Bombas de fissão (bombas atómicas) e bombas de fusão (termonucleares/hidrogénio) libertam energia via conversão de energia de ligação nuclear (E=mc²), mas através de reações opostas.
Bombas de Fissão: Dividir Núcleos Pesados
Física
- Isótopos fissíveis: U-235 (0,7% urânio natural), Pu-239 (criado de U-238)
- Neutrão atinge núcleo → divide em dois fragmentos mais leves + 2–3 neutrões + ~200 MeV energia
- Reação em cadeia: Cada neutrão de fissão desencadeia mais fissões
- Massa crítica: Massa mínima para reação em cadeia auto-sustentada (~52 kg esfera U-235, ~10 kg Pu-239)
Desenhos de Arma
- Tipo canhão (Little Boy): Dispara projétil U-235 em alvo U-235. Simples, ineficiente (~1,5% fissão), só funciona com U-235.
- Implosão (Fat Man, todas modernas): Explosivos convencionais comprimem núcleo Pu-239 a densidade supercrítica. Complexo, eficiente (~20% fissão), funciona com Pu-239.
- Fissão potenciada: Gás D-T no núcleo → neutrões fusão aumentam rendimento fissão. Padrão em primários modernos.
Bombas de Fusão: Fundir Núcleos Leves
Física
- Combustível: Deutério (²H) + Trítio (³H) → Hélio-4 + neutrão + 17,6 MeV
- Requer condições extremas: >100 milhões K, pressão imensa
- Energia por massa: 3–4× fissão
Desenho Teller-Ulam (Todas Armas Termonucleares Modernas)
- Primário: Bomba de fissão por implosão (potenciada) — cria banho de raios-X
- Caixa de radiação: Raios-X enchem hohlraum, ablatam empurrador do secundário
- Secundário: Combustível fusão cilíndrico (Li-6D, produz T in situ) + tamper U-238 → fissão-fusão-fissão
- Terciário (opcional): Estágios fusão adicionais para rendimentos megatonelada
Diferenças Chave
| Aspeto | Fissão (A-bomba) | Fusão (H-bomba) |
|---|
| Reação | Divide U/Pu | Funde D+T |
| Gatilho | Explosivo convencional | Primário fissão |
| Rendimento típico | 10–500 kt | 100 kt – 50+ Mt |
| Complexidade | Moderada | Extrema |
| Fallout | Alto (produtos fissão) | Muito alto (fissão tamper U-238) |
| Barreira proliferação | Material fissível | Física implosão radiação + trítio |
Contexto Histórico
- 1945: Trinity, Hiroshima (canhão U-235), Nagasaki (implosão Pu-239)
- 1952: Ivy Mike — primeiro teste termonuclear (10,4 Mt, criogénico, não entregável)
- 1954: Castle Bravo — primeira H-bomba entregável (15 Mt, combustível Li-6D)
- 1961: Tsar Bomba — 50 Mt (design limpo 100 Mt reduzido para metade)
Arsenais modernos: Quase inteiramente ogivas termonucleares de dois estágios (W76, W88, W87, etc.) em ICBMs/SLBMs MIRVed. Primários fissão; secundários fusão. Rendimentos 100–475 kt típicos.
