Bomba atômica

Filmes como “Dr. Fantástico” e “O Dia Seguinte” mostram um pouco sobre o poder da explosão de uma bomba nuclear, que tanto amedrontou a humanidade na segunda metade do século XX com a possibilidade do fim do mundo (e que muitas continuam prontas para serem lançadas). A bomba nuclear (também chamada de bomba atômica) é um dispositivo explosivo cujo potencial destrutivo vem de reações nucleares dos átomos.

Nuvem cogumelo gerada pela explosão de uma Tsar Bomba, vista a uma distância de 160 km e com 56 km de altura no momento da foto, e a própria Tsar Bomba. Fonte: Wikipedia

Átomo é uma unidade básica de matéria que consiste num núcleo central de carga positiva (formado por prótons e nêutrons) envolto por uma nuvem de elétrons de carga negativa. O átomo se mantêm coeso devido à existência das forças nucleares. A liberação dessa energia (calor e radiação) pode ocorrer através da união de dois átomos (fusão nuclear) ou pela quebra de um átomo em menores (fissão nuclear). Um exemplo de fusão nuclear ocorre no Sol a todo instante, onde hidrogênio ou isótopos de hidrogênio (deutério, trítio) formam um átomo maior (hélio ou isótopos de hélio). Já a fissão nuclear é observada nos isótopos de urânio (urânio-235, urânio-233) ou plutônio-239.

Urânio

O urânio é o coração de uma bomba atômica, sendo encontrado em rochas por toda a crosta terrestre. Também é possível construir uma com plutônio, mas ele não existe na natureza (é produzido em reatores nucleares), e por isso é muito difícil de conseguir. Pelo menos 19 países têm minas de urânio (no Brasil, ele é explorado em Caetité, no interior da Bahia).

Na natureza, existem dois isótopos (tipos) de urânio: o U-238, representa 99,3% de todo o urânio da Terra, e o U-235, que é o que interessa para fazer a bomba. A separação dos dois tipos para aproveitamento do U-235 é chamado enriquecimento do urânio. A primeira etapa é misturar o metal com ácido hidrofluorídrico (HF). Isso provocará reações químicas que vão transformar o urânio num gás: hexafluoreto de urânio. Coloca-se esse gás dentro de uma centrífuga especial que gira muito depressa, a 100 mil RPM (6,6 vezes mais que um motor de F-1). Com a rotação, os átomos de U-238, mais pesados, vão para os cantos da centrífuga e é possível a extração do mais leve no centro.

Esse processo acima é repetido milhares de vezes, até resultar num gás concentrado, com 90% de U-235. Mistura-se o gás com cálcio para que volte a ficar sólido. Para uma bomba simples, é necessário pelo menos 26 quilos. Corta-se o urânio em dois pedaços, para serem instalados dentro da bomba, que não suportam fissão, de forma a prevenir a detonação prematura.

Bomba

A bomba de fissão nuclear (como a usada em Hiroshima) depende basicamente de três mecanismos:

Detonação inicial: TNT (explosivo comum) é usado para empurrar uma peça de urânio contra a outra.
União do urânio: para evitar que a bomba exploda antes da hora, as duas peças de urânio ficam separadas. Mas quando o TNT é detonado, uma dessas peças é lançada contra a outra. Quando isso acontece, atinge-se a chamada massa crítica: há urânio suficiente para começar uma reação em cadeia.
Gerador de nêutrons: uma esfera feita de polônio e berílio, que fica protegida num compartimento especial, se rompe e a esfera entra em contato com o urânio. Ela começa a emitir nêutrons que atingem o urânio – e isso faz com que os átomos de urânio se quebrem, ou seja, sofram fissão. O processo libera uma quantidade enorme de energia, fazendo a bomba explodir.

História

Antes da 2ª Guerra Mundial, os cientistas já imaginavam que a recém descoberta dos átomos permitiria a criação de uma bomba. Com medo que os nazistas a construíssem primeiro, os EUA criaram o projeto Manhattan, liderado pelo físico Julius Robert Oppenheimer, considerado o pai da bomba atômica. A primeira bomba atômica do mundo foi testada no deserto de Los Alamos, Estado do Novo México, EUA, em 16/07/1945, com poder de 18,6 quilotons de TNT. A bomba de Hiroshima (chamava-se Little Boy) era de urânio e foi lançada em 06/08/1945. Nagasaki foi atacada em 09/08/1945 com uma bomba de plutônio chamada Fat Man.

Louis Slotin (1910-1946) foi um físico e químico canadense que participou do Projeto Manhattan. No Los Alamos National Laboratory, acidentalmente deu início a uma reação de fissão, que lançou uma rajada forte de radiação. Deixou cair uma chave de fenda que separava dois hemisférios de berílio sobre o núcleo de plutônio, enchendo a sala com radiação danosa e um flash de luz azul (devido à ionização do ar). Então ele as separou novamente com as mãos. Dessa forma, evitou a explosão, mas ficou fatalmente contaminado pela radiação. Foi levado às pressas para o hospital e morreu nove dias depois. Experimento semelhante vitimara Harry K. Daghlian Jr. (1921-1945). um ano antes, no mesmo laboratório, realizando experimento semelhante. Veja uma dramatização desse acidente abaixo:

Outro modelo que existe é a chamada “bomba suja“, que na verdade não é uma bomba atômica, mas espalha uma nuvem de material radioativo, que é suficiente para cobrir o centro de uma cidade e contaminar a área por décadas. Um exemplo prático do que pode acontecer no caso de um lançamento de uma bomba suja foi o bombardeamento da Usina Nuclear iraquiana de Osirak em 1981. Após o bombardeio por Israel, milhares de crianças morreram e pessoas apresentaram problemas respiratórios irreversíveis e contaminação corporal intensa, vindo a falecer ou desenvolver sintomas cancerígenos irreversíveis.

Bombas de fusão nuclear

As bombas de fusão, também conhecidas como bombas termonucleares, bombas-H ou bombas de hidrogênio, possuem pressões de quiloton superiores e eficiências maiores dos que as bombas de fissão. Núcleos leves de hidrogênio e hélio combinam-se para formar elementos mais pesados e liberam neste processo enormes quantidades de energia.

A mais poderosa bomba de fusão nuclear já testada, conhecida como Tsar Bomba, atingiu o poder de destruição de 57 Megatons em um teste realizado pela União Soviética em outubro de 1961. Esta bomba tinha mais de 5 mil vezes o poder explosivo da bomba de Hiroshima, e maior poder explosivo que todas as bombas usadas na II Guerra Mundial somadas (incluindo as 2 bombas nucleares lançadas sobre o Japão) multiplicado 10 vezes.

Para ter uma ideia da destruição caso alguma dessas bombas caísse no centro de São Paulo, digite o nome da cidade ou do bairro no link e clique em “search”. Na parte inferior esquerda do mapa, você deve informar qual a forma de destruição e clicar em “nuke it”.

Legenda:

Área mais escura: Conflagração – a maior parte das pessoas nessa área morreria em até 24 horas;
Área roxa: Pessoas nessa área sofrem queimaduras de terceiro grau, com carbonização e necrose da pele;
Área rosa: Pessoas nessa área sofrem queimaduras de segundo grau, com formação de bolhas (queimaduras semelhantes àquelas feitas por água fervendo);
Área laranja: Pessoas nessa área sofrem queimaduras de primeiro grau, que causam vermelhidão e desconforto, similares àquelas queimaduras de sol.

Clique no link e veja o infográfico dos países que tem armas nucleares e os mísseis que as carregam.

Como ver o mundo livre das bombas atômicas? O filme “G.I. Joe: Retaliation” sugere uma ação bem ousada, em que o presidente dos Estados Unidos lançaria todas as bombas direcionadas aos países que também possuem armas nucleares, forçando esses países a lançarem também. Na sequência, o presidente também pede para alguém recuar, e para dar o exemplo ele ativa a autodestruição das armas dos EUA. Os outros presidentes o seguem e o mundo fica livre das armas atômicas (veja no vídeo abaixo):