Este ha sido llamado el “límite de Taylor” después de un artículo en Scientific American: armas nucleares de tercera generación , Scientific American, 4/1987, pp. 30-39) por el físico Ted Taylor, quien citó este valor como un límite práctico. Calcular los pesos y rendimientos reportados de dispositivos de prueba y armas conocidos confirma que ningún dispositivo conocido excede esto.
La razón del límite parece ser los límites de eficiencia que existen al tratar de comprimir una capa gruesa de combustible de fusión sin calentarla (lo que limita la compresión y, por lo tanto, la velocidad de combustión) en el tiempo disponible antes de que la bomba se desmonte, y la manipulación de fusión práctica para relaciones de masa de combustible de fusión en un dispositivo compacto. La cantidad de fusión que puede obtener para una masa dada de manipulación de fusión limita la relación rendimiento de la bomba a peso.
Como mencionas, hay evidencia de que se puede superar.
Y aquí, por primera vez en impresión pública en cualquier lugar, les diré cómo funciona el diseño que el documento de 1963 alude.
- ¿Es una cuestión de ‘cuándo’ en lugar de ‘si’ los jugadores de poder del Medio Oriente que no sean Israel obtienen armas nucleares?
- ¿Qué significa o implica el término disuasivo nuclear?
- ¿Podría un terrorista usar un arma nuclear si pudiera obtener una?
- ¿Por qué los EE. UU. Y la URSS tenían decenas de miles (300k cada uno) de armas nucleares cuando solo unos pocos cientos habrían sido suficientes para destruir el otro país? ¿Cuál fue la razón de tener tantos?
- Si Rusia no tuviera armas nucleares, ¿serían tan agresivas con Ucrania?
Al final del período de prueba atmosférica, la investigación sobre cómo hacer explosiones de fusión muy pequeñas (el primer trabajo en fusión por confinamiento inercial) estudió el esquema de compresión óptimo para las implosiones de combustible de fusión.
Para obtener la compresión de combustible de fusión más eficiente, debe comprimir el combustible con una presión de conducción que aumenta exponencialmente. El problema es que la velocidad de la onda de presión depende de la presión, por lo que la fase larga de baja presión tarda mucho en transitar hacia el centro de la masa de combustible. Si lleva mucho tiempo, el primario de fisión explota la bomba antes de que se complete la implosión.
La forma en que los objetivos de fusión ICF lo hacen es usar una capa delgada de combustible (por lo tanto, la masa de combustible es principalmente un espacio vacío) y un rayo láser cuidadosamente ramificado. La carcasa del combustible se comprime altamente justo al comienzo de la implosión, y permanece así durante el colapso de alta velocidad hacia el centro.
Entonces, el físico de Lawrence Livermore que realiza esta investigación, John Nuckolls, diseñó dispositivos de prueba que funcionan de la misma manera (aunque esto fue antes de que se hubiera realizado cualquier trabajo experimental de fusión por láser). El diseño del dispositivo se llamaba RIPPLE (supongo que debido a la función de onda de presión). . Hay una grabación de audio del presidente Kennedy que se informó sobre este avance en julio de 1962, aunque se recortan 35 segundos donde se describen los detalles técnicos.
Se usó lentamente una gran cubierta esférica delgada de combustible de fusión y una barrera de energía que inicialmente filtró energía en la caja de radiación.
Este enfoque se probó por primera vez en la toma Pamlico (3.9 megatones) de la Operación Dominic el 11 de julio de 1962. Una versión más sofisticada, RIPPLE II, se probó en la toma Androscoggin de la Operación Dominic el 1 de octubre de 1963 que fracasó debido a un error de diseño . Después de una modificación apresurada, el diseño se volvió a probar en el disparo Housatonic, que dio un rendimiento de 8,3 megatones el 30 de octubre. La relación YTW para este último disparo fue de 2,56 kt / kg, pero no representaba todo el potencial del enfoque de diseño (y por lo tanto la posibilidad de una ojiva de 35 Mt en un Titán II). Los diseños probados aún eran preliminares y se habían desarrollado con recursos limitados en un horario muy apresurado para llevarlos a la serie Dominic antes de que se cerrara.
Sin embargo, esta tecnología nunca se incorporó a un arma. ¿Por qué? Porque requiere un dispositivo de gran volumen. Los modernos RV ICBM son conos en forma de aguja, con un volumen muy limitado, por lo que viajan rápidamente en la atmósfera, y los misiles de crucero también tienen diámetros limitados.
Las ojivas múltiples en misiles de crucero, o ICBM MIRVed, usan energía explosiva de manera más eficiente que las explosiones individuales gigantes, y son más flexibles y versátiles, por lo que esta es la dirección en la que los sistemas de armas nucleares han evolucionado. Las ojivas modernas en realidad solo tienen proporciones de ~ 2 kt / kg porque hay cosas más importantes en el diseño que cuánta explosión para cuánto peso de la ojiva (capacidad de supervivencia, seguridad, múltiples opciones de fuzing, rendimiento variable, etc.).
[El vínculo entre la investigación LLNL ICF y la serie de pruebas Dominic solo se publicó en los últimos años.]