Hiedra mike
Ivy Mike fue el nombre en clave dado a la primera prueba a gran escala de un dispositivo termonuclear, en el que parte del rendimiento explosivo proviene de la fusión nuclear. Ivy Mike fue detonado el 1 de noviembre de 1952 por Estados Unidos en la isla de Elugelab en el atolón de Enewetak, en la ahora nación insular independiente de las Islas Marshall, como parte de la Operación Ivy. Fue la primera prueba completa del diseño Teller-Ulam, un dispositivo de fusión por etapas.
Debido a su tamaño físico y tipo de combustible de fusión (deuterio líquido criogénico), el "Mike" El dispositivo no era adecuado para su uso como arma entregable. Su intención era ser una medida "técnicamente conservadora". Experimento de prueba de concepto para validar los conceptos utilizados para detonaciones de varios megatones.
Las muestras de la explosión tenían rastros de los isótopos plutonio-246, plutonio-244 y los elementos predichos einstenio y fermio.
Horario
A partir del avance de Teller-Ulam en marzo de 1951, se lograron avances constantes en las cuestiones relacionadas con una explosión termonuclear y se dedicaron recursos adicionales a la puesta en escena y a la presión política para presenciar una prueba real de una bomba de hidrógeno. Una fecha dentro de 1952 parecía factible. En octubre de 1951, el físico Edward Teller presionó para julio de 1952 como fecha objetivo para una primera prueba, pero el jefe del proyecto, Marshall Holloway, pensó que octubre de 1952, un año antes, era más realista dada la cantidad de trabajo de ingeniería y fabricación que requeriría la prueba y dada la necesidad. para evitar la temporada de monzones de verano en las Islas Marshall. El 30 de junio de 1952, el presidente de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos, Gordon Dean, le mostró al presidente Harry S. Truman un modelo de cómo sería el dispositivo Ivy Mike; la prueba estaba fijada para el 1 de noviembre de 1952.
Un intento de retrasar significativamente la prueba, o no realizarla en absoluto, fue realizado por el Panel de Consultores sobre Desarme del Departamento de Estado, presidido por J. Robert Oppenheimer, quien consideró que evitar una prueba podría prevenir el desarrollo de una catástrofe. nueva arma y abrir el camino para nuevos acuerdos armamentísticos entre Estados Unidos y la Unión Soviética. Sin embargo, el panel carecía de aliados políticos en Washington y no se retrasó la prueba por este motivo.
Hubo un deseo separado de retrasar muy poco la prueba, por razones más políticas: estaba programada para realizarse sólo unos días antes de la celebración del 4 de noviembre de las elecciones presidenciales de Estados Unidos de 1952. Truman quería mantuvo la prueba termonuclear alejada de la política partidista, pero no tenía ningún deseo de ordenar él mismo un aplazamiento; sin embargo, hizo saber que estaría bien si se retrasara después de las elecciones debido a "razones técnicas" siendo encontrado. El miembro de la Comisión de Energía Atómica, Eugene M. Zuckert, fue enviado al sitio de pruebas de Enewetak para ver si se podía encontrar esa razón, pero las consideraciones climáticas (en promedio, solo había un puñado de días cada mes que eran adecuados para la prueba) indicaron que debería siguió adelante según lo previsto y al final no se produjo ningún retraso en el calendario.
Diseño y preparación del dispositivo
Las 82 toneladas cortas (74 toneladas métricas) "Mike" El dispositivo era esencialmente un edificio que parecía una fábrica más que un arma. Se ha informado que los ingenieros soviéticos se referían burlonamente a "Mike" como "instalación termonuclear".
El dispositivo fue diseñado por Richard Garwin, un alumno de Enrico Fermi, por sugerencia de Edward Teller. Se decidió que nada más que una prueba a gran escala validaría la idea del diseño Teller-Ulam. A Garwin se le ordenó utilizar estimaciones muy conservadoras al diseñar la prueba y se le dijo que no era necesario que fuera lo suficientemente pequeña y liviana para ser desplegada por aire.
Se eligió el deuterio líquido como combustible para la reacción de fusión porque su uso simplificó el experimento desde el punto de vista físico y facilitó el análisis de los resultados. Desde el punto de vista de la ingeniería, su uso requirió el desarrollo de tecnologías previamente desconocidas para manejar el difícil material, que debía almacenarse a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto. Se construyó una gran planta criogénica para producir hidrógeno líquido (utilizado para enfriar el dispositivo) y deuterio (combustible para la prueba). También se construyó una central eléctrica de 3000 kilovatios (4000 hp) para la instalación criogénica.
El dispositivo que se desarrolló para probar el diseño de Teller-Ulam se conoció como "salchicha" diseño:
- En su centro estaba un acero aislado cilíndrico Dewar (flask de vacío) o cryostat. Este tanque, casi 7 pies (2,1 m) de ancho y más de 20 pies (6,1 m) de altura, tenía paredes de casi 30 cm de espesor (0,98 pies). Pesó aproximadamente 54 toneladas cortas (49 toneladas métricas). Fue capaz de sostener 1.000 L (260 U.S. gal) de deuterio líquido, refrigerado a casi absoluto. El deuterio criogénico proporcionó el combustible para la etapa "secundaria" (fusión) de la explosión.
- En un extremo del frasco de Dewar cilíndrico era una bomba de fisión regular TX-5 (no aumentada). La bomba TX-5 se utilizó para crear las condiciones necesarias para iniciar la reacción de fusión. Esta etapa de fisión "primaria" fue anida dentro de la caja de radiación en la sección superior del dispositivo, y no estaba en contacto físico con la etapa de fusión "secundaria". El TX-5 no requería refrigeración.
- Correr por el centro del frasco de Dewar en la secundaria era una varilla cilíndrica de plutonio dentro de una cámara de gas tritio. Este "espaciador de fisión" fue implosionado por rayos X de la detonación primaria. Eso proporcionó una fuente de presión externa dentro del deuterio y condiciones crecientes para la reacción de fusión.
- Alrededor de la asamblea fue una 5 toneladas cortas (4,5 toneladas métricas) de uranio natural "tamper". El exterior del tamper estaba forrado con láminas de plomo y polietileno, formando un canal de radiación para conducir rayos X desde el "primario" hasta el escenario "secundario". Como se establece en el diseño Teller-Ulam, la función de los rayos X era comprimir el "secundario" con la ablación del tamper/pusher, presión de plasma de espuma y presión de radiación. Este proceso aumenta la densidad y la temperatura del deuterio al nivel necesario para sostener una reacción termonuclear, y comprime el "sparkplug" a una masa supercritica – induciendo el "sparkplug" a someterse a la fisión nuclear y así iniciar una reacción de fusión en el combustible de deuterio circundante.
Todo el programa "Mike" El dispositivo (incluido el equipo criogénico) pesaba 82 toneladas cortas (74 toneladas métricas). Estaba alojado en un gran edificio de aluminio corrugado, llamado Shot Cab, que tenía 27 m (88 pies) de largo. 46 pies (14 m) de ancho, y 61 pies (19 m) de altura, con un Torre de señales de 91 m (300 pies). Se utilizaron señales de radio y televisión para comunicarse con una sala de control del USS Estes donde se encontraba el grupo de disparos.
Se instaló en la isla del Pacífico de Elugelab, parte del atolón de Enewetak. Elugelab estaba conectado con las islas de Dridrilbwij (Teiteir), Bokaidrikdrik (Bogairikk) y Boken (Bogon) por una longitud de 9.000 pies (2,7 km). calzada artificial. Encima de la calzada había un tubo de madera contrachapada revestido de aluminio lleno de globos de helio, conocido como caja Krause-Ogle. Esto permitió que la radiación gamma y de neutrones pasara sin obstáculos a los instrumentos en una estación de detección no tripulada, la Estación 202, en la isla Boken. Desde allí se enviaron señales al equipo de grabación de la Estación 200, también alojada en un búnker en la isla Boken. El personal regresó a la isla Boken después de la prueba para recuperar el equipo de grabación.
En total, 9.350 militares y 2.300 civiles participaron en la operación "Mike" disparo. La operación contó con la cooperación del ejército, la marina, la fuerza aérea y los servicios de inteligencia de los Estados Unidos. El USS Curtiss trajo componentes desde Estados Unidos a Elugelab para su montaje. Las obras finalizaron el 31 de octubre a las 17.00 horas. Al cabo de una hora, el personal fue evacuado en preparación para la explosión.
Detonación
La prueba se llevó a cabo el 1 de noviembre de 1952 a las 07:15 hora local (19:15 del 31 de octubre, hora media de Greenwich). Produjo un rendimiento de 10,4 megatones de TNT (44 PJ). Sin embargo, el 77% del rendimiento final provino de la rápida fisión del manipulador de uranio, que produjo grandes cantidades de lluvia radioactiva.
La bola de fuego creada por la explosión tenía un radio máximo de 2,9 a 3,3 km (1,8 a 2,1 mi). El radio máximo se alcanzó unos segundos después de la detonación, durante los cuales la bola de fuego caliente se elevó debido a su flotabilidad. Aunque todavía estaba relativamente cerca del suelo, la bola de fuego aún no había alcanzado sus dimensiones máximas y, por lo tanto, tenía aproximadamente 5,2 km (3,2 millas) de ancho. La nube en forma de hongo se elevó a una altitud de 17 km (56.000 pies) en menos de 90 segundos. Un minuto más tarde había alcanzado los 33 km (108 000 pies), antes de estabilizarse a 41 km (135 000 pies) y la parte superior finalmente se extendió hasta un diámetro de 161 km (100 millas) con un tallo de 32 km (20 millas) de ancho.
La explosión creó un cráter de 1,9 km (6230 pies) de diámetro y 50 m (164 pies) de profundidad donde alguna vez estuvo Elugelab; La explosión y las olas de agua de la explosión (algunas olas de hasta 6 m (20 pies) de altura) limpiaron las islas de prueba de vegetación, como lo observó un helicóptero dentro de los 60 minutos posteriores a la prueba, momento en el cual la nube en forma de hongo y el vapor quedaron impresionados. Restos de coral radiactivos cayeron sobre barcos ubicados a 56 km (35 millas) de distancia, y el área inmediata alrededor del atolón quedó muy contaminada.
Cerca de la bola de fuego, se desencadenaron rápidamente descargas de rayos. Toda la toma fue documentada por los realizadores de los estudios Lookout Mountain. Se sobregrabó un sonido de explosión de posproducción sobre lo que era una detonación completamente silenciosa desde el punto de vista de la cámara, y el sonido de la onda expansiva solo llegó unos segundos después, como similar a un trueno, y el tiempo exacto dependía de su distancia. La película también estuvo acompañada por una poderosa música wagneriana que apareció en muchas películas de prueba de ese período y fue presentada por el actor Reed Hadley. Se ofreció una proyección privada al presidente Dwight D. Eisenhower, que había sucedido al presidente Harry S. Truman en enero de 1953. En 1954, la película se estrenó al público después de la censura y se mostró en canales de televisión comerciales.
Edward Teller, quizás el partidario más ferviente del desarrollo de la bomba de hidrógeno, se encontraba en Berkeley, California, en el momento del disparo. Pudo recibir el primer aviso de que la prueba había sido exitosa al observar un sismómetro, que recogió la onda de choque que viajó a través de la Tierra desde Pacific Proving Grounds. En sus memorias, Teller escribió que inmediatamente envió un telegrama no clasificado a la Dra. Elizabeth "Diz" Graves, el jefe del proyecto trasero, permaneció en Los Álamos durante el rodaje. El telegrama contenía sólo las palabras "Es un niño", dijo. que llegó horas antes que cualquier otra palabra de Enewetak.
Descubrimientos científicos
Una hora después de que la bomba fuera detonada, los pilotos de la Fuerza Aérea de EE. UU. despegaron de la isla Enewetak para volar hacia la nube atómica y tomar muestras. Los pilotos tuvieron que monitorear lecturas y pantallas adicionales mientras “pilotaban bajo condiciones inusuales, peligrosas y difíciles”, incluyendo calor, radiación, vientos impredecibles y escombros voladores. "Vuelo Rojo" El líder Virgil K. Meroney voló primero hacia el origen de la explosión. En cinco minutos, reunió todas las muestras que pudo y salió. Luego Bob Hagan y Jimmy Robinson entraron en la nube. Robinson chocó contra un área de severa turbulencia, giró y apenas retuvo la conciencia. Recuperó el control de su avión a 20.000 pies, pero la tormenta electromagnética había alterado sus instrumentos. Bajo la lluvia y la mala visibilidad, sin instrumentos que funcionaran, Hagan y Robinson no pudieron encontrar el avión cisterna KB-29 para repostar. Intentaron regresar al campo de Enewetak. Hagan, sin combustible, realizó un aterrizaje con extraordinario éxito en la pista. El F-84 Thunderjet de Robinson se estrelló y se hundió a 3,5 millas de la isla. El cuerpo de Robinson nunca fue recuperado.
Los tanques de combustible en las alas del avión habían sido modificados para recoger y filtrar los desechos que pasaban. Los filtros de los aviones supervivientes fueron sellados con plomo y enviados a Los Alamos, Nuevo México, para su análisis. Radiactivo y contaminado con carbonato de calcio, el "Mike" Las muestras eran extremadamente difíciles de manejar. Los científicos de Los Álamos encontraron en ellos rastros de isótopos plutonio-246 y plutonio-244.
Al Ghiorso, de la Universidad de California en Berkeley, especuló que los filtros también podrían contener átomos que se habían transformado, a través de la desintegración radiactiva, en los elementos 99 y 100, previstos pero no descubiertos. Ghiorso, Stanley Gerald Thompson y Glenn Seaborg obtuvieron la mitad de un filtro. artículo de la prueba de Ivy Mike. Pudieron detectar la existencia de los elementos einstenio y fermio, que habían sido producidos por un flujo de neutrones intensamente concentrado alrededor del lugar de la detonación. El descubrimiento se mantuvo en secreto durante varios años, pero finalmente se le dio crédito al equipo. En 1955, los dos nuevos elementos recibieron el nombre de Albert Einstein y Enrico Fermi.
Pruebas relacionadas
Se preparó y programó una versión de bomba simplificada y aligerada (la EC-16) para ser probada en la operación Castle Yankee, como respaldo en caso de que el "Camarones" el dispositivo de fusión (probado en Castle Bravo) no funcionó; esa prueba se canceló cuando el dispositivo Bravo se probó con éxito, dejando obsoletos los diseños criogénicos.
Galería
Mapa de la caída nuclear Mike Prueba.
Mike bola de fuego.
Mike Cráter de prueba, relativo a Enewetak Atoll.
Mike Nube de hongo nublado de tallo central updraft tropopause overshoots.
