Una bomba d' hidrogen , també coneguda com a bomba termonuclear o bomba de fusió, és un dispositiu explosiu que utilitza l'energia alliberada per la fusió nuclear de l'hidrogen per generar una explosió extremadament poderosa.
A diferència de les bombes nuclears convencionals, que funcionen a través de la fissió nuclear (divisió d'àtoms pesants), les bombes d'hidrogen aprofiten la fusió nuclear (unió d'àtoms lleugers) per alliberar una quantitat molt més gran d'energia.
Funcionament de la bomba d'hidrogen
El procés bàsic duna bomba dhidrogen implica dues etapes principals:
Fissió del detonador
Igual que en una bomba nuclear convencional, es fa servir una petita bomba de fissió per generar una quantitat inicial d'energia.
Aquest procés s'aconsegueix mitjançant la divisió de nuclis atòmics pesants, com ara l'urani o el plutoni. Aquesta etapa genera altes temperatures i pressions que són necessàries per iniciar la fusió a l'etapa següent.
Fusió termonuclear
En aquesta etapa, l'energia alliberada per la fissió del detonador s'utilitza per comprimir i escalfar l'hidrogen, que es troba generalment en forma d'isòtops pesants d'hidrogen, com el deuteri i el triti.
Les altes temperatures i les pressions resultants fan que els nuclis d'hidrogen es fusionin, alliberant una quantitat immensa d'energia en forma de radiació i partícules altament energètiques.
Potència d'una bomba termonuclear
Les bombes d'hidrogen són les armes explosives més potents que hi ha. La seva potència es mesura en termes equivalents de tones de TNT, unitat convencional d'energia explosiva.
Les bombes de fusió poden tenir un rendiment a l'escala de megatons, cosa que significa que poden alliberar l'energia equivalent a milions de tones de TNT.
Exemples de potència
A continuació, es presenten alguns exemples històrics de bombes d'hidrogen i el seu rendiment:
-
Bomba d'Hidrogen Ivy Mike (1952): La primera bomba d'hidrogen detonada pels Estats Units va tenir un rendiment estimat de prop de 10 megatons.
-
Bomba d'Hidrogen Tsar Bomba (1961): La bomba d'hidrogen més poderosa mai detonada va ser desenvolupada per la Unió Soviètica i tenia un rendiment màxim estimat d'aproximadament 50 megatons. No obstant això, per reduir l'impacte mediambiental, se'n va reduir el rendiment abans de la detonació al voltant de 30-40 megatons.
-
Bomba d'Hidrogen Castle Bravo (1954): Aquesta bomba nord-americana tenia un rendiment al voltant de 15 megatons, però la seva explosió va ser molt més potent del que s'esperava a causa d'una reacció inesperada en el disseny.
Comparació amb la bomba atòmica
Comparativament, les bombes d'hidrogen són molt més potents que les bombes nuclears de fissió utilitzades a Hiroshima i Nagasaki.
Les bombes d'hidrogen són desenes de vegades més potents que les bombes d'Hiroshima i Nagasaki. Per exemple, una bomba d'hidrogen amb un rendiment de 1 megató seria aproximadament 66 vegades més potent que la bomba de Nagasaki.
Diferències amb la bomba atòmica
Les bombes termonuclears i les bombes atòmiques són dos tipus d‟armes nuclears que utilitzen processos nuclears per alliberar energia en forma d‟explosió. Tot i així, tenen diferències fonamentals en com alliberen aquesta energia i en la seva potència.
Aquí hi ha les principals diferències entre les dues:
Procés nuclear utilitzat
-
Bomba Atòmica (Fissió): Les bombes atòmiques funcionen mitjançant el procés de fissió nuclear, en el qual es divideixen nuclis atòmics pesants, com ara l'urani o el plutoni. Això allibera una quantitat significativa denergia en forma de radiació, calor i una ona explosiva.
-
Bomba Termonuclear (Fusió): Les bombes termonuclears funcionen mitjançant el procés de fusió nuclear, on els nuclis atòmics lleugers, generalment isòtops d'hidrogen, es combinen per formar un nucli més pesat. Aquest procés allibera una quantitat molt més gran d'energia en comparació de la fissió.
Potència
Les bombes termonuclears (de fusió) són significativament més potents que les bombes atòmiques (de fissió). Les bombes d'hidrogen tenen potències a l'escala de megatons, equivalent a milions de tones de TNT, mentre que les bombes atòmiques solen tenir potències a l'escala de quilotons, equivalent a milers de tones de TNT.
Disseny i estructura
- Les bombes atòmiques són generalment més simples en disseny i construcció. Solen requerir menys sofisticació tècnica per al seu desenvolupament i detonació.
- Les bombes termonuclears són més complexes a causa dels processos de fusió que involucren temperatures i pressions extremadament altes. Aquestes bombes contenen etapes múltiples i utilitzen lenergia alliberada per una bomba de fissió com a detonador per iniciar la reacció de fusió.
Efectes i conseqüències
- Les bombes termonuclears tenen un potencial de destrucció molt més gran en comparació amb les bombes atòmiques. La capacitat destructiva s'estén a una àrea més àmplia i produeix una radiació més intensa i extensa.
- Les bombes atòmiques també causen destrucció significativa i generen radiació, però el seu impacte és relativament menor en comparació de les bombes termonuclears.
Ús i tractats internacionals
Les bombes atòmiques van ser les primeres a ser desenvolupades i utilitzades en conflictes reals, com els atacs a Hiroshima i Nagasaki durant la Segona Guerra Mundial. El desenvolupament d'aquestes bombes es va produir dins del projecte Manhattan, liderat pel físic Robert Oppenheimer.
Les bombes termonuclears, a causa del seu potencial molt més gran per causar devastació, han estat objecte de regulacions més estrictes i tractats internacionals de control d'armes nuclears.
Qui va desenvolupar la bomba d'hidrogen?
La bomba d'hidrogen, també coneguda com a bomba termonuclear, va ser desenvolupada de manera independent per diversos equips de científics a diferents països durant la dècada de 1950. No obstant això, els dos principals impulsors del seu desenvolupament van ser els Estats Units i la Unió Soviètica.
Estats Units
El desenvolupament de la bomba d'hidrogen als Estats Units es va basar en gran mesura en el treball del físic Edward Teller i d'altres científics en el marc del Projecte Ivy.
La primera prova reeixida d'una bomba d'hidrogen per part dels Estats Units es va anomenar "Ivy Mike" i va tenir lloc el 1952. Va ser una bomba d'enormes dimensions i el seu disseny va utilitzar una petita bomba de fissió per comprimir i escalfar un material de fusió de hidrogen.
Aquesta prova va marcar el començament de l'era de les armes termonuclears.
Unió Soviètica
La Unió Soviètica també va treballar en el desenvolupament de la bomba d'hidrogen de manera paral·lela. La seva primera prova reeixida, anomenada "Joe-4" o "RDS-6s", es va dur a terme el 1953. La bomba va utilitzar un disseny similar al dels Estats Units, amb una etapa de fissió per generar les altes temperatures i pressions necessàries per a la fusió nuclear.
Quins països tenen la bomba d'hidrogen?
Fins avui diversos països han desenvolupat i provat bombes d'hidrogen (bombes termonuclears):
- Estats Units: Va ser un dels primers països a desenvolupar la bomba d'hidrogen i ha tingut un programa nuclear avançat des de llavors.
- Rússia (anteriorment Unió Soviètica): Va desenvolupar i va provar les seves pròpies bombes termonuclears durant la Guerra Freda i ha continuat mantenint un arsenal nuclear significatiu.
- Regne Unit: Va realitzar proves d'èxit de bombes termonuclears i té un programa nuclear amb una capacitat limitada d'armes.
- França: Va desenvolupar el seu propi arsenal nuclear, incloses bombes de fusió, i ha mantingut la seva capacitat de dissuasió nuclear.
- Xina: Ha desenvolupat i provat les seves pròpies bombes H i ha augmentat la capacitat nuclear en les darreres dècades.
- Índia: Va realitzar proves reeixides de bombes d'hidrogen i ha mantingut un programa nuclear amb un enfocament a la dissuasió.
- Pakistan: També ha desenvolupat i provat les seves pròpies bombes d'hidrogen com a part del programa de dissuasió nuclear.
- Corea del Nord: Ha afirmat haver desenvolupat i provat una bomba termonuclear, tot i que la comunitat internacional ha expressat preocupacions sobre la veracitat i l'abast de les seves afirmacions.
