De ce este încă atât de greu să construim arme nucleare?

Oamenii de știință construiesc arme nucleare de peste 80 de ani, dar realizarea acestei tehnologii rămâne o provocare.

Primul test nuclear, numit „Trinity”, a avut loc în deșertul din New Mexico, pe 16 iulie 1945. Acest test a fost o demonstrație de concept pentru experimentele nucleare secrete desfășurate la Los Alamos, ca parte a Proiectului Manhattan, în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial. Doar câteva săptămâni mai târziu, aceste cercetări au condus la bombele atomice aruncate asupra orașelor Hiroshima și Nagasaki, în Japonia.

• De ce sunt casele dreptunghiulare?
• De ce ne amintim visele?

După acele detonări, dezvoltarea armelor nucleare a accelerat. Astăzi, mai multe țări și-au construit propriile arsenale nucleare, inclusiv Statele Unite, care dețin peste 5.000 de focoase nucleare.

Cu toate acestea, chiar dacă principiile de bază ale acestei tehnologii nu mai sunt secrete, fabricarea armelor nucleare rămâne o provocare științifică și inginerească.

„Unul dintre cele mai mari obstacole în fabricarea armelor nucleare este extragerea și procesarea elementelor chimice necesare pentru a declanșa o explozie nucleară”, a explicat Hans Kristensen, director al Proiectului de Informații Nucleare din cadrul Federației Oamenilor de Știință Americani, într-un e-mail către Live Science.

Același tip de energie care se găsește în centrul soarelui

Eliberarea enormă de energie se numește reacție de fisiune nucleară. Atunci când are loc, începe o reacție în lanț în care atomii sunt separați pentru a elibera energie. Acesta este același tip de reacție care face posibilă energia nucleară.

„Materialul fisionabil din interiorul unei bombe nucleare este format în principal din izotopi de uraniu și plutoniu, care sunt elemente radioactive”, a declarat Matthew Zerphy, profesor de practică în inginerie nucleară la Penn State, pentru Live Science.

Cel mai comun izotop al uraniului, uraniul-238 (U-238), este extras și apoi trece printr-un proces de îmbogățire pentru a transforma o parte în alt izotop, uraniul-235 (U-235), care poate fi folosit mai ușor în reacțiile nucleare.

„Pentru a obține uraniu de calitate militară, 90% dintr-un eșantion de U-238 trebuie să fie transformat în U-235″, a declarat Zerphy.

Cea mai dificilă parte a acestui proces, care poate dura de la săptămâni la luni, este transformarea chimică a elementului în sine, care necesită energie intensivă și echipamente specializate. Un pericol chimic în timpul acestui proces este posibila eliberare de hexafluorură de uraniu (UF₆), o substanță foarte toxică care, dacă este inhalată, poate afecta rinichii, ficatul, plămânii, creierul, pielea și ochii.

Un risc pentru siguranță

Procesul de îmbogățire a plutoniului în aceeași măsură este și mai complicat, a spus el, deoarece acest element nu există în mod natural, așa cum se întâmplă cu uraniul.

„Prelucrarea acestui material poate reprezenta, de asemenea, un risc pentru siguranță în cazul în care se colectează accidental o masă critică”, a spus Zerphy.

„Această răspândire rapidă a fisiunii atomice este o mare parte din ceea ce face ca o reacție nucleară să fie atât de distructivă”, a spus el.

În cazul armelor termonucleare, care au fost dezvoltate după cel de-al Doilea Război Mondial și utilizează o combinație de fisiune și fuziune nucleară pentru a crea o explozie și mai puternică, o reacție de fisiune standard trebuie apoi să declanșeze o reacție de fuziune secundară și mai puternică. Această reacție de fuziune este același tip de energie care se găsește în centrul soarelui.

Testarea armelor nucleare

Odată ce aceste arme sunt create, oamenii de știință și inginerii trebuie să se asigure că armele vor funcționa așa cum este necesar, în cazul în care vor fi folosite vreodată, scrie LiveScience.

La începuturile dezvoltării armelor nucleare, oamenii de știință testau ei înșiși armele la locurile de testare (care devastau mediul din zonele „pustii” unde erau testate, precum și oamenii și animalele care trăiau în apropiere).

În schimb, testarea armelor moderne se bazează pe modele computerizate. Aceasta face parte din activitatea desfășurată de National Nuclear Security Administration (NNSA).

În cele din urmă, complexitatea și provocările legate de construirea acestor arme pot explica de ce există atât de puține superputeri nucleare în lumea de astăzi.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Un asteroid care ar putea lovi Pământul în 2032, deviat inclusiv cu arme nucleare

Iran are suficient uraniu îmbogăţit pentru a dezvolta arme nucleare

Ce s-ar întâmpla cu un asteroid dacă ar fi distrus cu arme nucleare?

Cum au reușit Statele Unite ale Americii să piardă șase arme nucleare și unde ar putea fi acum?