• Começa Com Um Estrondo

É assim que a Coreia do Norte desenvolverá uma bomba de hidrogênio

Um ativista com uma máscara de Kim Jong-un (E) e outro com uma máscara do presidente dos EUA, Donald Trump (D), marcham com um modelo de foguete nuclear durante uma manifestação contra armas nucleares em Berlim, na Alemanha. O evento foi organizado por organizações de defesa da paz, incluindo a Campanha Internacional para Abolir as Armas Nucleares (ICAN), que ganhou o Prêmio Nobel da Paz em 2017. (Adam Berry/Getty Images)

As declarações, ações e a física da Coreia do Norte de como fazer tudo isso apontam para a mesma conclusão aterrorizante.

Há poucas coisas neste mundo que têm a capacidade de destruir tanto quanto uma bomba nuclear. Enquanto a história olha para trás nos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki em 1945 com horror, é vital lembrar que, em termos de rendimento de energia, essas bombas de fissão eram menos de 0,1% tão poderosas quanto as modernas bombas de hidrogênio.

Durante o século 21, a Coreia do Norte realizou cinco testes nucleares separados, todos verificados pela incontestável ciência da sismologia. O mais recente, em 2017, rendeu energia suficiente para matar mais de 2 milhões de pessoas se fosse detonado em uma área populosa como Seul, na Coreia do Sul. Apesar das várias promessas de desnuclearização ao longo dos anos, a ameaça nuclear parece maior do que nunca. Pior de tudo, agora há um caminho claro para a Coreia do Norte desenvolver uma bomba de hidrogênio.

Teste de arma nuclear Mike (rendimento 10,4 Mt) no Atol Enewetak. O teste fazia parte da Operação Ivy. Mike foi a primeira bomba de hidrogênio já testada. A Coreia do Norte pode ter capacidades de bombas H até o final de 2019 se nada for feito para mitigar os atuais desenvolvimentos em andamento. (Administração Nacional de Segurança Nuclear / Escritório do Local de Nevada)

Em abril deste ano, a liderança da Coreia do Norte coloque a seguinte declaração sobre seus lançamentos de mísseis e capacidades nucleares:

Como o armamento de armas nucleares foi verificado, não é necessário que realizemos mais testes nucleares ou lançamentos de testes de mísseis ou ICBMs de médio e longo alcance.

Isso é basicamente uma admissão do que a observação científica já nos ensinou: além de sua tecnologia de mísseis balísticos, sabemos que os eventos sísmicos que vêm ocorrendo na superfície da Terra na Coreia do Norte são, de fato, bombas nucleares.

Graças à sensibilidade das estações de monitoramento, a profundidade, magnitude e localização da explosão que fez a Terra tremer em 6 de janeiro de 2016 podem ser bem estabelecidas. Todos os seis terremotos norte-coreanos de 2006 a 2017 são consistentes com uma explosão nuclear. (Serviço Geológico dos Estados Unidos, via http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm #general_map)

O anúncio abrupto em abril foi visto por muitos como um passo à frente para a segurança do mundo, mas especialistas duvidam que seja isso que parece ser. Em vez disso, é considerado muito mais provável que um colapso de montanha causado pelos testes nucleares é por isso que eles cessaram mais testes nucleares. De fato, uma linha do tempo de eventos mostra que, de 2006 a 2017, o rendimento de detonação de seus dispositivos nucleares aumentou de 0,7 quilotons para ~ 15 quilotons para uma estimativa de 50-100 quilotons para o teste final .

A Coreia do Norte realizou seis testes nucleares, o primeiro em 2006. Todos foram conduzidos nas profundezas do Monte Mantap, um pico de granito indefinido na remota e densamente arborizada cordilheira de Hamgyong. Como a Coreia do Norte é o único país do mundo que ainda realiza testes de armas nucleares, seu local de Punggye-ri sob o Monte Mantap também é o único local de testes nucleares ativo do mundo. As letras na tela, transmitidas na Coreia do Sul, diziam: Teste da bomba de hidrogênio. (Foto AP/Ahn Young-joon)

Mas o mais temível é que, a partir de 2016, a Coreia do Norte afirmou que se trata de hidrogênio, bombas de fusão , mesmo que os sinais e rendimentos de energia sejam consistentes com bombas de fissão de estágio único . Até algumas semanas atrás, não há evidências de que quaisquer medidas de desnuclearização estejam sendo tomadas; se alguma coisa, a atividade continua a aumentar na principal instalação nuclear da Coreia do Norte. Segundo reportagem do Guardian :

O trabalho contínuo nas instalações de Yongbyon não deve ser visto como tendo qualquer relação com a promessa da Coreia do Norte de desnuclearizar. Espera-se que o quadro nuclear do Norte continue com os negócios como de costume até que ordens específicas sejam emitidas de Pyongyang.

Infelizmente, com o estágio que a Coreia do Norte alcançou no desenvolvimento de armas, uma bomba de hidrogênio (ou bomba de fusão) é viável em seu horizonte tecnológico.

Uma vez que o urânio tenha sido extraído do minério natural, ele contém menos de 1% de U-235 e deve ser processado em urânio para reator. Uma foto de urânio de bolo amarelo, uma forma sólida de óxido de urânio produzido a partir de minério de urânio. A torta amarela deve ser processada ainda mais para se tornar grau de reator. que é 3-5% U-235. O grau de arma requer aproximadamente 85% + U-235. (Comissão Reguladora Nuclear / Governo dos EUA)

Existem dois caminhos para uma bomba de fissão: através de urânio enriquecido e através da produção de plutônio. O enriquecimento de urânio é difícil e caro, e envolve um tipo de gasto de energia que normalmente é medido em quantidades chamadas unidades de trabalho separativas (SWUs). Simplificando, o urânio vem em algumas variedades diferentes (ou isótopos), e você tem que separar o urânio físsil (U-235, que é a minoria do urânio) do urânio não físsil (U-238: a maioria) .

O urânio natural está abaixo de 1% de U-235, mesmo após o refinamento. O urânio enriquecido no reator aumenta para ~3–4%. Mas o grau de armamento requer ~ 90% U-235, que os EUA alcançam por uma cascata de centrífugas a gás, como mostrado aqui nesta foto de 1984. (Departamento de Energia dos EUA)

O minério de urânio natural é inferior a 1% de U-235; o urânio enriquecido adequado para operar um reator é de 3 a 5% de U-235; para uma bomba nuclear, você precisa de ~85% de U-235. Compreender as capacidades de enriquecimento nuclear de uma nação e seu processo para fazê-lo é uma peça-chave para impedir que uma nação se torne um estado nuclear; este foi um dos pontos cruciais do Acordo Nuclear do Irã, duramente conquistado e agora abandonado .

Reator nuclear experimental RA-6 (República Argentina 6), em marcha, mostrando a característica radiação Cherenkov das partículas mais rápidas que a luz na água emitidas. As reações também produzem grandes quantidades de antineutrinos, mas o mais preocupante é que os subprodutos de isótopos pesados ​​de hidrogênio podem ser usados ​​para fins extremamente nefastos. (Centro Atômico de Bariloche, via Pieck Darío)

A Coréia do Norte tem um reator nuclear, então podemos supor que o processo padrão de criar o urânio enriquecido de 3 a 5% está em jogo lá. Para aqueles que querem os detalhes, isso significa:

• minerar o minério de urânio,
• extrair o urânio do minério,
• converter o urânio em hexafluoreto de urânio,
• enriquecer o composto contendo urânio para níveis de reator,
• e execute seu reator nuclear.

Esse processo não o levará nem perto dos 85% necessários para fazer uma bomba de urânio. Mas havia um segundo caminho para uma bomba de fissão: através da produção de plutônio. E um reator nuclear em funcionamento não monitorado pode produzir exatamente isso.

Combustível descoberto armazenado debaixo d'água na Bacia K-East. Este é o combustível nuclear usado no site de Hanford. Potencialmente, se o combustível funcionasse por curtos períodos de tempo, isso poderia ser processado em plutônio para reator… ou até mesmo algo mais. (Departamento de Energia dos EUA)

Depois que o U-235 é fundido em um reator, há uma série de produtos adicionais que saem, incluindo vários elementos altamente radioativos não encontrados na natureza. Quatro dos produtos são diferentes isótopos de plutônio: Pu-238, Pu-239, Pu-240 e Pu-241. Se você está preocupado com uma arma nuclear, é com o Pu-239 que você precisa se preocupar.

Infelizmente, o Pu-239 também é a primeira coisa nova que você produz quando opera um reator nuclear baseado em urânio. A fissão nuclear do U-235 cria nêutrons livres, e se o U-238 (a maior parte do urânio) absorve um, ele rapidamente se torna Pu-239. Contanto que você produza uma grande quantidade relativa de Pu-239 a Pu-240 (o que requer uma segunda captura de nêutrons), você pode criar o material necessário para uma bomba de fissão.

Simplesmente adicionando nêutrons ao U-238, uma consequência inevitável de deixar seu combustível de urânio em um reator nuclear, muitos isótopos de elementos pesados ​​são produzidos, incluindo Pu-239. Se o Pu-240 for produzido em quantidades suficientemente pequenas, esse processo pode ser usado de forma iterativa para criar plutônio de grau super-armas. (JWB na Wikipédia em inglês)

Mesmo que não haja como separar diferentes isótopos de plutônio, você pode separar o plutônio de outros elementos, como urânio e cúrio. Ligue seu reator à base de urânio por um curto período de tempo, separe o plutônio principalmente Pu-239 do resto do combustível, coloque o urânio de volta no reator, repita, etc. plutônio enriquecido. Se você tiver menos de 7% de Pu-240 em seu plutônio, é material para armas; se for inferior a 3%, é super-armas.

Uma foto de Kim Jong-Un, divulgada apenas algumas semanas antes da detonação nuclear norte-coreana de 2016. Ele mostra o líder do país em um local não revelado na Coreia do Norte. (KNS/AFP/Getty Images)

Embora não tenhamos provas disso, os recentes testes nucleares indicam que a Coreia do Norte pelo menos materiais de grau de armas e possível grau de super-armas. Para construir uma bomba de hidrogênio (fusão), tudo que você precisa é que uma bomba de fissão envolva e comprima adequadamente, depois que a bomba de fissão detonar, um pellet de material fusível. O material fusível geralmente consiste simplesmente em dois isótopos diferentes de hidrogênio: deutério e trítio.

Assustadoramente, sem dúvida, a melhor maneira de produzir trítio é executar um reator nuclear refrigerado a água. A Coreia do Norte tem um; já passou por testes este ano e está potencialmente programado para ativação em 2019. Esse método de criar uma bomba de fusão existe desde a década de 1950 e representa uma das maiores ameaças existenciais para toda a humanidade.

A explosão da Tsar Bomba em 1961 foi a maior detonação nuclear que já ocorreu na Terra e é talvez o exemplo mais famoso de uma arma de fusão já criada, com um rendimento que supera em muito qualquer outro já desenvolvido. (Andy Pointer / Flickr)

Embora a Coreia do Norte já não tem o seu local de testes nucleares de longa data disponíveis para eles, eles têm todos os ingredientes e infra-estrutura para criar uma bomba de fissão muito poderosa, e tem feito isso nos últimos anos. Eles são apenas um ingrediente – um isótopo artificial e instável de hidrogênio – longe de ter tudo o que é necessário para uma bomba de hidrogênio: a força destrutiva mais poderosa já desencadeada pela humanidade.

Se não fizermos nada, esse ingrediente final estará em suas mãos em 18 meses. Apesar de A afirmação do presidente Trump aquele:

A carta que estamos assinando é muito abrangente e acho que os dois lados ficarão muito impressionados com os resultados. . . Vamos cuidar de um problema muito grande e muito perigoso para o mundo,

não há resultados tangíveis a apontar que nos afastem deste desastre previsível. Há um caminho científico claro para o desenvolvimento de uma bomba de fusão nuclear, e a Coreia do Norte já mostrou que está em 80% do caminho. É hora de pedir aos nossos líderes que parem com as etapas restantes antes que seja tarde demais.

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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