¿Existe un límite inferior teórico sobre el rendimiento de una bomba nuclear?

Answer 1

Hay un límite práctico de aproximadamente 10 diez toneladas de TNT equivalente. Compare eso con rendimientos de alrededor de 12 a 23 mil toneladas de TNT equivalentes para las primeras tres bombas que detonó Estados Unidos. Entonces, puedes hacer una bomba de fisión con menos de 1/1000 de la energía de la prueba Trinity. Este límite práctico podría no ser un límite físico difícil si estuvieras absolutamente decidido a bajar, pero obtener rendimientos más bajos probablemente significaría hacer muchas nuevas investigaciones e ingeniería difíciles con poca motivación para hacerlo.

Una vez, los EE. UU. Tenían un arma táctica muy pequeña llamada Davy Crockett: podía ser transportada por infantería y disparada con un pequeño rifle sin retroceso, y un arma similar podía llevarse en una mochila como carga de demolición, con un rendimiento de hasta un kiloton . Wikipedia tiene artículos sobre el Davy Crocket y sobre el diseño W54 que utilizó, el último artículo menciona que su rendimiento más bajo de 10 toneladas es aproximadamente dos a cuatro veces más poderoso que el camión bomba terrorista de la ciudad de Oklahoma.

Hay razones racionales para preocuparse por tales armas. Primero, tener armas nucleares de muy bajo rendimiento puede aumentar la tentación de comenzar a usar armas nucleares en un conflicto no nuclear. En segundo lugar, gastamos mucho dinero en misiles antibalas, pero estas armas nos recuerdan que en su lugar podrían ser introducidas de contrabando y detonadas, sin una trayectoria de cohete que apunte hacia la nación culpable.

Tenga en cuenta también que las bombas nucleares pueden explotar fácilmente: pueden explotar antes de que la reacción en cadena tenga la oportunidad de despegar realmente. En particular, las cargas conformadas que comprimen el núcleo deben fabricarse con gran simetría y precisión, y todas las cargas deben detonarse esencialmente de manera simultánea. El plutonio impuro también puede causar un fizzle. La primera prueba de Corea del Norte puede haber sido un fracaso parcial.

Answer 2

La ojiva W54 tenía un rendimiento equivalente de tan solo 10 toneladas de TNT.

Es probable que esto se acerque al límite inferior para las ojivas ‘prácticas’, y el W54 nunca se usó ya que las bombas convencionales podrían usarse sin consecuencias políticas.

El BLU-82B “Daisy Cutter” tenía un rendimiento equivalente de aproximadamente 7.5 toneladas de TNT en una bomba de 6.8 toneladas.

El GBU-43 / B “MOAB” tiene un rendimiento equivalente a 11 toneladas de TNT en una bomba de 10 toneladas. Que, aunque unas 439 veces más pesado que el W54, no tiene consecuencias para usarlo, ya sea político o radiactivo.

¿Sería posible hacer una ojiva nuclear de menor rendimiento? Si. ¿Sería práctico? Probablemente no.

El desafío consistiría en hacer que una cantidad menor de material fisible alcance la masa crítica. La ingeniería sería posible, pero llegaría a un punto en el que los explosivos convencionales necesarios para inducir una masa crítica serían mayores que el rendimiento esperado.

Answer 3

Varios factores influyen en la masa crítica para un elemento fisionable, pero de todas las lecturas que he hecho, ese límite teórico mínimo absoluto sería ~ 11 Kg de Pu239.

Para que esta pequeña cantidad de plutonio funcione realmente, tendría que ser extremadamente pura (como 99.999% Pu 239) tendría que estar rodeada por un reflector de neutrones muy eficiente (como el berilio) y tendría que ser aplastada muy eficientemente desde un hueco esfera a una pequeña esfera sólida por implosión de alta velocidad.

El dispositivo real más pequeño conocido fue el rifle sin retroceso W-54 Davy Crocket que utilizó ~ 16 Kg de Pu239 y produjo un rendimiento de aproximadamente 20 toneladas de TNT (aproximadamente 1000 veces menos potente que la bomba de Nagasaki).

Aunque la porción de plutonio de este dispositivo era de ~ 16 Kg, el reflector, los explosivos de implosión, la electrónica, la carcasa, etc. elevaron el peso de la ojiva hasta aproximadamente 27 Kg.

Curiosamente, la ojiva de 27 Kg fue lanzada por un rifle sin retroceso que no impulsó la ojiva lo suficientemente lejos como para llevar al usuario fuera de la explosión letal y el radio de radiación, por lo que a menos que lo haya disparado sobre una colina o desde un desfiladero, su oportunidad de sobrevivir su uso fue bajo.

Así que eso es todo: aproximadamente 11 Kg de Pu239 teórico, 16 Kg probados con un dispositivo completo de 27 Kg para proporcionar un rendimiento igual a 20 Toneladas de TNT.

* Podría reducir el rendimiento al introducir fallas que provoquen una reacción en cadena menos eficiente que provoque un “chisporroteo”.

Answer 4

No puedo responder a lo que es, pero sé que hay una.

Se necesita una cierta cantidad de material para crear una reacción supercrítica en un dispositivo. Entonces, puedes tener cosas como granadas de mano nucleares (en realidad, el límite de material es de ese tamaño, pero entiendes la idea). Espero que esto ayude.

Answer 5

No mucho. Al menos en los que usan fisión nuclear o fusión. Hay un límite menor porque se debe usar una cierta cantidad de explosivos para iniciar la reacción. Por debajo de cierta cantidad no funcionará. Si tienes armas antimateria, entonces eso es diferente. Cualquier cantidad de antimateria se anihalará.