Escrito en el viento: cuando EEUU regaló la bomba H a la URSS

En los albores de la era atómica sólo Estados Unidos disponían de este arma apocalíptica, por lo que durante unos años disfrutó de una ventaja insuperable sobre las demás naciones. Poco después su gran rival, la Unión Soviética, consiguió su propio arsenal atómico, lo que impulsó a los EEUU a desarrollar un arma todavía más temible: la bomba termonuclear o de hidrógeno, que obtuvo y demostró al mundo en una prueba nuclear en 1952. Era una situación inestable en la que el espionaje jugaba un papel clave: cuando en 1953 la URSS probó su propia arma termonuclear los EEUU sospecharon que los secretos de la bomba H le habían sido robados por espías en sus laboratorios.

La verdad, sin embargo, era más sutil: la bomba H soviética acabó siendo un calco de la estadounidense, pero no porque sus espías hubiesen obtenido los planos sino por culpa de la primera prueba nuclear (test Ivy Mike) realizada por los EE UU. Al demostrar la existencia de la bomba H al mundo los EEUU regalaron sin querer su diseño a cualquiera que supiera leerlo. Años más tarde y por el mismo procedimiento el Reino Unido copió el diseño de los soviéticos, y tal vez Francia de los chinos. Esta es la historia de cómo el esquema básico del arma más terrible de todos los tiempos pasó de país a país a través del aire.

Las bombas atómicas o bombas A son relativamente simples de construir: lo difícil es obtener el material del que están hechas (uranio enriquecido, plutonio), que necesita enormes infraestructuras industriales para su extracción, purificación y creación (el plutonio). Una vez se consigue disponer de suficiente crear la bomba es fácil: basta con superar la llamada masa crítica, la cantidad a partir de la cual se genera espontáneamente una reacción autosostenida de fisión nuclear. Este tipo de arma extrae su energía de romper átomos, que en ocasiones genera neutrones que a su vez golpean y rompen nuevos átomos: si la cantidad y densidad es suficiente la reacción se descontrola de forma explosiva y se obtiene una detonación equivalente a decenas de miles de toneladas de TNT: una bomba atómica.

Para conseguir la masa supercrítica se pueden usar dos configuraciones básicas muy sencillas: la de cañón y la de esfera de implosión. En la configuración de cañón basta con disparar un pedazo de sustancia fisible sobre otro de tal modo que ambos por separado no alcancen la masa crítica pero juntos sí. Este esquema se usa con el uranio 235 enriquecido y es tan sencillo y robusto que durante la Segunda Guerra Mundial los EEUU ni siquiera se molestaron en comprobar que funcionaba con un test: la primera bomba usada en combate, bautizada ‘Little Boy’ y lanzada sobre Hiroshima, era de este tipo.

El segundo modelo se denomina de implosión, y funciona con uranio, plutonio u otros materiales fisibles: necesita menos cantidad para alcanzar la supercriticidad y aprovecha mejor la potencia explosiva, pero es más complicado. En este sistema se fabrica una esfera no crítica de material fisible que se hace implosionar por medio de explosivos convencionales, provocando que cambie la estructura cristalina aumentando la densidad y llegando así al nivel supercrítico. La bomba de Nagasaki ('Fat Man') era de esta clase, como lo fue el dispositivo probado antes en Alamogordo (Trinity): la mayor complejidad hizo necesario ponerlo a prueba antes de usarlo en combate.

Estos esquemas son sencillos de imaginar por cualquier físico y relativamente fáciles de construir por los ingenieros, en especial el de tipo cañón con U235. Pero la bomba de hidrógeno, como mínimo 1.000 veces más potente, es otra cuestión, ya que en ella la configuración es importante: para que funcione el cómo se colocan los diferentes elementos es crucial. En una bomba H se usa un proceso diferente: la energía se obtiene por fusión de átomos de Hidrógeno para formar Helio, en mismo proceso que calienta las estrellas como nuestro Sol.

Para que pueda producirse es necesario que los átomos de Hidrógeno estén a temperaturas enormes, del orden de decenas de millones de grados kelvin. En el núcleo de las estrellas la descomunal presión provocada por su gravedad aumenta la temperatura e inicia este tipo de reacciones, pero ¿cómo conseguirlo en un arma? La idea de usar una bomba A como iniciador se le ocurrió al físico hungaro-estadounidense Edward Teller hacia 1941 tras una sugerencia de Enrico Fermi. Pero no era tan simple como usar una bomba atómica como cerilla.

En este caso la construcción de un dispositivo funcional es mucho más complicada. Si la fusión debe iniciarla un dispositivo de fisión éste debe estar justo al lado cuando explota, pero ¿dónde?. Asegurarse de que la mecánica de la reacción funciona durante la explosión atómica no es nada fácil, y durante una década los físicos estadounidenses consideraron las posibilidades, especialmente después de que la Unión Soviética detonara su propia bomba A en 1949 acabando así con el monopolio nuclear de los EE UU. Los primeros diseños de Teller no eran factibles, pero en conjunción con una idea del matemático polaco-estadounidense Stanislaw Ulam se terminó desarrollando un esquema funcional: la llamada configuración Teller-Ulam. Se trata del esquema básico de prácticamente todas las armas de este tipo que existen en el mundo. Y no es casualidad: todas tienen su origen en la primera de ellas.

La configuración Teller-Ulam es un arma de fisión-fusión, a menudo ampliada mediante sucesivas etapas de fisión y/o fusión para aumentar su potencia (en teoría, sin límite superior). La clave es usar una bomba A como iniciador (llamada ‘etapa primaria’) separado físicamente y transmitir la temperatura necesaria para iniciar la fusión (o ‘etapa secundaria’) en las cienmillonésimas de segundo tras la detonación al núcleo de fusión usando presión de radiación.

Este diseño tiene dos elementos cruciales: la etapa primaria y la secundaria deben estar físicamente separadas, y los rayos X emitidos por la bomba A deben ser recogidos, reflejados y enfocados hacia la etapa de fusión con estructuras de uranio empobrecido (U238) y otros materiales exóticos en la carcasa y el interior del arma. Sin estas decisiones clave la fusión no se producirá. La composición y la geometría de los elementos son por lo tanto críticos, y los detalles están entre los secretos más protegidos de la historia militar. Sin estos datos es imposible fabricar el arma más potente de la historia.

Es comprensible, por tanto, que la paranoia se disparase en los círculos dirigentes de los EE UU cuando el 22 de noviembre de 1955 los soviets detonaron su prueba RDS-37, un arma termonuclear con una configuración esencialmente idéntica a la Teller-Ulam, menos de tres años después que la suya. La Unión Soviética había hecho explotar un arma termonuclear el 12 de agosto de 1953 en su prueba RDS-6, pero se trataba de un diseño diferente, mixto entre fisión y fusión y menos eficaz: la verdadera paridad se produjo con RDS-37.

Los Estados Unidos creyeron que se trataba de un acto de espionaje del que se culpó al físico Karl Fuchs, que en efecto había entregado material secreto relacionado con armas nucleares a la URSS durante y después de la guerra. Capturado en 1950 Fuchs había trabajado para los británicos y realizado entre otros cálculos preliminares sobre la bomba de hidrógeno durante una estancia en Los Álamos entre 1943 y 1948. Su traición había entregado el secreto a los soviéticos, lo cual alimentó la paranoia de la Guerra Fría. Caso cerrado.

Pero la verdad era algo más complicada. Lo cierto es que algunos detalles clave de la configuración Teller-Ulam no se habían determinado hasta un avance vital en 1951, por lo cual es imposible que Fuchs (que fue detenido en 1950) pudiera haberlos filtrado. En el tóxico ambiente de la Guerra Fría se sospechó de la existencia de otros espías. La respuesta, sin embargo, es más simple: el secreto fue liberado por los propios Estados Unidos al efectuar su primera prueba termonuclear (Ivy Mike). La respuesta al enigma flotó, literalmente, en el viento a disposición de todo el que la supiese leer.

La clave estaba en la compresión del material termonuclear previa a su ignición, que como efecto secundario provoca una enorme irradiación de los espejos reflectantes de uranio natural (o empobrecido: U238). Como consecuencia hay fenómenos de captura neutrónica que crean átomos inexistentes en la naturaleza de muy elevado peso atómico. En 1955 la investigación en los desechos de Ivy Mike permitió descubrir y publicar dos nuevos elementos así generados, el Einstenio y el Fermio (números atómicos de 99 y 100 respectivamente). A partir de los pesos atómicos de sus isótopos es posible calcular el flujo neutrónico necesario para que surjan.

El otro elemento clave de la configuración Teller-Ulam, la separación física entre la etapa primaria y la secundaria, puede deducirse de la cantidad de Plutonio 239 que contiene la ceniza de la detonación, aunque para ello es necesario hacer la medida muy pronto y con técnicas complejas. Si se hacen esos análisis de los residuos de una prueba termonuclear es posible deducir los dos puntos críticos del mecanismo de disparo. Esta técnica se utilizó para analizar la bomba H china a partir de una prueba detonada el 17 de noviembre de 1976, llegando a la conclusión de que usaba un esquema basado en la configuración Teller-Ulam.

Es más que probable que los datos clave para la bomba soviética provinieran de los residuos de la prueba estadounidense Mike y no del espía Hans Fuchs. Según publicó años después el físico Hans Bethe este mismo procedimiento fue utilizado por los británicos para su propia bomba H a partir del análisis de los residuos de pruebas soviéticas. La bomba termonuclear china llegó el 17 de junio de 1967 y su desarrollo utilizó datos procedentes de EEUU, la URSS y Gran Bretaña que les habían pasado los soviéticos antes de su distanciamiento y también información pública. El último miembro reconocido del club termonuclear, Francia, no detonó su primera bomba H hasta agosto de 1968 y bien pudo aprovechar información extraída de la prueba nuclear china del año anterior.

No deja de ser irónico que el secreto que se quiso tener mejor guardado fuese en realidad esparcido a los cuatro vientos por las mismas pruebas nucleares con las que se pretendía amedrentar al adversario. Las gigantescas explosiones termonucleares realizadas en superficie llevaron hasta la estratosfera sus cenizas radiactivas, y desde allí se extendieron por todo el planeta llevando con ellas su terrible secreto. Como cantaba Bob Dylan la respuesta estaba flotando en el viento; la cuestión era saber leerla.