Será que Israel tem mesmo bombas nucleares?

Israel não tem centrifugadoras mas tem um reactor de "urânio natural".

O Irão usa centrifugadoras para produzir uma bomba atómica de U235 altamente concentrado mas Israel não tem centrifugadoras. Então, a única possibilidade é ter bombas de Plutónio 239.

Como se produz o Plutónio 239?

É uma reacção nuclear de síntese a partir do Urânio 238 e de um neutrão lento (se o neutrão for rápido, o U238 "explode" não formando Pu239).

Quando um neutrão atinge um átomo de Urânio 235, há uma probabilidade de ser absorvido e, depois, resultar uma decomposição do Urânio produzindo 2.4 neutrões. Estes neutrões vão ser a causa da "reacção em cadeia". Mas os neutrões também atingem o Urânio 238 e são absorvidos.

Em tesmos de absorção de neutrões lentos, a proporção de absorção é 687 bar para o U235 e 2.78 bar para o U238 o que dá uma proporção no metal 0.7/99.3 de 64.3% / 35.7%.

Então, quando um milhão de neutrões bombardeiam "urânio natural" (não concentrado, 0.7% de U235 e 99.3% de U238), cerca de 2/3 são absorvidos pelo U235 e 1/3 são absorvidos pelo U238 resultando em Plutónio 239 que é o que se procura produzir.

Desta forma, ao "queimar" 1 kg de U235, serão produzidos 558g de Pu239.

Agora, é só fazer contas.

O reactor de Dimona tem uma potência desconhecida pelo que não é fácil calcular estimativas com rigor mas existem trabalhos que indicam uma potência térmica de 150MW = KJ/s.

A fissão de um grama de U235 produz 79340KJ/g o que traduz que o reactor consome 59,6 kg/ano de U235 produzindo 33.2kg/ano de Plutónio 239.

O reactor começou a funcionar em 1963, há 60 anos.

Multiplicando 33.2*40 dá = 1330 kg.

Pensando que o reactor funciona 75% do tempo, dá 998kg de Plu239.

Mas o reactor pode produzir mais.

O reactor de Dimona está dimensionado para usar UO2 com 0.72% de U235 (densidade útil de 9.6). Mas se parte do combustível for U metálico (densidade útil de 19), pode ser usado urânio empobrecido o que, apesar de parecer estranho, produz o triplo do plutónio.

As estimativas na literatura.

Está tudo dependente da verdadeira potência do reactor e que é desconhecida. 

Estas contas podem ser feitas por qualquer pessoa que tenha Internet e um mínimo conhecimento de física.

A literatura aponta para uma estimativa central de 800kg podendo variar entre 675kg e 925kg (ver)  o que fortalece o meu cálculo. A diferença para menos é porque se pensa que, nos primeiros anos, o reactor tinha menos potência.

Quanto plutónio 239 precisa uma bomba nuclear?

Israel não fez testes nucleares relevantes pelo que o melhor que pode produzir é usando a informação pública da Fat Bomb que foi lançada en Nagasaki em 1945.

A Fat Boy usa 6.2 kg de Plutónio 239 e tem um poder equivalente a 20000 toneladas de TNT (com um peso total de 4600kg).

Então, quantas bombas atómicas tem Israel?

A Wikipédia indica que Israel pode ter entre 75 e 400.

Penso que 400 será um número exagerado (é conjecturado que Dimona usa urânio empobrecido metálico), eu diria que pelos meus cálculos terá entre 75 e 150 bombas atómicas.

E como se faz uma bomba atómica sem a ensaiar?

Primeiro, vai-se à Internet.

Na Internet diz que a massa crítica do Pu239 é 11 kg (à temperatura de 25ºC). A criticalidade atinge-se quando a "taxa de reprodução" K for igual a um (acontecendo uma fissão, esta induz outra fissão). Quer isto dizer que, se fizermos uma esfera de Pu239 puro com mais de 10,2 cm, esta explode. 

Este número não é exacto até porque Israel não tem Pu239 puro mas já é uma ordem de grandeza.

Fig. 1 - Para termos a ideia da dimensão do núcleo de uma bomba nuclear de Pu239

O núcleo vai ter de ter K<1 mas próximo, 0,999 ou mais.

Segundo, faz-se um ensaio em laboratório.

Fazem-se duas meias esferas com 11,5 cm de diâmetro (12,7 kg porque está estabilizado na forma cristalina menos densa) que se montam num carril estando cada metade distante 0,5 m da outra (ou mais).

Fig. 2 - Esquema do ensaio de reprodutividade 

As duas metades vão-se aproximando e vai-se medindo o número de neutrões que é emitido. Uma reactividade de 0.999 implica um nível de emissão 1000 vezes o nível que se observa quando as duas metades estão afastadas.

Quando se atinge a reprodutividade pretendida, toma-se nota da distância entre as duas metades (por exemplo, 1,03mm) pois, quando a bomba for montada, terá de ser metido no meio um espaçador com essa espessura (um bocadinho maior).

Então, os ensaios nucleares não servem para nada?

Quando se desenha uma bomba atómica apenas com trabalho teórico e "ensaios no carril", no caso do plutónio 289, não se tem a certeza de que a bomba vai mesmo explodir.

Menos certeza se tem ainda se o desenho não é o que se conhece de bombas que já foram testadas como, por exemplo, a Big Fat.

Fig. 3 - Se quiser um desenho diferente para o "núcleo" (por exemplo, 10kg de Pu239, 4kg de LiD e 250kg de urânio natural), para ter a certeza de que funciona, tenho de testar ou arriscar o fracasso.

O núcleo da bomba já está feito.

Guardam-se as duas metades separadas até ao momento em que vai ser montada.

Quando se decide que a bomba vai ser utilizada, faz-se a montagem.

Fig. 4 - O núcleo de plutónio é uma pequena maçã no meio do Big Fat

Aquando da montagem, o núcleo de plutónio tem de ser envolvido por uma fina camada de Európio para anular o efeito de "espelho de neutrões" do urânio.

Para não usar Európio,  no teste da Fig. 2 é necessário também incluir as duas metades do espelho (que se denomina por "concha"). Neste caso, também se vai testar o efeito de espelho do Berílio.

A quantidade de plutónio necessária vai ser bastante menor (podendo ser de apenas 5kg).

Fig. 5 - Dimensionamento do núcleo de plutónio é feito dentro do espelho de urânio natural e berílio

A potência da bomba pode ser a gosto.

Tendo o núcleo dimensionado, se se usar urânio metálico natural como espelho e como barreira de contensão, a potência da bomba pode ser muito maior sem haver necessidade de usar mais plutónio.

Envolvendo o núcleo de plutónio em 6000kg de urânio natural, a potencia vai ultrapassar as 100KT.

A bomba Ivy King, a maior bomba nuclear testada (de fissão), conseguiu uma potência de 500MT.

Por mais estranho que possa parecer, o difícil é fazer bombas atómicas com pouca potência (as bombas tácticas) e não as bombas com grande potência (as bombas estratégicas)

Israel tem em cima da mesa usar a bomba atómica em Gaza.

Eu tenho fontes seguras em Israel que me garantem que, se for muito provável que o Irão tenha a bomba atómica, os USA acabarem com o apoio militar e financeiro e a guerra se tornar ameaçadora para a existência de Israel, Israel vai usar bombas atómicas.

Primeiro, serão usadas umas 25 bombas atómicas contra o Irão num ataque "preventivo" que, juntamente com o "iron dome", vai tentar eliminar a probabilidade de o Irão retaliar com a sua bomba atómica. 

Os americanos vão usar a ameaça do seu arsenal para confinar o conflito nuclear ao médio oriente.

Depois, espera um dia ou dois e, se a situação militar não se acalmar, bombardeiam Gaza e demais países que entrem na generalização da guerra.

Estão a ver porque os americanos têm de ajudar Israel?

É que eles têm fontes ainda melhores do que as minhas e sabem fazer contas melhor do que eu.

Fig. 6 - Efeito de uma bomba de 20KT numa cidade (Hiroshima, 1945). Uma bomba de 500KT terá um poder muito mais destrutivo.