¿Cuál es la explosión nuclear más pequeña jamás realizada?

Answer 1

Tal vez la pregunta tenía la intención de ser “¿Cuál es el arma nuclear más pequeña que se haya fabricado?”. Si es así, varias respuestas abordan que, aunque dependen de lo que puede clasificarse como una explosión, las “explosiones” nucleares ocurren a escalas mucho más pequeñas.

Por ejemplo, solo una desintegración radiactiva podría considerarse como una explosión, ya que parte del núcleo se expulsa con cierta cantidad de energía, medida en megavoltios de electrones (MeV). Las partículas alfa liberadas generalmente tienen una energía cinética de 5 MeV, las partículas beta pueden tener un promedio de 0.1 MeV o hasta 2 MeV, mientras que un fotón gamma emitido debido a la desintegración radiactiva podría promediar aproximadamente 0.2 MeV con hasta 10MeV.

Un evento de fisión que expulsa varias partículas y que a veces puede suceder de forma esporádica, pero puede lograrse mediante la creación de un entorno con muchos neutrones libres (es decir, un reactor nuclear), expulsa muchas más partículas y libera mucha más energía. Por ejemplo, cuando el uranio-235 absorbe un neutrón, la energía liberada es de aproximadamente 200 MeV.

Sin embargo, incluso se producen “explosiones” más pequeñas cuando la materia y la antimateria se combinan y se aniquilan entre sí, liberando dos (o más) fotones de alta energía. Por ejemplo, cuando un electrón y un positrón se combinan, se aniquilan creando fotones. Un par de fotones creados por este medio tienen energías de 0.5 MeV cada uno. Por la medida de ambos, el pequeño tamaño de las partículas involucradas es de aproximadamente 2,82 femtómetros (el radio clásico de un electrón, el tipo de radio de ‘campo electromagnético’, nadie ha medido realmente el radio exacto de un electrón) y la relación de energía liberada En relación con la masa utilizada para crear esa liberación, una aniquilación de electrones-positrones tiene que clasificarse como “la explosión más pequeña”.

Answer 2

Las pequeñas explosiones de fusión pura tienden a descontarse porque hasta ahora nadie ha producido con éxito un dispositivo de fusión pura con un rendimiento significativo.

Fusion tiene muchas ventajas significativas para producir explosiones de fusión pura muy pequeñas:

1) La fusión no requiere un requerimiento de masa crítica, todo lo que requiere una reacción de fusión es que se cumplan las condiciones adecuadas (temperatura, densidad plasmática y tiempo de confinamiento) para apoyar la fusión. Como resultado, se pueden construir dispositivos de fusión muy pequeños.
2) Los combustibles de fusión están ampliamente disponibles en el espacio. El hidrógeno (y el deuterio) es el elemento más abundante en el universo, completamente 10 ^ 10 veces más abundante que cualquier combinación de combustibles de fisión.
3) Cuando la fusión no funciona, tiende a encenderse, y los accidentes graves y la fusión no tienden a ocurrir
4) Los neutrones rápidos producidos a partir de la fusión son algo más fáciles y más rentables de proteger. Una combinación de material High-Z como el bismuto cargado como un polvo en plástico polivinílico HPDE Borated ligero y económico es eficaz para detener los neutrones y es más liviano que el plomo requerido para el blindaje gamma. El HPDE se puede moldear fácilmente en cualquier forma que se desee formando blindaje sin espacios, lo que proporciona una excelente seguridad para el operador.

Si bien los dispositivos de fusión pura no se han demostrado hasta ahora, ahora se puede revelar que durante la guerra fría, Estados Unidos hizo un esfuerzo bien financiado y bien dirigido para desarrollar dichos dispositivos. El DOE publicó en 2001 el siguiente documento:

DECISIONES DE DECLASIFICACIÓN DE DATOS RESTRINGIDAS DE 1946 AL PRESENTE

http://www.fas.org/sgp/othergov/ …

y contenidos en la sección C de ese documento están los siguientes hechos:

Información sobre el programa de fusión pura del DOE:

(1) Hecho de que el DOE realizó una inversión sustancial en el pasado para desarrollar un dispositivo explosivo experimental de fusión pura

(2) Que Estados Unidos no tiene y no está desarrollando un arma de fusión pura; y

(3) Que ningún diseño creíble para un arma de fusión pura resultó de la inversión del DOE. (98-15)

Nota: El punto 3 puede ser disputado.
ICF fusion es actualmente controlador limitado.
En este momento no es posible construir un láser o acelerador de partículas lo suficientemente grande como para llevar un pequeño plasma de deuterio-tritio a las condiciones de fusión. Una vez que se dispone de un controlador de fusión adecuado, se demuestra que la fusión ICF funciona y produce energía neta [2].

La fusión impura producida a partir de ensamblajes de fusión por fisión funciona de manera rutinaria (y desde 1952 – prueba de Ivy Mike) produciendo energía de fusión bajo demanda. Los modernos ensambles pequeños de fusión por fisión que usan Fusion-> Fission-> Fusion han sido diseñados para usar tan solo 0.25 gramos de fisible y solo un par de gramos de fluido criodeuterio-tritio para producir explosiones de fusión ultra limpias de 100 GJ (la energía aproximada producida al quemar 779 galones de gasolina) [1].

NIF es uno de los experimentos de fusión por confinamiento inercial puro más avanzados de Estados Unidos. Se han producido miles de disparos NIF que han producido pequeñas explosiones de fusión controlada. Las explosiones más enérgicas en NIF han producido un rendimiento energético de alrededor de 27 kilojulios (o la cantidad de energía que se produciría al quemar aproximadamente una décima parte de una cucharadita [o 0,78 mililitros] de gasolina).

A continuación se muestra un gráfico del rendimiento de energía explosiva de los últimos disparos de fusión pura NIF.

Tenga en cuenta que muchas de las inyecciones NIF enumeradas en el gráfico anterior en el lado izquierdo de la trama del año 2011 muestran menos de 1 kilojulio de energía explosiva producida por la inyección de fusión pura (y esta es una explosión de fusión muy pequeña).

[1] – Una tercera vía hacia la liberación controlada de energía nuclear por fisión y fusión por F. Winterberg
http://www.znaturforsch.com/aa/v …
[2] – Durante la guerra fría, Estados Unidos realizó una serie de experimentos nucleares subterráneos llamados Halite-Centurion. Halite-Centurion demostró con éxito (repetida y reproduciblemente) la ignición por fusión ICF completa de pequeñas esferas llenas de combustible de deuterio-tritio utilizando rayos X desde una línea de visión hasta un dispositivo de fisión experimental montado remotamente.
Documentos de origen (con enlaces cuando sea posible) –

Artículo del NY Times publicado en el momento de las pruebas de campo de Halite-Centurion: el avance secreto en la fusión nuclear provoca una disputa entre los científicos

El siguiente documento contiene lo que John Lindl pudo publicar públicamente con respecto a Halite-Centurion ICF por el DOE

“Desarrollo del enfoque de impulso indirecto para la fusión por confinamiento inercial y la base de la física objetivo para la ignición y la ganancia”. John Lindl Página: 3937. AIP Física del plasma. Instituto Americano de Física, 14 de junio de 1995.

http://hifweb.lbl.gov/public/Sha …

Answer 3

No hay límite inferior. Un incidente de ensamblaje crítico es, en esencia, una pequeña explosión nuclear, con un rendimiento en el rango de gramos de TNT equivalente. Debido a que la energía más baja es, la más grande es la fracción que se libera como radiación en comparación con todas las otras formas (destello y explosión), estos pequeños eventos son casi 100% de radiación. Parece un ligero sonido de aplauso (o incluso ningún sonido), un flash azul / violeta como máximo tan brillante como el flash de la cámara de un teléfono inteligente, o en muchos casos, ninguna o poca manifestación visual, y un aviso mortal corriente de radiación invisible que mata a todos en horas o días. También ayuda a que el aire absorba muy bien los neutrones, por lo que en las cercanías (a pocos metros) de la fuente son mucho más intensos de lo que podría sugerir una simple ley de escala de raíz cuadrada.

unos pocos Gy de radiación son suficientes para matar a una persona, unos 10s de Gy son suficientes para matar en unos pocos días y unos 100s, en horas o minutos. Un Gy es 1 joule por kg de rayos gamma absorbidos … así que si el cuerpo absorbe aproximadamente 1/3 de los neutrones que fluyen a través de él, con un grosor promedio de 30 cm, significa que solo 10 gramos de TNT equivalente (42KJ) son suficientes para matar personas en 1 metro de radio con confianza.

Answer 4

El arma más pequeña jamás desplegada por los EE. UU. Fue la munición de demolición atómica: Wikipedia, que tenía un rango de “marcar un rendimiento” de .010 kiloton a .10kt.

Fue diseñado para usarse durante cualquier conflicto potencial en Europa para destruir ubicaciones fijas como puentes, aeródromos y vertederos de suministros. También se iba a utilizar en ciertas áreas de la RFA que estaban en riesgo inmediato de un asalto de armadura soviética en masa como el Fulda Gap.

Se cavaron agujeros reales a lo largo de la frontera entre alemanes donde se colocaron. Si se produce un ataque soviético, simplemente se detonaron y, por lo tanto, atacaron a la fuerza de ataque.

Answer 5

Creo que la cabeza nuclear más pequeña jamás desplegada sería la cabeza nuclear Mk 54 para el Davy Crockett.

El Davy Crockett era básicamente una bazuca con punta nuclear. Tenía un alcance operativo de entre 2 y 4 kilómetros. El rendimiento del Mk 54 fue de entre 10 y 20 toneladas y pesaba 51 libras. A modo de comparación, Little Boy que se dejó caer en Hiroshima tuvo un rendimiento de 15 000 toneladas.

El Davy Crockett fue desplegado en un trípode o montado en un jeep. Tenía una tripulación de tres hombres que estuvo operativa en el arsenal de EE. UU. Desde 1961 hasta 1971.

Un disparo de prueba, Little Feller I, el 17 de julio de 1962 fue detonado a 2,7 kilómetros del lanzador. Esta prueba fue la última prueba nuclear atmosférica en los terrenos de prueba de Nevada.

Answer 6

La bomba nuclear desplegada más pequeña y conocida era la W54, que tenía un rendimiento de explosión equivalente a entre 10 y 20 toneladas de TNT (en el vecindario de 1/1000 del poder de las bombas utilizadas en Hiroshima y Nagasaki).

Originalmente fue diseñado para el sistema de armas Davy Crockett, un arma nuclear táctica de bajo rendimiento y portátil, pero la ojiva se desarrolló aún más (y con mayores rendimientos, aunque todos por debajo de 1 kilotón) para misiles tierra-aire, el AIM-26 Falcon misil aire-aire (el único AAM guiado con capacidad nuclear desplegado por los EE. UU.), Y municiones para lanzar desde aviones tácticos supersónicos.

La ojiva se probó en las pruebas nucleares de “Little Feller”, que dieron como resultado rendimientos de explosión estimados de 16 toneladas equivalentes de TNT. Eso es aproximadamente 1/6 del rendimiento equivalente de la “prueba de 100 toneladas” con explosivos convencionales que precedieron a la primera explosión nuclear del mundo.

Aquí hay imágenes de la prueba “Little Feller”, que muestra al Davy Crockett en acción:

En algún lugar alrededor de 3000 W54 y sus variantes se construyeron entre 1961 y 1966. El retiro de la ojiva comenzó en 1967, y la mayoría quedó fuera de servicio en 1972, y la última en 1989.

Answer 7

La cabeza de guerra más pequeña presentada fue la W-54Y2 Mod.1 que tuvo un rendimiento de 0.01 kt (10 toneladas de TNT equivalente).

La Unión Soviética desarrolló una bala nuclear basada en California con un rendimiento de 10 toneladas de TNT. Pero estas balas resultaron ser extremadamente engorrosas. Necesitaban refrigeración criogénica.

Hasta donde yo sé, 10 toneladas es el rendimiento más pequeño posible.

Answer 8

El más pequeño que conozco ocurrió dentro de una centrífuga en Los Alamos MN. Intenté buscarlo en Google, pero no pude encontrar nada que considerara confiable.

Había una centrífuga en un laboratorio que se usaba para separar el plutonio, entre otras cosas. Se suponía que debía limpiarse entre cada uso. Una vez no lo fue y tenía suficiente para que cuando se iniciara se lograra una masa crítica y las tres personas en el laboratorio murieran. Como estaba tan flojo, la explosión inicial fue muy pequeña y relativamente contenida, sin capacidad para sostenerse.

Los rumores eran que dos de los técnicos estaban casados ​​entre sí y que la esposa estaba teniendo una aventura con el tercero. El esposo se enteró y fue descuidado o lo hizo a propósito en un intento de matar a los otros dos. Como no sobrevivió, es difícil descubrir la verdad.

Ese fue uno de los accidentes nucleares cubiertos en una de mis clases de Protección Radiológica a principios de los 90.

Answer 9

Cf-251 es la respuesta.

Un artículo titulado “Hechos y falacias de la Tercera Guerra Mundial” en la edición de julio de 1961 de la revista Popular Science decía “Una bomba atómica de California no tiene por qué ser más grande que una bala de pistola. Podrías construir un disparador manual de seis disparos para disparar balas eso explotaría en contacto con la fuerza de 10 toneladas de TNT “.

Por supuesto, es un poco de aumento, pero aún así Cf-251 es un buen candidato para la explosión “nuclear” más pequeña, al contrario de “termonuclear”, que se realizan de forma rutinaria en instalaciones láser como Livermore NIF o Sandia Labs.

Answer 10

Las explosiones nucleares pueden hacerse arbitrariamente pequeñas, desencadenando la explosión con una pequeña inyección de antiprotones. No es exactamente tecnología convencional, pero se ha realizado alguna investigación física sobre esta técnica. El interés principal es la propulsión nuclear impulsada por antimateria, para construir versiones a pequeña escala de las sondas espaciales del Proyecto Orion (propulsión nuclear).

Los antiprotones son increíblemente difíciles de producir en una cantidad significativa, pero hay otras propuestas, por ejemplo, se ha descubierto un conjunto significativo de antiprotones atrapados en el campo magnético de la Tierra; vea Investigadores que prueban la existencia del cinturón de radiación antiprotón alrededor de la Tierra

Answer 11

En principio, un arma nuclear puede ser manipulada para “fracasar” con un rendimiento arbitrariamente bajo. Es más una cuestión de si desea desperdiciar el material nuclear que podría usarse para una explosión de mayor rendimiento. Por ejemplo, el famoso arma táctica “Davy Crockett” estaba en la práctica a medio camino entre una verdadera bomba nuclear y una bomba sucia, y era más eficaz como fuente de radiación inmediata que un explosivo. A menudo se toma un kilotón como límite inferior para un explosivo nuclear práctico.

Answer 12

Agregaría a la respuesta de George Gonzalez que las ojivas de marcación de rendimiento se despliegan con rendimientos de hasta 475 kt y que las armas de rendimiento seleccionables han entrado en el rango de Megaton. (inserción física de depósitos de tritio más grandes).

Answer 13

No sé la respuesta, pero hace unos años hubo mucha atención dada la pregunta de cuánto material sería la cantidad mínima requerida para hacer una bomba atómica. Algo en el rango de 16 libras fue la respuesta dada. Eso suponía varias cosas: principalmente todo estaba disponible como material de grado de armas que se podía recoger en un lugar y otros que no recuerdo.

Answer 14

Las bombas típicas de rendimiento de marcación van de 0.1 a 5 kilotones.

Ha habido muchas pruebas de seguridad y fallas que inesperadamente cedieron de una libra a unas pocas toneladas. Se suponía que las pruebas de seguridad tenían un rendimiento cercano a cero, se suponía que las fizzles producían mucho más.