Niñito -Little Boy

Niñito
niño pequeño.jpg
Un modelo de Little Boy de la posguerra
Escribe Arma nuclear
Lugar de origen Estados Unidos
Historial de producción
Diseñador Laboratorio de Los Álamos
Fabricante
  • Fábrica de armas navales ,
    Washington, DC
  • Planta de artillería naval,
    línea central, Michigan
  • Expert Tool and Die Company,
    Detroit, Michigan
producido 1945-1947
 construido 33
Especificaciones
Masa 9.700 libras (4.400 kg)
Longitud 10 pies (3,0 m)
Diámetro 28 pulgadas (71 cm)

Relleno Uranio altamente enriquecido
peso de llenado 64 kg
Rendimiento explosivo 15 kilotones de TNT (63 TJ)

" Little Boy " era el nombre en clave del tipo de bomba atómica lanzada sobre la ciudad japonesa de Hiroshima el 6 de agosto de 1945 durante la Segunda Guerra Mundial . Fue la primera arma nuclear utilizada en la guerra. La bomba fue lanzada por el Boeing B-29 Superfortress Enola Gay pilotado por el coronel Paul W. Tibbets, Jr. , comandante del 509th Composite Group de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos y el capitán Robert A. Lewis . Explotó con una energía de aproximadamente 15 kilotones de TNT (63 TJ) y causó muertes y destrucción generalizadas en toda la ciudad. El bombardeo de HiroshimaFue la segunda explosión nuclear provocada por el hombre en la historia, después de la prueba nuclear Trinity .

Little Boy fue desarrollado por el grupo del teniente comandante Francis Birch en el Laboratorio de Los Álamos del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial, una reelaboración de su fallida bomba nuclear Thin Man . Al igual que Thin Man, era un arma de fisión tipo pistola , pero derivaba su poder explosivo de la fisión nuclear de uranio-235 , mientras que Thin Man se basaba en la fisión de plutonio-239 . La fisión se logró disparando un cilindro hueco (la "bala") sobre un cilindro sólido del mismo material (el "objetivo") por medio de una carga de polvo propulsor de nitrocelulosa . Contenía 64 kg (141 lb) de uranio altamente enriquecido , aunque menos de un kilogramo sufrió fisión nuclear. Sus componentes se fabricaron en tres plantas diferentes para que nadie tuviera una copia del diseño completo.

Después de que terminó la guerra, no se esperaba que el ineficiente diseño de Little Boy volviera a ser necesario, y muchos planos y diagramas fueron destruidos. Sin embargo, a mediados de 1946, los reactores del sitio de Hanford comenzaron a sufrir mucho por el efecto Wigner , la dislocación de átomos en un sólido causada por la radiación de neutrones, y el plutonio escaseó, por lo que se produjeron seis ensamblajes Little Boy en Sandia Base . La Oficina de Artillería de la Marina construyó otros 25 ensamblajes Little Boy en 1947 para que los usara el avión de ataque nuclear Lockheed P2V Neptune que podría lanzarse desde los portaaviones de clase Midway . Todas las unidades Little Boy se retiraron del servicio a fines de enero de 1951.

Denominación

El físico Robert Serber nombró los dos primeros diseños de bombas atómicas durante la Segunda Guerra Mundial en función de sus formas: Thin Man y Fat Man . El "Hombre delgado" era un dispositivo largo y delgado y su nombre proviene de la novela de detectives Dashiell Hammett y la serie de películas sobre El hombre delgado . El "Fat Man" era redondo y gordo, por lo que recibió su nombre de Kasper Gutman, un personaje rotundo de la novela de Hammett de 1930 El halcón maltés , interpretado por Sydney Greenstreet en la versión cinematográfica de 1941 . Little Boy fue nombrado por otros como una alusión a Thin Man ya que se basó en su diseño.

Desarrollo

Debido a que se sabía que el uranio-235 era fisionable, fue el primer material buscado en el enfoque del desarrollo de bombas. Como se desarrolló el primer diseño (así como el primero desplegado para el combate), a veces se lo conoce como Mark I. La gran mayoría del trabajo se realizó en forma de enriquecimiento de isótopos del uranio necesario para el arma, ya que el uranio- 235 constituye sólo 1 parte en 140 de uranio natural . El enriquecimiento se realizó en Oak Ridge, Tennessee , donde la planta de separación electromagnética , conocida como Y-12 , entró en pleno funcionamiento en marzo de 1944. Los primeros envíos de uranio altamente enriquecido se enviaron al Laboratorio de Los Álamos en junio de 1944.

La mayor parte del uranio necesario para la producción de la bomba provino de la mina Shinkolobwe en el Congo Belga , y estuvo disponible gracias a la previsión del director ejecutivo de la Unión Minera de High Katanga , Edgar Sengier , quien tenía aproximadamente 1.200 toneladas cortas (1.100  t ) de mineral de uranio transportado a un almacén en Staten Island , Nueva York en 1940. Al menos parte de las 1.200 toneladas cortas (1.100 t) además del mineral de uranio y el óxido de uranio capturados por la Misión Alsos en 1944 y 1945 se destinaron a Oak Ridge para el enriquecimiento, al igual que 1232 libras (559 kg) de óxido de uranio capturado en el submarino alemán  U-234 con destino a Japón después de la rendición de Alemania en mayo de 1945.

Como parte del Proyecto Alberta , el comandante A. Francis Birch (izquierda) ensambla la bomba mientras el físico Norman Ramsey observa. Esta es una de las raras fotos donde se puede ver el interior de la bomba.

Little Boy fue una simplificación de Thin Man, el diseño anterior de arma de fisión tipo pistola . Thin Man, de 17 pies (5,2 m) de largo, fue diseñado para usar plutonio, por lo que también era más que capaz de usar uranio enriquecido. El diseño de Thin Man se abandonó después de que los experimentos de Emilio G. Segrè y su Grupo P-5 en Los Alamos sobre el plutonio recién producido en el reactor de Oak Ridge y el sitio de Hanford demostraran que contenía impurezas en forma del isótopo plutonio-240. . Tiene una tasa de fisión espontánea y una radiactividad mucho más altas que el plutonio producido por el ciclotrón en el que se habían realizado las mediciones originales, y su inclusión en el plutonio criado en reactores (necesario para la fabricación de bombas debido a las cantidades requeridas) parecía inevitable. Esto significaba que la tasa de fisión de fondo del plutonio era tan alta que sería muy probable que el plutonio predetonara y explotara en la formación inicial de una masa crítica.

En julio de 1944, casi toda la investigación en Los Álamos se redirigió al arma de plutonio de tipo implosión. La responsabilidad general del arma tipo pistola de uranio se asignó a la División de Artillería (O) del Capitán William S. Parsons . Todo el trabajo de diseño, desarrollo y técnico en Los Alamos se consolidó bajo el grupo del teniente comandante Francis Birch . A diferencia del arma nuclear del tipo de implosión de plutonio y el arma de fisión del tipo cañón de plutonio, el diseño del arma del tipo cañón de uranio era sencillo, si no trivial. Se persiguió el concepto de modo que, en caso de que no se desarrollara una bomba de plutonio, todavía sería posible utilizar el principio del arma. A partir de ese momento, el diseño de tipo pistola tenía que funcionar solo con uranio enriquecido, y esto permitió simplificar enormemente el diseño de Thin Man. Ya no se requería un arma de alta velocidad y se podía sustituir por un arma más simple. El arma simplificada era lo suficientemente corta como para caber en una bahía de bombas B-29.

Las especificaciones de diseño se completaron en febrero de 1945 y se firmaron contratos para construir los componentes. Se utilizaron tres plantas diferentes para que nadie tuviera una copia del diseño completo. El arma y la recámara fueron fabricadas por Naval Gun Factory en Washington, DC; la caja del blanco y algunos otros componentes de la Planta de Artillería Naval en Center Line, Michigan ; y el carenado trasero y los soportes de montaje de Expert Tool and Die Company en Detroit, Michigan . La bomba, a excepción de la carga útil de uranio, estuvo lista a principios de mayo de 1945. El ingeniero del distrito de Manhattan, Kenneth Nichols , esperaba el 1 de mayo de 1945 haber enriquecido uranio "para un arma antes del 1 de agosto y una segunda en algún momento de diciembre", asumiendo que el la segunda arma sería de tipo pistola; Se consideró diseñar una bomba de implosión para uranio enriquecido, y esto aumentaría la tasa de producción. El proyectil de uranio enriquecido se completó el 15 de junio y el objetivo el 24 de julio. Los preensamblajes del objetivo y la bomba (bombas ensambladas parcialmente sin los componentes fisionables) partieron del Astillero Naval de Hunters Point , California, el 16 de julio a bordo del crucero pesado USS  Indianapolis , llegando el 26 de julio. El objetivo se inserta seguido por aire el 30 de julio.

Aunque todos sus componentes habían sido probados, no se realizó ninguna prueba completa de un arma nuclear tipo pistola antes de que el Little Boy fuera arrojado sobre Hiroshima . La única explosión de prueba de un concepto de arma nuclear había sido de un dispositivo de tipo implosión que empleaba plutonio como material fisionable, y tuvo lugar el 16 de julio de 1945 en la prueba nuclear Trinity . Hubo varias razones para no probar un dispositivo tipo Little Boy. Principalmente, había poco uranio enriquecido en comparación con la cantidad relativamente grande de plutonio que, se esperaba, podrían producir los reactores del sitio de Hanford . Además, el diseño del arma era lo suficientemente simple como para que solo se considerara necesario realizar pruebas de laboratorio con el conjunto tipo pistola. A diferencia del diseño de implosión, que requería una coordinación sofisticada de cargas explosivas con forma, se consideró que el diseño tipo pistola funcionaría casi con certeza.

Aunque Little Boy incorporó varios mecanismos de seguridad, era posible una detonación accidental. Por ejemplo, si el bombardero que lleva el dispositivo se estrella, la "bala" hueca podría ser conducida al cilindro "objetivo", detonando la bomba o al menos liberando cantidades masivas de radiación; las pruebas mostraron que esto requeriría un impacto altamente improbable de 500 veces la fuerza de la gravedad. Otra preocupación era que un choque y un incendio pudieran activar los explosivos. Si se sumergían en agua, los componentes de uranio estaban sujetos a un efecto moderador de neutrones , que no provocaría una explosión pero liberaría contaminación radiactiva . Por esta razón, se aconsejó a los pilotos que se estrellaran en tierra en lugar de en el mar.

Diseño

El método de montaje "pistola". Cuando el proyectil de uranio hueco fue impulsado hacia el cilindro objetivo, se produjo una explosión nuclear.
Dos bombas tipo Little Boy con casquillos abiertos.

El Little Boy medía 120 pulgadas (300 cm) de largo, 28 pulgadas (71 cm) de diámetro y pesaba aproximadamente 9,700 libras (4,400 kg). El diseño usó el método de pistola para forzar explosivamente una masa subcrítica hueca de uranio enriquecido y un cilindro objetivo sólido juntos en una masa supercrítica, iniciando una reacción nuclear en cadena . Esto se logró disparando una pieza de uranio sobre la otra por medio de cuatro bolsas cilíndricas de seda de polvo de cordita . Este era un propulsor sin humo ampliamente utilizado que consistía en una mezcla de 65 por ciento de nitrocelulosa , 30 por ciento de nitroglicerina , 3 por ciento de vaselina y 2 por ciento de carbamita que se extruía en gránulos tubulares. Esto le dio un área de superficie alta y un área de combustión rápida, y podía alcanzar presiones de hasta 40 000 libras por pulgada cuadrada (280 000 kPa). Cordite para el Little Boy en tiempos de guerra se obtuvo de Canadá; El propulsor para los Little Boys de la posguerra se obtuvo del Picatinny Arsenal . La bomba contenía 64 kg (141 lb) de uranio enriquecido. La mayor parte estaba enriquecida al 89%, pero una parte era solo 50% de uranio-235, para un enriquecimiento promedio del 80%. Menos de un kilogramo de uranio sufrió fisión nuclear , y de esta masa solo 0,7 g (0,025 oz) se transformó en varias formas de energía, principalmente energía cinética , pero también calor y radiación.

Detalles de montaje

Dentro del arma, el material de uranio-235 se dividió en dos partes, siguiendo el principio del arma: el "proyectil" y el "objetivo". El proyectil era un cilindro hueco con el 60% de la masa total (38,5 kg (85 lb)). Consistía en una pila de nueve anillos de uranio, cada uno de 6,25 pulgadas (159 mm) de diámetro con un orificio de 4 pulgadas (100 mm) en el centro y una longitud total de 7 pulgadas (180 mm), presionados juntos en el extremo frontal de un proyectil de pared delgada de 16,25 pulgadas (413 mm) de largo. Rellenando el resto del espacio detrás de estos anillos en el proyectil había un disco de carburo de tungsteno con una parte posterior de acero. En el momento del encendido, la bala del proyectil fue empujada 42 pulgadas (1100 mm) a lo largo del cañón de ánima lisa de 72 pulgadas (1800 mm) de largo y 6,5 pulgadas (170 mm). El "inserto" de babosa era un cilindro de 4 pulgadas (100 mm), 7 pulgadas (180 mm) de largo con un orificio axial de 1 pulgada (25 mm). La bala comprendía el 40% de la masa fisionable total (25,6 kg o 56 lb). El inserto era una pila de seis discos de uranio similares a arandelas algo más gruesos que los anillos del proyectil que se deslizaron sobre una barra de 1 pulgada (25 mm). Luego, esta varilla se extendió hacia adelante a través del tapón de seguridad de carburo de tungsteno, el yunque amortiguador de impactos y el tope trasero del tapón de punta, y finalmente sobresalió por el frente de la carcasa de la bomba. Todo este conjunto de objetivos se aseguró en ambos extremos con contratuercas.

Cuando el proyectil de frente hueco alcanzó el objetivo y se deslizó sobre el inserto del objetivo, la masa supercrítica de uranio ensamblada estaría completamente rodeada por un tamper y un reflector de neutrones de carburo de tungsteno y acero, ambos materiales con una masa combinada de 2300 kg ( 5100 libras). Los iniciadores de neutrones en la base del proyectil fueron activados por el impacto.

Componentes internos de Little Boy.png

Diseño contrario a la intuición

Durante los primeros cincuenta años después de 1945, todas las descripciones y dibujos publicados del mecanismo Little Boy suponían que se disparaba un proyectil pequeño y sólido al centro de un objetivo estacionario más grande. Sin embargo, consideraciones de masa crítica dictaron que en Little Boy la pieza hueca más grande sería el proyectil. El núcleo fisionable ensamblado tenía más de dos masas críticas de uranio-235. Esto requería que una de las dos piezas tuviera más de una masa crítica, y la pieza más grande evitaba la criticidad antes del ensamblaje por medio de la forma y el contacto mínimo con el tamper de carburo de tungsteno que refleja los neutrones.

Un agujero en el centro de la pieza más grande dispersó la masa y aumentó el área de la superficie, lo que permitió que escaparan más neutrones de fisión, evitando así una reacción en cadena prematura. Pero, para que esta pieza hueca más grande tenga un contacto mínimo con el pisón, debe ser el proyectil, ya que solo la parte trasera del proyectil estaba en contacto con el pisón antes de la detonación. El resto del carburo de tungsteno rodeaba el cilindro objetivo de masa subcrítica (llamado "inserto" por los diseñadores) con espacio de aire entre este y el inserto. Esta disposición empaqueta la cantidad máxima de material fisible en un diseño de ensamblaje de pistola.

sistema de espoleta

Tapones de armado para una bomba atómica tipo Little Boy en exhibición en el Centro Steven F. Udvar-Hazy del Museo Nacional del Aire y el Espacio .

El sistema de espoleta fue diseñado para dispararse a la altitud más destructiva, que según los cálculos era de 580 metros (1900 pies). Empleaba un sistema de enclavamiento de tres etapas:

  • Un temporizador aseguró que la bomba no explotaría hasta al menos quince segundos después del lanzamiento, una cuarta parte del tiempo de caída previsto, para garantizar la seguridad de la aeronave. El temporizador se activó cuando los enchufes eléctricos extraíbles que lo conectaban al avión se aflojaron cuando cayó la bomba, cambiándolo a su batería interna de 24 voltios e iniciando el temporizador. Al final de los 15 segundos, la bomba estaría a 3600 pies (1100 m) de la aeronave, y los altímetros de radar se encendieron y la responsabilidad pasó a la etapa barométrica.
  • El propósito de la etapa barométrica era retrasar la activación del circuito de comando de disparo del altímetro de radar hasta cerca de la altitud de detonación. Una membrana metálica delgada que encierra una cámara de vacío (un diseño similar todavía se usa hoy en día en los barómetros de pared antiguos) se deformaba gradualmente a medida que aumentaba la presión del aire ambiental durante el descenso. La espoleta barométrica no se consideró lo suficientemente precisa para detonar la bomba a la altura de ignición precisa, porque la presión del aire varía según las condiciones locales. Cuando la bomba alcanzó la altura de diseño para esta etapa (supuestamente 2000 metros, 6600 pies), la membrana cerró un circuito, activando los altímetros de radar. La etapa barométrica se agregó debido a la preocupación de que las señales de radar externas pudieran detonar la bomba demasiado pronto.
  • Se utilizaron dos o más altímetros de radar redundantes para detectar de forma fiable la altitud final. Cuando los altímetros detectaron la altura correcta, el interruptor de disparo se cerró, encendiendo los tres cebadores de pistola BuOrd Mk15, Mod 1 Navy en el tapón de la recámara, que activaron la carga que consta de cuatro bolsas de pólvora de seda, cada una con 2 libras (0,9 kg) de WM cordita de tubo ranurado . Esto lanzó el proyectil de uranio hacia el extremo opuesto del cañón del arma a una velocidad de salida final de 300 metros por segundo (980 pies / s). Aproximadamente 10 milisegundos más tarde se produjo la reacción en cadena, que duró menos de 1 microsegundo. Los altímetros de radar utilizados fueron radares de advertencia de cola APS-13 del Cuerpo Aéreo del Ejército de EE. UU. Modificados , apodados "Archie", que normalmente se usan para advertir a un piloto de combate de otro avión que se acerca por detrás.

ensayos

Little Boy en el pozo de bombas en la isla de Tinian , antes de ser cargado en la bahía de bombas de Enola Gay . Una sección de la puerta de la bahía de bombas es visible en la parte superior derecha.

Los preensamblajes de Little Boy se designaron como L-1, L-2, L-3, L-4, L-5, L-6, L-7 y L-11. L-1, L-2, L-5 y L-6 se gastaron en gotas de prueba. La primera prueba de caída se realizó con L-1 el 23 de julio de 1945. Se dejó caer sobre el mar cerca de Tinian para probar el altímetro de radar por el B-29 más tarde conocido como Big Stink , pilotado por el Coronel Paul W. Tibbets , el comandante del 509º Grupo Compuesto . Los días 24 y 25 de julio se realizaron dos pruebas más de caída sobre el mar, utilizando las unidades L-2 y L-5 para probar todos los componentes. Tibbets fue el piloto de ambas misiones, pero esta vez el bombardero utilizado fue el posteriormente conocido como Jabit . L-6 se utilizó como ensayo general el 29 de julio. El B-29 Next Objective , pilotado por el mayor Charles W. Sweeney , voló a Iwo Jima , donde se practicaron los procedimientos de emergencia para cargar la bomba en un avión de reserva. Este ensayo se repitió el 31 de julio, pero esta vez el L-6 se recargó en un B-29 diferente, Enola Gay , pilotado por Tibbets, y la bomba se arrojó como prueba cerca de Tinian. L-11 fue el conjunto utilizado para la bomba de Hiroshima.

Bombardeo de Hiroshima

Enola Gay después de la misión de Hiroshima, entrando en hardstand . Está en su librea 6th Bombardment Group, con el número 82 de Victor visible en el fuselaje justo delante de la aleta de cola.

Parsons, el armero del Enola Gay , estaba preocupado por la posibilidad de una detonación accidental si el avión se estrellaba durante el despegue, por lo que decidió no cargar las cuatro bolsas de pólvora de cordita en la recámara del arma hasta que el avión estuviera en vuelo. Después del despegue, Parsons y su asistente, el segundo teniente Morris R. Jeppson , se dirigieron a la bahía de bombas a lo largo de la estrecha pasarela del lado de babor. Jeppson sostuvo una linterna mientras Parsons desconectaba los cables de cebado, retiraba el tapón de la recámara, insertaba las bolsas de pólvora, reemplazaba el tapón de la recámara y volvía a conectar los cables. Antes de ascender a la altitud en la aproximación al objetivo, Jeppson cambió los tres enchufes de seguridad entre los conectores eléctricos de la batería interna y el mecanismo de disparo de verde a rojo. La bomba estaba entonces completamente armada. Jeppson supervisó los circuitos de la bomba.

La nube en forma de hongo sobre Hiroshima después de la caída de Little Boy

La bomba se lanzó aproximadamente a las 08:15 (JST) del 6 de agosto de 1945. Después de caer durante 44,4 segundos, los disparadores barométricos y de tiempo iniciaron el mecanismo de disparo. La detonación ocurrió a una altitud de 1968 ± 50 pies (600 ± 15 m). Era menos poderoso que el Fat Man , que se lanzó sobre Nagasaki , pero el daño y el número de víctimas en Hiroshima fueron mucho mayores, ya que Hiroshima estaba en un terreno plano, mientras que el hipocentro de Nagasaki estaba en un pequeño valle. Según las cifras publicadas en 1945, 66.000 personas murieron como resultado directo de la explosión de Hiroshima y 69.000 resultaron heridas en diversos grados. De esas muertes, 20.000 eran miembros del Ejército Imperial Japonés .

La medida exacta del rendimiento fue problemática ya que el arma nunca se había probado. El presidente Harry S. Truman anunció oficialmente que el rendimiento fue de 20 kilotones de TNT (84 TJ). Esto se basó en la evaluación visual de Parsons de que la explosión fue mayor que la que había visto en la prueba nuclear de Trinity . Dado que se había estimado en 18 kilotones de TNT (75 TJ), los escritores de discursos redondearon a 20 kilotones. Luego se suprimió la discusión adicional, por temor a disminuir el impacto de la bomba en los japoneses. Los datos habían sido recopilados por Luis Alvarez , Harold Agnew y Lawrence H. Johnston en el avión de instrumentos, The Great Artiste , pero esto no se usó para calcular el rendimiento en ese momento.

Después de que terminaron las hostilidades, un equipo de inspección del Proyecto Manhattan que incluía a William Penney , Robert Serber y George T. Reynolds fue enviado a Hiroshima para evaluar los efectos de la explosión. Al evaluar los efectos sobre objetos y estructuras, Penney concluyó que el rendimiento fue de 12 ± 1 kilotones. Cálculos posteriores basados ​​en la carbonización apuntaron a un rendimiento de 13 a 14 kilotones. En 1953, Frederick Reines calculó el rendimiento en 15 kilotones de TNT (63 TJ). Esta cifra se convirtió en el rendimiento oficial.

Proyecto Ichiban

En 1962, los científicos de Los Alamos crearon una maqueta de Little Boy conocida como "Proyecto Ichiban" para responder algunas de las preguntas sin respuesta, pero no logró aclarar todos los problemas. En 1982, Los Alamos creó una réplica de Little Boy a partir de los dibujos y especificaciones originales. Luego se probó con uranio enriquecido pero en una configuración segura que no causaría una explosión nuclear. Se utilizó un elevador hidráulico para mover el proyectil y se realizaron experimentos para evaluar la emisión de neutrones. Con base en esto y en los datos de The Great Artiste , el rendimiento se estimó en 16,6 ± 0,3 kilotones. Después de considerar muchos métodos de estimación, un informe de 1985 concluyó que el rendimiento era de 15 kilotones de TNT (63 TJ) ± 20 %.

Efectos físicos

Los efectos generales de las bombas atómicas en Hiroshima y Nagasaki , una película de la Fuerza Aérea de EE. UU.

Después de ser seleccionada en abril de 1945, Hiroshima se salvó del bombardeo convencional para servir como un objetivo prístino, donde se podían observar los efectos de una bomba nuclear en una ciudad no dañada. Si bien el daño podría estudiarse más tarde, el rendimiento energético del diseño Little Boy no probado solo podría determinarse en el momento de la detonación, utilizando instrumentos lanzados en paracaídas desde un avión que volaba en formación con el que lanzó la bomba. Los datos transmitidos por radio de estos instrumentos indicaron un rendimiento de alrededor de 15 kilotones.

La comparación de este rendimiento con el daño observado produjo una regla empírica llamada regla del área letal de 5 libras por pulgada cuadrada (34  kPa ). Aproximadamente todas las personas dentro del área donde la onda de choque llevó tal sobrepresión o mayor morirían. En Hiroshima, esa área tenía 3,5 kilómetros (2,2 millas) de diámetro.

El daño provino de tres efectos principales: explosión, fuego y radiación.

Explosión

La explosión de una bomba nuclear es el resultado del aire calentado por rayos X (la bola de fuego) que envía una onda de choque u onda de presión en todas las direcciones, inicialmente a una velocidad mayor que la velocidad del sonido, análoga al trueno generado por un rayo. El conocimiento sobre la destrucción por explosión urbana se basa en gran medida en los estudios de Little Boy en Hiroshima. Los edificios de Nagasaki sufrieron daños similares a distancias similares, pero la bomba de Nagasaki detonó a 3,2 kilómetros (2,0 millas) del centro de la ciudad sobre un terreno montañoso que estaba parcialmente vacío de edificios.

Casa de madera en prueba nuclear de 1953, sobrepresión de 5 psi

En Hiroshima, casi todo dentro de 1,6 kilómetros (1,0 millas) del punto directamente debajo de la explosión quedó completamente destruido, a excepción de unos 50 edificios de hormigón resistente a los terremotos fuertemente reforzados, de los cuales solo quedaron en pie los caparazones. La mayoría fueron completamente destruidas, con sus ventanas, puertas, marcos y marcos arrancados. El perímetro del daño severo por explosión siguió aproximadamente el contorno de 5 psi (34 kPa) a 1,8 kilómetros (1,1 millas).

Las explosiones de prueba posteriores de armas nucleares con casas y otras estructuras de prueba cercanas confirmaron el umbral de sobrepresión de 5 psi. Los edificios urbanos ordinarios que lo experimentaron fueron aplastados, derribados o destruidos por la fuerza de la presión del aire. La imagen de la derecha muestra los efectos de una onda de presión de 5 psi generada por una bomba nuclear en una estructura de prueba en Nevada en 1953.

Un efecto importante de este tipo de daño estructural fue que creó combustible para incendios que se iniciaron simultáneamente en toda la región de destrucción severa.

Fuego

El primer efecto de la explosión fue una luz cegadora, acompañada del calor radiante de la bola de fuego. La bola de fuego de Hiroshima tenía 370 metros (1200 pies) de diámetro, con una temperatura superficial de 6000 °C (10 830 °F), aproximadamente la misma temperatura que en la superficie del sol. Cerca de la zona cero, todo lo inflamable estalló en llamas. Una famosa víctima anónima de Hiroshima, sentada en escalones de piedra a 260 metros (850 pies) del hipocentro, dejó solo una sombra, después de haber absorbido el calor de la bola de fuego que blanqueó permanentemente la piedra circundante. Se iniciaron incendios simultáneos en toda el área dañada por el calor de la bola de fuego y por estufas y hornos volcados, cortocircuitos eléctricos, etc. Veinte minutos después de la detonación, estos incendios se fusionaron en una tormenta de fuego , aspirando el aire de la superficie desde todas las direcciones para alimentar un infierno. que consumía todo lo inflamable.

Daños por explosión e incendio en Hiroshima, mapa del estudio sobre bombardeos estratégicos de EE. UU.

La tormenta de fuego de Hiroshima tenía aproximadamente 3,2 kilómetros (2,0 millas) de diámetro, lo que corresponde estrechamente a la zona de daños graves por explosión. (Consulte el mapa de USSBS, a la derecha). Los edificios dañados por la explosión proporcionaron combustible para el incendio. La madera estructural y los muebles estaban astillados y esparcidos. Carreteras llenas de escombros obstruyeron a los bomberos. Las tuberías de gas rotas alimentaron el fuego y las tuberías de agua rotas inutilizaron los hidrantes. En Nagasaki, los incendios no lograron fusionarse en una sola tormenta de fuego, y el área dañada por el fuego fue solo una cuarta parte de la de Hiroshima, debido en parte a un viento del suroeste que alejó los incendios de la ciudad.

Como muestra el mapa, la tormenta de fuego de Hiroshima saltó los cortafuegos naturales (canales de los ríos), así como los cortafuegos preparados. La propagación del fuego se detuvo solo cuando alcanzó el borde del área dañada por la explosión, encontrando menos combustible disponible. El informe del Proyecto Manhattan sobre Hiroshima estimó que el 60% de las muertes inmediatas fueron causadas por incendios, pero con la advertencia de que "muchas personas cerca del centro de la explosión sufrieron lesiones fatales por más de uno de los efectos de la bomba".

Radiación

La lluvia radiactiva local es polvo y ceniza del cráter de una bomba, contaminados con productos de fisión radiactivos. Cae a tierra a favor del viento del cráter y puede producir, solo con radiación, un área letal mucho más grande que la de la explosión y el fuego. Con una ráfaga de aire , los productos de fisión ascienden a la estratosfera , donde se disipan y pasan a formar parte del medio ambiente global. Debido a que Little Boy fue una explosión de aire a 580 metros (1900 pies) sobre el suelo, no hubo cráter de bomba ni lluvia radiactiva local.

Sin embargo, un estallido de intensa radiación gamma y de neutrones provino directamente de la fisión del uranio. Su radio letal era de aproximadamente 1,3 kilómetros (0,8 millas), cubriendo aproximadamente la mitad del área de la tormenta de fuego. Se estima que el 30% de las muertes inmediatas fueron personas que recibieron dosis letales de esta radiación directa, pero murieron en la tormenta de fuego antes de que sus lesiones por radiación se hicieran evidentes. Más de 6.000 personas sobrevivieron a la explosión y al incendio, pero murieron a causa de las lesiones por radiación. Entre los sobrevivientes heridos, el 30% tenía lesiones por radiación de las que se recuperaron, pero con un aumento del riesgo de cáncer de por vida. Hasta la fecha, no se han observado pruebas de enfermedades hereditarias relacionadas con la radiación entre los hijos de los supervivientes.

Equivalente de arma convencional

Aunque Little Boy explotó con la energía equivalente a 16.000 toneladas de TNT, la Encuesta de Bombardeo Estratégico estimó que el mismo efecto de explosión y fuego podría haber sido causado por 2.100 toneladas de bombas convencionales : "220 B-29 que transportaban 1.200 toneladas de bombas incendiarias , 400 toneladas de bombas de alto explosivo y 500 toneladas de bombas de fragmentación antipersonal ". Dado que el objetivo se extendió por un plano bidimensional, la componente vertical de una única explosión nuclear esférica se desperdició en gran medida. Un patrón de bomba de racimo de explosiones más pequeñas habría sido una combinación más eficiente de energía para el objetivo.

De la posguerra

Una de las cinco carcasas construidas para la bomba Little Boy utilizada en Hiroshima en exhibición en el Imperial War Museum de Londres durante 2015

Cuando terminó la guerra, no se esperaba que el ineficiente diseño de Little Boy volviera a ser necesario y se destruyeron muchos planos y diagramas. Sin embargo, a mediados de 1946, los reactores del sitio de Hanford estaban sufriendo mucho por el efecto Wigner . Ante la perspectiva de no más plutonio para los nuevos núcleos y no más polonio para los iniciadores de los núcleos que ya se habían producido, el Director del Proyecto Manhattan, Mayor General Leslie R. Groves , ordenó que se prepararan algunos Little Boys como un medida cautelar hasta que se encuentre una solución. No se disponía de ensamblajes de Little Boy y no se pudo encontrar un conjunto completo de diagramas del Little Boy, aunque había dibujos de los diversos componentes y existencias de piezas de repuesto.

En la base de Sandia , tres oficiales del ejército, los capitanes Albert Bethel, Richard Meyer y Bobbie Griffin intentaron recrear al Little Boy. Fueron supervisados ​​por Harlow W. Russ, un experto en Little Boy que sirvió en el Proyecto Alberta en Tinian, y ahora era líder del Grupo Z-11 de la División Z del Laboratorio de Los Alamos en Sandia. Gradualmente, lograron ubicar los dibujos y las partes correctas, y descubrieron cómo encajaban. Eventualmente, construyeron seis ensamblajes de Little Boy. Aunque se probaron las carcasas, los barriles y los componentes, no se suministró uranio enriquecido para las bombas. A principios de 1947, el problema causado por el efecto Wigner estaba en vías de solución y los tres oficiales fueron reasignados.

La Oficina de Artillería de la Marina construyó 25 ensamblajes Little Boy en 1947 para que los usara el portaaviones Lockheed P2V Neptune con capacidad nuclear (que podría lanzarse desde los portaaviones de clase Midway, pero no aterrizar en ellos ). Los componentes fueron producidos por las plantas de artillería naval en Pocatello, Idaho y Louisville, Kentucky . En 1948 había disponible suficiente material fisionable para construir diez proyectiles y objetivos, aunque solo había suficientes iniciadores para seis. Todas las unidades Little Boy se retiraron del servicio a fines de enero de 1951.

La Institución Smithsonian exhibió un Little Boy (completo, excepto por el uranio enriquecido), hasta 1986. El Departamento de Energía sacó el arma del museo para retirar sus componentes internos, de modo que las bombas no pudieran ser robadas y detonadas con material fisionable. El gobierno devolvió la carcasa vacía al Smithsonian en 1993. En Estados Unidos se exhiben otras tres bombas desarmadas; otro está en el Imperial War Museum de Londres.

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