¿Es posible hacer una bomba nuclear usando uranio natural?

Sé que el tamaño crítico del uranio metálico natural con moderador de grafito es de unas 27 toneladas de "reactor de grafito de cresta de roble". en comparación, el uranio altamente enriquecido tiene un tamaño crítico de solo 17 kg con un reflector de acero grueso. la diferencia es enorme.

A menudo se menciona que el enriquecimiento mínimo para que el uranio se considere utilizable como arma es de alrededor del 20%, pero lógicamente parece que incluso el uranio natural también puede fabricar una bomba. especialmente si es potenciado por fusión . parece que este enriquecimiento se requiere solo para bombas de fisión pura, pero no para sistemas de fusión potenciados por neutrones rápidos.

Entonces, ¿si es posible hacer una bomba nuclear efectiva mediante el uso de un sistema de implosión pesado que consiste en cientos de kilogramos o incluso algunas toneladas de uranio natural con un reflector grueso de cobre o acero y unos pocos kilogramos de deuteruro de litio-6 como un refuerzo de neutrones rápidos de fusión?

cuando tomamos Little boy bomb como ejemplo, utilizan 64 kg de uranio enriquecido al 85%. esta cantidad requiere alrededor de 7500 uranio natural, usar el 10% de esta cantidad sería más económico y la bomba resultante tendría un rendimiento de 200 Kt asumiendo que tendrá la misma eficiencia que la pequeña. ¡así que será más barato y 10 veces más fuerte!

El refuerzo de fusión permite usar plutonio de grado de reactor en las armas, ¿significa esto que el refuerzo de fusión también puede permitir el uso de uranio natural en las bombas?

¿Por qué es lógico creer algo que no ha sido demostrado por una razón?
Esta idea se utilizó en el diseño de la Tsar-bomba. Esto redujo los costos a 60 centavos por kilotón, ver en.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba
@JonCuster debido a que funciona con reactores, no hay razón para pensar que es imposible trabajar con bombas, especialmente cuando se introduce el refuerzo de fusión que produce neutrones muy rápidos.
@AlexTrounev No entendí tu punto. ¡El uranio natural ni siquiera se menciona en su enlace!
El uranio natural de @Johnny consiste básicamente en uranio-238 (99,286 %). En la página wiki hay algunas palabras: "En teoría, la bomba habría tenido un rendimiento de más de 100 megatones si hubiera incluido un tamper de uranio-238".
De hecho, un reactor puede generar mucha energía. Llamarlo bomba es bastante exagerado.
También se utilizó un tamper de uranio natural en el diseño de la bomba Ivy Mike. El 77% de la potencia se debió a la reacción de fisión del tamper de uranio natural. en.wikipedia.org/wiki/Ivy_Mike
@JonCuster un reactor libera energía lentamente, mientras que una bomba libera energía en microsegundos. un reactor puede funcionar con uranio altamente enriquecido, lo mismo para las bombas. un reactor puede funcionar también con uranio natural, entonces ¿por qué suponemos que es imposible fabricar una bomba con uranio natural?
Los manipuladores de uranio natural de @AlexTrounev se utilizan en la etapa secundaria de las bombas termonucleares para aumentar enormemente su rendimiento mediante el uso de uranio empobrecido o natural barato como el U-238 fisionado a partir de neutrones rápidos resultantes de la fusión DD y DT. pero utilizan plutonio o uranio enriquecido en la etapa primaria.
Soy muy consciente de cómo funciona una bomba. Si bien aprecio su entusiasmo, debe profundizar más para comprender mejor las interacciones de los neutrones. Es posible que le interese explorar ensamblajes nucleares accionados externamente. Pero, esas tampoco son bombas. El truco con una bomba es obtener suficientes generaciones de neutrones lo suficientemente rápido como para no desvanecerse. Sí, un gran pulso de neutrones externo ayuda, pero, por supuesto, eso no es fácil de arreglar sin apagar un primario.
@Johnny La bomba termonuclear con una manipulación de uranio natural sigue siendo la única forma de activar rápidamente la fisión rápida de uranio-238.

Respuestas (1)

El uranio natural tiene aproximadamente un 0,711 % de U-235. A medida que aumenta el tamaño de una bomba de implosión, el porcentaje mínimo de U-235 disminuye. Cuando el tamaño de la bomba es infinito, el porcentaje de U-235 requerido es del 5,4%, por lo que es necesario cierto enriquecimiento.

La cifra del 5,4% es del artículo de 1998 "Definición de uranio utilizable en armas-233" de Forsberg, Hopper, Richter y Vantine. Consulte la figura en la página 14: "U de masa infinita en límite de concentración de U-233 = 3,2 % en peso", "U de masa infinita en límite de concentración de U-235 = 5,4 % en peso"

de https://web.archive.org/web/20131102011417/http://web.ornl.gov/info/reports/1998/3445606060721.pdf

https://web.archive.org/web/20131102011417/http://web.ornl.gov/info/reports/1998/3445606060721.pdf

Si alguien pudiera copiar la figura de la página 14, sería una mejora. Mi computadora parece tener problemas para capturar imágenes en este momento.
entonces, ¿cómo se vuelven críticos los reactores de uranio natural? Creo en los experimentos de la vida real más que en cualquier cálculo.
Otro punto es que estos cálculos ignoran la posibilidad de usar el refuerzo de fusión que puede cambiarlo todo.
Las armas nucleares necesitan una "criticidad rápida", que es más difícil que la criticidad. Si intentas hacer una bomba con criticidad, explotará sola antes de encender gran parte del urnio. La criticidad rápida se trata de producir neutrones rápidamente en lugar de eventualmente. En lo que respecta a las bombas de fusión, creo que comienzan con "primarias" de fisión, por lo que primero debe hacer una bomba de fisión. Luego puede agregar tanto uranio puro (o DU) como desee.
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