Bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki

La bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki
Historia de la bomba atómica: ¿Qué paso? ¿Por qué se llevo a cabo? ¿Quiénes fueron los máximos
responsables?
una sola bomba de estas destruiría todo un terreno circundante
Trozo de la carta que escribió Albert Einstein.
Índice:
Introducción−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
4
Fundamentos científicos sobre la bomba
atómica−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5
Radio de
explosión−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Tabla de destrucciones según la zona de
impacto−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−10
Tabla de velocidades de los
vientos−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−11
Historia de Estados
Unidos−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−12
Historia de
Japón−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Conclusiones−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Biografía−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Introducción:
Querámoslo o no la historia se podría hacerse a partir de la historia de sus guerras. Pero en ese camino, la
última (la II Guerra Mundial) significo un punto y aparte debido a que en ella se hizo uso por primera vez para
fines bélicos de una nueva energía: la energía de fisión que en esos momentos se estaba descubriendo.
Es tal el poder de esa nueva arma que uno de sus inspiradores (Albert Einstein) comentaba irónicamente que
no sabía quién ganaría una posible tercera guerra mundial. Pero lo que si estaba seguro es que la cuarta la
volveríamos a hacer con palos y piedras, pues el poder de las armas atómicas habría acabado con todos y casi
todos.
En el presente trabajo, intentaré responder a las preguntas que figuran en la portada para tratar de responder
los hechos y sus consecuencias.
1
2. Fundamentos científicos de la Bomba atómica:
• ¿Qué es la bomba atómica?
Definición:
Bomba atómica: dispositivo que obtiene una enorme energía de las reacciones nucleares, y cuya explosión
es claramente visible por la nube en forma de hongo que produce.
Se basa en provocar una reacción nuclear en cadena que no se puede controlar, es decir, una reacción que se
sostiene en el tiempo al provocar un neutrón la fisión de un átomo fisible, liberando varios neutrones que
causaran otras fisiones gracias a la primera reacción. Esta reacción sólo se produce si al menos uno de los
neutrones emitidos en la fisión es apto para provocar una nueva fisión.
• tipos de reacciones:
Hay dos tipos de explosiones atómicas:
• fisión nuclear: reacción en la que el núcleo se rompe en fragmentos (de masa parecida) con la liberación de
aproximadamente 200 millones de electronvoltios de energía, que se pondrá de manifiesto con una fuerte
explosión en la bomba atómica.*(se amplía información en las páginas 5 y 6 )
• Fusión nuclear: es idéntica a una explosión de fusión (de hidrogeno), pero esta saca su poder de la unión
de dos núcleos de varios isotopos de hidrogeno (deuterio y tritio) para formar el núcleo de Helio. Pero sobre
este tema no entrare en detalles.**(se amplía información en la página 7)
¿Qué es el uranio? Es un metal pesado. Los átomos de Uranio tienen los suficientes neutrones y protones
(partículas subatómicas sin y con cargas eléctricas). Este material no tiene suficiente fuerza para fisionarse,
pero tiene una gran facilidad para producir una explosión.
En el uranio hay dos isótopos, elementos de igual número de protones y distinto número de neutrones:
En el uranio natural (Z = nº protones = 92), es muy frecuente que coexistan el isótopo U−238 con el
uranio−235 (con menos neutrones).
Este isotopo puede ser dividido para que sea fisionable, que será utilizado para la construcción de una bomba
atómica.
El U−238 es un mineral rico en neutrones, que refleja todo lo contrario de su isotopo U−235 que los llega a
absorber; este no tienen ninguna función en las reacciones atómicas, pero las propiedades que tiene este
mineral lo hace excelente para crear un escudo en el uranio −235 en una bomba.
Se utiliza un sistema de seguridad en las bombas atómicas, para ayudar a prevenir que hubiera posibles
reacciones accidentales.
Estos dos tipos de isotopos son radioactivos, pero con el paso del tiempo se suelen desintegrar, perdiendo así
respectivamente partículas para llegar a convertirse en plomo. El tiempo de desintegración son más o menos
unos 100.000 años.
El plutonio es un isotopo Pu−239, que no se encuentra en la naturaleza (excepto en periodos muy cortos y
siempre es obtenido a partir del uranio−238).
Efectos de la bomba atómica:
2
El solo hecho de una explosión atómica ya es lo suficientemente mortal. La altísima temperatura y la elevada
presión que se generan en la explosión provocan la emisión de partículas , y radiación . Estas partículas
tienen diferentes poderes de penetración en la materia. Las menos peligrosas son las partículas y la de
mayor penetración es la radiación .
Esta radioactividad penetra en todos los seres vivos y les produce la muerte o en casos más leves mutaciones y
esterilidad.
Otros efectos de la explosión son la disminución de la temperatura terrestre y la alteración del metabolismo de
los vegetales, causados por los materiales impulsados a la atmósfera por la detonación. Se trata del conocido
invierno nuclear. Además estos materiales radioactivos irían cayendo durante años convirtiéndose en una
lluvia radioactiva.
Un tercer efecto es la reducción de la capa de ozono producida por el óxido de nitrógeno generado por las
bolas de fuego, de modo que las radiaciones solares que llegaran a la Tierra serían mortales.
Una de las enfermedades que llega a causar la radioactividad de una bomba atómica es la leucemia, esta
enfermedad la suelen sufrir los descendientes de los supervivientes.
*Fisión nuclear:
Reacción en que los núcleos de diferentes átomos pesados, se pueden dividir en dos o tres fragmentos que
están formados por diferentes átomos más ligeros que crearan los llamados productos de fisión.
Los productos de fisión desprenden rayos gamma, emiten neutrones y un gran desprendimiento de energía.
Reacción en cadena: a consecuencia de la reacción de fisión, se producen varios neutrones que incidirán en
otros núcleos (que son fisionables) generando más neutrones que producirán otros choques con otros núcleos,
haciendo un efecto multiplicador. Cuando el núcleo absorbe otro neutrón se dice que está en estado excitado
y se rompe dando así productos fisión y liberando más neutrones, que provocarán nuevas fisiones liberando
otros neutrones y así sucesivamente.
La fisión también se puede producir de forma espontanea pero suele ser provocada por absorción de rayos
gamma o por un neutrón incidente, liberando así emisiones de neutrones, radiaciones de rayos gamma y la
liberación de energía.
Se utiliza como núcleo fisionable el Uranio−235 (comentado en el punto 1) liberando una cantidad de energía
de unos 200 MeV por cada reacción que se ha llevado a cabo.
Los elementos más útiles para producir una reacción son solo:
• Uranio−235: se encuentra en la naturaleza en pequeñas proporciones junto con el Uranio−238 (isotopo
más abundante)
• Uranio 233
• Plutonio−239
Ejemplo de la fisión nuclear:
236U + 1n0 95M0 + 139La +21n0
Masa uranio: 235,124 u masa 95M0 : 94.945
3
Masa neutrón: 1,009 masa 139La 138,955
Masa total de los reactivos: 236,133u masa 21n0: 2.018
Masa total de los productos: 235,918u
Pérdida de masa = m = m productos − m reactivo
= 235,918 − 236,133 = −0.215 u.
= 0.215 x 1/6.02·1023 g
1 u= 1/6.02·1023 g
E = mc2
E=
Resultado: E= 1.077142 x 10−16 Joules/1 fisión
Y como 1eV = 1,6 x 10−19 J.
E= 670 eV/1 fisión
La fisión de 2 x 105 núcleos de Uranio produciría 200MeV
**Fusión:
Reacción nuclear en que dos átomos ligeros, se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando así una
gran cantidad de energía.
Para efectuar una reacción de fusión se tienen que cumplir una serie de requisitos.
Estos requisitos son:
• La temperatura ha de ser muy elevada para que se lleguen a separar los electrones del núcleo y que se
aproxime a otro para vencer las fuerzas de repulsión electroestáticas. La masa gaseosa se llama plasma,
masa gaseosa que está compuesta por los electrones libres y por átomos ionizados.
• Confinamiento adecuado para mantener el plasma a elevada temperatura durante un periodo de tiempo
mínimo.
• La densidad del plasma ha de ser suficiente para que los diferentes núcleos estén cerca unos de otros y
pueda dar lugar las reacciones de fisión.
Radio de las Zonas de Explosión
Bomba de 10 Kilotones
Punto 0 − 1980 pies (603,5 m)
4
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Zona 5
0.80 kilómetros
1.60 kilómetros
2.80 kilómetros
4.0 kilómetros
4.85 kilómetros
Bomba de 1 megatón
Punto 0 − 8000 pies (2,44 km)
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Zona 5
4.00 kilómetros
6.05 kilómetros
10.45 kilómetros
12.45kilometros
16.10 kilómetros
Bomba de 20 Megatones
Punto 0 − 17500 pies (5,33 km)
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Zona 5
14.05 kilómetros
22.55kilometros
43.45 kilómetros
50.00 kilómetros
56.30 kilómetros
[1]
Punto de
vaporización
[2]
Destrucción
total
[3]
Daños graves
a causa de la
explosión
[4]
Daños graves
a causa del
calor
Todo es
convertido en
vapor a causa
de la
explosión
Estructuras
terrestres
destruidas
Fabricas y
edificios
derrumbados,
daños graves
en puentes y
carreteras y
desvió de los
ríos
Todo lo
inflamable
arde , la gente
es asfixiada
debido a que
el oxigeno es
98
25
515
km/h
90
17
470
km/h
9
420
km/h
65%
muertes
30% de
heridos
50%
6
muertes
45%
heridos
5
consumido
por el fuego
6