uranio y del plutonio
En torno al 98% de los átomos de uranio que existen en la biosfera tiene un peso atómico de 238, mientras que el 1% remanente contiene el isótopo 235, por lo que se requiere separarlo físicamente para reunir las cantidades necesarias para sostener una reacción nuclear en cadena, ya que el uranio 235 es el isótopo fisible. La separación de ambos isótopos exige procesos extensos, complicados y costosos. El enriquecimiento que se llevó a cabo en el Proyecto Manhattan usó dos mecanismos, uno de separación electromagnética en un Calutrón, y otro, mediante difusión gaseosa.
El uranio que se utiliza en la fabricación de armas nucleares es altamente enriquecido (más de un 20% de uranio 235) de lo contrario sólo podría aprovecharse para su uso como combustible en reactores nucleares. El isótopo 238 que se desecha en esta fase se manipula para conseguir plutonio, y también es utilizable como protector de la radiación.
El elevado coste y el tedioso proceso del enriquecimiento de uranio alentó a los científicos a buscar otro combustible para la fabricación de artefactos nucleares. Descubrieron otro material, el plutonio 239, que se produce al bombardear neutrones lentos sobre el uranio 238 en un reactor, convirtiéndolo en un elemento más pesado. Luego de esto, el plutonio se retira de los subproductos radiactivos del uranio y se coloca en una planta de reprocesamiento.
La obtención de un solo kilogramo de uranio implica la extracción de más de un millón de kilos de mineral de uranio, puesto que una tonelada de este mineral sólo concentra algunos kilos de uranio. El procesado del uranio implica la lixiviación con ácido del mineral de uranio triturado, lo que da lugar a un aglutinado seco, purificado, calificado como pastel amarillo. La producción de metales pesados tóxicos y radiactivos (torio y radio) derivados de la trituración tienen que ser debidamente estabilizados. El denominado pastel amarillo se trata en diversas plantas que completan su idoneidad para sus distintas aplicaciones. En las plantas de enriquecimiento se lleva a cabo un procedimiento meticuloso que aparta el uranio 235 del más pesado y abundante uranio 238.
La bomba de fisión, bomba nuclear o "Bomba A"
Generaciones
Generación cero:
1ª Generación:
Dispositivos experimentales de fisión por implosión de Plutonio, también en el rango de la tonelada, capaces de liberar entre 10 y 45 Kt. Ésta fue la primera bomba que detonó, "Gadget", en el desierto de Nuevo México, así como la bomba de Nagasaki ("Fat Man") y la primera rusa, "Joe-1". Mucho más versátiles que las de fisión por disparo, especialmente en lo que se refiere a manipular la hidrodinámica de la radiación, constituyen la base de todas las armas nucleares modernas. Su tecnología es de los años '30-'40, que requiere un importante apoyo de electrónica y química compleja. Probablemente Corea del Norte tenga bombas de esta tecnología y la siguiente, e Irán, si es que finalmente construye la bomba, entre al club más o menos al mismo nivel.
2ª Generación:
Un inconveniente del Tritio es su rápido decaimiento radiactivo, por lo que desde el punto de vista militar no es conveniente (ya que luego de algún tiempo se pierde el material combustible), así que se siguió la vía de la reacción Deuterio+Deuterio en presencia de Litio (para que el Tritio se vaya formando durante el proceso), utilizando sólo un poco de Tritio al principio como combustible inicial, para comenzar la reacción.4ª Generación:
Es un paso más en el refinamiento de la Física y los diseños versátiles. El resultado son las bombas termonucleares de tamaño y peso reducido (pueden contener medio megatón en algo poco más grande que un termo de café con una pelota de fútbol encima, que viene a pesar unos 60 kg), y derivados de gran versatilidad: bomba de neutrones, de radiación residual reducida, de radiación térmica incrementada, de rayos X, de rayos ultravioleta, de fisión-fusión-fisión ("bomba sucia"), de pulso electromagnético incrementado, de hidrodinámica fluctuante, etc. Es decir, dispositivos pequeños y adaptados para cada necesidad específica, casi todos ellos termonucleares. Tecnología de los años '70-'80. Francia va por aquí, avanzando rápidamente hacia la 6ª (las nuevas cabezas para el M51 probablemente sean como mínimo "quinta y media"), seguida de cerca por los ingleses (que deben andar por la "quinta y cuarto"). Si Japón, Alemania, Holanda, Canadá o Suecia decidieran entrar al club, lo harían entre la generación 3.8 y la 5.1 aproximadamente.
6ª Generación:
La bomba de fisión, bomba nuclear o "Bomba A"
La criticidad es el punto en que una masa de material fisionable es capaz de sostener una reacción en cadena continuada. Es una función de la cantidad de masa y la densidad de la misma. La mejor configuración geométrica (al menos hasta las armas de 6ª generación) es la esfera, donde se necesitarían 52 kg de U-235, 16 kg de U-233 o 9-10 kg de Pu-239 para lograr la criticidad.
Hasta la quinta generación (ver más abajo), básicamente la construcción consistía en introducir algo más de 9 kg de Plutonio en una "esfera desmontada", normalmente dividida en secciones más pequeñas que por sí solas no tienen ni masa ni geometría adecuada para alcanzar la criticidad. Cuando se activa la bomba, se disparan dichas secciones simultáneamente contra un punto determinado, donde colapsan formando una esfera que si tiene masa y geometría suficientes para alcanzar la criticidad. A continuación se detona una capa de explosivos convencionales de onda de choque de gran velocidad (superior a 8.000 m/s) y alta simetría esférica (mezclas de RDX/TNT o nitrato de urea, por ejemplo). Por implosión, comprimen aún más la esfera (logrando un estado de súpercriticidad al incrementar el factor temperatura/densidad) y la mantienen unida durante la liberación de energía de las primeras "reduplicaciones" de la reacción en cadena (si no fuera así, la primera liberación de energía desarmaría la esfera e interrumpiría el proceso).
Los principales problemas en el diseño de este tipo de arma, están relacionados con los tiempos de inserción y, en el caso de la fisión por implosión, con la sincronicidad de los disparos (han de ser estrictamente simultáneos para que no se desequilibre el sistema).
Generaciones
Generación cero:
Dispositivos experimentales de fisión por disparo y Uranio altamente enriquecido (HEU), en el rango de la tonelada de peso, capaces de liberar entre 10 y 25 Kt (Kilotones). Ésta fue el tipo de bomba lanzada en Hiroshima, "Little Boy". Hoy en día se consideran poco más que demostradores de tecnología. Difícilmente militarizable, es muy pesada y mide dos metros y medio de longitud. Fue la bomba que hizo Sudáfrica y luego renunció a ella. También es la bomba que más fácilmente podría construir un grupo terrorista si tuviera acceso a HEU, Berilio y Polonio en cantidades suficientes, maximizando el daño si lograra algo de Cobalto (de uso hospitalario en Medicina Nuclear, por ejemplo) para hacer una capa externa que la "ensuciase".
1ª Generación:
Dispositivos experimentales de fisión por implosión de Plutonio, también en el rango de la tonelada, capaces de liberar entre 10 y 45 Kt. Ésta fue la primera bomba que detonó, "Gadget", en el desierto de Nuevo México, así como la bomba de Nagasaki ("Fat Man") y la primera rusa, "Joe-1". Mucho más versátiles que las de fisión por disparo, especialmente en lo que se refiere a manipular la hidrodinámica de la radiación, constituyen la base de todas las armas nucleares modernas. Su tecnología es de los años '30-'40, que requiere un importante apoyo de electrónica y química compleja. Probablemente Corea del Norte tenga bombas de esta tecnología y la siguiente, e Irán, si es que finalmente construye la bomba, entre al club más o menos al mismo nivel.
2ª Generación:
Dispositivos mejorados de fisión por implosión de Plutonio, en particular en lo referente a la geometría de la bomba y a la miniaturización de la electrónica. Se pueden obtener rendimientos de más de 200 Kt con pesos y dimensiones razonablemente reducidos, lo que permite militarizarlos más fácilmente y trabajar aún más con la hidrodinámica de la radiación, abriendo así paso a las siguientes generaciones. Tecnología de los años '40. Se cree que Pakistán utiliza esta tecnología. Una de sus pruebas en Chagai fue en principio del tipo "fission-boosted", pero liberó muy poca potencia.
3ª Generación: Aquí básicamente faltan los conocimientos y el refinamiento suficientes para construir una bomba termonuclear, pero se dispone de Deuterio y Tritio (isótopos del Hidrógeno) de Litio-6 y -7 suficientemente purificados. Se rodea la carga de fisión con estos isótopos ligeros y se confía en que el primer pulso de rayos X provoque un cierto grado de fusión de los mismos. Permite hacer explosivos en el rango del medio megatón con un peso y tamaño aún aptos para ser militarizables con facilidad. Tecnología de los años '40-'50. En este nivel se supone que está Israel (avanzando rápidamente hacia la 4ª generación si es que no ha llegado ya). Mordejái Vanunu, que ha estado 18 años en prisión por dar a conocer al mundo el programa militar israelí, declara que hace precisamente 18 años ya estaban trabajando en ello.
La bomba de fusión, bomba termonuclear o "bomba H"
Conforme los gobiernos invirtieron mayores recursos en el desarrollo de tecnología nuclear, surgieron dos nuevos conceptos: la bomba termonuclear (bomba H) y los misiles intercontinentales.
Con el conocimiento obtenido de las primeras explosiones, los físicos idearon una nueva clase de arma basada en las reacciones físicas conocidas más poderosas del Universo, las que se producen en el corazón de las estrellas: las reacciones de fusión nuclear.
Fusión del hidrógeno pesado (deuterio) y del tritio, utilizados en las bombas.
Se descubrió que en un recipiente conteniendo los isótopos del Hidrógeno Deuterio (2H), Tritio (3H), y litio (en sus isótopos 6Li y 7Li) se podría generar mediante fusión una serie de reacciones en serie, como por ejemplo D + D -> 3H + D -> 4He ó D + T -> neutrón + 6Li -> 4He + T que a su vez D + T, etc., liberando gran cantidad de energía en cada uno de los pasos (excepto la reacción 6, que consume energía, pero sirve para regenerar más Tritio) hasta reducirse al isótopo estable del Helio, He-4 y una gran cantidad de neutrones. Las dos últimas no son reacciones estrictamente de fusión, sino más bien neutrónicas.
Para que estas reacciones de fusión comiencen, hace falta inicialmente contar con una muy alta temperatura, del orden de los 20 millones de kelvins (que se puede obtener a base de radiación infrarroja pura o de combinaciones infrarrojo/presión/radiación de otros tipos).
Termonuclear (bomba de fusión o "bomba H"). Requiere un manejo extremadamente afinado de la Física, la Química y la Metalurgia Especial, se debe disponer de técnicas de ultrapurificación de tritio, deuterio, litio-6 y litio-7, y se debe disponer de dispositivos de fisión lo bastante pequeños y versátiles como para utilizar una pequeña bomba A (llamada "primario") para "encender la mecha" de un contenedor de isótopos livianos que fusionan (llamado "secundario"): la misma reacción que se produce en las estrellas. En principio no existe límite teórico sobre lo que se puede lograr con esta tecnología. Los rusos llegaron a hacer una demostración que llegaba a 100 m, la Bomba del Zar (aunque en la prueba la rebajaron a 50, para aprovechar y hacer otras pruebas de física de alta energía, así como evitar la lluvia radiactiva masiva que se hubiese producido). Con esta tecnología se fabricaron las grandes bombas multimegatónicas de la Guerra Fría. Cuatro armas de estas características cayeron sobre España en 1966 durante el incidente de Palomares. Tecnología de los años '50-'60. En esta etapa están India y China.
5ª Generación: Es un paso más en el refinamiento de la Física y los diseños versátiles. El resultado son las bombas termonucleares de tamaño y peso reducido (pueden contener medio megatón en algo poco más grande que un termo de café con una pelota de fútbol encima, que viene a pesar unos 60 kg), y derivados de gran versatilidad: bomba de neutrones, de radiación residual reducida, de radiación térmica incrementada, de rayos X, de rayos ultravioleta, de fisión-fusión-fisión ("bomba sucia"), de pulso electromagnético incrementado, de hidrodinámica fluctuante, etc. Es decir, dispositivos pequeños y adaptados para cada necesidad específica, casi todos ellos termonucleares. Tecnología de los años '70-'80. Francia va por aquí, avanzando rápidamente hacia la 6ª (las nuevas cabezas para el M51 probablemente sean como mínimo "quinta y media"), seguida de cerca por los ingleses (que deben andar por la "quinta y cuarto"). Si Japón, Alemania, Holanda, Canadá o Suecia decidieran entrar al club, lo harían entre la generación 3.8 y la 5.1 aproximadamente.
6ª Generación:
Cargas termonucleares de tamaño hiperreducido con geometrías complejas (que por ejemplo reducen la cantidad de Plutonio en el primario de 9 kg a escasamente 4 kg), fuentes neutrónicas miniaturizadas, lentes de no-materia, ausencia de pusher/tamper y centelleador de geometría avanzada con sólo unos cientos de gramos de Plutonio. Se trata de armas típicamente de potencias no muy altas porque la precisión de los misiles modernos no lo requiere; de todas formas, la potencia es variable y puede ser reprogramada antes del lanzamiento entre décimas de kilotón y varios megatones; diseños con plásticos, composites y cerámicas en vez de metales y con geometrías especiales para contribuir a la "invisibilidad" (furtividad) del vehículo de reentrada; todo ello manteniendo la versatilidad de derivados que ya vimos en la quinta. Tecnología de los años '90. A este nivel sólo llegan actualmente los Estados Unidos y Rusia.
La bomba de pulso electromagnético o "Bomba Arcoiris": El pulso electromagnético o EMP en sus siglas en inglés es un efecto secundario descubierto con las pruebas atómicas. Se vio que tras una explosión nuclear se dañaban e inutilizaban todos los aparatos electrónicos en un cierto radio de acción. La mayor radiación gamma, sobre todo, es altamente penetrante e interactúa con la materia irradiando e ionizándolo todo, incluido el propio aire circundante. La radiación gamma se consume enseguida y crea un campo electromagnético zonal de kilómetros de diámetro.
Las posibilidades de este fenómeno son inmensas. Los ingenieros militares se dieron prisa en desarrollar artefactos que maximizaran dicho efecto. Una bomba EMP detonada cerca de fuerzas enemigas dejaría todas sus defensas y contramedidas en tierra, inmovilizadas y más teniendo en cuenta que hoy día la ventaja que confiere la electrónica a los ejércitos modernos es vital. Esta ventaja con el EMP se torna en su contra o simplemente se anula. Pero esta no es la única estrategia posible. Existe lo que se llama ataque de pulso electromagnético de gran altitud o HEMP, capaz de paralizar un continente entero con un solo disparo (ver más abajo).
Lógicamente, muchos sistemas de arma e instalaciones militares modernos incorporan protecciones contra el EMP. No obstante, tales protecciones son complejas, se deterioran rápidamente con el tiempo y no se ha establecido su eficiencia ante el fallo generalizado de todas las infraestructuras civiles y militares circundantes. Se han descrito numerosos escenarios en que estos sistemas o instalaciones protegidos se transforman en los llamados islotes tecnológicos, que pierden su eficiencia o van dejando de operar conforme agotan sus medios para el funcionamiento autónomo (combustible, baterías, repuestos, sistemas anexos, tripulaciones de refresco, etc).
Potencias nucleares (en construcción)Estados Unidos:
EE.UU. es el poseedor de los mayores arsenales de armas de destrucción masiva del mundo, y el único que ha utilizado alguna vez armas nucleares en la práctica, contra las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki (6 y 9 de agosto de 1945). Dispone actualmente de 534 misiles balísticos intercontinentales (ICBM) de los modelos Minuteman III y Peacekeeper; 432 misiles balísticos de lanzamiento submarino (SLBM) Trident C4 y D5 (desplegados en los 17 submarinos clase Ohio); y aproximadamente dos centenares de bombarderos nucleares de largo alcance, entre los que se cuentan 16 "invisibles" del tipo B-2. El total de cabezas nucleares desplegadas podría oscilar, según fuentes, entre 5.000 y 10.000.
Rusia:
La Federación Rusa, heredera nuclear de lo que fuera la URSS, conserva una fuerza nuclear muy respetable pero en un estado desconocido, probablemente bajo, de mantenimiento y conservación. Se tiene la seguridad de que algunos elementos muy importantes de esta fuerza, como es el caso de ciertos submarinos y bombarderos, están fuera de servicio. Conserva con toda seguridad las siguientes fuerzas nucleares estratégicas: 450 ICBM de los modelos SS-18 mods. 4, 5 y 6, SS-19 mod. 3, SS-24, SS-25 y SS-27; al menos 17 submarinos lanzadores de SLBM de las clases Delta III, Delta IV y Typhoon, con en torno a 200 misiles SS-N-20, SS-N-23 y SS-N-18; y bombarderos nucleares supersónicos del tipo Tu-160. El número de cabezas actualmente desplegadas y operacionales en correcto estado de mantenimiento podría oscilar entre un mínimo de 1.500 y un máximo de 3.500. Rusia ha hecho un gran esfuerzo económico para mantener su tecnología y potencia nuclear militar, ante la práctica imposibilidad de defenderse por medios convencionales. Es conocido que la columna vertebral de la defensa rusa de hoy en día está sustentada casi exclusivamente en las armas nucleares. La más reciente adquisición del arsenal Ruso es el ICBM Misil SS-27 Topol M capaz de evadir Escudos Antimisiles y su ojiva puede alcanzar mach 4 o 5 al descenso.
Francia:
Francia ha desmantelado todas sus fuerzas nucleares con base en tierra (force de frappe) que mantenía en la meseta de Albión, al norte de Marsella, y actualmente la columna vertebral de su fuerza atómica se halla en sus submarinos (force stratégique océanique). Dispone de misiles SLBM/MRBM de los tipos M4B, M45 y M51 en sus submarinos de las clases L'Inflexible y Triomphant. Adicionalmente, disponen de un número desconocido de misiles aire-superficie de alcance intermedio ASMP con cabeza nuclear para su comando estratégico aéreo formado por aviones Dassault Mirage 2000 en los modelos 2000N/2000D y Dassault Rafale.
China:
El estado de las fuerzas nucleares chinas podría calificarse de "evolutivo". No parece que pongan gran interés en desplegar grandes cantidades de armas, sino que más bien parecen estar experimentando con lo que tienen. En todo caso, China dispone de al menos 24 misiles ICBM del tipo DF-5 con cabezas singularmente potentes (lo que arrojaría dudas sobre su precisión), y está terminando de trabajar con el nuevo DF-31/DF-41. Además dispone de 24 misiles MRBM/SLBM en sus submarinos clase Xia, y de un número probablemente elevado de cabezas para uso táctico en misiles de corto alcance y aviones. Se asume que un cierto número de unidades de su fuerza aérea está preparada para emplear armamento nuclear. El total se estima entre un mínimo absoluto de 70 y un máximo de "varios centenares" de cabezas nucleares operativas y desplegadas.
Reino Unido:
Al igual que Francia, el Reino Unido ha optado por mantener su fuerza nuclear en el mar y en los bombarderos. En teoría dispone de submarinos estratégicos clase Vanguard, armados con misiles Trident D-5. Adicionalmente, podría disponer de algunas bombas y misiles de corto alcance con cabeza nuclear para los cazabombarderos Panavia Tornado GR.4. Se le calcula un máximo de 250 cabezas nucleares desplegadas y operacionales. Los EE.UU. suministraron al Reino Unido la tecnología para fabricar una bomba termonuclear. Hasta tal punto es así que la primera bomba H inglesa, llamada Yellow Sun Mk1 (detonada en noviembre de 1957), era idéntica a uno de los "diseños de emergencia" del programa estadounidense mencionado anteriormente. A partir de 1958, el Reino Unido adoptaría simplemente copias idénticas del modelo estadounidense Mk-28, con un megatón de potencia, que constituirían el núcleo de las fuerzas nucleares británicas hasta 1972 (cuando fueron reemplazadas por las actuales WE-177 de "cuarta generación y cuarto". Está en estudio una nueva cabeza de "quinta generación y cuarto".
India:
India no dispone actualmente de misiles de largo alcance para su fuerza nuclear, si bien la existencia de un programa espacial propio invitaría a pensar en que el proyecto del ICBM Surya está en marcha. Se le calcula un máximo de 200 cabezas nucleares en sus misiles Prithvi y Agni, éste último con 2.000 km de alcance. India dispone además de aviones rusos y franceses que podrían librar bombas atómicas con pequeñas modificaciones, como el MiG-27, aunque en principio no existirían mayores inconvenientes en alterar algunos elementos de su fuerza aérea compuesta por Sujoi Su-30MKI, MiG-29 y Mirage 2000 para lanzar diversos tipos de proyectiles atómicos.
Después de un larguísimo período sin pruebas nucleares, y manteniendo los preparativos secretos para todo el mundo (las técnicas para ocultar cosas a los satélites han mejorado mucho en las últimas décadas), India realizó su primera prueba termonuclear, llamada "Shakti-1" a las 10:13 del 11 de mayo de 1998. La potencia no superó los 30 Kt, hubo un fallo parcial del secundario. Esta y otras 4 pruebas de fisión dispararon la decisión pakistaní de realizar sus pruebas nucleares con armas de fisión, dos semanas después.
Israel:
Israel ha declarado tener armas nucleares, pero al no dejar entrar las salvaguardias de la OIEA en su país nunca se comprobó esto. Las declaraciones de algunos de sus dirigentes, como por ejemplo las del Primer Ministro Ehud Ólmert,[2] daban a entender claramente que sí que poseían e incluso los Estados Unidos reconocen que las tienen.[3] A finales de los años '90 la comunidad de inteligencia estadounidense calculaba que Israel disponía de entre 75 y 130 armas nucleares para su aviación y sus misiles basados en tierra Jericó-1 y Jericó-2. Actualmente se cree que tiene entre 100 y 200 cabezas nucleares desplegadas y operacionales, aunque algunas fuentes elevan la cifra a 400. Israel podría disponer de al menos 12 misiles de crucero de alcance intermedio con cabeza nuclear del tipo Popeye Turbo (sic), instalados en uno de sus submarinos Dolphin de fabricación alemana.
