El miedo al holocausto nuclear II: Las consecuencias.

Publicado el Lunes, 1 de marzo de 2010 por MiGUi en Física
votar

En el anterior artículo El miedo al holocausto nuclear analicé desde un punto de vista histórico la evolución de las armas nucleares. ¿Qué hay de sus consecuencias?

Se llama “zona cero” al punto sobre el que estalla la bomba nuclear (hipocentro). A partir de ahí y en sentido radial se analizan los distintos daños que se pueden sufrir.

La propia explosión nuclear tiene los efectos directos de una explosión convencional, es decir, altísimas temperaturas en la detonación que se expande y una tremenda onda de presión que arrasa todo a su paso y que es mayor o menor dependiendo de la potencia total de la bomba.

Para hacernos una idea del daño directo que supone una explosión nuclear podemos acudir a esta aplicación sobre Google Maps y “probar” los efectos de cualquier bomba de las más potentes sobre la ciudad que queramos y, por macabro que parezca, nos da una idea ajustada a la realidad de los efectos directos de la explosión.

De toda la energía que se desarrolla, aproximadamente la mitad es la propia explosión. Luego un tercio de la energía se convierte en radiación térmica que puede llegar hasta los rayos X en las inmediaciones de la zona cero y del resto, un 15% es radiación nuclear y radiación ionizante: rayos gamma y neutrones muy rápidos que son emitidos durante el primer minuto de la explosión. También está la radiación residual que queda tras la explosión a modo de remanente.

Se alcanzan decenas de millones de grados en la zona cero y sus inmediaciones. Esta es una de las diferencias fundamentales con una explosión convencional, donde la temperatura es del orden de miles de grados. A esta temperatura, todo el material fisible que no ha detonado se volatiliza.

Si la explosión se produce a gran altura, en la troposfera, las primeras radiaciones de rayos X son absorbidas por los átomos circundantes, calentándolos a temperaturas muy elevadas y produciendo una gigantesca bola de fuego. Justo tras haberse formado, la bola de fuego comienza a crecer.

Un milisegundo tras la explosión la bola de fuego tendrá 150 metros de diámetro para una bomba de 1 megaton y llegará a medir más de 2 kilómetros transcurridos 10 segundos, creciendo a una velocidad de 100 metros por segundo. Esta bola de fuego comprime la atmósfera produciendo una potentísima onda de presión.

Conforme se expande, se va enfriando y tras un minuto la temperatura ha descendido hasta el punto que no se emiten ya cantidades significativas de radiación térmica. La bola de fuego provoca una corriente ascendente y conforme pasa el tiempo se va enfriando. Esto es lo que produce la característica nube en forma de hongo. Realmente, la nube en forma de hongo la puede producir cualquier explosión lo bastante potente.

Si la explosión ocurre a una gran altura, del orden de 30 kilómetros, la bola de fuego no llega a tocar la superficie. Sin embargo, la onda de choque sí, lo que hace que la devastación esté garantizada de igual modo.

La altitud se puede ajustar para obtener el mayor número de daños posibles en la superficie. Se producen quemaduras a decenas de kilómetros de la explosión y ceguera.

Si la bomba de fisión es detonada a una cierta altura la radiación dispersada se queda en la atmósfera a menos que llueva en forma de lluvia radioactiva sobre la zona. Si no ocurre esto, la radiación se dispersará a medida que se mueva el aire pudiendo llegar a afectar a zonas muy alejadas de la explosión inicial aunque ésta sea de pequeña potencia.

A partir de 30 kilómetros de altitud los rayos X generados disipan energía en forma de calor en mucho más volumen de atmósfera, por lo que la bola de fuego crecerá mucho más que en ningún otro caso. Además, la radiación ionizante de la explosión a gran altura puede llegar a cientos de kilómetros de distancia antes de ser absorbida. Esto puede provocar problemas graves en las comunicaciones y además producir un enorme pulso electromagnético (EMP) llegando a dañar cualquier equipo electrónico que esté a decenas de kilómetros.

Si la explosión ocurre sobre la superficie o a poca altura, la mayor parte de la destrucción se concentra en las inmediaciones de la zona cero. La explosión afecta a una menor zona pero los daños son mucho más severos en ella. Además, la lluvia del polvillo radiactivo puede afectar a una zona mucho mayor que la propia explosión.

También cabe la posibilidad de detonar la bomba bajo la superficie, en cuyo caso, la zona afectada no lo será tanto por la bola de fuego como por la cantidad de agua o tierra removidas de su sitio por la explosión. En este caso, la tierra queda mucho más contaminada de radiación.

Se conoce como nuclear fallout en inglés o también polvillo radiactivo al remanente radiactivo que queda tras explotar una bomba nuclear. Son partículas de entre 10 \mu m y 20 \mu m de tamaño que rápidamente alcanzan la estratosfera y se van depositando con el tiempo sobre la superficie además de ser transportadas por las corrientes de aire.

En las primeras armas nucleares no se fisionaba todo el material y el resto se volatilizaba sembrando el ambiente de isótopos radiactivos. Posteriormente, con las armas nucleares de fusión, dado que el detonador se trata de una bomba de fisión pequeña y los subproductos pueden ser radiactivos siguen quedando restos que envenenan el ambiente durante mucho más tiempo.

Aparte de contaminar los cultivos, el polvo que queda flotando en la atmósfera puede precipitarse al suelo en forma de lluvia radioactiva ser absorbida por la tierra y contaminar los acuíferos subterráneos, por lo que es muy difícil acotar hasta dónde pueden llegar los efectos nocivos de una explosión nuclear. Residuos como el estroncio 90 o el cesio 137 son de alta actividad y permanecen activos muchos años produciendo cáncer y mutaciones a animales y personas.

En los años 70 se comenzó a elaborar la teoría del invierno nuclear por parte de algunos científicos americanos, según la cual, en un enfrentamiento bélico donde se empleen armas nucleares de forma masiva podría enviar tales cantidades de polvillo a la atmósfera que filtrasen los rayos solares hasta el punto de evitar el suficiente calentamiento de la superficie.

Un escenario muy similar al que se encontraron los dinosaurios hace 65 millones de años tras el impacto de un asteroide de 10 kilómetros de tamaño en  Chicxulub, península del Yucatán donde los efectos advenedizos del impacto fueron las miles de toneladas enviadas al espacio exterior y que sumieron al planeta en un gigantesco invierno nuclear que duró más de un siglo.

En el siguiente gráfico se analiza el fallout radioactivo de la bomba Castle Bravo (recordemos que fue la mayor bomba detonada por el bando occidental, de 15 Megatones) y vemos como tras apenas 24 horas de la explosión había llegado a distancias de más de 600 kilómetros:

El efecto puede variar dependiendo del tamaño de la bomba y de las condiciones atmosféricas. En esta otra imagen se pueden ver la dosis medida en la tiroides de exposición a la radiación en la población estadounidense tras las pruebas llevadas a cabo en el Nuclear Test Site en Nevada entre los años 1951 y 1962.

Estas imágenes son lo suficientemente representativas del peligro que presentan las armas nucleares y que va mucho más allá de la devastación inmediata causada en las inmediaciones de la zona cero.

Referencias:
Nuclear Weapon Blast Effects, en Fas.org.
Nuclear Weapon EMP effects, en Fas.org.
NATO HANDBOOK ON THE MEDICAL ASPECTS OF NBC DEFENSIVE OPERATIONS AMedP-6(B), en Fas.org.
Carl Sagan – Nuclear Winter.

Share

Trackbacks/Pingbacks a esta entrada:
  1. frikiian dice:

    Muy interesante, tanto la primera parte como la segunda.

    Gràcias migui.

  2. jProgr dice:

    Muy util el enlace al simulador de daño.