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Bomba de neutrones

Una bomba de neutrones , definida oficialmente como un tipo de arma de radiación mejorada ( ERW, por sus siglas en inglés), es un arma termonuclear de bajo rendimiento diseñada ...

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Una bomba de neutrones , definida oficialmente como un tipo de arma de radiación mejorada ( ERW, por sus siglas en inglés), es un arma termonuclear de bajo rendimiento diseñada para maximizar la radiación letal de neutrones en las inmediaciones de la explosión, minimizando al mismo tiempo la potencia física de la explosión en sí. La liberación de neutrones generada por una reacción de fusión nuclear se deja escapar intencionalmente del arma, en lugar de ser absorbida por sus otros componentes. [ 3 ] La explosión de neutrones, que se utiliza como la acción destructiva principal de la ojiva, es capaz de penetrar el blindaje enemigo con mayor eficacia que una ojiva convencional, lo que la hace más letal como arma táctica.

El concepto fue desarrollado originalmente por Estados Unidos a finales de la década de 1950 y principios de la de 1960. Se consideraba una bomba "más limpia" para usar contra grandes divisiones blindadas soviéticas . Dado que estas se usarían sobre naciones aliadas, especialmente Alemania Occidental , el menor daño por explosión se consideró una ventaja importante. [ 4 ] [ 5 ] Durante la Guerra Fría , China también desarrolló una bomba de neutrones, pero se abstuvo de desplegarla en sistemas de lanzamiento tácticos. [ 6 ] : 76

Los ERW se desplegaron operativamente por primera vez para misiles antibalísticos (ABM). En esta función, la ráfaga de neutrones provocaría la fisión parcial de las ojivas cercanas, impidiendo su explosión completa. Para que esto funcionara, el ABM tendría que explotar a una distancia aproximada de 100 metros (300 pies) de su objetivo. El primer ejemplo de este sistema fue el W66 , utilizado en el misil Sprint del sistema Nike-X estadounidense . Se cree que el equivalente soviético, el misil 53T6 del A-135 , utiliza un diseño similar. [ 7 ] 

El arma fue propuesta nuevamente por Estados Unidos para uso táctico en las décadas de 1970 y 1980, y la producción del W70 para el MGM-52 Lance comenzó en 1981. Esta vez, provocó protestas a medida que el creciente movimiento antinuclear cobraba fuerza durante este período. La oposición fue tan intensa que los líderes europeos se negaron a aceptarla en su territorio. El presidente estadounidense Ronald Reagan ordenó la producción del W70-3, que permaneció en el arsenal estadounidense hasta su retirada en 1992. El último W70 fue desmantelado en febrero de 1996. [ 8 ]

Concepto básico

En un diseño termonuclear estándar, una pequeña bomba de fisión se coloca cerca de una masa mayor de combustible termonuclear, generalmente deuteruro de litio. Ambos componentes se colocan dentro de una gruesa carcasa de radiación , generalmente hecha de uranio , plomo o acero. La carcasa atrapa la energía de la bomba de fisión durante un breve período, lo que permite que caliente y comprima el combustible termonuclear principal. Normalmente, la carcasa está hecha de uranio empobrecido o uranio metálico natural , ya que las reacciones termonucleares emiten una cantidad extraordinariamente grande de neutrones de alta energía que pueden causar reacciones de fisión en el material de la carcasa. Estos neutrones pueden añadir una cantidad considerable de energía a la reacción; en un diseño típico, hasta el 50 % de la energía total proviene de eventos de fisión dentro de la carcasa. Por esta razón, estas armas se conocen técnicamente como armas de fisión-fusión-fisión .

En una bomba de neutrones, el material de la carcasa se selecciona para que sea transparente a los neutrones o para que potencie activamente su producción. La ráfaga de neutrones generada en la reacción termonuclear escapa entonces de la bomba, superando la velocidad de la explosión física. Mediante un diseño preciso de la etapa termonuclear del arma, se puede maximizar la ráfaga de neutrones minimizando la explosión en sí. Esto hace que el radio letal de la ráfaga de neutrones sea mayor que el de la explosión. Dado que los neutrones se absorben o se desintegran rápidamente, una ráfaga de este tipo sobre una columna enemiga mataría a las dotaciones, pero permitiría una rápida reocupación de la zona.

En comparación con una bomba de fisión pura con un rendimiento explosivo idéntico, una bomba de neutrones emitiría aproximadamente diez veces [ 9 ] la cantidad de radiación de neutrones. En una bomba de fisión, a nivel del mar, la energía total del pulso de radiación, compuesta tanto por rayos gamma como por neutrones, es aproximadamente el 5% de la energía total liberada; en las bombas de neutrones, sería cercana al 40%, debido a la mayor producción de neutrones. Además, los neutrones emitidos por una bomba de neutrones tienen un nivel de energía promedio mucho mayor (cercano a 14 MeV ) que los liberados durante una reacción de fisión (1-2 MeV). [ 10 ]

Técnicamente hablando, toda arma nuclear de bajo rendimiento es un arma de radiación, incluidas las variantes no mejoradas. Todas las armas nucleares de hasta aproximadamente 10 kilotones de rendimiento tienen radiación de neutrones rápidos [ 2 ] como su componente letal de mayor alcance. Para armas estándar de más de aproximadamente 10 kilotones de rendimiento, el radio de explosión letal y efectos térmicos comienza a exceder el radio de radiación ionizante letal . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Las armas de radiación mejoradas también se encuentran en este mismo rango de rendimiento y simplemente aumentan la intensidad y el alcance de la dosis de neutrones para un rendimiento dado.

Historia y despliegue hasta la actualidad

La concepción de las bombas de neutrones se atribuye generalmente a Samuel T. Cohen del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , quien desarrolló el concepto en 1958. [ 14 ] El desarrollo inicial se llevó a cabo como parte de los proyectos Dove y Starling, y un primer dispositivo se probó bajo tierra a principios de 1962. Los diseños para una versión "armamentizada" se desarrollaron en 1963. [ 15 ] [ 16 ]

El desarrollo de dos diseños de producción para el misil de corto alcance MGM-52 Lance del Ejército comenzó en julio de 1964, el W63 en Livermore y el W64 en Los Alamos . Ambos entraron en la fase tres de pruebas en julio de 1964, y el W64 fue cancelado en favor del W63 en septiembre de 1964. El W63 fue a su vez cancelado en noviembre de 1965 en favor del W70 (Mod 0), un diseño convencional. [ 15 ] Para entonces, los mismos conceptos se estaban utilizando para desarrollar ojivas para el misil Sprint , un misil antibalístico (ABM), con Livermore diseñando el W65 y Los Alamos el W66 . Ambas entraron en la fase tres de pruebas en octubre de 1965, pero la W65 fue cancelada en favor de la W66 en noviembre de 1968. Las pruebas de la W66 se llevaron a cabo a finales de la década de 1960 y entró en producción en junio de 1974, [ 15 ] siendo la primera bomba de neutrones en hacerlo. Se construyeron aproximadamente 120, de las cuales unas 70 estuvieron en servicio activo durante 1975 y 1976 como parte del Programa de Salvaguardia . Cuando se cerró dicho programa, se almacenaron y finalmente se desmantelaron a principios de la década de 1980. [ 15 ]

El desarrollo de ojivas ER para Lance continuó, pero a principios de la década de 1970, la atención se centró en el uso de versiones modificadas del W70, el W70 Mod 3. [ 15 ] El desarrollo fue posteriormente pospuesto por el presidente Jimmy Carter en 1978 tras las protestas contra los planes de su administración de desplegar ojivas de neutrones en las fuerzas terrestres en Europa. [ 17 ] El 17 de noviembre de 1978 , en una prueba, la URSS detonó su primera bomba de tipo similar. El presidente Ronald Reagan reinició la producción en 1981. [ 17 ] La Unión Soviética renovó una campaña de propaganda contra la bomba de neutrones de EE. UU. en 1981 tras el anuncio de Reagan. En 1983, Reagan anunció la Iniciativa de Defensa Estratégica , que superó la producción de la bomba de neutrones en ambición y visión y, con ello, las bombas de neutrones se desvanecieron rápidamente del centro de la atención pública.

Estados Unidos desplegó tres tipos de armas de radiación mejorada (ERW). [ 18 ] La ojiva W66, para el sistema de misiles anti-ICBM Sprint, se desplegó en 1975 y se retiró al año siguiente, junto con el sistema de misiles. La ojiva W70 Mod 3 se desarrolló para el misil táctico de corto alcance MGM-52 Lance, y la W79 Mod 0 se desarrolló para proyectiles de artillería nuclear . Estos dos últimos tipos fueron retirados por el presidente George H. W. Bush en 1992, tras el fin de la Guerra Fría . [ 19 ] [ 20 ] La última ojiva W70 Mod 3 se desmanteló en 1996, y la última W79 Mod 0 se desmanteló en 2003, cuando se completó el desmantelamiento de todas las variantes de la W79. [ 21 ]

Según el Informe Cox , en 1999 Estados Unidos nunca había desplegado un arma de neutrones. La naturaleza de esta afirmación no está clara; dice: «La información robada también incluye información de diseño clasificada para un arma de radiación mejorada (comúnmente conocida como “bomba de neutrones”), que ni Estados Unidos ni ninguna otra nación ha desplegado jamás». [ 22 ] Sin embargo, el hecho de que Estados Unidos hubiera producido bombas de neutrones era bien conocido en ese momento y formaba parte del registro público. Cohen sugiere que el informe está jugando con las definiciones; si bien las bombas estadounidenses nunca se desplegaron en Europa , permanecieron almacenadas en Estados Unidos. [ 23 ]

Además de las dos superpotencias, se sabe que Francia y China han probado bombas de neutrones o de radiación intensificada. Francia realizó una prueba inicial de la tecnología en 1967 [ 24 ] y probó una bomba de neutrones real en 1980. [ 25 ] China realizó una prueba exitosa de los principios de la bomba de neutrones en 1984 y una prueba exitosa de una bomba de neutrones en 1988. Sin embargo, ninguno de esos países optó por desplegar bombas de neutrones. Los científicos nucleares chinos declararon antes de la prueba de 1988 que China no necesitaba bombas de neutrones, pero que se habían desarrollado para servir como una "reserva tecnológica", en caso de que surgiera la necesidad en el futuro. [ 26 ]

En mayo de 1998, el Dr. NM Butt, científico pakistaní de alto rango, afirmó que "PAEC construyó una cantidad suficiente de bombas de neutrones, un arma de campo de batalla que es esencialmente un dispositivo de bajo rendimiento". [ 27 ]

En agosto de 1999, el gobierno indio declaró que la India era capaz de producir una bomba de neutrones. [ 28 ]

Aunque actualmente no se conoce ningún país que las despliegue de manera ofensiva, todas las ojivas termonucleares de potencia variable que tienen alrededor de 10 kilotones o menos como una opción de selección, con una fracción considerable de esa potencia derivada de reacciones de fusión, pueden considerarse bombas de neutrones en uso, aunque no lo sean de nombre. El único país que se sabe con certeza que desplegó ojivas de neutrones dedicadas (es decir, no de potencia variable) durante algún período de tiempo es la Unión Soviética/ Rusia , [ 7 ] que heredó el programa de misiles ABM-3 Gazelle equipados con ojivas de neutrones de la URSS . Este sistema ABM contiene al menos 68 ojivas de neutrones con una potencia de 10 kilotones cada una y ha estado en servicio desde 1995, con pruebas de misiles inertes aproximadamente cada dos años desde entonces (2014). El sistema está diseñado para destruir ojivas nucleares endoatmosféricas entrantes dirigidas a Moscú y otros objetivos, y es el nivel inferior/último de la gama del sistema de misiles antibalísticos A-135 (nombre en clave de la OTAN: ABM-3).

Según Mordechai Vanunu , en 1984 Israel estaba produciendo bombas de neutrones en masa. [ 29 ]

Una considerable controversia surgió en Estados Unidos y Europa Occidental tras un reportaje del Washington Post de junio de 1977 que describía los planes del gobierno estadounidense para equipar a las Fuerzas Armadas con bombas de neutrones. El artículo se centró en el hecho de que se trataba de la primera arma específicamente diseñada para matar seres humanos mediante radiación. [ 30 ] [ 31 ] El director del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, Harold Brown, y el secretario general soviético, Leonid Brezhnev, describieron las bombas de neutrones como una «bomba capitalista», porque estaban diseñadas para destruir personas preservando la propiedad. [ 32 ] [ 33 ]

Usar

El plan de invasión soviético/pacto de Varsovia de 1979, « Siete días hasta el río Rin », tenía como objetivo apoderarse de Alemania Occidental en caso de un ataque nuclear a Polonia por parte de las fuerzas de la OTAN. Los analistas soviéticos habían asumido correctamente que la respuesta de la OTAN sería el uso de armas nucleares tácticas convencionales para detener una invasión tan masiva del Pacto de Varsovia. [ 34 ] Según sus defensores, las bombas de neutrones frenarían una invasión de tanques y vehículos blindados soviéticos sin causar tanto daño ni tantas muertes civiles como las armas nucleares más antiguas. [ 4 ] Las bombas de neutrones se habrían utilizado si la respuesta convencional REFORGER de la OTAN a la invasión hubiera sido demasiado lenta o ineficaz. [ 4 ] [ 35 ]

Las bombas de neutrones están diseñadas deliberadamente con rendimientos explosivos inferiores a los de otras armas nucleares. Dado que los neutrones se dispersan y absorben en el aire, [ 2 ] los efectos de la radiación de neutrones disminuyen rápidamente con la distancia en el aire. Por lo tanto, existe una distinción más marcada, en comparación con los efectos térmicos, entre áreas de alta letalidad y áreas con dosis mínimas de radiación. [ 3 ] Ninguna bomba nuclear de alto rendimiento (más de aproximadamente  10 kilotones ), incluido el ejemplo extremo de la Tsar Bomba de 50 megatones , es capaz de irradiar suficientes neutrones más allá de su alcance letal de explosión cuando se detona como una explosión superficial o una explosión aérea a baja altitud y, por lo tanto, no se clasifican como bombas de neutrones, lo que limita el rendimiento de las bombas de neutrones a un máximo de aproximadamente 10 kilotones. El pulso intenso de neutrones de alta energía generado por una bomba de neutrones es el principal mecanismo de muerte, no la lluvia radiactiva, el calor o la explosión. 

El inventor de la bomba de neutrones, Sam Cohen, criticó la descripción de la W70 como bomba de neutrones, ya que podía configurarse para producir 100 kilotones:

La W-70... no es ni remotamente una "bomba de neutrones". En lugar de ser el tipo de arma que, en la opinión popular, "mata personas y respeta edificios", es una que mata y destruye físicamente a gran escala. La W-70 no es un arma selectiva, como la bomba de neutrones, que, por cierto, debería considerarse un arma que "mata al personal enemigo respetando la estructura física de la población atacada, e incluso a la población misma". [ 36 ]

Aunque se suele creer que las bombas de neutrones "dejan la infraestructura intacta", con los diseños actuales que tienen rendimientos explosivos en el rango de kilotones bajos, [ 37 ] la detonación en (o sobre) un área urbanizada aún causaría un grado considerable de destrucción de edificios, debido a los efectos de la onda expansiva y el calor en un radio moderado, aunque considerablemente menos destrucción, en comparación con una bomba nuclear estándar de la misma liberación de energía total o "rendimiento". [ 38 ]

Obuses M110 del Ejército de EE. UU. en un área de preparación REFORGER de 1984 antes de su transporte. Este sistema de doble capacidad podía disparar proyectiles de artillería nuclear. [ 39 ] [ 40 ]

La fuerza de tanques del Pacto de Varsovia era más del doble que la de la OTAN , y la doctrina soviética de batalla profunda probablemente consistía en usar esta ventaja numérica para avanzar rápidamente por Europa continental si la Guerra Fría se convertía en un conflicto abierto. Cualquier arma que pudiera romper sus despliegues de formaciones masivas de tanques y obligarlos a desplegarlos de una manera más delgada y fácilmente divisible , [ 4 ] ayudaría a las fuerzas terrestres en la tarea de cazar tanques solitarios y usar misiles antitanque contra ellos, [ 41 ] como los misiles contemporáneos M47 Dragon y BGM-71 TOW , de los cuales la OTAN tenía cientos de miles. [ 4 ]

En lugar de realizar preparativos extensos para el combate nuclear en el campo de batalla en Europa Central, el liderazgo militar soviético creía que la superioridad convencional proporcionaba al Pacto de Varsovia los medios para aproximarse a los efectos de las armas nucleares y lograr la victoria en Europa sin recurrir a ellas. [ 42 ]

Las bombas de neutrones, o más precisamente, las armas de radiación [de neutrones] mejoradas, también se utilizarían como armas estratégicas antimisiles balísticos, [ 38 ] y en este papel, se cree que permanecen en servicio activo dentro del misil Gazelle de Rusia. [ 7 ]

Efectos

Una casa con estructura de madera fotografiada durante una prueba nuclear en 1953, con una sobrepresión de 5 libras por pulgada cuadrada (34 kPa) , que provocó su colapso total. 

Tras la detonación, una explosión aérea cercana al suelo de una bomba de neutrones de 1 kilotón produciría una gran onda expansiva y un potente pulso de radiación térmica e ionizante en forma de neutrones rápidos (14,1 MeV ). El pulso térmico causaría quemaduras de tercer grado en la piel desprotegida hasta aproximadamente 500 metros. La explosión crearía una sobrepresión de al menos 4,6 psi (32 kPa) en un radio de 600 metros, lo que dañaría gravemente todas las estructuras de hormigón sin refuerzo. [ 43 ] La detonación suministraría una dosis letal de radiación (más de 80 Gy ) que incapacitaría rápidamente a las tripulaciones de tanques hasta a 690 m de distancia, y destruiría o inutilizaría la mayoría de los edificios civiles en ese radio. [ 44 ]  

Debido a que los objetos llenos de líquido, como el cuerpo humano, son resistentes a la sobrepresión extrema, la  sobrepresión de la explosión de 4 a 5 psi (28 a 34 kPa) causaría muy pocas víctimas directas a una distancia de aproximadamente  600  m. Sin embargo, los fuertes vientos producidos por esta sobrepresión podrían lanzar cuerpos contra objetos o arrojar escombros a gran velocidad, incluyendo cristales de ventanas, con resultados potencialmente letales. El número de víctimas sería muy variable dependiendo del entorno, incluyendo posibles derrumbes de edificios. [ 45 ]

El pulso de radiación de neutrones causaría incapacitación inmediata y permanente a personas expuestas al aire libre sin protección hasta 900 metros, [ 9 ] con la muerte en uno o dos días. La dosis letal media (DL50 ) de 6 Gray se extendería entre 1350 y 1400 metros para quienes se encuentren al aire libre sin protección, [ 44 ] donde aproximadamente la mitad de los expuestos morirían por enfermedad por radiación después de varias semanas. En una ciudad, el pulso también causaría la activación neutrónica de muchos materiales de construcción, como el acero galvanizado , haciéndolos radiactivos (véase el uso de negación de área más adelante).

Una persona que resida dentro de, o simplemente protegida por, al menos un edificio de hormigón con paredes y techos de 30 cm (12 pulgadas) de espesor, o alternativamente de suelo húmedo de 60 cm (24 pulgadas) de espesor, recibiría una exposición a la radiación de neutrones reducida en un factor de 10. [ 46 ] Incluso cerca del punto cero, los refugios en sótanos o edificios con características de blindaje contra la radiación similares reducirían drásticamente la dosis de radiación. [ 4 ]   

Además, el espectro de absorción de neutrones del aire es cuestionado por algunas autoridades y depende en parte de la absorción por el hidrógeno del vapor de agua . Por lo tanto, la absorción podría variar exponencialmente con la humedad, lo que haría que las bombas de neutrones fueran mucho más letales en climas desérticos que en climas húmedos. [ 44 ]

Eficacia en el rol antitanque moderno

La sección transversal de neutrones y la probabilidad de absorción en barns de los dos isótopos naturales de boro (la curva superior es para 10  B y la curva inferior para 11  B). A medida que la energía de los neutrones aumenta a 14  MeV, la efectividad de absorción, en general, disminuye. Por lo tanto, para que el blindaje que contiene boro sea efectivo, los neutrones rápidos deben primero ser ralentizados por otro elemento mediante la dispersión de neutrones .

La dudosa eficacia de las armas de radiación explosiva (RE) contra los tanques modernos se cita como una de las principales razones por las que estas armas ya no se utilizan ni se almacenan . Con el aumento del grosor promedio del blindaje de los tanques desde que se desplegaron las primeras armas de RE, se argumentó en la revista New Scientist del 13 de marzo de 1986 que la protección del blindaje de los tanques se acercaba al nivel en el que las tripulaciones estarían casi completamente protegidas de los efectos de la radiación. Por lo tanto, para que un arma de RE incapacite a la tripulación de un tanque moderno mediante irradiación, el arma debe detonarse a tal proximidad del tanque que la explosión nuclear sea igualmente efectiva para incapacitarlo a él y a su tripulación. [ 47 ]

Sin embargo, aunque el autor señaló que los absorbentes de neutrones efectivos y los venenos de neutrones como el carburo de boro se pueden incorporar en el blindaje convencional y en el material hidrogenado moderador de neutrones de correa (sustancias que contienen átomos de hidrógeno), como el blindaje reactivo explosivo , aumentando el factor de protección, el autor sostiene que en la práctica, combinado con la dispersión de neutrones , el factor de protección real promedio del área total del tanque rara vez es superior a 15,5 a 35. [ 48 ] Según la Federación de Científicos Americanos , el factor de protección de neutrones de un "tanque" puede ser tan bajo como 2, [ 2 ] sin calificar si la afirmación implica un tanque ligero , un tanque mediano o un tanque de batalla principal .

Un hormigón compuesto de alta densidad , o alternativamente, un blindaje laminado graduado Z , de 24 unidades de espesor, de las cuales 16 son de hierro y 8 de polietileno que contiene boro (BPE), con masa adicional detrás para atenuar los rayos gamma de captura de neutrones, es más eficaz que solo 24 unidades de hierro puro o BPE por separado, debido a las ventajas de la combinación de hierro y BPE. Durante el transporte de neutrones , el hierro es eficaz para ralentizar/dispersar neutrones de alta energía en el rango de 14 MeV y atenuar los rayos gamma, mientras que el hidrógeno del polietileno es eficaz para ralentizar estos neutrones rápidos, ahora más lentos , en el rango de pocos MeV, y el boro-10 tiene una alta sección transversal de absorción para neutrones térmicos y un bajo rendimiento de producción de rayos gamma cuando absorbe un neutrón. [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] Se cita que el tanque soviético T-72 , en respuesta a la amenaza de la bomba de neutrones, instaló un revestimiento de polietileno borado [ 52 ] , cuyas propiedades de blindaje contra neutrones han sido simuladas. [ 46 ] [ 53 ]

El factor de ponderación de la radiación para neutrones de diversas energías se ha revisado con el tiempo y ciertas agencias tienen factores de ponderación diferentes; a pesar de la variación entre las agencias, según el gráfico, para una energía dada, un neutrón de fusión (14,1  MeV), aunque más energético, es menos dañino biológicamente, según la clasificación en sieverts , que un neutrón térmico generado por fisión o un neutrón de fusión ralentizado a esa energía, aproximadamente  0,8  MeV.

Sin embargo, algunos materiales de blindaje de tanques contienen uranio empobrecido (UE), común en el tanque M1A1 Abrams de EE. UU., que incorpora blindaje de uranio empobrecido revestido de acero, [ 54 ] una sustancia que se fisionará rápidamente cuando capture un neutrón rápido generado por fusión, y por lo tanto, al fisionarse producirá neutrones de fisión y productos de fisión incrustados dentro del blindaje, productos que emiten, entre otras cosas, rayos gamma penetrantes. Aunque los neutrones emitidos por la bomba de neutrones pueden no penetrar hasta la tripulación del tanque en cantidades letales, la fisión rápida del UE dentro del blindaje aún podría garantizar un entorno letal para la tripulación y el personal de mantenimiento por exposición a neutrones de fisión y rayos gamma , [ 55 ] dependiendo en gran medida del espesor exacto y la composición elemental del blindaje, información generalmente difícil de obtener. A pesar de esto, Ducrete —que tiene una composición elemental similar (pero no idéntica) a la armadura Chobham de metal pesado de segunda generación de cerámica del tanque Abrams— es un escudo eficaz contra la radiación, tanto contra neutrones de fisión como contra rayos gamma debido a que es un material Z graduado. [ 56 ] [ 57 ] El uranio, al ser aproximadamente el doble de denso que el plomo, es, por lo tanto, casi el doble de eficaz para blindar la radiación de rayos gamma por unidad de espesor. [ 58 ]

Uso contra misiles balísticos

Como arma antimisiles balísticos, la primera ojiva ER desplegada, la W66, fue desarrollada para el sistema de misiles Sprint como parte del Programa de Salvaguardia para proteger las ciudades y los silos de misiles de Estados Unidos de las ojivas soviéticas entrantes.

Un problema al que se enfrentaban el misil Sprint y otros misiles aire-aire similares era que los efectos de la explosión de sus ojivas variaban considerablemente a medida que ascendían y la atmósfera se volvía menos densa. A mayor altitud, a partir de los 18 000 metros (60 000 pies ) , los efectos de la explosión disminuían rápidamente debido a la baja densidad del aire. Esto se podía contrarrestar utilizando una ojiva de mayor tamaño, pero entonces resultaba demasiado potente a menor altitud. Un sistema ideal emplearía un mecanismo menos sensible a los cambios en la densidad del aire. 

Los ataques basados ​​en neutrones ofrecen una solución a este problema. La ráfaga de neutrones liberada por un arma ER puede inducir la fisión en los materiales fisionables del material primario de la ojiva objetivo. La energía liberada por estas reacciones puede ser suficiente para fundir la ojiva, pero incluso a tasas de fisión más bajas, la "combustión" de parte del combustible en el material primario puede provocar que no explote correctamente, o que " se desinfle ". [ 59 ] Por lo tanto, una pequeña ojiva ER puede ser efectiva en un amplio rango de altitudes, utilizando los efectos de la explosión a altitudes más bajas y los neutrones de mayor alcance a medida que aumenta la altitud.

El uso de ataques basados ​​en neutrones se discutió ya en la década de 1950, cuando la Comisión de Energía Atómica de EE. UU. mencionó armas con una "producción de neutrones limpia y mejorada" para su uso como "ojivas defensivas antimisiles". [ 60 ] El estudio, la mejora y la defensa contra tales ataques fueron un área importante de investigación durante las décadas de 1950 y 1960. Un ejemplo particular de esto es el misil estadounidense Polaris A-3 , que transportaba tres ojivas que viajaban aproximadamente en la misma trayectoria y, por lo tanto, con una corta distancia entre ellas. Un solo misil antimisiles podría, en teoría, destruir las tres mediante el flujo de neutrones. El desarrollo de ojivas menos sensibles a estos ataques también fue un área importante de investigación en EE. UU. y el Reino Unido durante la década de 1960. [ 59 ]

Algunas fuentes afirman que el ataque con flujo de neutrones también fue el principal objetivo de diseño de varias armas antiaéreas con ojivas nucleares, como el AIM-26 Falcon y el CIM-10 Bomarc . Un piloto de F-102 señaló:

El GAR-11/AIM-26 era principalmente un destructor de armas. Los bombarderos, si los había, eran daños colaterales. El arma tenía una espoleta de proximidad para asegurar la detonación lo suficientemente cerca como para que una intensa avalancha de neutrones resultara en una reacción nuclear instantánea (NO a gran escala) en el cráter del arma enemiga; dejándola incapacitada para funcionar según lo previsto... Nuestras primeras "bombas de neutrones" fueron el GAR-11 y el MB-1 Genie. [ 60 ]

También se ha sugerido que los efectos del flujo de neutrones en la electrónica de la ojiva constituyen otro vector de ataque para las ojivas ER en su función de ABM. La ionización superior a 50 Gray en chips de silicio, aplicada durante segundos o minutos, degradará la función de los semiconductores durante largos periodos. [ 61 ] Sin embargo, si bien tales ataques podrían ser útiles contra los sistemas de guiado, que utilizan electrónica relativamente avanzada, en la función de ABM, estos componentes ya se han separado de las ojivas cuando estas se encuentran dentro del alcance de los interceptores. La electrónica de las propias ojivas tiende a ser muy simple, y su endurecimiento fue uno de los muchos temas estudiados en la década de 1960. [ 59 ]

El hidruro de litio-6 (Li6H) se cita como una contramedida para reducir la vulnerabilidad y "endurecer" las ojivas nucleares frente a los efectos de los neutrones generados externamente. [ 62 ] [ 63 ] El endurecimiento contra la radiación de los componentes electrónicos de la ojiva como contramedida para las ojivas de neutrones de gran altitud reduce en cierta medida el alcance en el que una ojiva de neutrones podría causar con éxito una falla irrecuperable debido a los efectos transitorios de la radiación en la electrónica (TREE). [ 64 ] [ 65 ]

A altitudes muy elevadas, en el límite de la atmósfera y por encima de ella, entra en juego otro efecto. A altitudes más bajas, los rayos X generados por la bomba son absorbidos por el aire y tienen recorridos libres medios del orden de metros. Pero a medida que el aire se enrarece, los rayos X pueden viajar más lejos, superando finalmente el área de efecto de los neutrones. En explosiones exoatmosféricas , este radio puede ser del orden de 10 kilómetros (6,2 millas) . En este tipo de ataque, el mecanismo activo consiste en que los rayos X transfieren rápidamente energía a la superficie de la ojiva; la rápida ablación (o "desprendimiento") de la superficie crea ondas de choque que pueden fragmentar la ojiva. [ 66 ] 

Utilizar como arma de negación de área

En noviembre de 2012, el par laborista británico Lord Gilbert sugirió que se podrían detonar múltiples ojivas de explosión reducida por radiación mejorada (ERRB) en la región montañosa de la frontera entre Afganistán y Pakistán para prevenir la infiltración. [ 67 ] Propuso advertir a los habitantes que evacuaran y luego irradiar el área, haciéndola inutilizable e intransitable. [ 68 ] Utilizadas de esta manera, la(s) bomba(s) de neutrones, independientemente de la altura de la explosión, liberarían materiales de la carcasa activados por neutrones utilizados en la bomba y, dependiendo de la altura de la explosión, crearían productos de activación radiactiva del suelo .

De forma muy similar al efecto de negación de área resultante de la contaminación por productos de fisión (las sustancias que componen la mayor parte de la lluvia radiactiva ) en un área después de una explosión nuclear convencional en superficie , como consideró Douglas MacArthur en la Guerra de Corea , sería una forma de guerra radiológica , con la diferencia de que las bombas de neutrones producen la mitad o menos de la cantidad de productos de fisión en relación con una bomba de fisión pura de igual rendimiento . La guerra radiológica con bombas de neutrones que dependen de primarios de fisión produciría, por lo tanto, lluvia radiactiva, aunque una versión comparativamente más limpia y de menor duración en el área que si se usaran explosiones aéreas, ya que se depositarían pocos o ningún producto de fisión en el área inmediata directa, convirtiéndose en lluvia radiactiva global diluida .

La reacción de fusión más fácil de lograr, de deuterio ("D") con tritio ("T") creando helio-4 , liberando un neutrón y liberando solo 3,5 MeV en forma de energía cinética como partícula alfa cargada que inherentemente generará calor (que se manifiesta como explosión y efectos térmicos), mientras que la mayor parte de la energía de la reacción (14,1 MeV) es transportada por el neutrón rápido sin carga . [ 69 ] Los dispositivos con una mayor proporción de rendimiento derivado de esta reacción serían más eficientes en la función de evitación de impactos de asteroides a distancia , debido a la profundidad de penetración de los neutrones rápidos y la transferencia de momento resultante más alta que se produce en este "desprendimiento" de una masa mucho mayor de material libre del cuerpo principal, en comparación con la penetración superficial más superficial y la ablación del regolito , que es producida por rayos X térmicos/blandos.

Un uso militarmente útil de una bomba de neutrones para la negación de área sería recubrirla con una gruesa capa de material que pudiera activarse con neutrones y utilizar una explosión superficial. De esta manera, la bomba de neutrones se convertiría en una bomba salina ; por ejemplo, el zinc-64 , producido como subproducto del enriquecimiento de óxido de zinc empobrecido , se transformaría, al activarse con neutrones, en zinc-65, un emisor de rayos gamma con una vida media de 244 días. [ 70 ]

Efectos hipotéticos de una bomba de fusión pura

Con una considerable superposición entre los dos dispositivos, los efectos de radiación inmediata de un arma de fusión pura serían igualmente mucho mayores que los de un dispositivo de fisión pura: aproximadamente el doble de la emisión de radiación inicial de las armas estándar actuales basadas en fisión-fusión. Al igual que todas las bombas de neutrones que actualmente deben obtener un pequeño porcentaje de energía de activación de la fisión, en cualquier rendimiento dado, una bomba de fusión 100% pura también generaría una onda expansiva atmosférica menor que una bomba de fisión pura . Este último dispositivo de fisión tiene una mayor relación de energía cinética por unidad de energía de reacción liberada, lo cual es más notable en la comparación con la reacción de fusión DT. Un mayor porcentaje de la energía de una reacción de fusión DT se destina inherentemente a la generación de neutrones sin carga en lugar de partículas cargadas, como la partícula alfa de la reacción DT, la especie primaria, que es la principal responsable de la explosión de Coulomb /bola de fuego. [ 71 ]

Lista de armas de neutrones de EE. UU.

Ojivas antimisiles balísticos

  • W65 — Ojiva de radiación mejorada Sprint desarrollada por Livermore (cancelada) [ 72 ] [ 73 ]
  • W66 — Ojiva de radiación mejorada Sprint desarrollada por Los Alamos (1975–1976) [ 72 ] [ 73 ]

Ojivas de misiles balísticos

  • W63 — Ojiva de radiación mejorada Lance desarrollada por Livermore (cancelada) [ 72 ] [ 73 ]
  • W64 — Ojiva de radiación mejorada Lance desarrollada por Los Alamos (cancelada) [ 72 ] [ 73 ]
  • W70 Mod 3 — Ojiva de radiación mejorada Lance desarrollada por Livermore (1981–1992). [ 72 ] [ 73 ]

Artillería

  • W79 Mod 0 — proyectil de artillería de radiación mejorada de 8 pulgadas (200 mm) desarrollado por Livermore (1976–1992) [ 72 ] [ 73 ] 
  • W82 Mod 0 — proyectil de artillería de radiación mejorada de 155 milímetros (6,1 pulgadas) desarrollado por Livermore (cancelado) [ 72 ] [ 73 ] 

Véase también

Referencias

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  • El creador de la bomba de neutrones deja un legado explosivo.
  • El Proyecto Internacional de Historia de la Proliferación Nuclear (NPIHP, por sus siglas en inglés) del Centro Woodrow Wilson es una red global de individuos e instituciones dedicadas al estudio de la historia nuclear internacional a través de documentos de archivo, entrevistas de historia oral y otras fuentes empíricas.
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