Por qué se utiliza sólo Uranio y Plutonio para armas nucleares


Este hermoso anillo de plutonio super-refinado al 99.96% mide apenas 11 centímetros pero pesa 5.3Kg, la forma de anillo impide que entre en estado crítico.


Hay sólo dos elementos utilizados para las bombas nucleares, uranio-235 y plutonio-239 ¿Por qué? Con tanta cosa superpesada y radioactiva en la tabla periódica, ¿por qué sólo hay dos elementos útiles para hacer volar todo?

Pregunta nardogeek que nunca había terminado de responderme hasta que empecé a leer un poco sobre los isótopos, en el caso del uranio es sencillo, la mayor parte del U-238 es bastante estable, ¡no se puede fisionar! a diferencia de lo que se cree no todo uranio sirve para sumar masa crítica y fisionar, el U-238 no logra una reacción en cadena por su estructura y pierde energía en sus neutrones pero he aquí que en la Tierra el 99.284% es U-238 (y tiene una vida media de 4.468 mil millones de años).

El hermano inestable, el U-235, es el que realmente sirve para una bomba, es una ínfima parte, el 0.7%, pero para lograr fisión se requiere una pureza de algo así como el 90%, eso sería útil. Para obtenerlo se lo separa por distintos procesos ya que ambos pesan distinto. También es útil el U-233 pero no es tan común y por ende ni se lo obtiene.

Pero vamos al Plutonio, ya que el Uranio es mediocre para esto de hacer explosiones, el Plutonio tiene mejor reacción, pero ¿Cómo se obtiene? En reactores nucleares, cuando el U-238 recibe un neutrón de más decae en Pu-329 y se separa del restante Uranio en plantas de reprocesamiento.

El Plutonio de calidad para armas debe tener una pureza del 93% porque a veces demasiado Pu-240 puede provocar fisión espontánea y como que no es muy útil que tus propias bombas exploten antes de llegar a destino ni mucho menos en tu propia base.

Los reactores nucleares son el mejor lugar para crear plutonio y es por eso que siempre hay problemas con países que no son aliados de las potencias que quieran tener sus propios reactores.

¿Pero para qué se puede usar que no sea una bomba? Con la caída de la Unión Soviética y el alto costo de mantenimiento de las bombas obviamente algo había que hacer, ya prácticamente no se produce plutonio por todos los tratados de no proliferación, además de no ser precisamente sencillo guardarlo.

La mejor forma de utilizarlo es en reactores nucleares pero también una mucho más interesante: RTG (Radioisotope thermoelectric generator). El genial reactor térmico que llevan varias sondas espaciales para no depender de los paneles solares en viajes muy largos.

Con una vida media de 87.7 años el plutonio no sirve tampoco para más allá del sistema solar, es que apenas llegando a Plutón ya tenemos un gran porcentaje de plutonio inútil por el decaimiento natural, y luego de un siglo apenas podrían generar la mitad de la energía que es alrededor de 0.54 watts por gramo.

No hay mucho pero Rusia mantiene un poco la producción y los EEUU retomaron en 2013, luego de 25 años de no hacerlo, alcanzando 1.5Kg ya que el programa espacial lo requiere más que el de armamento.

Por suerte todos los demás elementos altamente radioactivos tienen reacciones adversas cuando se refiere a la reacción en cadena, los neutrones son anulados cuando empieza la reacción, algo que es muy bueno para todos nosotros ya que, de esta manera, tampoco es tan fácil obtener. Lo bueno es que todos esos otros son útiles para generar energía calórica, como el Torio, no hace falta que exploten o sumen masa crítica, tan sólo una diferencia de temperatura como reacción limitada es aprovechable, lo malo: nadie lo está haciendo en la actualidad.

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Comentarios

  • Gustavo V    

    muy buen post, listo para el suplemento dominical de cualquier periódico nacional!!!


    tu puedes :D :D :D :D :D

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  • Pen Pen    

    Interesante al por mayor. Muchas Gracias!

    La foto es genial. A simple vista parece un anillo de plomo como para llevar al chatarrero y que te de unos mangos :D

    Me pregunto, ese anillo, esa pulsera de plutonio :D , ¿que poder de destruccion puede generar comparado con la famosa bomba de Hiroshima?

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  • walter    

    En The Martian el protagonista recupera RTG que llevaba la misión para usar el calor que genera. Gracias por el post y por el de The Martian que me llevo a leerlo. Muuy groso.

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  • Pen Pen dijo:

    Interesante al por mayor. Muchas Gracias!

    La foto es genial. A simple vista parece un anillo de plomo como para llevar al chatarrero y que te de unos mangos :D

    Me pregunto, ese anillo, esa pulsera de plutonio :D , ¿que poder de destruccion puede generar comparado con la famosa bomba de Hiroshima?


    estimo que 5Kg de plutonio, que es lo que tenía FatMan, daba 21Kt, esto sin dispositivo secundario (hidrógeno, Tritio, etc) con lo que el mismo núcleo podría llevar la explosión a 10Mt, de hecho, las bombas pueden usar tan sólo 1Kg de Plutonio, comprimirlo explosivamente y reducir la necesidad de material para el punto crítico, el secundario es lo importante ahí.

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  • "En reactores nucleares, cuando el U-238 recibe un neutrón de más decae en Pu-329"

    Creo que donde dice "neutrón" debe decir "protón".
    Los elementos no cambian por un neutrón más o menos, si por un protón.

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  • Hyperdarioman dijo:

    "En reactores nucleares, cuando el U-238 recibe un neutrón de más decae en Pu-329"

    Creo que donde dice "neutrón" debe decir "protón".
    Los elementos no cambian por un neutrón más o menos, si por un protón.


    no mi estimado, cambian por ambos, y es un neutrón, no un protón, la reacción en cadena se da por bombardeo de neutrones al decaer elementos y por fisión la que los libera.

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  • timossss    

    Cuánto vale eso? debe valer millones, no?
    Yo lo veo y se me pone el signo $ en los ojos.

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  • Javier    

    Fabio,

    en realidad hay una serie de isótopos que tambien pueden ser usados para armas nucleares, entre ellos el Amercio, el Curio o el Californio, que inclusive tienen masas críticas más bajas que el Plutonio

    https://en.wikipedia.org/wiki/Critical_mass

    Por el otro lado, ese anillo de Plutonio, ni siquiera siendo colocado como una esfera puede explotar, la masa crítica es de unos 10 kg. Si eventualmente comprimiendolo con un explosivo puede detonar (aumentando la densidad del mismo)

    El U-238 absorbe un neutron y se transforma en U-239, el cual decae mediante la emision de un electrón y un antineutrino en Pu-239 (el neutron se transforma en un proton, un electron y un antineutrino)

    Por último, el U-238 si es usado en bombas termonucleares (de fision-fusion-fision) ya que con neutrones muy energéticos fisiona y libera energia, con lo cual se hace una bomba nuclear con Pu-239 o U-235 que se usa para encender (licencia poética) una bomba de fusion de hidrógeno y el exceso de neutrones que esta libera se usa para fisionar un recubrimiento de U238.

    Saludos
    Javier

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  • Hernan    

    Estoy viendo esta serie https://es.m.wikipedia.org/wiki/Okkupert donde los noruegos hacen una planta de Torio para conseguir energía en lugar de petróleo y los rusos los ocupan

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  • Francisco    

    Disculpen mi ignorancia, pero por que el hierro o el oro no se pueden fusionar o explotar como bomba atómicas? O por que no se pueden "convertir" a plutonio o uranio?.

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  • Leo FG    

    Francisco dijo:

    Disculpen mi ignorancia, pero por que el hierro o el oro no se pueden fusionar o explotar como bomba atómicas? O por que no se pueden "convertir" a plutonio o uranio?.


    Porque la cantidad de energia necesaria para transmutar un material a otro lo hace impracticable.

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