Bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki

Química. Bomba atómica. Hiroshima. Nagasaki. Bombardeos atómicos. Radiación nuclear. Máximos responsables

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La bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki

Historia de la bomba atómica: ¿Qué paso? ¿Por qué se llevo a cabo? ¿Quiénes fueron los máximos responsables?

“una sola bomba de estas destruiría todo un terreno circundante”

Trozo de la carta que escribió Albert Einstein.

Índice:

Introducción-------------------------------------------------------------------------------------------- 4

Fundamentos científicos sobre la bomba atómica---------------------------------------------- 5

Radio de explosión------------------------------------------------------------------------------------9

Tabla de destrucciones según la zona de impacto----------------------------------------------10

Tabla de velocidades de los vientos---------------------------------------------------------------11

Historia de Estados Unidos--------------------------------------------------------------------------12

Historia de Japón--------------------------------------------------------------------------------------27

Conclusiones-------------------------------------------------------------------------------------------36

Biografía------------------------------------------------------------------------------------------------34

Introducción:

Querámoslo o no la historia se podría hacerse a partir de la historia de sus guerras. Pero en ese camino, la última (la II Guerra Mundial) significo un punto y aparte debido a que en ella se hizo uso por primera vez para fines bélicos de una nueva energía: la energía de fisión que en esos momentos se estaba descubriendo.

Es tal el poder de esa nueva arma que uno de sus inspiradores (Albert Einstein) comentaba irónicamente que no sabía quién ganaría una posible tercera guerra mundial. Pero lo que si estaba seguro es que la cuarta la volveríamos a hacer con palos y piedras, pues el poder de las armas atómicas habría acabado con todos y casi todos.

En el presente trabajo, intentaré responder a las preguntas que figuran en la portada para tratar de responder los hechos y sus consecuencias.

2. Fundamentos científicos de la Bomba atómica:

  • ¿Qué es la bomba atómica?

  • Definición:

    Bomba atómica: dispositivo que obtiene una enorme energía de las reacciones nucleares, y cuya explosión es claramente visible por la nube en forma de hongo que produce.

    Se basa en provocar una reacción nuclear en cadena que no se puede controlar, es decir, una reacción que se sostiene en el tiempo al provocar un neutrón la fisión de un átomo fisible, liberando varios neutrones que causaran otras fisiones gracias a la primera reacción. Esta reacción sólo se produce si al menos uno de los neutrones emitidos en la fisión es apto para provocar una nueva fisión.

  • tipos de reacciones:

  • Hay dos tipos de explosiones atómicas:

  • fisión nuclear: reacción en la que el núcleo se rompe en fragmentos (de masa parecida) con la liberación de aproximadamente 200 millones de electronvoltios de energía, que se pondrá de manifiesto con una fuerte explosión en la bomba atómica.*(se amplía información en las páginas 5 y 6 )

  • Fusión nuclear: es idéntica a una explosión de fusión (de hidrogeno), pero esta saca su poder de la unión de dos núcleos de varios isotopos de hidrogeno (deuterio y tritio) para formar el núcleo de Helio. Pero sobre este tema no entrare en detalles.**(se amplía información en la página 7)

  • ¿Qué es el uranio? Es un metal pesado. Los átomos de Uranio tienen los suficientes neutrones y protones (partículas subatómicas sin y con cargas eléctricas). Este material no tiene suficiente fuerza para fisionarse, pero tiene una gran facilidad para producir una explosión.

    En el uranio hay dos isótopos, elementos de igual número de protones y distinto número de neutrones:

    En el uranio natural (Z = nº protones = 92), es muy frecuente que coexistan el isótopo U-238 con el uranio-235 (con menos neutrones).

    Este isotopo puede ser dividido para que sea fisionable, que será utilizado para la construcción de una bomba atómica.

    El U-238 es un mineral rico en neutrones, que refleja todo lo contrario de su isotopo U-235 que los llega a absorber; este no tienen ninguna función en las reacciones atómicas, pero las propiedades que tiene este mineral lo hace excelente para crear un escudo en el uranio -235 en una bomba.

    Se utiliza un sistema de seguridad en las bombas atómicas, para ayudar a prevenir que hubiera posibles reacciones accidentales.

    Estos dos tipos de isotopos son radioactivos, pero con el paso del tiempo se suelen desintegrar, perdiendo así respectivamente partículas para llegar a convertirse en plomo. El tiempo de desintegración son más o menos unos 100.000 años.

    El plutonio es un isotopo Pu-239, que no se encuentra en la naturaleza (excepto en periodos muy cortos y siempre es obtenido a partir del uranio-238).

    Efectos de la bomba atómica:

    El solo hecho de una explosión atómica ya es lo suficientemente mortal. La altísima temperatura y la elevada presión que se generan en la explosión provocan la emisión de partículas ,  y radiación . Estas partículas tienen diferentes poderes de penetración en la materia. Las menos peligrosas son las partículas  y la de mayor penetración es la radiación .

    Esta radioactividad penetra en todos los seres vivos y les produce la muerte o en casos más leves mutaciones y esterilidad.

    Otros efectos de la explosión son la disminución de la temperatura terrestre y la alteración del metabolismo de los vegetales, causados por los materiales impulsados a la atmósfera por la detonación. Se trata del conocido invierno nuclear. Además estos materiales radioactivos irían cayendo durante años convirtiéndose en una lluvia radioactiva.

    Un tercer efecto es la reducción de la capa de ozono producida por el óxido de nitrógeno generado por las bolas de fuego, de modo que las radiaciones solares que llegaran a la Tierra serían mortales.

    Una de las enfermedades que llega a causar la radioactividad de una bomba atómica es la leucemia, esta enfermedad la suelen sufrir los descendientes de los supervivientes.

    *Fisión nuclear:

    Reacción en que los núcleos de diferentes átomos pesados, se pueden dividir en dos o tres fragmentos que están formados por diferentes átomos más ligeros que crearan los llamados productos de fisión.

    Los productos de fisión desprenden rayos gamma, emiten neutrones y un gran desprendimiento de energía.

    Reacción en cadena: a consecuencia de la reacción de fisión, se producen varios neutrones que incidirán en otros núcleos (que son fisionables) generando más neutrones que producirán otros choques con otros núcleos, haciendo un efecto multiplicador. Cuando el núcleo absorbe otro neutrón se dice que está en estado excitado y se rompe dando así productos fisión y liberando más neutrones, que provocarán nuevas fisiones liberando otros neutrones y así sucesivamente.

    La fisión también se puede producir de forma espontanea pero suele ser provocada por absorción de rayos gamma o por un neutrón incidente, liberando así emisiones de neutrones, radiaciones de rayos gamma y la liberación de energía.

    Se utiliza como núcleo fisionable el Uranio-235 (comentado en el punto 1) liberando una cantidad de energía de unos 200 MeV por cada reacción que se ha llevado a cabo.

    Los elementos más útiles para producir una reacción son solo:

  • Uranio-235: se encuentra en la naturaleza en pequeñas proporciones junto con el Uranio-238 (isotopo más abundante)

  • Uranio 233

  • Plutonio-239

  • Ejemplo de la fisión nuclear:

    236U + 1n0 95M0 + 139La +21n0

    Masa uranio: 235,124 u masa 95M0 : 94.945

    Masa neutrón: 1,009 masa 139La 138,955

    Masa total de los reactivos: 236,133u masa 21n0: 2.018

    Masa total de los productos: 235,918u

    Pérdida de masa = m = m productos - m reactivo

    = 235,918 - 236,133 = -0.215 u.

    = 0.215 x 1/6.02·1023 g

    1 u= 1/6.02·1023 g

    E = mc2

    E = 'Bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki'

    Resultado: E= 1.077142 x 10-16 Joules/1 fisión

    Y como 1eV = 1,6 x 10-19 J.

    E= 670 eV/1 fisión

    La fisión de 2 x 105 núcleos de Uranio produciría 200MeV

    **Fusión:

    Reacción nuclear en que dos átomos ligeros, se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando así una gran cantidad de energía.

    Para efectuar una reacción de fusión se tienen que cumplir una serie de requisitos.

    Estos requisitos son:

  • La temperatura ha de ser muy elevada para que se lleguen a separar los electrones del núcleo y que se aproxime a otro para vencer las fuerzas de repulsión electroestáticas. La masa gaseosa se llama plasma, masa gaseosa que está compuesta por los electrones libres y por átomos ionizados.

  • Confinamiento adecuado para mantener el plasma a elevada temperatura durante un periodo de tiempo mínimo.

  • La densidad del plasma ha de ser suficiente para que los diferentes núcleos estén cerca unos de otros y pueda dar lugar las reacciones de fisión.

  • Radio de las Zonas de Explosión


    Bomba de 10 Kilotones

    Punto 0 - 1980 pies (603,5 m)

    Zona 1

    0.80 kilómetros

    Zona 2

    1.60 kilómetros

    Zona 3

    2.80 kilómetros

    Zona 4

    4.0 kilómetros

    Zona 5

    4.85 kilómetros

    Bomba de 1 megatón

    Punto 0 - 8000 pies (2,44 km)

    Zona 1

    4.00 kilómetros

    Zona 2

    6.05 kilómetros

    Zona 3

    10.45 kilómetros

    Zona 4

    12.45kilometros

    Zona 5

    16.10 kilómetros

    Bomba de 20 Megatones

    Punto 0 - 17500 pies (5,33 km)

    Zona 1

    14.05 kilómetros

    Zona 2

    22.55kilometros

    Zona 3

    43.45 kilómetros

    Zona 4

    50.00 kilómetros

    Zona 5

    56.30 kilómetros


    zonas

    Tipo destrucción

    Tipo destrucción

    Muertes heridos causados en %

    Presión en psi

    Velocidad del viento en km/h

    [1]

    Punto de vaporización

    Todo es convertido en vapor a causa de la explosión

    98

    25

    515 km/h

    [2]

    Destrucción total

    Estructuras terrestres destruidas

    90

    17

    470 km/h

    [3]

    Daños graves a causa de la explosión

    Fabricas y edificios derrumbados, daños graves en puentes y carreteras y desvió de los ríos

    65% muertes

    30% de heridos

    9

    420 km/h

    [4]

    Daños graves a causa del calor

    Todo lo inflamable arde , la gente es asfixiada debido a que el oxigeno es consumido por el fuego

    50% muertes

    45% heridos

    6