Garotinho

Apresentação
Garotinho
Uma réplica do Little Boy construída após a guerra.
Tipo de bomba	Uma bomba em urânio
Construtor	Forças Armadas dos Estados Unidos
Desenvolvimento	Projeto Manhattan
Status	retirado do serviço
Características
Tipo explosivo	Cordite (carga inicial) Urânio 235 (carga secundária)
Comercial
Estados Unidos

Little Boy é o codinome da bomba atômica lançada emHiroshima,noJapão,em6 de agosto de 1945em 8 h 15 , enquanto que o suicida tinha saído para 2 h 45 da ilha de Tinian . A bomba foi lançada pelo bombardeiro Enola Gay do Exército dos EUA B-29 . Foi a primeira bomba atômica usada de forma ofensiva, a segunda foi Fat Man , lançada sobre Nagasaki três dias depois.

A arma foi desenvolvida durante a Segunda Guerra Mundial como parte do Projeto Manhattan e derivou seu poder explosivo de urânio enriquecido . Com um comprimento de 3 m e um diâmetro de 71 cm , que tinha uma massa de 4.400 kg . Continha pouco mais de 64 kg de urânio 235 , dos quais "apenas" 700 g entraram em fissão (ou seja, 1,1%).

Little Boy causou a segunda explosão nuclear artificial na história, após o teste atômico Trinity .

O bombardeio de Hiroshima

Embutida no bombardeiro B-29 Enola Gay pilotado pelo Tenente-Coronel Paul Tibbets , a bomba foi armada em vôo 9600 metros acima da cidade, depois lançada pelo bombardeiro Thomas Ferebee . A detonação ocorreu a uma altitude de 580 metros, acima do hospital Shima , no coração da cidade, cerca de 300 metros a sudeste do ponto inicialmente visado: a Ponte de Aioi . Com uma potência de 13 a 16 kt (os dados variam sobre este assunto), era menos potente que o Fat Man , que foi lançado em Nagasaki (entre 21 e 23 kt ). No entanto, os danos e o número de vítimas foram muito mais importantes, pois Hiroshima ficava em um terreno plano, enquanto o hipocentro de Nagasaki ficava em um pequeno vale. Houve 70.000 mortes diretamente relacionadas à explosão e à onda de choque . Muitos dos sobreviventes teriam um fim trágico depois disso, em grande parte por causa dos efeitos da radiação ( irradiação durante a explosão, precipitação radioativa, " chuva negra ", contaminação de alimentos e água) e as consequências. Bombas térmicas (queimaduras) com graves consequências em recém-nascidos.

Tecnologia

A tecnologia usada por Little Boy , conhecida como " bomba de inserção", era muito simples: uma carga explosiva projetou um bloco de urânio 235 em outro bloco para atingir a massa crítica para iniciar a fissão. Portanto, foi decidido usar esta arma sem testes anteriores. No entanto, descobriu-se que a tecnologia de implosão usada durante o teste do Trinity Site e depois em Nagasaki era mais eficiente: exigia menos material físsil e possibilitava o uso de plutônio 239 .

Além disso, esta bomba de inserção era extremamente perigosa de manusear, porque as duas massas de urânio poderiam ter sido colocadas em contato acidentalmente, durante um acidente de avião, por exemplo. Nenhuma das outras cinco bombas Mark I , construídas no modelo Little Boy , foram, portanto, usadas pelo Exército dos EUA .

Desenvolvimento da bomba de urânio

O desenvolvimento dos primeiros protótipos e o trabalho experimental começaram na primavera de 1943 , quando o Laboratório Nacional de Los Alamos tornou-se operacional como parte do Projeto Manhattan . O esforço não era contínuo, os engenheiros se concentraram na bomba de plutônio , mais complexa, mas também mais poderosa. Os especialistas acreditavam que montar uma bomba de urânio seria quase uma formalidade assim que o modelo de plutônio fosse concluído.

Outra pista do que a bomba de plutônio

Até a primavera de 1944, os cientistas trabalharam no projeto Thin Man (oposto de Fat Man , ou seja, a bomba de implosão). Testes na base Muroc na Califórnia mostraram que o protótipo do Thin Man tinha boa balística e que não oscilava , ao contrário dos dois protótipos do Fat Man . Estes sofreram um movimento pendular durante a descida com desvios de até 19 ° da vertical. Outros problemas foram encontrados, principalmente com os dispositivos montados em aviões para conter e lançar bombas.

Apesar dos primeiros resultados interessantes, a bomba do tipo Thin Man encontrou um importante obstáculo prático. Sua arquitetura, baseada no princípio da arma, era difícil de implementar com plutônio. Durante os meses de abril paraJulho de 1944, os cientistas descobriram as taxas de emissão de nêutrons muito altas produzidas pelo plutônio produzido nos reatores. Portanto, eles se voltaram para o urânio. Essa escolha foi motivada por vários motivos. Em primeiro lugar, o uso de urânio permitiu limitar os riscos em caso de falha do modelo de plutônio Fat Man . Então, esse elemento reduziu alguns aspectos práticos relacionados ao tamanho da bomba. Com um barril mais curto, a bomba de urânio era mais fácil de transportar e menos pesada. No entanto, essa decisão foi tomada em detrimento da potência final da máquina, sendo a fissão do urânio 235 menos eficiente que a do plutônio.

Este programa, liderado por Albert Francis Birch , ainda enfrentava um dilema assustador. A bomba era "simples" de projetar, mas faltava a quantidade de urânio 235 necessária para construí-la. O material físsil não estaria disponível até meados de 1945 . Apesar desses problemas, Birch conseguiu convencer que esse conceito era o certo e que, se o programa da bomba de plutônio falhasse, ainda seria possível usar o princípio da arma. Sua equipe tinha grandes responsabilidades e, embora a tecnologia necessária fosse menos complexa do que para o outro projeto, exigia muito rigor.

Dentro Fevereiro de 1945, as especificações estavam completas ( modelo 1850 ). A bomba, com exceção do urânio, estava pronta no início deMaio de 1945. Todo o urânio de Little Boy foi enriquecido em Oak Ridge , Tennessee . O núcleo de Little Boy continha 64,1 kg de urânio enriquecido, dos quais 50 kg a 89% e 14 kg a 50%. Com esse enriquecimento de cerca de 80%, atingiu cerca de 2,5 massas críticas . Em comparação, Fat Man e Gadget continham 5 massas críticas. Isso explica a menor potência desenvolvida por Little Boy durante a explosão.

Envio para Tinian e montagem

O 3 de julho de 1945, o projétil de urânio 235 e seu invólucro estavam prontos. Um total de 14 corpos de bomba vazios foram construídos e desses exemplos apenas um seria usado para o ataque; A unidade L11 foi finalmente escolhida em Tinian. O set foi levado a bordo do USS Indianapolis (CA-35) , que partiu de São Francisco em16 de julho. O navio chegou em26 de julhoem Tinian. Os componentes ainda tinham que ser entregues, o que foi feito de Albuquerque por três aviões C-54 Skymaster depois de dividir a bomba em três partes. Todos os elementos da bomba estavam disponíveis em Tinian em28 de julho. Após três dias de montagem e adição de última hora de 4 iniciadores ABNER atrás do alvo, a bomba estava pronta.

conjunto

O U-235 foi dividido em duas partes de acordo com o princípio do cânone: o projétil e o alvo.

O projétil era um cilindro de aproximadamente 16 cm de comprimento e 10 cm de diâmetro com 40% da massa total (25,6 kg ). Era uma pilha de seis anéis de urânio protegidos por uma placa de aço e tungstênio . Tudo foi encerrado em uma caixa de aço de 2 mm de espessura. O alvo era um cilindro oco de 16 cm de comprimento para o mesmo diâmetro e com uma massa de 38,4 kg . O urânio mais enriquecido foi certamente colocado neste cilindro para melhorar a potência da explosão. As duas partes foram protegidas em bainhas de boro destinadas a absorver os nêutrons. Quando o projétil atingisse o alvo, o escudo de boro saltaria e seria jogado em uma cavidade no nariz da bomba. O sistema refletor para concentrar os nêutrons era feito de tungstênio e aço. Essa parte, chamada de tamper , pesava um total de 2,3 toneladas. O alvo veio se aninhar nesta sala.

Todo o barril (material físsil e explosivos) era circundado por uma espessa camada de chumbo , com cerca de sessenta centímetros de espessura, o que permitia limitar a radiação e evitar acidentes. Sua outra função era proteger os vários dispositivos mecânicos e eletrônicos da bomba da radiação. O tubo cilíndrico tinha um diâmetro de cerca de 10 cm por um comprimento de 180 cm . O conjunto pesou um total de 450 kg . Para projetar a bala de urânio a uma velocidade de 300 m / s , utilizou-se o cordite , um explosivo de artilharia à base de nitrocelulose e nitroglicerina .

Aleta estabilizadora
Barril de aço
Detonador
Carga explosiva (cordite)
Urânio 235 projéctil , seis anéis em uma caixa de aço fina (peso total: 26 de quilogramas )
Entradas para instrumentos de medição e barômetro
Invólucro de bomba
Fusível e dispositivo de armar
Barril de aço com cerca de 10 cm de diâmetro e 2 m de comprimento
Armando cabos
Tambor receptor de aço
Alvo em Urânio 235 , dois anéis com um total de 38 kg
Refletor de Carboneto de Tungstênio
Iniciador de nêutrons
Archie Radar Antenas
Cavidade para receber o cilindro de segurança de boro

Acionar

Lidar com Little Boy era particularmente perigoso. Uma vez que o cordite é colocado no lugar certo, qualquer ignição do explosivo iniciaria uma reação em cadeia na pior das hipóteses, na melhor das hipóteses contaminação da área da explosão. O simples encontro das duas massas de urânio poderia ter causado uma detonação com conseqüências perigosas, que vão desde uma simples explosão, chamada de " fogo longo ", até a atomização da ilha de Tinian . A água também era um risco, pois poderia atuar como um acelerador entre o material físsil e causar uma dispersão violenta do material radioativo. O projétil de urânio só poderia ser inserido com um dispositivo que produzisse uma força de 300 kilonewtons . Por razões de segurança, o capitão William Parsons decidiu colocar o cordite após a decolagem.

Após a queda, a bomba usou um altímetro e sensores de pressão para explodir. O detonador principal era conectado a um rádio altímetro , baseado no princípio da reflexão das ondas no solo para estimar a distância ao solo. Em caso de problema, um detonador barométrico assumia o comando para determinar a altitude a partir da pressão atmosférica . Isso é maior ao se aproximar do solo. Uma fina membrana metálica deformava-se com a pressão e assim que a bomba chegava à altura adequada, tocava o contato que desencadeava a explosão da cordite.

Após a detonação, o projétil foi lançado a 300 m / s em direção ao alvo. Após cerca de 10 ms, a reação em cadeia começaria e nada poderia pará-la.

Origem do urânio

A maior parte do urânio necessário para a produção da bomba veio da mina Shinkolobwe ( Congo Belga ) e pôde ser fornecido aos americanos graças ao diretor-geral da Union minière du Haut Katanga , Edgar Sengier , que fez o transporte de 1.000 toneladas notavelmente de minério de urânio para um depósito em Nova York em 1939.

Após a guerra, vários historiadores especularam que parte do urânio de Little Boy (ou plutônio do Fat Man após a conversão) pode ter sido produzido pela Alemanha nazista . O diretor do Projeto Manhattan, Robert Oppenheimer, obteve urânio de um submarino alemão que havia sido conduzido19 de maio de 1945em Portsmouth , New Hampshire . A tripulação alemã do U-234 deveria ir ao Japão para fornecer 270 toneladas de material secreto e 560 kg de urânio aos engenheiros japoneses. Mas, entretanto, tendo capitulado a Alemanha, a missão foi interrompida e o submarino foi capturado pelos aliados. Dois adidos militares japoneses que estavam a bordo cometeram suicídio.

A importância do urânio alemão no Projeto Manhattan ainda não está clara e várias teorias foram formuladas sobre o assunto. Pode ser que o urânio alemão fosse na verdade um óxido de urânio que não foi enriquecido. Portanto, não teria contribuído significativamente para a fissão nuclear: estima-se que, com os meios da época, teria sido possível obter 4 kg de urânio enriquecido a partir de 560 kg de óxido de urânio. Este número deve ser comparado com os 64 kg de urânio a bordo do Little Boy . Parte do urânio alemão teria acabado na União Soviética e contribuído para o programa nuclear de Stalin.

Caso contrário, é improvável que a Alemanha tivesse a capacidade de produzir e exportar material radioativo enriquecido o suficiente para fazer uma bomba atômica japonesa. É provável, neste caso, que os nazistas tivessem preferido ficar com esses produtos para desenvolver sua própria bomba, mas seu programa não tomou essa direção. Além disso, o Japão tinha apenas 50 cientistas em seu programa de bomba atômica e não tinha os meios para enriquecer urânio como os Estados Unidos tinham em Oak Ridge.

Notas e referências

Notas

Entre e joules . ${\ displaystyle 6.10 ^ {13}}$ ${\ displaystyle 8.10 ^ {13}}$

Referências

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(em) Holloway 1994 , p. 111

Veja também

Bibliografia

: documento usado como fonte para este artigo.

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(pt) David Holloway , Stalin e a bomba: The Soviet Union and Atomic Energy, 1939-1956 , New Haven / London, Yale University Press ,28 de setembro de 1994, 1 r ed. , 480 p. ( ISBN 0-300-06056-4 e 978-0-30006-056-0 , apresentação online ).
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