Publicado: Vie Mar 28, 2008 3:11 pm
Respecto al agua pesada.
Como ya ha quedado claro, la extracción y concentración del Uranio 235 es muy costosa, y muy ineficiente. La extracción del Uranio es muy costosa: la bomba Little Boy llevaba 64 Kg de U235. Para conseguir esa cantidad es preciso extraer y tratar más de cuatro millones de toneladas de mineral.
Esto no es cierto del todo, los depósitos conocidos en 1943 tenían concentraciones bajas, entre 0,1 y 0,25% de Uranio (como son la mayoría de las fuentes). Posteriormente se ha descubierto en Canadá una MENA de Uranio con una concentración tan elevada que el mineral debe ser disuelto antes de ser tratado porque de lo contrario podría conseguirse una masa crítica. En el Gabón hay otro lugar donde se ha descubierto que se formó un reactor nuclear natural en la Era Primaria, pero actualmente la concentración es muy inferior a la necesaria para que sea crítico.
En cualquier caso, producir armas con U235 es ineficiente, costosísimo, y sólo útil si basta con unas pocas. Alemania no tenía suficiente Uranio y decidió concentrarse en la producción de Plutonio. Para ello es preciso bombardear con neutrones el Uranio 238 (el isótopo más abundante) dentro de un reactor nuclear. Para ello se introducen barras de combustible (U238 enriquecido con U235). El U235 mantiene la reacción en cadena, y el U238 absorbe parte de los neutrones convirtiéndose en Pu239 (y parte en Pu240, un indeseable contaminante). Luego hay que extraer el plutonio de las barras.
Aunque el U238 precisa neutrones de alta energía para convertirse en Pu239, el U235 se fisiona sorbe todo por neutrones de baja energía: los de alta energía "rebotan" en los núcleos de U235. Sólo con concentraciones y cantidades muy altas de U235 la reacción es automantenida: el núcleo de Little Boy. No es muy práctico.
Si el U235 recibe neutrones de baja energía la probabilidad de fisión es muy superior, pero no hay forma sencilla de conseguir un "suministro" de estos neutrones. Lo mejor es "frenar" los neutrones rápidos (de alta energía) producidos en la fisión del U235 con un "moderador". Entonces el U235 produce neutrones "rápidos". Algunos de ellos chocan con átomos de U238 (dentro de la barra de combustible) y los transmuta en Pu239. Otros salen de las barras, son frenados por el moderador, y chocan con otras barras, fisionando otros átomos de U235. Los elementos ideales como moderadores son el Hidrógeno, el Deuterio y el Carbono.
Los reactores de agua ligera (hidrógeno) funcionan bien y son muy seguros, pero requieren concentraciones elevadas de U235 en el combustible. Se usan en submarinos nucleares por su seguridad: si se averían, se abre la válvula, se inundan de agua (que absorbe los neutrones) y la reacción se para. En 1940 no se tenía suficiente U235 como para que fuesen prácticos.
El grafito fue escogido por los norteamericanos gracias a Szilard y Fermi, y es el sistema más usado. Aunque tiene inconvenientes (puede arder) es barato, abundante, y fácil de manipular.
Los reactores que usan agua pesada como moderador son los que necesitan menores concentraciones de U235. Pero el agua pesada (óxido de Deuterio D2O) es difícil de conseguir, pues el Deuterio es un isótopo muy escaso del Hidrógeno. En 1940 era un subproducto de la producción de Amonio, que precisaba hidrógeno que se obtenía por electrolisis. El agua pesada por su mayor masa se dividía menos que el agua normal, y la cuba de electrolisis se enriquecía con agua pesada. Pero para conseguir concentraciones adecuadas era necesario una cadena de cubas de electrolisis (cada una de las cuales usaba el agua sobrante de la anterior). La única planta de ese tipo en Europa era la central de Vemork en Rjukan, Noruega. El procedimiento era muy ineficaz y Hans Suess, encargado de la producción de agua pesada, advirtió que se necesitarían cinco años de plena producción para obtener suficiente cantidad.
El 27 de Febrero de 1943 un equipo de comandos noruegos enviados por el SOE voló las cámaras de electrolisis. En Noviembre la planta fue atacada por 143 B-17 que causaron daños menores, y se repitieron en los meses siguientes. Era cuestión de tiempo que la planta fuese destruida, y se decidió evacuar a Alemania los componentes de las cubas y el agua pesada producida. Se embarcó en un ferry para cruzar un lago, que fue saboteado y hundido el 20 de Febrero de 1944. Los alemanes apenas pudieron recuperar algunos barriles de agua pesada.
Las posibilidades alemanas de conseguir un reactor basado en el agua pesada capaz de producir Plutonio en cantidades apreciables eran mínimas (no tenían suficiente moderador) pero el sabotaje noruego lo hizo casi imposible.
Para acabar, el posible papel de Heisenberg y demás "frenando" la bomba. La verdad que no lo sé con seguridad, algo había leído, pero yo dudaría si eso es una explicación a posteriori. No era necesario, el proyecto nazi tenía tan baja prioridad y recibía tan pocos fondos que era inviable.
Disculpas por semejantes rollos. Saludos
Como ya ha quedado claro, la extracción y concentración del Uranio 235 es muy costosa, y muy ineficiente. La extracción del Uranio es muy costosa: la bomba Little Boy llevaba 64 Kg de U235. Para conseguir esa cantidad es preciso extraer y tratar más de cuatro millones de toneladas de mineral.
Esto no es cierto del todo, los depósitos conocidos en 1943 tenían concentraciones bajas, entre 0,1 y 0,25% de Uranio (como son la mayoría de las fuentes). Posteriormente se ha descubierto en Canadá una MENA de Uranio con una concentración tan elevada que el mineral debe ser disuelto antes de ser tratado porque de lo contrario podría conseguirse una masa crítica. En el Gabón hay otro lugar donde se ha descubierto que se formó un reactor nuclear natural en la Era Primaria, pero actualmente la concentración es muy inferior a la necesaria para que sea crítico.
En cualquier caso, producir armas con U235 es ineficiente, costosísimo, y sólo útil si basta con unas pocas. Alemania no tenía suficiente Uranio y decidió concentrarse en la producción de Plutonio. Para ello es preciso bombardear con neutrones el Uranio 238 (el isótopo más abundante) dentro de un reactor nuclear. Para ello se introducen barras de combustible (U238 enriquecido con U235). El U235 mantiene la reacción en cadena, y el U238 absorbe parte de los neutrones convirtiéndose en Pu239 (y parte en Pu240, un indeseable contaminante). Luego hay que extraer el plutonio de las barras.
Aunque el U238 precisa neutrones de alta energía para convertirse en Pu239, el U235 se fisiona sorbe todo por neutrones de baja energía: los de alta energía "rebotan" en los núcleos de U235. Sólo con concentraciones y cantidades muy altas de U235 la reacción es automantenida: el núcleo de Little Boy. No es muy práctico.
Si el U235 recibe neutrones de baja energía la probabilidad de fisión es muy superior, pero no hay forma sencilla de conseguir un "suministro" de estos neutrones. Lo mejor es "frenar" los neutrones rápidos (de alta energía) producidos en la fisión del U235 con un "moderador". Entonces el U235 produce neutrones "rápidos". Algunos de ellos chocan con átomos de U238 (dentro de la barra de combustible) y los transmuta en Pu239. Otros salen de las barras, son frenados por el moderador, y chocan con otras barras, fisionando otros átomos de U235. Los elementos ideales como moderadores son el Hidrógeno, el Deuterio y el Carbono.
Los reactores de agua ligera (hidrógeno) funcionan bien y son muy seguros, pero requieren concentraciones elevadas de U235 en el combustible. Se usan en submarinos nucleares por su seguridad: si se averían, se abre la válvula, se inundan de agua (que absorbe los neutrones) y la reacción se para. En 1940 no se tenía suficiente U235 como para que fuesen prácticos.
El grafito fue escogido por los norteamericanos gracias a Szilard y Fermi, y es el sistema más usado. Aunque tiene inconvenientes (puede arder) es barato, abundante, y fácil de manipular.
Los reactores que usan agua pesada como moderador son los que necesitan menores concentraciones de U235. Pero el agua pesada (óxido de Deuterio D2O) es difícil de conseguir, pues el Deuterio es un isótopo muy escaso del Hidrógeno. En 1940 era un subproducto de la producción de Amonio, que precisaba hidrógeno que se obtenía por electrolisis. El agua pesada por su mayor masa se dividía menos que el agua normal, y la cuba de electrolisis se enriquecía con agua pesada. Pero para conseguir concentraciones adecuadas era necesario una cadena de cubas de electrolisis (cada una de las cuales usaba el agua sobrante de la anterior). La única planta de ese tipo en Europa era la central de Vemork en Rjukan, Noruega. El procedimiento era muy ineficaz y Hans Suess, encargado de la producción de agua pesada, advirtió que se necesitarían cinco años de plena producción para obtener suficiente cantidad.
El 27 de Febrero de 1943 un equipo de comandos noruegos enviados por el SOE voló las cámaras de electrolisis. En Noviembre la planta fue atacada por 143 B-17 que causaron daños menores, y se repitieron en los meses siguientes. Era cuestión de tiempo que la planta fuese destruida, y se decidió evacuar a Alemania los componentes de las cubas y el agua pesada producida. Se embarcó en un ferry para cruzar un lago, que fue saboteado y hundido el 20 de Febrero de 1944. Los alemanes apenas pudieron recuperar algunos barriles de agua pesada.
Las posibilidades alemanas de conseguir un reactor basado en el agua pesada capaz de producir Plutonio en cantidades apreciables eran mínimas (no tenían suficiente moderador) pero el sabotaje noruego lo hizo casi imposible.
Para acabar, el posible papel de Heisenberg y demás "frenando" la bomba. La verdad que no lo sé con seguridad, algo había leído, pero yo dudaría si eso es una explicación a posteriori. No era necesario, el proyecto nazi tenía tan baja prioridad y recibía tan pocos fondos que era inviable.
Disculpas por semejantes rollos. Saludos