Disseny d'armes nuclears

Archiu:HD.4G.054(10540205205).jpg

Les primeres armes nuclears, encara que grans, pesades i ineficientes, varen proporcionar les bases de disseny bàsic per a totes les futures armes. Ací el dispositiu Gadget és preparat per a la primera prova nuclear: Trinity.

Els dissenys d'armes nuclears són els apanys físics, químics i ingenieriles que causen que el paquet físic d'un arma nuclear detone. Existixen tres tipos bàsics de disseny. En els tres, l'energia explosiva dels dispositius desplegats s'ha derivat principalment de la fissió nuclear i no de la fusió.

• Les armes de fissió nuclear varen ser les primeres armes nuclears construïdes i fins al moment han segut les úniques usades en combat. El material actiu és l'urani fisible (U-235) o el plutoni (Pu-239), ensamblados explosivamente en una massa crítica reaccionant en cadena per un de dos métodos:
  • Armes de fissió en detonació per dispar: una peça d'urani fisible es dispara cap a un blanc d'urani fisible en l'atre extrem de l'arma, de forma similar a disparar una bala per un canó, conseguint una massa crítica quan es combinen.
  • Armes de fissió en detonació per implosió: una massa fisible de qualsevol material (U-235, Pu-239 o una combinació) és rodejada per explosius de gran potència que en explotar comprimixen la massa, resultant en una massa crítica. El método d'implosió pot usar urani o plutoni com a combustible. El método de canó solament usa urani. El plutoni es considera com a poc pràctic per al método de canó a causa del dispar prematur per la contaminació en Pu-240 ya que el seu constant de temps per a la fissió casi crítica és molt més chicoteta que la del U-235.

Les armes de fissió intensificada són una millora sobre el disseny d'implosió. L'alta pressió i temperatura ambiental en el centre d'un arma de fissió explotant comprimix i calfa una mescla de triti i gas de deuteri (isòtops pesats d'hidrogen). L'hidrogen es fusiona per a formar heli i neutrons lliures. L'energia lliberada d'esta reacció de fusió és relativament despreciable, pero cada neutró comença una nova cadena de reacció de fissió, accelerant la fissió i reduint en forma important la cantitat de material fisible que d'una atra forma seria desperdiciada quan l'expansió del material fisible deté la reacció en cadena. La millora pot més que doblar la lliberació d'energia de fissió de l'arma.

• Les armes termonuclears o bombes d'hidrogen són essencialment una cadena d'armes de fissió intensificades per fusió (no confondre en les armes de fissió millorades per fusió mencionades en el punt anterior), normalment en dos etapes en la cadena. La segona etapa, cridada la "secundària", és implosionada per l'energia dels rajos-x de la primera etapa, cridada la "primària". Conseqüentment, la secundària pot ser molt més poderosa que la primària, sense ser més gran. La secundària pot ser dissenyada per a maximizar la lliberació d'energia de la fusió, pero en la major part dels dissenys de fusió és solament amprada per a sostindre o millorar la fissió, com lo és en la primària. Es podrien agregar més etapes, pero el resultat seria un arma de gran potència pero massa poderosa per a servir a algun propòsit plausible. Estats Units va desplegar breument una bomba de tres etapes de 25 megatones, la B41, al començament de 1961. També en 1961, l'Unió Soviètica va provar, pero no va desplegar, un dispositiu de tres etapes de 50 a 100 megatones, la Bomba del Sar.

Les armes de fissió pura històricament han segut el primer tipo en ser construïda per un país. Els països industrialisats més grans en atarassanes nuclears ben desenrollats tenen armes termonuclears de dos etapes, que són més compactes, escalables i una opció més cost efectiva una volta que l'infraestructura industrial necessària és construïda.

Les innovacions més conegudes en el disseny d'armes nuclears es varen originar en Estats Units, encara que més vesprada varen ser desenrollades independentment per atres estats; les següents descripcions presenten els dissenys nortamericans.

En les primeres explicacions, les armes de fissió pura eren cridades bombes atòmiques o bombes-A, un error ya que l'energia prové solament del núcleu de l'àtom. Les armes que usen la fusió varen ser anomenades bombes d'hidrogen o bombes-H, també un error ya que l'energia destructiva prové principalment de la fissió. Els experts favorixen els térmens nuclear i termonuclear respectivament.

El terme termonuclear es referix a les altes temperatura requerides per a iniciar la fusió. Ignora l'igualment important factor de la pressió, que era considerat secret en l'época en que el terme es va fer popular. Molts térmens sobre armes nuclears són inexactos pel seu orige classificat.

Reaccions nuclears

La fissió nuclear dividix els àtoms més pesats per a formar àtoms més llaugers. La fusió nuclear enllaça àtoms més llaugers per a formar àtoms més pesats. Abdós reaccions generen aproximadament un milló de voltes més energia que reaccions químiques comparables, fent les bombes nuclears un milló de voltes més poderoses que les bombes no nuclears, tal com ho va dir una palesa francesa en maig de 1939.

En algunes formes, la fissió i la fusió són reaccions opostes i complementàries, pero els detalls són únics per a cada una d'elles. Per a comprendre cóm són dissenyades les armes nuclears, és útil conéixer les similituts i diferències importants entre elles. La següent explicació usa grossejos i aproximacions.

Fissió

Archiu:Fission bomb assembly methods.svg

Representació esquemàtica dels dos métodos per a ensamblar una bomba de fissió nuclear.

Quan un neutró lliure colpeja el núcleu d'un àtom fisionable tal com l'urani-235 (²³⁵O), l'urani es dividix en dos àtoms més menuts, cridats fragments de fissió, i neutrons adicionals. La fissió es pot autosostener, ya que produïx més neutrons de la velocitat requerida per a causar noves fissions.

L'àtom d'urani es pot dividir en qualsevol d'una dotzena d'alternatives diferents, mentres el pes atòmic sumix 236 (urani més el neutró extra). La següent equació mostra una possible divisió, en estronci-95 ( ⁹⁵Sr), xenón-139 (¹³⁹Xe) i dos neutrons (n), més energia:

${}^{235}\mathrm{U}+n={}^{95}\mathrm{S}\mathrm{r}+{}^{139}\mathrm{X}\mathrm{e}+2n+180\mathrm{M}\mathrm{e}\mathrm{V}$

L'immediata lliberació d'energia per àtom és de 180 millons d'electronvoltios (MeV), per eixemple 74 TJ/kg, dels quals el 90% és energia cinètica (o moviment) dels fragments de fissió, alluntant-se uns d'uns atres mútuament repelits per la càrrega positiva de les seues protones (38 per a l'estronci, 54 per al xenón). Aixina, la seua energia cinètica inicial és de 67 TJ/kg, lo que significa que la seua velocitat inicial és de 12.000 quilómetros per segon, pero la seua càrrega elèctrica causa moltes colisions inelásticas en els núcleus propencs. Els fragments permaneixen atrapats en l'interior del pou d'urani de la bomba fins que el seu moviment és convertit en calor de rajos-x, un procés que pren aproximadament una millonèsima de segon (un microsegon).

Esta energia de rajos-x produïx una explosió i fòc que són normalment el propòsit d'una explosió nuclear.

Despuix que els productes de la fissió disminuïxen la seua velocitat, permaneixen radiactius. Sent nous elements en massa neutrons, estos elements es tornen estables per mig del decaiguda beta, convertint els neutrons en protones llançant electrons i rajos gamma. Cada núcleu dels productes de la fissió decau entre una i sis voltes, en un promig de tres voltes, produint una varietat d'isòtops de diferents elements, alguns estables, alguns altament radiactius, i atres radiactius en vides miges de fins a 200.000 anys. En els reactors, els productes radiactius són els rebujos nuclears en el combustible gastat. En les bombes, es convertixen en la pluja radiactiva, tant a nivell local com a global.

Mentrestant, en l'interior de la bomba que està explotant, els neutrons lliures lliberats per la fissió colpegen els núcleus de U-235 propencs causant que es fisionen en una reacció en cadena creixent exponencial (1, 2, 4, 8, 16, etc.). Començant des d'un, la cantitat de fissions teòricament es pot doblar cent voltes en un microsegon, lo que podria consumir tot l'urani fins a centenars de tonellades en alcançar l'esclavó número cent en la cadena. En la pràctica, les bombes no contenen tant urani i, de qualsevol forma, solament uns pocs quilos es fisionan ans que el núcleu vole en péntols.

Conseguir mantindre unida una bomba que explota és el major desafiu del disseny d'armes de fissió. La calor de la fissió expandix ràpidament el pou de l'urani, separant el núcleu blanc i fent espai per a que els neutrons escapen sense ser capturats, i en succeir això, la reacció en cadena es deté.

Els materials que poden sostindre una reacció en cadena són cridats fisibles. Els dos materials fisibles usats en les armes nuclears són: el U-235, també conegut com urani altament enriquit (en anglés: Highly Enriched Uranium, HEU), el oralloy (Oy) que significa Oak Ridge Alloy (en espanyol: Aleació Oak Ridge), o 25 (els últims dígits del número atómico, que és 92 per a l'urani, i el pes atòmic, per a este cas 235, respectivament); i el Pu-239, també conegut com plutoni o 49 (de 94 i 239, respectivament).

L'isòtop més comú de l'urani, el U-238, és fisionable pero no fisible (açò significa que no pot sostindre una reacció en cadena per sí mateix pero sí es pot fisionar, específicament per neutrons d'una reacció de fusió). Els seus àlies inclouen urani natural i enriquit, urani empobrit (en anglés: Depleted Uranium, DU), tubealloy (El teu), i 28. No pot sostindre una reacció en cadena, ya que els seus propis neutrons de fissió no són lo suficientment poderosos per a causar que més U-238 es fisione. No obstant, els neutrons lliberats per fusió fisionarán el U-238. Esta reacció de fissió de el U-238 produïx la major part de l'energia destructiva d'una típica arma termonuclear de dos etapes.

Fusió

La fusió produïx neutrons que dissipen energia de la reacció. En les armes, la reacció de fusió més important és cridada reacció D-T. Usant la calor i la pressió de la fissió, hidrogen-2, o deuteri ( ²D), es fusiona en hidrogen-3, o triti ( ³T), per a formar heli-4 ( ⁴He) més un neutró (n) i energia:

${}^2\mathrm{D}{+}^3\mathrm{T}{=}^4\mathrm{H}\mathrm{e}+n+17,6\mathrm{M}\mathrm{e}\mathrm{V}$

Archiu:Deuterium-tritium fusion.svg

Note's que l'energia total produïda, 17,6 MeV, és una dècima de la que es produïx en la fissió, pero la massa dels ingredients és casi la cincuentava part de la dels de fissió, aixina que l'energia produïda per unitat de massa és unes 5 voltes major. No obstant, en esta reacció de fusió el 80% de l'energia, o 14 MeV, està en el moviment del neutró que, no tenint càrrega elèctrica i sent casi tan massiu com el núcleu d'hidrogen que ho va crear, pot escapar de l'escena sense deixar la seua energia arrere per a ajudar a sostindre la reacció – o generar rajos-x per a explosió o fòc.

L'única forma pràctica de capturar la major part de l'energia de fusió és atrapar els neutrons dins d'una massiva botella de material pesat, tal com el plom, l'urani o el plutoni. Si el neutró de 14 MeV és capturat per urani (ya siga 235 o 238) o plutoni, el resultat és la fissió i la lliberació de 180 MeV d'energia de fissió, multiplicant l'obtenció d'energia dèu voltes.

Aixina, la fissió és necessària per a començar la fusió, ajuda a sostindre la fusió i captura i multiplica l'energia lliberada en els neutrons de la fusió. En el cas d'una bomba de neutrons (vore més alvance) lo mencionat anteriorment no s'aplica, ya que l'escape dels neutrons és l'objectiu.

Producció de triti

Una important tercera reacció nuclear és la que crea el triti, essencial en el tipo de fusió usada en les armes i, casualment, l'ingredient més car en qualsevol arma nuclear. El triti, o hidrogen-3, és fabricat bombardejant liti-6 (⁶Li) en un neutró (n) per a produir heli-4 (⁴He) més triti (³T) i energia:

${}^6\mathrm{L}\mathrm{i}+n{=}^4\mathrm{H}\mathrm{e}{+}^3\mathrm{T}+5\mathrm{M}\mathrm{e}\mathrm{V}$

Es necessita un reactor nuclear per a proporcionar els neutrons. La conversió a escala industrial de liti-6 a triti és molt similar a la conversió d'urani-238 en plutoni-239. En abdós casos el material alimentat és colocat en l'interior del reactor nuclear i despuix d'un periodo de temps és extret per a ser processat. En la década de 1950, quan la capacitat dels reactors era llimitada, la producció de triti i plutoni entrabar en directa competència. Cada àtom de triti en un arma reemplaçava a un àtom de plutoni que podria haver segut produït en el seu lloc.

La fissió d'un àtom de plutoni llibera dèu voltes més energia total que la fusió d'un àtom de triti, i genera cinquanta voltes més explosió i fòc. Per esta raó, el triti és inclós en els components d'armes nuclears solament quan causa més fissió de lo que la seua producció sacrifica, com en el cas de la fissió millorada per fusió.

No obstant, una bomba nuclear explotant és un reactor nuclear. I la reacció descrita anteriorment pot tindre lloc simultàneament a través de la secundària en un arma termonuclear de dos etapes, produint triti en el mateix moment i lloc en el que el dispositiu està explotant.

Dels tres tipos bàsics d'arma nuclear, la primera, fissió pura, usa la primera de les tres reaccions nuclears descrites. La segona, la fissió millorada per fusió, usa les dos primeres. La tercera, la termonuclear de dos etapes, usa les tres.

Armes de fissió pura

La primera tasca del disseny d'un arma nuclear és armar ràpidament una massa supercrítica d'urani o plutoni fisible. Una massa supercrítica és una que el percentage de neutrons, produïts per la fissió, capturats per un atre núcleu fisible, és lo suficientment gran per a que cada event de fissió, en promig, cause més d'un event de fissió adicional.

Una volta que la massa crítica és armada, a densitat màxima, una racha de neutrons és proporcionada per a iniciar tantes reaccions en cadena com siga possible. Les primeres armes usaven un "iniciador de neutrons modulat" en l'interior del pou que contenia poloni-210 i berili separats per una prima barrera. L'implosió del pou esclafava el iniciador, mesclant els dos metals, i permetent aixina que les partícula alfa del poloni interactuaren en el berili per a produir neutrons lliures. En les armes més modernes, el generador de neutrons és un tubo de buit d'alt voltage que conté un accelerador de partícules que bombardeja un blanc hidrur de metal deuteri/triti en ionés de deuteri i triti. La fusió a chicoteta escala resultant produïx neutrons en un lloc protegit fòra del paquet físic, des d'a on penetren al pou. Este método permet un millor control dels temps d'iniciació de la reacció en cadena.

La massa crítica d'una esfera no comprimida de metal nuet és de 50 kg (110 lliures) per a l'urani-235 i de 16 kg (35 lb) per a la fase delta del plutoni-239. En aplicacions pràctiques, la cantitat de material requerit per a la criticidad és modificada per la forma, purea, densitat i proximitat al material reflectante de neutrons, tots els quals afecten l'escape o la captura de neutrons.

Per a evitar una reacció en cadena durant el maneig, el material fisible en l'arma deu ser subcrítico abans de la detonació. Pot consistir en un o més components que continguen menys d'una massa crítica no comprimida cada u. Una prima armassó hueca pot tindre més massa crítica que una esfera nueta, com per eixemple un cilindre, que pot ser arbitrariamente llarga i mai alcançar la criticidad.

Una trava és una capa opcional de material dens que rodeja al material fisible. Pel seu inèrcia retarda l'expansió del material que reacciona, incrementant l'eficiència de l'arma. A sovint la mateixa capa servix com a trava i com a reflector de neutrons.

Arma d'armassó tipo canó

Archiu:Gun-type fission weapon multilang thin lines.svg

Diagrama d'un arma de fissió de tipo canó. 1) Explosiu convencional, 2) Tubo del canó, 3) "Bala" hueca d'urani, 4) Cilindre blanc

Artícul principal → Arma de fissió de tipo canó.

La Little Boy, la bomba llançada sobre Hiroshima, va usar 64 kg (141 lliures) d'urani en un enriquiment promig d'al voltant de 80% o 51 kg (112 lliures) de U-235, a penes sobre la massa crítica de metal nuet (vore l'artícul Little Boy per a un diagrama detallat). Quan va estar ensamblada en l'interior del seu reflector/trava de carbur de tungsteno, els 64 kg (141 lliures) eren més del doble d'una massa crítica. Abans de la detonació, l'urani-235 estava format per dos péntols subcríticos, un dels quals va ser disparat posteriorment per un canó per a unir-se a l'atre, començant l'explosió atòmica. Aproximadament el 1% de l'urani es fisionó; el restant, que representava la major part de la producció en temps de guerra de les jagantes fàbriques de Oak Ridge, es varen dispersar inútilment. La vida mija de l'urani-235 és de 704 millons d'anys.

L'ineficiència va ser causada per la velocitat en la que l'urani no comprimit fisionándose es va expandir convertint-se en subcrítico per virtut de la disminució de la densitat. A pesar de la seua ineficiència, este disseny, a causa de la seua forma, va ser adoptat per al seu us en proyectils d'artilleria cilíndrics de chicotet diàmetro (una cap de guerra per a artilleria disparada des d'un tubo d'un canó molt més gran). Tals caps de guerra varen ser desplegades per Estats Units fins a 1992, donant conte d'una fracció significativa de el U-235 de l'atarassana, i varen ser una de les primeres armes en ser desmantellades per a complir en els tractats que llimitaven la cantitat de caps de guerra. La raó darrere d'esta decisió va ser indubtablement una combinació de baixa potència i greus temes de seguritat associats en el disseny del tipo canó.

Armes del tipo implosió

Archiu:Implosion Nuclear weapon tag.svg

Diagrama d'un arma nuclear d'implosió. 1) Explosiu ràpit, 2) Explosiu llent, 3) Trava/Empujador, 4) Iniciador de neutrons, 5) Núcleu de plutoni, 6) Ona de choc esfèrica comprimix al núcleu

Archiu:Implosion bomb animated.gif

La Fat Man, la bomba llançada sobre Nagasaki, va usar 6,2 kg (13,6 lliures), aproximadament 350 ml en volum, de Pu-239, que és solament un 39% de la massa crítica d'esfera nueta (vore l'artícul sobre la Fat Man per a un diagrama detallat). Rodejada per un reflector/trava de U-238, el pou va ser dut prop d'una massa crítica per les propietats de reflexió de neutrons de el U-238. Durant la detonació, la criticidad va ser conseguida per una implosió. El pou de plutoni va ser apretat per a incrementar la seua densitat per la detonació simultànea d'explosius convencionals colocats uniformemente al voltant del pou. Els explosius varen ser detonats per múltiples detonadors de cable explosiu. Es va estimar que solament aproximadament un 20% del plutoni es fisionó, el restant, aproximadament , es va dispersar.

Una ona de choc d'una implosió seria de tan curta duració que solament una fracció del pou és comprimit en qualsevol instant a mida que l'ona passa a través d'est.

Archiu:U-235Ray-Image-A.L.Lens-Test-Shot.gif

Imàgens instantànees de rajos-X de les ones de choc convergents formades durant una prova d'un sistema de lents explosius.

Pot ser necessària una carcassa empujadora fabricada d'un metal de baixa densitat -com l'alumini, berili o una aleació de dos metals (sent l'alumini el més fàcil i segur de donar forma, i és dos órdens de magnitut més barat; pero el berili té una capacitat de reflexió de neutrons més alta)-. El empujador està localisat entre les lents explosives i la trava. Treballa reflectint una miqueta de l'ona de choc cap a arrere, tenint l'efecte d'allargar la seua duració. La Fat Man va usar un empujador d'alumini.

La clau de la major eficiència de la Fat Man va ser el momentum cap a l'interior de la massiva trava de U-238 (que no es fisionó). Una volta que la reacció en cadena va començar en el plutoni, el momentum de l'implosió tenia que ser revertit ans que l'expansió detinguera la fissió. Mantenint tot junt per a lo manco uns pocs centenars de nanosegundos més, es va poder incrementar l'eficiència.

Pou de plutoni

Artícul principal → Pou (arma nuclear).

El núcleu d'un arma d'implosió -el material fisible i qualsevol reflector o trava adossat a ella- es coneix com el pou. Algunes armes provades durant la década de 1950 varen usar pous fabricats solament en U-235, o en materials composts en plutoni, pero els pous fabricats solament en plutoni són els més menuts en diàmetro i han segut els estàndarts des de principis de la década de 1960.

El fos i després el mecanisat del plutoni és difícil no solament per causa de la seua toxicitat, sino també perque el plutoni té moltes diferents fases metàliques, també conegudes com alótropos. A mida que el plutoni es gela, els canvis en la fase resulten en distorsió i agrietamiento. Esta distorsió normalment se supera per mig de la seua aleació en 3–3,5 molar% (0,9–1,0% per pes) de gali, formant una aleació de plutoni-gali, que causa que es conserve la seua fase delta sobre un major ranc de temperatures. Quan es gela des del fos solament passa per un canvi de fase, de epsilon a delta, en lloc dels quatre que normalment ocorrerien. Uns atres metalés trivalentes també funcionarien , pero el gali té una chicoteta àrea de secció d'absorció de neutrons i ajuda a protegir el plutoni contra la corrosió. Una desventaja dels composts de gali és que ells per sí mateixos són corroents i si el plutoni es recupera d'armes desmantellades per a convertir-ho en diòxit de plutoni per a ser usat en reactors d'energia nuclear, és necessari retirar el gali, lo que és difícil de fer.

Ya que el plutoni és químicament reactiu és comú forrar completament el pou en una prima capa de metal inerte, que també ajuda a reduir els riscs de toxicitat. The Gadget va usar un forre d'argent galvànic, despuix es va utilisar níquel depositat a partir de vapor de níquel tetracarbonilo, pero ara es preferix l'or.

Implosió de pou levitado

La primera millora del disseny de la Fat Man va ser posar un espai d'aire entre la trava i el pou per a crear un impacte de martell sobre tacha. El pou, recolzat en un con buit en l'interior de la cavitat de la trava, es dia que levitaba. En les tres proves de l'Operation Sandstone, en 1948, es varen usar dissenys Fat Man en pous levitados. La potència més gran va ser de 49 kilotones, més del doble de potència que una Fat Man sense dita modificació.

Es va vore clarament que l'implosió era el millor disseny per a un arma de fissió. La seua única desventaja semblava ser el seu diàmetro. La Fat Man tenia 1,5 m d'ample, front els 60 cm de la Little Boy.

Onze anys més tarde els dissenys d'implosió havien alvançat lo suficient i s'havia passat dels 1,52 m de diàmetro de l'esfera de Fat Man a 0,3 m de diàmetro d'un cilindre de 0,61 m de llarc, del dispositiu Swan.

El pou de Pu-239 de la Fat Man era de sol 9 cm de diàmetro, el tamany d'una pilota de softball. El gros de la circumferència de la Fat Man era el mecanisme d'implosió; més en detalle eren les capes concèntriques de U-238, alumini i alt explosiu. La clau en la reducció de la circumferència va ser el disseny d'implosió de dos punts.

Implosió llineal de dos punts

Archiu:Linear implosion schematic multilang.svg

Implosió llineal: 1) Pou de Pu-239 fisible, 2) Alt explosiu, 3) Formador d'ona inerte, 4) Detonador, 5) Fronts de detonació emergint des dels formadors d'ona

Un disseny d'implosió molt ineficiente és un que simplement canvia la forma d'un ovoide a una esfera, en compressió mínima. En l'implosió llineal, una massa de Pu-239 sense apisonar, sòlida, elongada, més gran que la massa crítica d'una esfera, és posada en l'interior d'un cilindre d'alt explosiu en un detonador en cada extrem.

La detonació convertix el pou en crític en dur els extrems cap a l'interior, creant una forma esfèrica. L'ona de choc també pot canviar el plutoni de la fase delta a la fase alfa, incrementant la seua densitat en un 23%, pero sense el momentum cap a l'interior d'una verdadera implosió. La carència de compressió la convertix en ineficiente, pero la simplicitat i chicotet diàmetro la fan utilisable en proyectils d'artilleria i municions atòmiques de derrocament (en anglés: Atomic Demolition Munitions, ADM) també conegudes com a bombes atòmiques de mochila o de maletín.

Totes les armes de camp de batalla de baixa potència, siguen del tipo canó de U-235 o d'implosió llineal de Pu-239, paguen un alt preu en material fisible en el propòsit de conseguir diàmetros d'al voltant de 254 mm.

Implosió de pou buit de dos punts

Un sistema d'implosió de dos punts més eficient usa dos lents d'alt explosiu i un pou buit.

Un pou de plutoni buit va ser el pla original per a la bomba Fat Man en 1945, pero no va haver suficient temps per a desenrollar i provar el sistema d'implosió per a això. Un disseny de pou sòlit més simple va ser considerat més confiable, donada la restricció de temps, pero va requerir d'una pesada trava de U-238, un gros empujador d'alumini i tres tonellades d'alt explosiu.

Despuix de la guerra, l'interés en el pou buit es va revivar. La seua ventaja òbvia és que una carcassa hueca de plutoni, deformada per l'ona de choc i conduïda cap a l'interior dels seus centre buit, tindria momentum producte de la seua violenta transformació en una esfera sòlida. S'esclafaria per sí mateixa, requerint una trava de U-238 més menuda, cap empujador d'alumini i menys alt explosiu.

La bomba Fat Man tenia dos carcasses concèntriques, esfèriques d'alt explosiu, cada una de 25 cm de gruixa. La carcassa interior consistia en un patró com la coberta d'una pilota de fútbol de 32 lents d'alt explosiu, cada una de les quals convertia l'ona convexa del seu detonador en una ona cóncava alineada al contorn de la superfície exterior de la carcassa interna. Si estes 32 lents pogueren ser reemplaçades en sol dos, l'esfera d'alt explosiu podria convertir-se en un elipsoide (esferoide allargat) en un diàmetro molt més menut.

Una bona ilustració d'estes dos característiques és un diagrama de 1956 del programa de la bomba nuclear de Suècia (ell com va ser cancelat abans de produir una explosió de prova). El diagrama mostra els elements essencials del disseny de pou buit de dos punts.

Archiu:Swedish Atomic Bomb.png

Existixen diagrames similars en la lliteratura oberta que provenen del programa de la bomba nuclear alemana de posguerra, que també va ser cancelat, i del programa francés, que va produir una atarassana nuclear.

El mecanisme de les lents d'alt explosiu (diagrama item #6) no és mostrat en el diagrama suec, pero una lent estàndar fabricada d'alts explosius llents i ràpits, com en la Fat Man, seria molt més llarga que lo que mostra la forma. Per a que una lent única d'alt explosiu genere una ona cóncava que comprenga un hemisferi complet, o deu ser molt llarga, o la part de l'ona en llínea directa entre el detonador i el pou deu ser demorada dràsticament.

Un alt explosiu llent és massa ràpit, pero la làmina volant d'una "lent d'aire" no ho és. Una làmina metàlica, deformada per l'ona de choc, i espentada a través d'un espai buit pot ser dissenyada per a moure's lo suficientment llent. Un sistema d'implosió de dos punts usant tecnologia de lents d'aire pot tindre un llarc de no més del doble del seu diàmetro, com es veu en el diagrama suec.

Referències

Bibliografia

• Cohen, Sam, The Truth About the Neutron Bomb: The Inventor of the Bomb Speaks Out, William Morrow & Co., 1983
• Coster-Mullen, John, "Atom Bombs: The Top Secret Inside Story of Little Boy and Fat Man", Self-Published, 2011
• Glasstone, Samuel and Dolan, Philip J., The Effects of Nuclear Weapons (third edition) (hosted at the Trinity Atomic Web Site), U.S. Government Printing Office, 1977. PDF Version
• Grace, S. Charres, Nuclear Weapons: Principles, Effects and Survivability (Land Warfare: Brassey's New Battlefield Weapons Systems and Technology, vol 10)
• Hansen, Chuck, The Swords of Armageddon: U.S. Nuclear Weapons Development since 1945, October 1995, Chucklea Productions, eight volumes (CD-ROM), two thousand pages.
• The Effects of Nuclear War, Office of Technology Assessment (May 1979).
• Rhodes, Richard. The Making of the Atomic Bomb. Simon and Schuster, New York, (1986 ISBN 978-0-684-81378-3)
• Rhodes, Richard. Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb. Simon and Schuster, New York, (1995 ISBN 978-0-684-82414-7)
• Smyth, Henry DeWolf, Atomic Energy for Military Purposes, Princeton University Press, 1945. (see: Smyth Report)