U-233 y U-232 simplemente no son buenos materiales para construir incluso un arma de fisión cruda, úsalo ahora. El material es ideal para una bomba “sucia” utilizada para la contaminación radiológica de un área modesta, pero apestan para crear un arma atómica.
En primer lugar, debe obtener concentraciones muy superiores al 99% de U-233 para poder utilizarlas en un arma. Los reactores de ciclo de torio producen un producto de desecho Th / U, pero ese producto no se puede usar directamente como material fisionable. La U debe estar químicamente separada de la Th, y eso requiere un proceso sustancial, no tan malo como obtener U-235 de barras U-238 gastadas, pero aún no es algo que pueda hacer fuera de un entorno industrial. No es como si pudieras robar un par de barras de combustible usadas y procesarlas rápidamente en algún lugar de un garaje. Tanto Th como U son tóxicos, e incluso el manejo a corto plazo es peligroso, no solo por radiación, sino también por envenenamiento tóxico, de la misma manera que el manejo de productos químicos tóxicos es una mala idea a menos que esté utilizando medidas de seguridad considerables. Si el combustible contiene una cantidad notable de U-232, es un peligro radiactivo severo, no solo tóxico.
En segundo lugar, la U producida por un reactor de torio típico es un arma horrible: contiene altas cantidades de U-232, que es un contaminante. Esto es relevante porque dificulta el montaje de la masa crítica. Si bien es posible diseñar un reactor de torio para mitigar este problema (reduciendo el contaminante U-232 al U-233 en un orden de magnitud), los diseños típicos de torio específicamente NO hacen esto, para evitar el problema que plantea esta pregunta. Por lo tanto, un reactor de torio comercial producirá intencionalmente combustible de calidad de armas de mierda. Es posible reprocesar el combustible en U-233 de alta calidad, pero necesita un proceso industrial para hacerlo, no algo que se pueda hacer en un sótano o garaje.
El U-233 tiene lo que se llama un problema de “preencendido”, y “fracasará” en lugar de volverse crítico. Como cualquier organización utilizará un diseño de “arma” (como la bomba Little Boy), existe un grave problema con el uso de U-233 en dicho diseño.
El problema es que tienes que separar el material en dos grumos, ambos subcríticos, pero, cuando se juntan, están por encima de la masa crítica. En general, el mejor diseño es una división 80/20, y el uso de explosivos químicos para “arrojar” el bulto del 20% al bulto del 80%. Imagine una bala viajando por el cañón de una pistola para alcanzar un objetivo en la boca del cañón. Sin embargo, incluso pequeñas cantidades de contaminante U-232 en el pozo U-233 provocarán que se genere una gran cantidad de neutrones mientras están sentados allí, y estos neutrones en exceso causan otras reacciones en el U-232/233 cercano. En esencia, el combustible “arde” mientras está sentado allí. Esta quema, naturalmente, libera energía. El problema es que para obtener una reacción en cadena nuclear, es necesario que todas esas fisión ocurran muy juntas, en una pequeña fracción de segundo. En cambio, lo que sucede es que las diferentes partes de los dos bultos se fisionan a diferentes velocidades, lo que significa que todo el bulto no puede fisión juntos. El bulto “bala” comienza a fisionarse antes de llegar al final del barril para combinarse con el bulto objetivo. Eso es muy, muy malo si quieres que tu arma produzca algún tipo de explosión decente.
El resultado es que un diseño de pistola con U-233 tiene una fisión desigual, que, en lugar de producir una fisión agradable y eficiente de todo el bulto y una liberación masiva de energía de una sola vez, termina fisionando aproximadamente el 0.01% o menos, luego soplar el resto del bulto antes de que pueda fisión. Entonces, en lugar de un rendimiento explosivo en los 10s de kilotones, estás buscando un rendimiento de una docena de toneladas en el mejor de los casos, y un acre alrededor del sitio de detonación cubierto de uranio. O no es mejor que una típica bomba de camión diesel / fertilizante.
El plutonio tiene un problema similar, por lo que no se puede usar en el diseño típico de tipo “arma” y requiere un diseño de implosión. Los diseños de implosión son radicalmente más difíciles de lograr que un diseño de “arma”, y están fuera del alcance de las capacidades de un actor no estatal. U-233 tiene características muy similares a Pu en términos de tamaño de masa crítica, aunque tiene una tasa de emisión de neutrones ligeramente más baja.
El artículo de von Hipple y Kang es interesante, pero como ninguno de ellos es diseñador de armas o tiene experiencia en ese campo de la ingeniería, su presunción bastante insípida de que un U-233 podría convertirse en un arma de tipo arma no tiene fundamento. Incluso si eso fuera así, la pureza del U-233 tendría que ser extremadamente alta (cualquier cosa alrededor del 1% de U-232 fallaría inmediatamente) y dicha pureza solo se puede obtener de un reactor de Torio que fue diseñado específicamente para producir armas de grado U -233, e incluso entonces, tendría que ser procesado en el sitio para obtener la pureza requerida.
En resumen, cualquiera que no sea una organización altamente sofisticada con mucho dinero (por ejemplo, miles de millones), mucha capacidad industrial y mucho tiempo no podrá usar un reactor de Torio para construir un arma nuclear.
Los reactores de torio son una amenaza de proliferación para los países que buscan obtener material para ser utilizado en un diseño sofisticado de implosión. Pero simplemente no producen combustible en una forma utilizable que pueda ser robada y luego convertida en un arma clandestina.