Qual é a menor bomba atômica que pode ser feita?

A massa mínima absoluta possível para uma bomba é determinada pela menor massa crítica que irá produzir um rendimento significativo. Uma vez que a massa crítica para o plutónio alfa-fásico é de 10,5 kg, e é necessário um adicional de 20-25% da massa para fazer uma explosão significativa, isto implica cerca de 13 kg. Um reflector fino de berílio irá reduzir isto, mas o alto explosivo necessário e a embalagem irá adicionar massa, por isso o verdadeiro mínimo absoluto provavelmente está na faixa de 10-15 kg.

A ogiva W54 usada no Davy Crockett tinha uma massa mínima de cerca de 23 kg, e tinha rendimentos variando de 10 toneladas até 1 kt em vários mods (provavelmente alcançado pela variação do conteúdo físsil). A ogiva era basicamente em forma de ovo com o eixo menor de 27,3 cm e um eixo maior de 40 cm. A W-54 provavelmente representa um diâmetro quase mínimo para um dispositivo de implosão esférica (os EUA realizaram testes de um sistema de implosão de 25,4 cm).

Os dispositivos de teste para este desenho dispararam na Fase II do Hardtack (disparos Hamilton e Humboldt em 15 de Outubro e 29 de Outubro de 1958) pesando apenas 16 kg, impressionantemente perto da massa mínima estimada acima. Estes dispositivos tinham 28 cm por 30 cm, Humboldt usou PBX-9404 como explosivo.

Conteúdo Mínimo de Fissura

A abordagem contrastante para minimizar o tamanho é fazer uma pequena explosão da forma mais eficiente possível. Isto significa aplicar os mesmos princípios do design de alta eficiência, mas simplesmente reduzir a quantidade de material físsil para reduzir o rendimento. A massa do sistema de implosão, e o tamper/reflector neste caso resultará numa maior massa e volume total, mesmo que o peso do material físsil seja reduzido.

Utilizando um design avançado de placa voadora é possível comprimir uma massa de plutónio de 1 kg o suficiente para produzir um rendimento na gama das 100 toneladas. Este design tem uma importante implicação no tipo de material físsil que pode ser utilizado. A alta compressão implica tempos de inserção rápidos, enquanto que a baixa massa implica um baixo conteúdo de Pu-240. Em conjunto, isto significa que um conteúdo muito maior de Pu-240 do que o plutónio de grau de arma normal poderia ser usado neste tipo de design sem afectar o desempenho. De fato, o plutônio de grau de reator comum seria tão eficaz quanto material de grau de arma para este uso. O reforço da fusão poderia produzir rendimentos superiores a 1 kt com este sistema.

4.2 Desenhos de Armas de Fissão

Tamanho Mínimo Prático de Armas

Algo próximo à nossa ogiva W54 vista aqui:

Nomedida o Davy Crockett. A M-28 ou M-29 Davy Crockett Weapon System foi a arma nuclear tática sem recuo (Smoothbore) para disparar o projétil nuclear M-388 que foi implantado pelos Estados Unidos durante a Guerra Fria. Foi um dos menores sistemas de armas nucleares já construídos, com um rendimento entre 10 e 20 toneladas equivalente a TNT (40-80 Gigajoules).

Versões da ogiva W54 também foram usadas no projeto Special Atomic Demolition Munition e no 1) AIM-26A Falcon. 2) Mk-54 (Davy Crockett) - rendimento de 10 ou 20 toneladas, ogiva Davy Crockett Gun. 3) Mk-54 (SADM) - rendimento variável de 10 ton a 1 kilotonelada, dispositivo especial de Munição Atômica de Demolição. 4) W-54 - rendimento de 250 toneladas, ogiva para míssil AIM-26 Falcon ar-ar.

Todas as quatro variantes partilham o mesmo núcleo básico: um sistema nuclear que tem 10,75 polegadas (273 mm) de diâmetro, cerca de 15,7 polegadas (400 mm) de comprimento, e pesa cerca ou ligeiramente mais de 50 libras (23 kg).[2]

O núcleo W54, baseado nas ilustrações disponíveis do Manual de Treinamento (particularmente do Davy Crockett) era um dispositivo esférico de 10,75" de diâmetro mais o módulo Safe-Arm e Eletrônica no cone de cauda com fusível de tempo e um fusível de contato no nariz. A melhor interpolação fotográfica compatível com suas dimensões externas é uma seção cilíndrica central de 11 polegadas de diâmetro e 5 polegadas de comprimento, com aproximadamente 5,5 polegadas de raio hemisférico do nariz e cone de cauda cônico. Outras fotos mostram um nariz elíptico de 5" menor por 5,5" maior eixo elíptico de 5" menor por 21,5" de cauda elíptica truncada. Quatro aletas estendem o comprimento total até 31", com uma projeção central hemi-esférica a cilíndrica que serve para unir a bomba ao pistão espigão que está carregado no lançador.

Como Funcionam as Bombas Nucleares?