Qual é o poder de destruição de uma bomba atômica?

O incrível poder de destruição de uma bomba atômica
Como funciona uma bomba atômica? O que acontece quando uma bomba atômica explode? Quais são os países que tem bombas atômicas? Estas e outras respostas disponíveis nesta investigativa leitura!

Às 5h29 do dia 16 de julho de 1945, nos Estados Unidos, mais precisamente no deserto do Novo México, a primeira bomba atômica do mundo detonou, liberando um nível de poder destrutivo até então desconhecido na existência humana. 

Emitindo tanta energia quanto 21 mil toneladas de TNT e criando uma bola de fogo que media cerca de 600 metros de diâmetro, o primeiro teste bem-sucedido de uma bomba atômica, conhecido como Teste da Trindade, mudou para sempre a história do mundo.

O que é uma bomba atômica?

Como e quando ela foi inventada?

Como funciona esta arma nuclear?

Quais os países que tem bombas atômicas?

O que acontece nos locais onde elas são lançadas?

Acompanhe-me nesta leitura e descubra o quão temida deve ser esta arma nuclear de destruição em massa.

O que é uma bomba atômica?

A bomba atômica é uma arma cujo poder explosivo resulta da liberação repentina de energia na divisão, ou fissão, dos núcleos de elementos pesados ​​como o plutônio ou o urânio.

Vamos tornar isto mais entendível.

Toda matéria é composta de átomos, estruturas incrivelmente pequenas que abrigam diferentes combinações de três partículas – prótons, nêutrons e elétrons.

No centro de cada átomo está o núcleo, onde nêutrons e prótons estão ligados em estreita proximidade.

Estrutura de um átomo. Fonte: Freepik

A fissão ocorre quando os núcleos de certos átomos pesados ​​se dividem em núcleos menores e mais leves com a liberação do excesso de energia no processo.

A fusão funciona ao contrário: quando expostos a temperaturas e pressões extremamente altas, alguns núcleos leves podem se fundir para formar novos núcleos mais pesados, liberando energia no processo.

Diferença entre fusão e fissão
Diferença entre Fissão e Fusão de Átomos – Fonte: Shutterstock

As armas nucleares modernas utilizam tanto a fissão como a fusão. Isto significa que um único projétil pode liberar mais energia explosiva numa fração de segundo do que todas as armas utilizadas durante a Segunda Guerra Mundial juntas!

Aproximadamente 85% da energia de uma arma nuclear produz explosão de ar e energia térmica, ou seja, calor. Os 15% restantes da energia são liberados como radiação nuclear. 

Destes 15%,

5% constitui a radiação nuclear inicial, definida como aquela produzida cerca de um minuto após a explosão, composta principalmente de raios gama e nêutrons;

e 10% representa a radiação nuclear residual, ou retardada, que é emitida durante um período de tempo após a radiação nuclear inicial.

O “rendimento” de uma arma nuclear é uma medida da quantidade de energia explosiva que ela pode produzir. 

Tal coeficiente é dado em termos da quantidade de TNT que geraria a mesma quantidade de energia ao explodir. 

Assim, uma arma nuclear de 1 quiloton é aquela que produz numa explosão a mesma quantidade de energia de 1 quiloton (1.000 toneladas) de TNT. 

Seguindo esta lógica, uma arma de 1 megaton tem a energia equivalente a 1 milhão de toneladas de TNT.

Uma bomba com rendimento de 1 megaton destruiria mais de 200 km quadrados.

Quem inventou a bomba atômica?

Os protagonistas da criação da bomba atômica
Personagens históricos que tiveram influência na criação da primeira bomba atômica

A exploração da energia atômica e da radiação passou a fascinar as mentes científicas desde 1789, quando o cientista alemão Martin Klaproth descobriu um elemento metálico denso que chamou de urânio.

Enquanto Marie Curie conduzia sua pesquisa inovadora sobre o urânio no final do século XIX, ela descobriu que o elemento era naturalmente radioativo. A descoberta da radioatividade nos elementos por Curie mudou para sempre a natureza da ciência atômica. 

Com base na investigação de Curie, o físico britânico Ernest Rutherford formulou em 1911 um modelo de átomo no qual elétrons de baixa massa orbitavam num núcleo carregado que continha a maior parte da massa do átomo.

A década de 1930 chegou com grandes desenvolvimentos no campo nuclear.

Em 1933, o físico húngaro-alemão Leo Szilard concebeu a possibilidade de reações de fissão nuclear autossustentáveis, ou uma reação nuclear em cadeia. Relembrando, a fissão é quando há quebra de átomos para gerar energia.

No ano seguinte, o físico italiano Enrico Fermi, sem saber, dividiu nêutrons no urânio enquanto conduzia seus próprios experimentos. 

Na esteira destes desenvolvimentos, a física austríaca-sueca Lise Meitner, trabalhando com o químico alemão Otto Hahn, foi uma das primeiras a conseguir a fissão bem-sucedida do urânio. 

O anti-semitismo do partido nazista forçou Meitner, que era judeu, a fugir e a estabelecer-se na Suécia. Enquanto estava na Suécia, Meitner identificou e nomeou o processo de fissão nuclear.

As descobertas de Meitner tornaram-se um divisor de água no desenvolvimento de armas nucleares, mas à medida que o mundo entrava mais uma vez em guerra, eram os alemães que detinham o potencial para a energia nuclear. 

Embora Hahn tenha optado por permanecer na Alemanha e continuar a desenvolver a sua investigação durante a Segunda Guerra Mundial, cientistas ao redor de toda a Europa fugiram. 

Szilard, que era judeu, migrou para os Estados Unidos em 1938 para evitar a perseguição. 

Fermi e a sua esposa, Laura Capon, também deixaram a Europa no final de 1938 para escapar do crescente fascismo na Itália. Eles foram para Nova York, onde solicitaram residência permanente.

Nos Estados Unidos . . . 

Quando a notícia da descoberta da fissão por Hahn e Meitner chegou a Szilard na sua casa em Nova York no início de 1939, o físico começou a trabalhar para confirmar as suas descobertas. 

Szilard encontrou ajuda no colaborador Walter Zinn e juntos recriaram o Experimento de Hahn. Reconhecendo a importância daquele momento, Szilard declarou: “Naquela noite, havia poucas dúvidas em minha mente de que o mundo estava caminhando para o sofrimento”.

Szilard começou a trabalhar com Fermi para construir um reator nuclear na Universidade de Columbia, mas enquanto o faziam, Szilard temia que os cientistas na Alemanha, que apoiavam a guerra nazista, estivessem também construindo os seus próprios reatores.

Em julho de 1939, Szilard contatou um proeminente físico teórico judeu alemão em sua casa em Long Island, Nova York, Estados Unidos, para discutir os avanços alemães no desenvolvimento nuclear. 

Quem era este físico?

Albert Einstein.

Juntos, Szilard e Einstein redigiram uma carta ao presidente dos EUA, Franklin D. Roosevelt

Na carta, datada de 2 de agosto de 1939, a advertência era clara: “Este fenômeno levaria à construção de bombas, e é concebível que bombas extremamente poderosas deste tipo possam ser construídas.” 

A carta só chegou a Roosevelt em outubro, mas assim que soube dos riscos potenciais apresentados pelo armamento nuclear, o presidente respondeu formando o Comitê Consultivo sobre Urânio, cuja primeira reunião foi realizada em 21 de outubro de 1939.

No início, o Comitê Consultivo sobre Urânio agiu lentamente. Mas o ataque do Japão a Pearl Harbor, em 7 de dezembro de 1941, empurrou o Comitê para a ação. 

Com os Estados Unidos formalmente em guerra, a questão do desenvolvimento do urânio e da potencial construção de uma bomba atômica ganhou um interesse renovado. 

Em 13 de agosto de 1942, o Corpo do Exército criou o Manhattan Engineer District, nomeado em homenagem à localização de seus escritórios na cidade de Nova York. 

Dois dias após sua nomeação, o Coronel Leslie R. Groves tomou decisões rápidas para levar o projeto adiante, selecionando três locais principais para a fabricação de uma bomba atômica.

Groves selecionou Oak Ridge, Tennessee, Estados Unidos, como local para enriquecimento de urânio. Também, entre os principais locais do projeto, estava Los Alamos, Novo México, Estados Unidos. 

O último local selecionado por Groves foi Hanford, Washington, Estados Unidos, onde foi produzido plutônio a partir do isótopo de urânio U-238. Embora o plutônio não seja um elemento natural, os cientistas descobriram sua produção em reatores de urânio. O plutônio provou ser um metal mais radioativo e tinha maior possibilidade de atingir a fissão nuclear.

No início de 1942, Fermi e Szilard, que trabalhavam na construção de um reator na Universidade de Columbia, transferiram seus esforços para a construção de um reator em Chicago. O projeto foi bem sucedido.

Depois de receber a aprovação formal do Presidente Roosevelt em 28 de dezembro de 1942, o Projeto Manhattan tornou-se um empreendimento massivo que se espalhou pelos Estados Unidos. 

Com mais de 30 locais e mais de 100.000 trabalhadores, o Projeto Manhattan custou aproximadamente US$ 2,2 bilhões. 

Embora fosse um empreendimento gigantesco, o projeto permaneceu em segredo. Muitas das pessoas que trabalharam na construção da bomba atômica não conheciam completamente o propósito do seu trabalho. 

Após a experiência bem sucedida de Fermi em Chicago, parecia haver dois caminhos possíveis para a construção de bombas atômicas: urânio e plutônio. 

O Projeto Manhattan construiu ambos os tipos de bombas, resultando na construção da Little Boy, uma bomba de urânio com método de arma; e Fat Man, uma bomba de plutônio com método de implosão.

Little Boy and Fat Man – as bombas atômicas lançadas no Japão

A responsabilidade de dar existência a essas bombas recaiu sobre o homem que Groves selecionou para chefiar o laboratório de armas secretas em Los Alamos: J. Robert Oppenheimer.

Físico teórico e professor de física na Universidade da Califórnia, Berkeley, Oppenheimer envolveu-se cedo na pesquisa científica que levou ao Projeto Manhattan. Sob a direção de Oppenheimer, os trabalhadores do Projeto Manhattan construíram uma bomba de plutônio.

A bomba de plutônio dependia da implosão do plutônio reativo – um método até então desconhecido – e não da perfuração do plutônio com uma bala, o que era comum em bombas de arma de fogo. Devido à natureza sem precedentes de tal bomba, Oppenheimer sentiu que era necessário um teste. Groves inicialmente hesitou porque o plutônio era caro e raro, mas acabou cedendo e aprovou o avanço do projeto.

Inspirado no poeta do século XVII, John Donne, Oppenheimer chamou o teste de “Trindade”. Oppenheimer estava lendo os Sonetos Sagrados de Donne antes do teste e encontrou inspiração no Soneto XIV, que abre com o verso: “Batter my heart, three-person’d God”. 

O teste ocorreu em Alamogordo, Novo México, Estados Unidos; e não em Los Alamos.

A bomba de teste, apelidada de Gadget, continha 13 libras de plutônio, e seu método de detonação era implosão. 

Usando uma torre de aço, os cientistas içaram e suspenderam o Gadget a 30 metros de altura e, às 5h29 do dia 16 de julho de 1945, o Teste Trinity começou. 

O teste revelou-se muito mais bem-sucedido do que Oppenheimer esperava. Ele calculou uma explosão equivalente a 0,3 quilotons de TNT. Em vez disso, a explosão resultante equivalia a cerca de 21 quilotons de TNT!

Teste Trinity
A nuvem em forma de cogumelo do Teste Trinity, 10 segundos após a detonação.
Foto: Corbis via Getty Images

O clarão da bomba foi tão forte que cegou temporariamente os observadores que estavam a 10.000 metros de distância.

O calor da bomba foi tão intenso que evaporou a torre de aço, deixou uma cratera com um metro e meio de profundidade por nove metros de largura, e derreteu a areia da área, criando um vidro verde radioativo chamado “trinitita”. 

No início de agosto de 1945, duas bombas atômicas fabricadas pelos EUA e Reino Unido a partir de urânio-235 e plutônio-239 foram lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki, respectivamente. Isso trouxe um fim repentino à longa Segunda Guerra Mundial.

A bomba de Hiroshima continha cerca de 64 quilogramas de urânio altamente enriquecido, com um rendimento de 16 quilotons, ou seja, o equivalente a 16.000 toneladas de TNT. Cerca de 90% da cidade foi destruída.

A carga explosiva de 21 quilotons da bomba detonada sobre Nagasaki três dias depois foi fornecida por cerca de 6,2 kg de plutônio-239.

Em 1949, a União Soviética testou a sua primeira bomba atômica, seguida pela Grã-Bretanha (1952), França (1960), China (1964), Índia (1974) e Paquistão (1998). Israel e a África do Sul foram suspeitos de testar armas atômicas em 1979.

Efeitos da explosão de uma bomba atômica

Uma explosão nuclear libera grandes quantidades de energia na forma de explosão, calor e radiação. Uma enorme onda de choque atinge velocidades de muitas centenas de quilômetros por hora.

Demora cerca de 10 segundos para que a bola de fogo de uma explosão nuclear atinja seu tamanho máximo.

Quando uma arma nuclear é detonada na superfície da Terra ou perto dela, a explosão abre uma grande cratera. Parte do material nuclear é depositado na borda da cratera. O resto é transportado para o ar e retorna à Terra como precipitação radioativa. 

A explosão mata pessoas perto do marco zero e causa lesões pulmonares, danos nos ouvidos e hemorragias internas em locais mais distantes. Pessoas sofrem ferimentos devido ao desabamento de edifícios e objetos voadores.

Aproximadamente 35% da energia de uma explosão nuclear é uma intensa radiação térmica, ou seja, calor. 

A radiação térmica é tão intensa que quase tudo próximo ao marco zero é vaporizado.

O calor extremo causa queimaduras graves e provoca incêndios em uma grande área, que se fundem em uma gigantesca tempestade de fogo.

Mesmo as pessoas em abrigos subterrâneos enfrentam probabilidade de morte devido à falta de oxigênio e envenenamento por monóxido de carbono.

A longo prazo, as armas nucleares produzem radiação ionizante, que mata ou adoece as pessoas expostas, contamina o ambiente e tem consequências para a saúde a longo prazo, incluindo câncer e danos genéticos.

Os médicos prevêem que cerca de 2,4 milhões de pessoas em todo o mundo morrerão de câncer devido a testes nucleares atmosféricos realizados entre 1945 e 1980.

A utilização de menos de 1% das armas nucleares do mundo poderia perturbar o clima global e ameaçar até dois mil milhões de pessoas com desnutrição numa situação de fome nuclear a longo prazo.

A detonação de milhares de armas nucleares poderia resultar num inverno nuclear, o que destruiria o nosso ecossistema.

Em Hiroshima, local onde os Estados Unidos lançou uma bomba atômica, de uma população civil residente de 250.000 habitantes, estima-se que 45.000 morreram no primeiro dia e mais 19.000 durante os quatro meses subsequentes.

Destroços de Hiroshima

Em Nagasaki, segunda cidade vítima da bomba atômica, numa população de 174.000 habitantes, no primeiro dia morreram 22.000 pessoas e outras 17.000 pessoas no espaço de quatro meses.

Cerca de 15 quilômetros quadrados (mais de 50%) das duas cidades foram destruídos.

Efeito a longo prazo da explosão de bombas atômicas

A maioria das mortes ocorreu devido a ferimentos causados ​​​​por explosões ou queimaduras, e não por radiação.

A revista LIFE descreveu tal devastação num artigo publicado em 11 de março de 1946. O artigo dizia: “Nas ondas seguintes [após a explosão inicial], os corpos das pessoas foram terrivelmente espremidos e depois os seus órgãos internos romperam-se. Então a explosão detonou os corpos quebrados a 800 a 1.600 quilômetros por hora através do ar em chamas e cheio de escombros. Praticamente todas as pessoas num raio de 2 quilômetros foram mortas ou gravemente feridas e todos os edifícios foram destruídos ou estripados.”

E a bomba de hidrogênio, como é?

Uma bomba de hidrogênio nunca foi usada em batalha por nenhum país, mas segundo vários especialistas nucleares, tal arma tem potencial para ser 1.000 vezes mais poderosa que uma bomba atômica.

Os EUA testemunharam a magnitude de uma bomba de hidrogênio quando testaram uma no país em 1954, informou o New York Times.

No teste, as bombas de hidrogênio causam uma explosão maior, o que significa que as ondas de choque, a explosão, o calor e a radiação têm maior alcance do que uma bomba atômica, de acordo com Edward Morse, professor de engenharia nuclear na Universidade da Califórnia, Berkeley.

Morse diz que a a bomba atômica lançada em Nagasaki matou a todos num raio de um quilômetro. O alcance de uma bomba de hidrogênio seria próximo de 8 a 16 quilômetros!

Hall, diretor do Instituto de Segurança Nuclear da Universidade do Tennessee, chamou a bomba de hidrogênio de “assassina de cidades”, que provavelmente aniquilaria entre 100 e 1.000 vezes mais pessoas do que uma bomba atômica.

Qual é a diferença que faz da bomba de hidrogênio tão mais poderosa que a bomba atômica?

Uma bomba atômica usa urânio ou plutônio e depende da fissão, lembra? Ou seja, quando um núcleo ou átomo se divide em dois pedaços.

Para fazer uma bomba de hidrogênio, ainda seria necessário urânio ou plutônio, bem como dois outros isótopos de hidrogênio, chamados deutério e trítio. A bomba de hidrogênio depende da fusão, o processo de pegar dois átomos separados e juntá-los para formar um terceiro átomo.

“A forma como a bomba de hidrogênio funciona é na verdade uma combinação de fissão e fusão”, disse Eric Norman, que também ensina engenharia nuclear na UC Berkeley.

Em ambos os casos, uma quantidade significativa de energia é liberada, o que impulsiona a explosão, dizem os especialistas. No entanto, mais energia é liberada durante o processo de fusão, o que provoca uma explosão maior.

Morse disse que as bombas atômicas lançadas sobre o Japão eram equivalentes, cada uma, a cerca de 10 mil quilotons de TNT. “Esses eram os pequeninos”, disse Morse. “Aquelas eram bombas pequenas e já eram ruins o suficiente.” Por outro lado, as bombas de hidrogênio, disse ele, “resultariam numa produção de cerca de 100.000 quilotons de TNT até vários milhões de quilotons de TNT, o que significaria mais mortes.”

As bombas de hidrogênio são mais difíceis de produzir e são mais leves, o que significa que poderiam viajar mais longe no topo de um míssil, segundo especialistas.

As semelhanças entre a bomba atômica e a bomba de hidrogênio é que ambas são extremamente letais e têm o poder de matar pessoas em segundos, bem como horas depois devido à radiação. As explosões de ambas as bombas também queimariam instantaneamente estruturas de madeira, derrubariam grandes edifícios e inutilizariam estradas.

Quais os países que tem bomba atômica?

Como vimos nesta leitura, os Estados Unidos foi o primeiro país a desenvolver armas nucleares, detonando o primeiro dispositivo de fissão em 1945.

Os Estados Unidos tem cerca de 5.300 ogivas, ou projéteis nucleares, incluindo armas retiradas, armazenadas e implantadas.

A União Soviética desenvolveu capacidades nucleares pela primeira vez em 1949. O arsenal moderno da Rússia inclui cerca de 5.900 ogivas.

A China (~400), a França (~300 ogivas), o Reino Unido (~230), o Paquistão (~170) e a Índia (~165) também possuem armas nucleares.

Israel não reconheceu oficialmente as suas capacidades nucleares. As estimativas do seu arsenal têm sido de cerca de 90 ogivas, embora algumas estimativas sejam significativamente maiores.

A capacidade da Coreia do Norte é em grande parte desconhecida. Suspeita-se que possa ter um arsenal de 5 a 10 armas, mas pode ter material para construir o dobro disso.

Conhecemos um pouco mais sobre a história das armas nucleares e entendemos mais plenamente a extensão de seu poder destrutivo. Felizmente países como o Irã, que financia grupos terroristas ao redor do Oriente Médio, não detém esta terrível arma em seu arsenal bélico.

Durante esta pesquisa, descobri o site outrider.org, no qual você pode experimentar o poder de uma arma nuclear em qualquer área do planeta. É só digitar uma localização e o site irá projetar o alcance destrutivo da detonação de uma bomba atômica neste endereço. Felizmente é só uma simulação. Esperamos que nunca aconteça.

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