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¿Cuánto costó la bomba atómica (proyecto Manhattan)?

26 mayo, 2021

Estimación del estadio de béisbol: $ 2 mil millones (1945 dólares); $ 25 mil millones (dólares de 2008)

En Alamogordo Bombing Range, ahora White Sands Missile Range cerca de Socorro, Nuevo México, eran las 5:00 am. El clima esa mañana del 16 de julio de 1945 era despejado y lo más importante; las condiciones del viento eran bajas, ideales para localizar la lluvia radiactiva de la esperada nube de escombros. Muchos científicos de alto nivel y personal militar esperaban ansiosos en sitios dispersos alrededor de la zona cero y en búnkeres a diez y diecisiete millas de distancia.

La primera explosión

De repente, a las 5:29 am, la calma de la mañana fue interrumpida por un enorme destello que iluminó las montañas circundantes y se pudo ver hasta 150 millas. Al mismo tiempo, una enorme explosión retumbó en el desierto cuando una enorme bola de fuego naranja, expandiéndose a un rojo pulsante mientras se enfriaba, comenzó a dispararse hacia arriba a alrededor de 360 ​​pies por segundo. Esto fue seguido rápidamente por una nube arremolinada en forma de hongo que alcanzó un estimado de 50,000 a 70,000 pies sobre la zona cero. Llamada la Prueba de la Trinidad, esta explosión de 18 a 20 kilotones fue la culminación de años de investigación y desarrollo que marcaron el comienzo de la llamada Era Atómica.

Experimentos y desarrollo temprano

El desarrollo de la bomba atómica fue en realidad el resultado de una convergencia de eventos políticos y científicos a partir de la década de 1930. Los avances en la comprensión de la naturaleza del átomo y su papel como fuente de inmensas cantidades de energía coincidieron con el surgimiento de gobiernos fascistas en Europa. Estas actividades paralelas despertaron mucho temor de que la Alemania nazi pudiera ser tecnológicamente capaz de desarrollar un arma que utilizara las técnicas de fisión nuclear recientemente descubiertas.

Los primeros experimentos de la década de 1930 fueron fundamentales para descubrir métodos para escupir el átomo de uranio. Estos descubrimientos señalaron que era posible dividir el núcleo de un solo átomo de uranio bombardeando el átomo con neutrones. Al dividir el núcleo del átomo, se podrían liberar grandes cantidades de energía, equivalentes a 200.000.000 de electronvoltios, así como neutrones adicionales, un proceso llamado fisión nuclear. Esta liberación de energía nuclear fue la conversión de aproximadamente el 0,1 por ciento de la masa del átomo de uranio en energía, como había postulado anteriormente Albert Einstein.

Temores de que Alemania divida el átomo primero

También existía la posibilidad de que estos neutrones liberados adicionales, en condiciones específicas, pudieran desencadenar una reacción en cadena nuclear que tenía el potencial de liberar cantidades aún mayores de energía. Fue este escenario el que provocó temores generalizados dentro de la comunidad científica de que podrían resultar graves consecuencias si la Alemania nazi se convertía en la primera en utilizar esta nueva tecnología nuclear.

Los Alamos y Oak Ridge

Como resultado de sus terribles advertencias a la Casa Blanca, un esfuerzo organizado por los Estados Unidos para investigar la viabilidad de construir un arma nuclear comenzó en serio en 1943. Llamado el Proyecto Manhattan, se establecieron tres sitios principales y ultrasecretos para llevar a cabo más investigación y desarrollo por parte de físicos tan notables como Leo Szilard, Enrico Fermi, Edward Teller y Robert Oppenheimer, que dirigirían el proyecto. Estos sitios fueron la instalación de producción de plutonio en Richland, Washington, la instalación de enriquecimiento de uranio en Oak Ridge, Tennessee, y el laboratorio de investigación y diseño de armas ubicado en Los Alamos, Nuevo México.

Los componentes de más de treinta sitios más se entregarían a los científicos del complejo de Los Álamos, que se encargaron del diseño y montaje de la bomba. La coordinación de estas instalaciones altamente clasificadas estuvo a cargo de la División del Atlántico Norte del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. Ubicada en Oak Ridge. De hecho, la existencia de los tres sitios era tan secreta que ni siquiera los gobernadores de los respectivos estados supieron de su presencia hasta después del lanzamiento de la bomba de Hiroshima.

El diseño final

El diseño final acordado en Los Alamos para la bomba atómica detonada en el sitio de prueba de Trinity fue un dispositivo de “implosión”. En lugar del uranio-235, que era más difícil de producir, el material principal dentro de la bomba era plutonio-239, un metal producido en el sitio de Washington en un reactor nuclear llamado reactor reproductor. El material de plutonio enriquecido se procesó luego en Los Alamos para formar una esfera de aproximadamente 13 libras del tamaño de una pelota de béisbol que sería el núcleo de la bomba.

Para que ocurriera la reacción en cadena dentro del núcleo, la esfera de plutonio tuvo que comprimirse por igual en toda su superficie para que la densidad de la esfera aumentara significativamente y transformara el plutonio en una “masa crítica” más pequeña y densa. Esta compresión se logró detonando encendedores colocados con precisión ubicados en la superficie de un material explosivo que rodea la esfera, lo que obligó al núcleo a colapsar sobre sí mismo.

Para dirigir esta energía explosiva hacia el interior, hacia el núcleo, se diseñaron cargas de formas especiales con numerosas “lentes” explosivas para producir la onda de choque esférica precisa necesaria para comprimir la esfera de plutonio en su masa crítica. Bajo este escenario, la fisión nuclear ocurriría dentro de la masa crítica, causando una enorme reacción en cadena autosostenida por los neutrones liberados que resultaría en una liberación supermasiva de energía: la explosión atómica.

¿Cuál fue el costo total de I + D?

No hace falta decir que cuando el Proyecto Manhattan recibió permiso para usar el costo de desarrollo de una bomba atómica, la calificación de prioridad más alta en tiempos de guerra por parte de la Junta de Producción de Guerra, el costo no fue un problema. Además de los gastos habituales en recursos humanos de más de 130.000 empleados, los costos totales incluyeron la financiación de proyectos como la construcción de una planta de separación de isótopos de uranio en Oak Ridge, Tennessee, la construcción de instalaciones de investigación y desarrollo en Oak Ridge y Los Alamos, y plutonio. reactores de producción en Washington. También para trabajos como la ingeniería de la primera reacción en cadena nuclear artificial, autosuficiente, para la realización de experimentos con neutrones, la investigación que produjo plutonio-239 y la investigación sobre la difusión gaseosa y la separación electromagnética como métodos de enriquecimiento de uranio, solo por mencionar algunos de los Los Alamos y proyectos de investigación universitarios.

El costo total estimado del Proyecto Manhattan en dólares de 1945 fue de $ 2 mil millones ($ 25 mil millones en dólares de 2008).