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Energía nuclear

INTRODUCCIÓN

En la antigüedad sustentaron una teoría atomística, Empédocles, Demócrito y otros, quienes consideraban que la infinita variedad de substancias conocidas podía explicarse si se admitía que la materia estaba compuesta de diminutas partículas indivisibles e indestructibles, a las cuales denominaban átomos. Las diversas manifestaciones del antiguo atomismo griego y romano eran una doctrina mas bien filosófica que científica.

El desarrollo de una teoría atómica científica comienza en 1803 con los trabajos del químico y matemático inglés John Dalton. Aunque algunas de sus afirmaciones han sido desechadas por erróneas, el concepto fundamental que introdujo ha resistido desde entonces los embates de las pruebas experimentales y constituye la base de muchas investigaciones físico-químicas modernas.

Al igual que los filósofos griegos, Dalton sostuvo la hipótesis de la existencia de las pequeñas partículas indivisibles e indestructibles, pero fue mucho más allá que todos sus antecesores al asignarle al átomo propiedades específicas. Contrariamente al atomismo griego, su teoría era capaz de explicar y correlacionar los resultados de los experimentos prácticos y de conducir a predicciones sobre los alcances de nuevas investigaciones.

Hoy sabemos que los átomos se componen por lo menos de tres partículas básicas : electrones, protones y neutrones. Los electrones son partículas ultralivianas cargadas de electricidad negativa. Su descubrimiento permitió el uso práctico del radio, la televisión y los rayos X. Los protones son partículas un tanto más pesadas que los electrones y provistas de una carga de igual magnitud, pero positiva. Los neutrones son partículas ligeramente más pesadas que los protones, sin carga eléctrica alguna.

Hasta los comienzos del siglo XIX, el tema de la composición de la materia no pasaba de ser un motivo de estudio para los filósofos, y no fue sino hasta que Dalton, cuidadoso experimentador y pensador profundo, comenzó a analizar las antiguas teorías cuando la ciencia pudo avanzar hacia una meta precisa.

PRINCIPIOS BÁSICOS

Energía Nuclear

La energía nuclear es aquélla que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar en base a la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

En relación a la liberación de energía, una reacción nuclear es un millar de veces más energética que una reacción química, por ejemplo la generada por la combustión del combustible fósil del metano.

Fisión Nuclear

Es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por neutrones de cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía (200 MeV) que se transforma finalmente en calor.

Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar su energía cinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleos pesados, produciendo una Reacción Nuclear en Cadena. Cabe señalar, que los núcleos atómicos utilizados son de U-235.
El proceso de la fisión permite el funcionamiento de los Reactores Nucleares que actualmente operan en el mundo.

Fusión Nuclear

La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones.

La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas. Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión. Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.

El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.

ANTECEDENTES

Un Poco de Historia

Cinco siglos antes de Cristo, los filósofos griegos se preguntaban si la materia podía ser dividida indefinidamente o si llegaría a un punto que tales partículas fueran indivisibles. Es así, como Demócrito formula la teoría de que la materia se compone de partículas indivisibles, a las que llamó átomos.

En 1803 el químico inglés John Dalton propone una nueva teoría sobre la constitución de la materia. Según Dalton toda la materia se podía dividir en dos grandes grupos: los elementos y los compuestos. Los elementos estarían constituidos por unidades fundamentales, que en honor a Demócrito, Dalton denominó átomos. Los compuestos se constituirían de moléculas, cuya estructura viene dada por la unión de átomos en proporciones definidas y constantes. La teoría de Dalton seguía considerando el hecho de que los átomos eran partículas indivisibles.

Hacia finales del siglo XIX, se descubrió que los átomos no son indivisibles, pues se componen de varios tipos de partículas elementales. La primera en ser descubierta fue el electrón en el año 1897 por el investigador Sir Joseph Thomson, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1906. Posteriormente, Hantaro Nagaoka (1865-1950) durante sus trabajos realizados en Tokio, propone su teoría según la cual los electrones girarían en órbitas alrededor de un cuerpo central cargado positivamente, al igual que los planetas alrededor del Sol. Hoy día sabemos que la carga positiva del átomo se concentra en un denso núcleo muy pequeño, en cuyo alrededor giran los electrones.

El núcleo del átomo se descubre gracias a los trabajos realizados en la Universidad de Manchester, bajo la dirección de Ernest Rutherford entre los años 1909 a 1911. El experimento utilizado consistía en dirigir un haz de partículas de cierta energía contra una plancha metálica delgada, de las probabilidades que tal barrera desviara la trayectoria de las partículas, se dedujo la distribución de la carga eléctrica al interior de los átomos.

Constitución del Atomo y Modelos Atómicos

La descripción básica de la constitución atómica, reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas órbitas (niveles de energía) alrededor de un núcleo central con carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro.

El núcleo lo componen los protones con carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica.

El tamaño de los núcleos atómicos para los diversos elementos están comprendidos entre una cienmilésima y una diezmilésima del tamaño del átomo.

La cantidad de protones y de electrones presentes en cada átomo es la misma. Esta cantidad recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z". A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo atómico se le llama número másico y se designa por la letra "A".

Si designamos por "X" a un elemento químico cualquiera, su número atómico y másico se representa por la siguiente simbología:

ZXA

Por ejemplo, para el Hidrogeno tenemos: 1H1.

Si bien, todas las características anteriores de la constitución atómica, hoy en día son bastante conocidas y aceptadas, a través de la historia han surgido diversos modelos que han intentado dar respuesta sobre la estructura del átomo. Algunos de tales modelos son los siguientes:

El Modelo de Thomson

Thomson sugiere un modelo atómico que tomaba en cuenta la existencia del electrón, descubierto por él en 1897. Su modelo era estático, pues suponía que los electrones estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto era eléctricamente neutro. Con este modelo se podían explicar una gran cantidad de fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha. Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford demostraron la inexactitud de tales ideas.

El Modelo de Rutherford

Basado en los resultados de su trabajo que demostró la existencia del núcleo atómico, Rutherford sostiene que casi la totalidad de la masa del átomo se concentra en un núcleo central muy diminuto de carga eléctrica positiva. Los electrones giran alrededor del núcleo describiendo órbitas circulares. Estos poseen una masa muy ínfima y tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el átomo sea eléctricamente neutro.

El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral, precipitándose finalmente hacia el núcleo. Sin embargo, este modelo sirvió de base para el modelo propuesto por su discípulo Neils Bohr, marcando el inicio del estudio del núcleo atómico, por lo que a Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear.

El Modelo de Bohr

El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida ( por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.

Modelo Mecano - Cuántico

Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es difícil conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

Radiactividad

Radiactividad Natural

En Febrero de 1896, el físico francés Henri Becquerel investigando con cuerpos fluorescentes (entre ellos el Sulfato de Uranio y el Potasio), halló una nueva propiedad de la materia a la que posteriormente Marie Curie llamó "Radiactividad". Se descubre que ciertos elementos tenían la propiedad de emitir radiaciones semejantes a los rayos X en forma espontánea. Tal radiación era penetrante y provenía del cristal de Uranio sobre el cual se investigaba.

Marie y Pierre Curie al proseguir los estudios encontraron fuentes de radiación natural bastante más poderosas que el Uranio original, entre estos el Polonio y el Radio.

La radiactividad del elemento no dependía de la naturaleza física o química de los átomos que lo componen, sino que era una propiedad radicada en el interior mismo del átomo.

Hoy en día se conocen más de 40 elementos radiactivos naturales, que corresponden a los elementos más pesados. Por arriba del número atómico 83, todos los núcleos naturales son radiactivos.

Desintegraciones Alfa, Beta, Gamma.

La radiactividad es un fenómeno que se origina exclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos. La causa que los origina probablemente se debe a la variación en la cantidad de partículas que se encuentran en el núcleo.

Cuando el núcleo atómico es inestable a causa del gran número de protones que posee (ocurre en los elementos más pesados, es decir con Z = 83 o superior), la estabilidad es alcanzada, con frecuencia, emitiendo una partícula alfa, es decir, un núcleo de Helio (2He4) formado por dos protones y dos neutrones.

Cuando la relación de neutrones/protones en un núcleo atómico es elevada, el núcleo se estabiliza emitiendo un neutrón, o bien como ocurre con frecuencia, emitiendo una partícula beta, es decir, un electrón.

Cuando la relación de neutrones/protones es muy pequeña, debe ocurrir una disminución en el número de protones o aumentar el número de neutrones para lograr la estabilidad del núcleo. Esto ocurre con la emisión de un electrón positivo o positrón, o bien absorbiendo el núcleo un electrón orbital.

Los rayos gamma son ondas electromagnéticas de gran energía, muy parecidos a los rayos X, y en ciertas ocasiones se presentan cuando ocurre una desintegración de partículas beta, o bien una emisión de positrones. Por lo tanto, la radiación gamma no posee carga eléctrica y su naturaleza ondulatoria permite describir su energía en relación a su frecuencia de emisión.

Radiactividad Artificial

Al bombardear diversos núcleos atómicos con partículas alfa de gran energía, se pueden transformar en un núcleo diferente, por lo tanto, se transforma en un elemento que no existe en la naturaleza. Los esposos Irene Curie y Frédéric Joliot, experimentando con tales procesos descubren la radiactividad artificial, pues se percatan que al bombardear ciertos núcleos con partículas procedentes de fuentes radiactivas estos se vuelven radiactivos. Si la energía de las partículas es adecuada, entonces puede penetrar en el núcleo generando su inestabilidad y por ende, induciendo su desintegración radiactiva.

Desde el descubrimiento de los primeros elementos radiactivos artificiales, el hombre ha logrado en el tiempo obtener una gran cantidad de ellos. Es clave en este proceso la aparición de los llamados aceleradores de partículas y de los reactores nucleares. Estos últimos son fuente importante de neutrones que son utilizados para producir gran variedad de radioisótopos.

Radiaciones

Radiaciones Ionizantes

Son radiaciones con energía necesaria para arrancar electrones de los átomos. Cuando un átomo queda con un exceso de carga eléctrica, ya sea positiva o negativa, se dice que se ha convertido en un ión (positivo o negativo).

Son radiaciones ionizantes los rayos X, las radiaciones alfa, beta, gamma y la emisión de neutrones.

La radiación cósmica ( proveniente del Sol y del espacio interestelar ) también es un tipo de radiación ionizante, pues está compuesta por radiaciones electromagnéticas y por partículas con gran cantidad de energía. Es así como, los llamados rayos cósmicos blandos, se componen principalmente de rayos gamma, electrones o positrones, y la radiación cósmica primaria ( que llega a las capas más altas de la atmósfera ) se compone fundamentalmente de protones. Cuando la radiación cósmica interactúa con la atmósfera de la Tierra, se forman en ella átomos radiactivos (como el Tritio y el C-14) y se producen partículas alfa, neutrones o protones.

Las radiaciones ionizantes pueden provocar reacciones y cambios químicos con el material con el cual interaccionan. Por ejemplo, son capaces de romper los enlaces químicos de las moléculas o generar cambios genéticos en células reproductoras.

Radiaciones No Ionizantes

Son aquellas que no son capaces de producir iones al interactuar con los átomos de un material.

Las radiaciones no ionizantes se pueden clasificar en dos grandes grupos: los campos electromagnéticos y las radiaciones ópticas.

Dentro de los campos electromagnéticos se pueden distinguir aquellos generados por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio en sus transmisiones, y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las telecomunicaciones.

Entre las radiaciones ópticas se pueden mencionar los rayos láser, los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta. Estas radiaciones pueden provocar calor y ciertos efectos fotoquímicos al actuar sobre el cuerpo humano.

En 1896, el físico francés Henri Becquerel descubrió por accidente que los minerales de uranio emitían espontáneamente energía en forma de radiación. En la actualidad, el fenómeno se acepta con facilidad, pero en aquella época pareció extraño, pues representaba una amenaza contra la ley de conservación de la energía. Varios hechos importantes emergieron rápidamente de estudios posteriores sobre lo que ahora se denomina radiactividad: los compuestos de uranio puro que se extrajeron del mineral resultaron menos radiactivos que el mineral crudo en si mismo. Esta diferencia revelo que existían otras substancias más radiactivas mezcladas con el uranio. Con una serie de operaciones de separación cuidadosas y tediosas realizadas por Marie y Pierre Curie se logró el descubrimiento de nuevos elementos radiactivos, el más importante de los cuales fue el radio.

Los esposos Curie también descubrieron que la radiactividad de las substancias depende de sus elementos, más no de sus compuestos. Así, un gramo de radio tiene la misma radiactividad como metal puro que como cualquiera de sus compuestos.

Deben enfatizarse dos aspectos de la radiactividad:

Cuando el átomo de un elemento radiactivo emite energía también se descompone, con lo que nace un átomo nuevo. El nuevo elemento, llamado vástago del que lo produjo, también puede ser radiactivo y producir otro vástago, y así prosigue la cadena hasta que surja un elemento estable (no radiactivo) que le ponga fin. Por ejemplo, la serie de desintegración radiactiva en que participa el radio avanza en nueve pasos adicionales hasta terminar con una forma estable del plomo. Aunque sus isótopos muestran grandes semejanzas químicas, pueden presentar propiedades nucleares muy diferentes; en realidad, una forma puede ser radiactiva y la otra no. Las formas radiactivas se denominan radio. isótopos. Estos también se identifican por sus números de masa, expresados, por ejemplo, como U-235, o Ra-226.

Ahora examinemos el ritmo de la desintegración radiactiva. Si se observa solo un átomo, supongamos de Ra-226, que contiene un núcleo cuando se descompondrá? Esta pregunta no puede responderse. Piénsese en el núcleo de radio como un haz energético de materia cargada con electricidad; puede o no desintegrarse durante x periodo. No obstante, sabemos que lo más probable es que el núcleo del radio se descomponga en cualquier minuto, día, año o siglo. Para comprender mejor esta idea tomemos un ejemplo más común. Imagínese que se están haciendo burbujas de jabón y que observa como se rompen en el aire. ¿Cuanto durará la primera burbuja? Es imposible predecir su duración con certeza, pero digamos que usted sabe que si espera un minuto la burbuja tendrá una posibilidad del 50-50 de perdurar. Ahora, imagínese que hay 64 burbujas semejantes. Después de un minuto, se esperara que queden 32 burbujas intactas; las otras 32 se habrán deshecho. Al cabo de otro minuto, las 32 restantes se habrán reducido otra vez a la mitad y solo se esperara que queden 16. Transcurrido el tercer minuto se esperara que queden ocho, y así sucesivamente. En vista de que se prevé que la mitad se rompa en cualquier momento, este intervalo se denomina periodo de vida media.

Este concepto se aplica a los radioisótopos. El núcleo de un átomo de un Ra-226 tiene una probabilidad de 50-50 de sobrevivir en cualquier intervalo dado de 1600 años. Por consiguiente, si un gramo se colocara en 1980 dentro de un recipiente, solo quedaría medio gramo después de 1600 años (en el año 3580), y únicamente un cuarto después de otros 1600 años (en el año 5180), y así sucesivamente. Este proceso se llama desintegración radiactiva.

El concepto de periodo de vida media no significa que después de 1600 años sin modificación alguna la mitad del Ra-226 se desintegre repentinamente. Recuerde las burbujas de jabón: no pueden romperse al unísono, a intervalos de un minuto; más bien, se observara que algunas roturas ocurren más o menos en forma regular. El periodo de vida media es un valor promedio para todas la burbujas, como lo es para los núcleos del radio. Esto significa que existe la posibilidad de que ocurran descomposiciones en cualquier intervalo.

Como hay una gran cantidad de átomos en una muestra de radio (aproximadamente 2.65 x 102 por gramo), cada segundo se desintegran muchos y un contador Geiger responderá sonando todo el tiempo.

El ritmo al que la radiación es emitida por una muestra de Ra-226 depende de la cantidad de este. Puesto que esta cantidad va decreciendo constantemente, la velocidad de emisión o radiactividad de la muestra de Ra-226 decrece también. Sin embargo, recuérdese que el Radio226 produce otros radioisótopos al desintegrarse. Así pues, toda muestra que se haya estado desintegrando durante algún tiempo limitado contendrá algo del Ra-226 original y algo de cada uno de sus "vástagos" radiactivos, así como del producto final estable, Pb-206. Estos radioisótopos tienen vida media distinta, que va desde fracciones de segundo hasta alrededor de 20 años. Por consiguiente, la radiactividad total producida por una muestra de radio, junto con sus productos radiactivos de desecho, es mayor que la producida por la muestra de Ra-226 sola.

He aquí la ultima pregunta: si los núcleos de los elementos radiactivos son inestables, por que siguen existiendo algunos en la Tierra? La única respuesta posible es: son vástagos de los radioisótopos que presentan vida media muy prolongada. Por ejemplo la vida media del U-238 natural, U-235, es de 4500000000 de años. Sus radiaciones y el efecto de la radiación que llega a la Tierra del espacio exterior se le llama radiación de fondo.

En años recientes, el hombre ha aumentado considerablemente la cantidad de materiales radiactivos en varias partes de la Tierra. No podemos inventar nada que detenga esta radiactividad. Se va haciendo más lenta por desintegración radiactiva a un ritmo determinado por la vida media de los radioisótopos que intervienen.

REACTORES NUCLEARES

¿Qué es un Reactor Nuclear?

Es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.

El primer reactor construido en el mundo fue operado en 1942, en dependencias de la Universidad de Chicago (USA), bajo la atenta dirección del famoso investigador Enrico Fermi. De ahí el nombre de "Pila de Fermi", como posteriormente se denominó a este reactor. Su estructura y composición eran básicas si se le compara con los reactores actuales existentes en el mundo, basando su confinamiento y seguridad en sólidas paredes de ladrillos de grafito.

El Combustible:

Material fisionable utilizado en cantidades específicas y dispuesto en forma tal, que permite extraer con rapidez y facilidad la energía generada. El combustible en un reactor se encuentra en forma sólida, siendo el más utilizado el Uranio bajo su forma isotópica de U-235. Sin embargo, hay elementos igualmente fisionables, como por ejemplo el Plutonio que es un subproducto de la fisión del Uranio.

En la naturaleza existe poca cantidad de Uranio fisionable, es alrededor del 0,7%, por lo que en la mayoría de los reactores se emplea combustible "enriquecido", es decir, combustible donde se aumenta la cantidad de U-235.

Barras de Combustible:

Son el lugar físico donde se confina el Combustible Nuclear. Algunas Barras de Combustible contienen el Uranio mezclado en Aluminio bajo la forma de laminas planas separadas por una cierta distancia que permite la circulación de fluido para disipar el calor generado. Las laminas se ubican en una especie de caja que les sirve de soporte.

Núcleo del Reactor:

Esta constituido por las Barras de Combustible. El núcleo posee una forma geométrica que le es característica, refrigerado por un fluido, generalmente agua. En algunos reactores el núcleo se ubica en el interior de una piscina con agua a unos 10 a 12 metros de profundidad, o bien al interior de una vasija de presión construida en acero.

Barras de Control:

Todo reactor posee un sistema que permite iniciar o detener las fisiones nucleares en cadena. Este sistema lo constituyen las Barras de Control, capaces de capturar los neutrones que se encuentran en el medio circundante. La captura neutrónica evita que se produzcan nuevas fisiones de núcleos atómicos del Uranio. Generalmente las Barras de Control se fabrican de Cadmio o Boro.

Moderador:

Los neutrones obtenidos de la fisión nuclear emergen con velocidades muy altas (neutrones rápidos). Para asegurar continuidad de la reacción en cadena, es decir, procurar que los "nuevos neutrones" sigan colisionando con los núcleos atómicos del combustible, es necesario disminuir la velocidad de estas partículas (neutrones lentos). Se disminuye la energía cinética de los neutrones rápidos mediante choques con átomos de otro material adecuado, llamado Moderador.

Se utiliza como Moderador el agua natural (agua ligera), el agua pesada, el Carbono (grafito), etc..

Refrigerante:

El calor generado por las fisiones se debe extraer del núcleo del reactor. Para lograr este proceso se utilizan fluidos en los cuales se sumerge el núcleo. El fluido no debe ser corrosivo, debe poseer gran poder de absorción calorífico y tener pocas impurezas. Se puede utilizar de refrigerante el agua ligera, el agua pesada, el anhídrido carbónico, etc..

Blindaje:

En un reactor se produce gran cantidad de todo tipo de Radiaciones, las cuales se distribuyen en todas direcciones. Para evitar que los operarios del reactor y el medio externo sean sometidos indebidamente a tales radiaciones, se utiliza un adecuado "Blindaje Biológico" que rodea al reactor. Los materiales más usados en la construcción de blindajes para un reactor son el agua, el plomo y el hormigón de alta densidad, cuyo espesor es superior a los 1,5 metros.

Tipos de Reactores Nucleares

Existen dos tipos de reactores:

Los Reactores de Investigación.

Utilizan los neutrones generados en la fisión para producir radioisótopos o bien para realizar diversos estudios en materiales.

Los Reactores de Potencia.

Estos reactores utilizan el calor generado en la fisión para producir energía eléctrica, desalinización de agua de mar, calefacción, o bien para sistemas de propulsión.

Existen otros criterios para clasificar diversos tipos de reactores:

Según la velocidad de los neutrones que emergen de las reacciones de fisión. Se habla de reactores rápidos o bien reactores térmicos.

Según el combustible utilizado. Hay reactores de Uranio natural ( la proporción de Uranio utilizado en el combustible es muy cercana a la que posee en la naturaleza), de Uranio enriquecido (se aumenta la proporción de Uranio en el combustible).

Según el moderador utilizado. Se puede utilizar como moderador el agua ligera, el agua pesada o el grafito.

Según el refrigerante utilizado. Se utiliza como refrigerante el agua (ligera o pesada), un gas (anhídrido carbónico, aire), vapor de agua, sales u otros líquidos. Estos materiales pueden actuar en cierto tipo de reactores como refrigerante y moderador a la vez.

Hay dos tipos de reactores de potencia de mayor uso en el mundo: el Reactor de Agua en Ebullición y el Reactor de Agua a Presión:

Reactor de Agua en Ebullición (BWR)

Ha sido desarrollado principalmente en Estados Unidos, Suecia y Alemania.

Utiliza agua natural purificada como moderador y refrigerante. Como combustible dispone de U-238 enriquecido con U-235, el cual como se sabe, facilita la generación de fisiones nucleares.

El calor generado por la reacciones en cadena se utiliza para hacer hervir el agua. El vapor producido se introduce en una turbina que acciona un generador eléctrico. El vapor que sale de la turbina pasa por un condensador, donde es transformado nuevamente en agua líquida. Posteriormente vuelve al reactor al ser impulsada por un bomba adecuada.

Reactor de Agua a Presión (PWR)

Es ampliamente utilizado en Estados Unidos, Alemania, Francia y Japón.

El refrigerante es agua a gran presión. El moderador puede ser agua o bien grafito. Su combustible también es U-238 enriquecido con U-235. El reactor se basa en el principio de que el agua sometida a grandes presiones puede evaporarse sin llegar al punto de ebullición, es decir a temperaturas mayores de 100 °C. El vapor se produce a unos 600 °C, el cual pasa a un intercambiador de calor donde es enfriado y condensado para volver en forma líquida al reactor. En el intercambio hay traspaso de calor a un circuito secundario de agua. El agua del circuito secundario, producto del calor, produce vapor, que se introduce en una turbina que acciona un generador eléctrico.

Seguridad En Los Reactores Nucleares

Sistemas de Control.

Básicamente está constituido por las barras de control y por diversa instrumentación de monitoreo.

Las barras de control son accionadas por una serie de sistemas mecánicos, eléctricos u electrónicos, de tal manera de asegurar con rapidez la extinción de las reacciones nucleares.

La instrumentación de monitoreo se ubica en el interior o en el exterior del núcleo del reactor y su finalidad es mantener constante vigilancia de aquellos parámetros necesarios para la seguridad: presión, temperatura, nivel de radiación, etc..

Sistemas de Contención.

Constituido por una serie de barreras múltiples que impiden el escape de la radiación y de los productos radiactivos.

La primera barrera, en cierto tipo de reactores, es un material cerámico que recubre el Uranio utilizado como elemento combustible.

La segunda barrera es la estructura que contiene al Uranio, es decir, se trata de las barras de combustible.

La tercera barrera es la vasija que contiene el núcleo del reactor. En los reactores de potencia se denomina vasija de presión y se construye de un acero especial con un revestimiento interior de acero inoxidable.

La cuarta barrera lo constituye el edificio que alberga al reactor en su conjunto. Se conoce con el nombre de "Edificio de Contención" y se construye de hormigón armado de, a lo menos, 90 cm de espesor. Se utiliza para prevenir posibles escapes de productos radiactivos al exterior, resistir fuertes impactos internos o externos, soportar grandes variaciones de presión y mantener una ligera depresión en su interior que asegure una entrada constante de aire desde el exterior, de tal forma de evitar cualquier escape de material activado.

Concepto de Seguridad a Ultranza.

Toda central nuclear se diseña y construye bajo el concepto de Seguridad a Ultranza, es decir, se privilegia ante todo la seguridad de toda instalación. Se busca reducir al mínimo posible toda exposición a las radiaciones, no sólo en caso de accidente, sino durante las operaciones normales de su personal.

Ciclo del Combustible Nuclear

El Ciclo del Combustible Nuclear son todos los procesos por los cuales se somete al Uranio desde que se extrae de la tierra hasta su utilización en el reactor y su posterior reelaboración o su almacenamiento como residuo. Consta de las siguientes etapas:

Primera etapa de minería y concentración del Uranio.

En esta etapa se extrae el mineral y se separa el Uranio que contiene. Posteriormente se eliminan las impurezas que aún contiene el mineral de Uranio obtenido en el proceso de separación inicial. La concentración del mineral consiste en utilizar procesos físico-químicos para aumentar los contenidos de Uranio a valores superiores al 70%. En todo el proceso se utiliza Uranio natural cuya composición isotópica es de aproximadamente: 99% de U-238, 0.7% de U-235 y 0.006% de U-234.

Segunda etapa de Conversión y Enriquecimiento.

El Uranio concentrado se purifica por medio de sucesivos tratamientos en disoluciones y precipitaciones hasta que se convierte en un elemento llamado Hexafloruro de Uranio. Posteriormente el Hexafloruro de Uranio se enriquece, es decir, se aumenta la proporción de átomos de U-235 con respecto al U-238. Para ello se realiza una separación selectiva a nivel atómico, utilizando procesos de difusión gaseosa, ultracentrifugación, procesos aerodinámicos, intercambio químico o métodos de separación por láser.

Tercera etapa de Fabricación de Elementos Combustibles.

El Uranio enriquecido se somete a presión y altas temperaturas para transformarlo en pequeños cuerpos cerámicos. Las pastillas cerámicas se colocan en el interior de unas varillas rellenadas con un gas inerte. Las varillas se apilan en un tubo fabricado de una aleación de circonio, dando forma al llamado Elemento Combustible.

Cuarta etapa de Uso del Combustible en un reactor.

Los Elementos Combustibles se introducen en el interior del reactor y forman parte del núcleo del mismo. El Uranio presente en los Elementos Combustibles genera las fisiones que activan al reactor y a medida que transcurre el tiempo se gasta, dejando como desecho los productos de fisión, por ejemplo el Plutonio.

En las centrales de potencia el combustible gastado se almacena temporalmente en la propia instalación, en una piscina especialmente adecuada para ello, lo que permite bajar la actividad de los productos de fisión de vida corta.

Quinta etapa de Reelaboración.

Se sabe que en el combustible gastado se ha consumido sólo una pequeña fracción del Uranio que contiene. Se procede entonces a la reelaboración del combustible con el objeto de separar el Uranio que aún es utilizable. En el Proceso de reelaboración también se pueden aislar ciertas cantidades de Plutonio u otros productos de fisión, los cuales son de utilidad en el funcionamiento de algunos tipos de reactores. La reelaboración es compleja y demanda fuertes inversiones en plantas industriales de alta tecnología.

Sexta etapa de Almacenamiento de Residuos.

El almacenamiento de los residuos puede ser temporal o definitivo. El almacenamiento temporal supone, en algunos casos, el control y posterior reelaboración del combustible gastado. Si no es posible llevar a cabo la reelaboración el combustible gastado se almacena en forma definitiva.

Los residuos radiactivos se pueden clasificar según su origen, su forma (sólidos, líquidos, gaseosos), su nivel de radiactividad, por la vida media de los isótopos radiactivos que contienen (de vida larga, de vida corta), por la intensidad de las radiaciones que emiten, por su radiotoxicidad, o bien por sus necesidades de almacenamiento.

El almacenamiento definitivo generalmente se aplica a aquellos residuos de alta actividad y vida larga, y se puede realizar enterrándolos a distancias relativamente cortas respecto de la superficie terrestre (menos de 20 metros). También, se pueden almacenar en formaciones geológicas de mediana o gran profundidad (decenas a centenares de metros).

Es importante señalar, que el volumen de residuos radiactivos producidos por una central nuclear dependerá de las características de orden técnico del reactor que los produce. Es así como, los reactores de investigación poseen un núcleo pequeño con alta emisión de neutrones, generando cantidades de residuos bastante menores en comparación a los reactores de potencia.

Los reactores de fisión nuclear requieren combustible, y este ha de ser una substancia cuyos núcleos sean susceptibles de fisión. Hay dos combustibles importantes de fisión nuclear, a saber: el U-235 y el Pu-239. No son los únicos isótopos fisionables conocidos, pero son los que usan las plantas de energía y en ellos se basa la mayor parte de los diseños de futuras plantas.

El U-235 se encuentra al estado natural; constituye 0.7 por 100 del uranio natural. El 99.3 por 100 restante es el isótopo más pesado, U-238, del cual solo una parte muy pequeña experimenta fisión en el reactor. La reacción dominante de fisión puede expresarse así:

U-235 + 1 n° ==> productos de fisión + 2 a 3 n° + energía

El segundo combustible, Pu-239, no se encuentra en estado natural, sino que es producido por la reacción del U-238 con neutrones. Las reacciones pueden escribirse como sigue:

U-238 + 1 n° ==> Pu-239,

Pu-239 + 1 n° ==> productos de fisión + 2 a 3 n° + energía

Así pues, las dos fuentes principales de energía para la fisión que se encuentran en estado natural son: U-235 (fisionable, pero no abundante) y U-238 (abundante, pero no fisionable hasta haber sido convertido en Pu-239).

Las ecuaciones de fisión indican que le reactores necesitan, además de combustible, otro ingrediente esencial: los neutrones.

En primer lugar, un neutrón podría experimentar captura por fisión por U-235. Esto estaría muy bien, pues nos proporciona más neutrones para ramificar la cadena y la reacción genera energía. Pero existen algunos problemas. Los núcleos de U-235 y S0₁₀ capturan electrones lentos para someterlos a fisión, pero liberan neutrones rápidos. Por consiguiente, se necesita algún medio para retardar los neutrones emitidos y hacer que sean más asequibles a la captura. Uno de esos medios se llama moderador de neutrones. El primer material utilizado fue el grafito, pero el agua también es apropiada. Otro problema proviene del hecho de la exigua proporción de U-235 en el uranio natural. La velocidad de la fisión y, por consiguiente, la producción de energía, pueden acelerarse aumentando la proporción de U-235 en el combustible. Sin embargo, semejante enriquecimiento ha de limitarse porque no se puede permitir que la reacción en cadena se ramifique fuera de control.

En segundo lugar, un neutrón puede experimentar captura por no fisión por U-238, produciendo así Pu-239, que puede a su vez ser objeto de fisión. Esta captura solo tiene lugar con neutrones rápidos, de modo que resultara impedida por los moderadores utilizados para retardar los neutrones con miras a la captura por fisión por U-235. Por otra parte, la producción de Pu-239 es, de hecho, una "generación" de nuevo combustible y constituye, por consiguiente, una fuente de energía muy atractiva para las necesidades del hombre.

En tercer lugar, un neutrón puede experimentar captura por no fisión por impurezas.

Esto ocasiona la perdida de neutrones y el amortiguamiento de la cadena, pero nos brinda también un medio fácil de controlar la reacción. En efecto, los productos de fisión se acumulan en forma de impurezas y, como absorben neutrones, los elementos del combustible que contaminan han de acabar eliminándose y purificándose. Sin embargo, es necesario tener un medio de control para absorber los neutrones y regular la reacción. El método más directo consiste en insertar una varilla de impurezas que absorban a los neutrones. Cuanta más impureza introducimos, más retardaremos la reacción.

Los dispositivos que efectúan esto se llaman barras de control; estas suelen contener cobalto o boro y otros metales, y se pueden introducir en el núcleo del reactor o extraerse de él, regulando así el flujo de neutrones con gran precisión.

Finalmente, como el neutrón, se desplaza en línea recta quizá no choque con otro núcleo del reactor y escape. Por supuesto, cuanto mayor sea el reactor, más átomos se opondrán al paso y mayor será la probabilidad de la captura del neutrón y menor la oportunidad de que escape. Estas circunstancias hacen que el tamaño del reactor sea de ciertas dimensiones: jamas tendremos generadores de fisión de bolsillo ni siquiera motores de fisión para motocicletas. Esta tendencia a escapar impone asimismo un blindaje, que impida la fuga de neutrones.

Lo anterior hace plantearnos esta pregunta: ¿de que modo puede construirse un reactor que satisfaga todas estas exigencias?

La primera decisión que es necesario tomar consiste en establecer si el reactor será diseñado sólo para generar energía del U-235 o si también será diseñando para producir Pu-239. Iniciaremos primero el análisis del reactor no autorregenerador.

No regeneradores

El reactor consta esencialmente de combustible, un moderador y barras de control. El combustible suele ser una forma cerámica de bióxido de uranio. Este compuesto esta en condiciones mucho mejores de retener la mayoría de los productos de fisión: del metal puro, aun estando sobrecalentado.

El combustible de uranio es preparado por tratamiento químico corriente (no nuclear) y consta del isótopo natural no fisionable ' U-238, enriquecido con el U-235 fisionable por un factor tres o cuatro veces por encima de su nivel al estado natural. Este bajo nivel de enriquecimiento proporciona una protección automática contra un aumento de la velocidad de fisión, si accidentalmente la temperatura llegara a subir por una falla, por ejemplo, del sistema de refrigeración. El combustible se introduce en el núcleo del reactor en forma de cartuchos largos y delgados. Estos cartuchos están recubiertos de acero inoxidable u otras aleaciones.

Los elementos del combustible están rodeados por el moderador, cuya función consiste recuérdelo el lector en aminorar la velocidad de los neutrones, de modo que experimenten captura por fisión. El agua es útil porque es a la vez moderadora y refrigerante.

En el reactor de agua hirviente, el calor de fisión convierte el agua en vapor. En el reactor de agua presurizada, el agua se conserva al estado liquido bajo una presión elevada. Libera luego la energía hacia otra masa de agua, que se halla en un cambiador de calor. La electricidad se genera del mismo modo que en las plantas de combustible fósil. El vapor impulsa una turbina que acciona un generador eléctrico; el vapor residual es enfriado y devuelto al cambiador de calor. Las barras de control están dispersas entre la matriz de los cartuchos de combustible, el moderador y el refrigerador. Sirven no solo para regular el flujo de neutrones, sino también como sistema de cierre de urgencia. Para acelerar la reacción en cadena, las barras se extraen un poco, en tanto que para retardarla se insertan más profundamente.

En el caso de una falla, las barras son empujadas rápidamente hasta El fondo del núcleo para capturar el mayor numero posible de neutrones y extinguir la reacción en cadena.

Regeneradores

Este proceso produce Pu-239 fisionable a partir del U-238 abundante y permite así que un reactor proporcione combustible para otro. (De ahí que los reactores "generen".) El U-238 se llama material "fértil", para conservar la metáfora biológica. El tiempo que un regenerador tarda en duplicar la cantidad de material fisionable depende de su diseño y funcionamiento; los valores obtenidos por calculo teórico van de 6 a 20 años. Un tiempo de duplicación intermedio lo consideran algunos una expectativa razonable.

La reacción requiere neutrones rápidos.

Esto significa que ha de excluirse el moderador que los retarda. El núcleo del reactor contiene, pues, U-238 altamente enriquecido con U-235 o Pu-239 (esto es, las fuentes de los neutrones rápidos), sin moderador alguno. El espacio libre dejado por el moderador puede contener combustible complementario enriquecido; de este modo, las concentraciones conjuntas de los materiales tanto fértiles como fisionables en el núcleo del regenerador son mucho mayores que en el no regenerador. Esta situación es más peligrosa, porque la energía es liberada en forma más concentrada. Así pues, en caso de accidente, existe un mayor peligro de sobrecalentamiento y de fusión del núcleo, lo que concentraría el combustible todavía más y liberaría con mayor rapidez productos radiactivos.

Lo compacto del núcleo del regenerador requiere una eliminación muy rápida del calor. El agua resulta desventajosa por ser un moderador de neutrones, lo cual debe evitarse. Además, el agua hierve a temperaturas relativamente bajas aun a presiones elevadas, y el vapor es un mal conductor de calor. El refrigerante de elección es el sodio liquido. El sodio es un metal de calor y brillo argentinoso, blando, químicamente activo. Reacciona con el agua para producir gas hidrogeno; en presencia de aire, el calor de la reacción puede producir, mediante chispa, la explosión del hidrogeno. El sodio se hace altamente radiactivo en contacto con el núcleo del reactor. Pero su propiedad salvadora reside en la capacidad de transportar rápidamente calor lejos del reactor, puesto que es un excelente conductor y permanece al estado liquido en un amplio rango de temperatura, desde 98 a 890 ºC, a la presión atmosférica normal.

El cambiador de calor en que se produce vapor para impulsar la turbina ha de estar blindado contra el sodio radiactivo. Esto se consigue con un anillo intermedio del sodio no radiactivo.

Es importante comprender las etapas de que consta su procesamiento, utilización y eliminación.

Existen dos ciclos diferentes. El primero se aplica a los reactores no autorregeneradores, y realmente se caracteriza mejor como un proceso no repetible y no como un ciclo (excepto que los desperdicios retornan finalmente a la tierra). En segundo se aplica a los reactores autorregeneradores, los cuales representan la economía nuclear del futuro, alguna vez llamada "economía del plutonio".

Ciclo no repetitivo del uranio

En diversas partes de la Tierra se extrae la mena de uranio como un deposito negro que contiene quizá el 0.3 por 100 de uranio. Este se concentra mediante una serie de procesos fisioquímicos para obtener un "barro" amarillo que contiene aproximadamente e1 80 por 100 de oxido de uranio, U₃O₈. Después de procesarlo más, el uranio se obtiene en forma de un oxido anaranjado brillante,' UO₃.

Tómese en cuenta que solo aproximadamente O.7 por 100 del uranio natural constituye los isótopos fisionables del U-235.

Por tanto el siguiente paso consiste en enriquecerlo, que es la parte más difícil y costosa del ciclo del combustible. Como en la práctica los isótopos son químicamente idénticos, la separación debe efectuarse mediante procesos físicos. En dicho método, llamado difusión gaseosa, se aplica el principio de que las moléculas de los gases más ligeros atraviesan con mayor rapidez las barreras porosas que las moléculas de gases más pesados. Para sacar ventaja de ello se convierte al uranio, mediante técnicas químicas, en un producto gaseoso (hexafluoruro de uranio, UF₆ ( y las moléculas con el U-235 más ligeras cruzan las barreras a una velocidad un poco mayor que las del U-238 que son más pesadas.

El material enriquecido se convierte de nuevo en oxido y se fabrica en pellas de combustible que se utilizan en la planta.

Después de uno o más años, cuando se ha consumido una porción apreciable de U-235 y se han acumulado los producto de la fisión, se separa del reactor el ensamblaje del combustible. Durante este tiempo, los productos de desperdicio se encuentran en su estado más intensamente radiactivo, y su manejo muy peligroso. Por consiguiente estos se depositan bajo el agua en un lugar de los locales de la planta durante algunos mese para permitir que se desintegre la mayor parte de los componentes en extremo radiactivos. Después, el combustible parcialmente desintegrado se envía a una planta de procesamiento de combustible.

Aquí se cortan las pellas, se disuelven y se procesan mediante procedimientos químico para recuperar el uranio y el plutonio (el cual se produjo mientras el combustible estuvo en el reactor).

El uranio puede convertirse de nuevo en UF₆ y recircularse para su enriquecimiento, Pero no es rentable mientras existan menas ricas en uranio que se puedan explotar.

Mientras tanto, se almacena la mayor parte de él. También el plutonio se almacena para su posible utilización futura en reactores o como explosivo. Se separan y se reservan algunos radioisótopos que tengan aplicaciones especiales en la ciencia, la medicina o la industria. El resto constituye una solución de desechos radiactivos, los cuales deben someterse a cocción o evaporación para reducir su volumen y después se depositan en algún lugar durante un tiempo tan prolongado que parece eterno en comparación al periodo de vida humana o hasta de los sistemas políticos.

En la sección se analiza el problema de cómo y donde conservar este material.

Ciclo del combustible en el regenerador de plutonio

Revísese la descripción de los reactores autorregeneradores y tómese en cuenta que producen plutonio a partir del U-238.

Esta circunstancia altera el ciclo del combustible en dos formas importantes: 1) puede omitirse el paso del enriquecimiento de uranio debido a que el reactor produce su propio combustible; 2) el combustible producido, que es el plutonio, debe recuperarse e incorporarse otra vez en las pellas. En vista de que estas operaciones no se llevan a efecto en el mismo lugar, el ciclo del combustible del regenerador introduce plutonio en una forma sumamente enriquecida a canales de comercio y transporte, lo que acarrea consecuencias que se analizaran más adelante en este capitulo. En la figura se presenta un esquema de los dos ciclos.

REACCIÓN NUCLEAR

En 1914, Ernest Rutherford y sus colaboradores lograron la primera reacción nuclear artificial, cuando bombardearon el nitrógeno corriente con partículas energéticas para producir oxígeno 17, que no es una substancia radiactiva.

Quince años después, en 1934, convirtieron el boro en nitrógeno 13, que es radiactivo; este fue el primer radioisótopo producido en forma artificial y su creación trajo consigo el primer incremento artificial de la radiactividad sobre la Tierra. Sin embargo, la cantidad de radiactividad producida por un experimento como el que acabamos de mencionar tiene un efecto insignificante porque solo intervienen cantidades muy pequeñas de materia radiactiva.

El descubrimiento de la reacción nuclear en cadena, que tiene lugar en la fisión nuclear, condujo a la producción de grandes cantidades de materia radiactiva. Es importante comprender primero que es una reacción en cadena. Luego veremos por que hace que la producción de desechos radiactivos sea un verdadero problema para la vida terrestre.

Una cadena es una serie de eslabones. Piénsese en el proceso de hacer una cadena: comporta la adición sucesiva de eslabones. El proceso de añadir eslabones a una cadena se llama alargamiento de la cadena. Si el extremo de una cadena se enlaza con el principio, forma un ciclo, y la cadena termina. Esta es una de las formas de terminación de cadena. Si se añade más de un eslabón a un eslabón determinado, se desarrollan varios brazos de la cadena, y esto se denomina ramificación de la cadena.

Las etapas que tienen lugar una tras otra en un lugar reciben el nombre de proceso en cadena o reacción en cadena. Las reacciones químicas en cadena pueden experimentar también ramificación. Un ejemplo de una reacción química en cadena ramificada es el incendio de un bosque. En efecto, el calor de un árbol puede iniciar la reacción (combustión) de dos a tres arboles, cada uno de los cuales podrá encender a su vez a otros.

Si el alargamiento de una cadena se efectúa a una velocidad determinada, la producción de 10 ramas significa que 10 reacciones ocurren al mismo tiempo, de modo que la velocidad ha aumentado 10 veces. Una reacción química en cadena que siga ramificándose puede producir una explosión. Condición critica es aquella en que una reacción en cadena se prosigue a una velocidad constante, sin acelerar ni disminuir.

La producción de la bomba atómica (fisión) y de reactores nucleares se basa en reacciones nucleares en cadena ramificadas. El proceso se inicia cuando un neutrón choca contra un núcleo de U-235 y puede seguir varias direcciones. A continuación se muestran dos ejemplos:

U-235 + 1 n° ==> Ba-142 + Kr-91 + 3 n°

U-235 + 1 n° ==> I-137+ Y-97 + 2 n°

Nótense los siguientes puntos importantes en estas ecuaciones:

La reacción es iniciada por un solo neutrón, pero produce dos o tres neutrones. Estos pueden iniciar dos o tres reacciones que producen a su vez más neutrones, y así sucesivamente. Esta es, pues, una reacción en cadena ramificada.

Estas reacciones dividen al núcleo de U-235 (aproximadamente) en dos, fenómeno conocido como fisión atómica o nuclear. La fisión libera energía, porque los núcleos de uranio son menos estables que sus productos de desintegración. Las cantidades de energía que intervienen son muy grandes en comparación con las de las reacciones químicas. Si la reacción en cadena ramificada prosigue muy rápidamente, habrá una explosión atómica. Si la ramificación de la cadena es controlada con cuidado, la energía puede liberarse lentamente y tendremos entonces un reactor nuclear, que puede utilizarse para la producción de energía.

Las reacciones de fisión producen desechos radiactivos. Ba-142, Kr-91, I-137, y Y-97, los productos que se ven en las ecuaciones anteriores son todos ellos radiactivos. Además, las reacciones representadas en ellas no son más que dos de tantas que tienen lugar en la fisión atómica. Esta produce muchos radioisótopos distintos. Por otra parte, los productos de la fisión son en general mucho más radiactivos que el uranio del que proceden. La vida media de los productos de fisión es más corta; algunas se miden en siglos, otras en años, días, minutos, segundos o fracciones de segundo.

Un compuesto cuya vida media sea breve se desintegra rápidamente, pero en sus primeras etapas emite radiación a niveles muy peligrosos. Para ilustrar esto, imagine dos leños, uno que se pudre con lentitud y el otro que se quema rápidamente. El primero se descompone en un periodo largo, pero siempre permanece frío, mientras que el que se quema esta caliente durante su efímera vida.

En forma semejante, un elemento radiactivo con un periodo largo de vida media, como el U-238 (4 1/2 miles de millones de años), emite bajos niveles de radiación. Pero los productos de la fisión que tienen una efímera vida media, como el Ba-142 (vida media, 11 minutos), se asemejan al leño que se quema, ya que emiten niveles sumamente peligrosos de radiación. Estos materiales, producidos en diversidad y abundancia por las reacciones en cadena, son los residuos atómicos que nos interesan.

CENTRALES NUCLEARES

Las cuestiones sobre la seguridad y los peligros constituyen el centro de la controversia nuclear. Antes de emprender este tema sumamente complejo resultara útil considerar algunos de los principios básicos de la seguridad industrial, y después describir su aplicación a las plantas nucleares.

Para familiarizarse con los conceptos generales del diseño seguro, utilizaremos el ejemplo del automóvil. Primero reconocemos que el propósito de un carro consiste en desplazar a la gente de un lugar a otro, lo cual encierra un peligro intrínseco, ya que pueden cruzarse en su camino otros objetos y herir a los pasajeros. Por consiguiente, a primera condición consiste en que una operación sin riesgos debe formar parte del diseño original. Por ejemplo, los frenos deben funcionar de modo uniforme y confiable; el conductor debe ver el camino claramente en codas direcciones, por la noche o durante lluvias o nevadas; y el automóvil debe amortiguar los golpes provenientes de los baches. Pero todos sabemos que los artefactos mecánicos no son perfectos. Las cosas pueden salir mal, y, después de cierto tiempo, sabemos que así será. Existen dos respuestas posibles a dichos peligros. Una consiste en proporcionar un "soporte" o sistemas de duplicación que funcionen en caso de que fallen los originales. Algunas veces a este procedimiento se llama redundancia. En el automóvil, un ejemplo de esto es el sistema de frenos independiente que funciona si el primario falla. La otra respuesta consiste en proporcionar una prevención, de modo que el conductor pueda maniobrar y evitar un accidente inminente. Así, una luz o un zumbador pueden indicar el sobrecalentamiento o la perdida de aceite. El desgaste de los materiales y los componentes obliga a ofrecer un programa de inspección y mantenimiento. Por ultimo, si fracasan todos estos sistemas y ocurre un accidente, el diseño debe contener medidas que eviten o reduzcan al mínimo las lesiones. Entre ellas figuran los cinturones de seguridad, bolsas de aire, cascos, trajes de asbesto, amortiguadores autorregenerativos y barras de rodamiento.

Las plantas nucleares, al igual que los automóviles, tienen una función inherentemente peligrosa: procesan materiales que son nocivos en grado sumo para los organismos vivos.

Por tanto, se deben seguir los cinco principios de medidas de seguridad. Sus aplicaciones a las plantas nucleares se sintetizan a continuación:

Diseño Seguro. Tómese en cuenta que en un reactor no autorregenerador el U-238 se enriquece poco con el U-235 fisionable y, por tanto, el combustible no se parece en nada a una bomba atómica. Las barras de control se insertan al empujarlas hacia abajo en el núcleo, de modo que si no hay energía simplemente caerán. El agua corriente es tanto un refrigerante como un moderador. Si el exceso de calor hiciera que el agua hirviera hasta agotarse, la perdida del moderador detendría la reacción en cadena. En las especificaciones de diseño se señala que los materiales de construcción sean de la mejor calidad técnica que sean probados en su totalidad antes de su utilización. El reactor autorregenerador es intrínsecamente más peligroso, pero esto solo significa que su diseño de seguridad es más importante aun.

Redundancia. El sistema que más necesita un substitutivo es el que enfría el núcleo del reactor. Si este falla, casi siempre se tendrán al menos dos sistemas de enfriamiento adicionales e independientes. Si fallara el sistema de energía en que se basan las medidas de emergencia, se podría utilizar una fuente externa.

Si ésta también falla, intervendrían las turbinas de gas o generadores diesel de la planta. Los sistemas secundarios de este tipo son bastante complejos y se interrelacionan de tal modo que sus respuestas son específicamente adecuadas a la naturaleza de la urgencia. Además, son por completo automáticas; no tienen que ser activadas por un operador humano.

Prevención. El cuarto de control de una planta nuclear esta lleno de manómetros, cuadrantes, luces, zumbadores y alarmas. Los trabajadores cuentan con dispositivos que son sensibles a la radiación y que verifican el grado que el usuario ha sido expuesto. En toda la planta están distribuidos aparatos de detección y también se encuentran fuera de la planta, a diversas distancias.

Inspección y mantenimiento. Los operadores del reactor deben pasar por estrictos procedimientos de capacitación, con cursos periódicos de actualización. Las plantas son inspeccionadas varias veces al año, se aplican sanciones a los violadores de las regulaciones y se conservan las listas de cualquier defecto o falla.

Protección en caso de accidentes. El receptáculo del reactor, fabricado de acero grueso, esta rodeado por blindaje antirradiactivo de varios pies de espesor. Como una barrera final, todo el sistema esta circundado por una estructura de retención, de concreto reforzado, recubierta de acero y a prueba de vapor. Esta barrera esta diseñada para resistir terremotos y huracanes, y para contener toda la materia que pudiera liberarse dentro, aun en el caso de que el más grande sistema primario de tubería del reactor quedara destrozado instantáneamente. En Rusia y en algunas otras naciones no es necesaria esta ultima barrera, hecho que los partidarios de la energía nuclear citan para enfatizar la gran prioridad que Estados Unidos da a la seguridad.

Todo lo antes señalado suena muy tranquilizante, pero recuérdese que siempre hay accidentes de automóviles. Lo mismo sucede en las plantas nucleares.

En la vida de hoy, la energía eléctrica es un elemento básico. Cuando Faraday empezó sus investigaciones y se las presentó al Rey de Inglaterra, este le preguntó qué utilidad tendría para la corona. El científico le respondió "Majestad, ya verá cuando pueda cargarla con impuestos." Mucho se ha avanzado desde entonces y hoy, independientemente de los impuestos, se consigue obtener energía eléctrica por muy distintos medios.

En una central hidroeléctrica, por ejemplo, es la fuerza del agua al caer por la presa lo que mueve las turbinas. En la energía eólica el molino que genera electricidad lo hace trasmitiendo el movimiento que el viento produce en sus aspas a turbinas similares Las centrales nucleares también son fábricas que producen energía eléctrica generando vapor mediante el calentamiento de agua.

El sistema, excepto en la manera de obtener el calor, es idéntico al de cualquier otra central térmica de producción de energía eléctrica, sea de gas, de carbón o de fueloil. El agua calentada mediante distintos procedimientos se convierte en vapor que, a través de circuitos, mueve las turbinas que generan la electricidad.

En el caso de las centrales nucleares, el sistema para calentar el agua es una reacción nuclear. Un circuito cerrado de agua se calienta al estar en contacto con las varillas en la que se aloja el combustible, llamadas vainas del combustible, y cede su calor a otro circuito que a su vez acciona la turbina que produce la energía eléctrica.

En las centrales nucleares todos los sistemas responden a la filosofía de la seguridad en profundidad. Este concepto supone el establecimiento de distintas barreras de protección que evitan que los productos radiactivos del reactor lleguen al medio ambiente y de niveles de seguridad de acuerdo a procedimientos previamente establecidos.

Las barreras de contención son tres, aunque algunos autores hablan de cuatro, ya que suponen que la pastilla en la que se aloja el combustible es la primera barrera efectiva.

En todo caso, mayoritariamente se considera a las barras dentro de las que se encuentran las pastillas de combustibles como la primera barrera; la vasija del reactor en la que se aloja el núcleo con todas las barras de combustible dentro, y el circuito primario forman la segunda barrera; y el recinto de contención es la tercera barrera. En alguna centrales se trata una caja con muros de más de un metro de espesor de hormigón y ferralla, forrado por la cara interna con una chapa de varios centímetros de acero; en centrales de otro tipo la contención se consigue mediante otros sistemas igualmente reputados como seguros. En las centrales occidentales estos recintos de contención se hacen de acuerdo a muy rigurosas medidas y prescripciones técnicas, de manera, por ejemplo, que son resistentes a terremotos e, incluso, al choque de un avión.

La contención evita que, en caso de accidente, la radiación generada durante la reacción nuclear salga al exterior. Uno de los problemas de las centrales de los países de Europa oriental es, precisamente, que la construcción de la contención no se hacía de acuerdo a estos principios.

Los niveles de seguridad más generalmente aceptados son cinco. El primero de ellos es una construcción sólida, de acuerdo a las más estrictas medidas de seguridad y con un riguroso control de calidad. Durante el diseño, la construcción, las pruebas y la puesta en marcha de una central (y de cualquier instalación radiactiva, como por ejemplo una sala en la que se coloque un aparato de rayos X) se inspeccionan numerosas veces las obras y el resultado final, para que sea tal y como se ha planeado inicialmente.

El segundo nivel de seguridad es el cumplimiento de unos rigurosos controles para mantener siempre a la planta dentro de las condiciones normales de operación. El tercer nivel consiste en sistema de seguridad capaces de hacer frente a los posibles accidentes y a los incidentes El cuarto es una técnica muy desarrollada para el control de accidentes, incluidos accidentes con daños en el núcleo, si los hubiera. Y, por último, se cuenta con planes para hacer frente a las emergencias que puedan ocurrir.

En todo caso, cuando se hacen análisis de riesgos en las centrales nucleares se hacen pensando que puede ocurrir siempre lo más improbable. Por eso, todos los sistemas son redundantes, es decir, que siempre hay varios sistemas capaces de hacer determinada tarea, de manera que cualquiera de ellos, si uno falla, permite funcionar con normalidad. Además, se utiliza el criterio de diversidad, es decir, dos métodos distintos para hacer una sola cosa. Por ejemplo, para parar la reacción en cadena en el núcleo del reactor se pueden bajar las barras de control o introducir agua borada, lo que también para la reacción.

El concepto de seguridad en profundidad, presente en las actividades nucleares, exige tener siempre prevista una eventualidad improbable, y tener preparada la solución ante ese hecho que es poco probable que se produzca. Una de las misiones del CSN es, precisamente, el control y la vigilancia de esos sistemas de seguridad.

Pero, a pesar de todo, las centrales nucleares tienen riesgos muy improbables, razón por la cual se toman todas las precauciones que se ha señalado. Algunas personas piensan que los riesgos, básicamente un accidente que pudiera contaminar una gran zona durante mucho tiempo, son mayores que los beneficios, es decir, que los peligros son mayores que las ventajas que reporta a la sociedad la energía eléctrica que aportan las centrales nucleares al total de la producción de un país. En España, las centrales nucleares producen un tercio de la energía eléctrica total que se consume; en Francia, el 85 por ciento; en Suecia cerca de la mitad; y en Estados Unidos algo menos de 20 por ciento.

Los organismos reguladores, las instituciones como el Consejo de Seguridad Nuclear en cada país, controlan el que los riegos asumidos estén siempre dentro de los límites tolerables, es decir, controlan que la probabilidad de que ocurra un accidente sea muy pequeña, para lo que se toman multitud de precauciones. Se puede afirmar que no hay ninguna otra industria en el mundo, quizá con la excepción de la aviación civil, que esté sometida a los controles de seguridad equivalentes a los que están sometidas las centrales nucleares. Las funciones del CSN están encaminadas básicamente a garantizar a los españoles que las instalaciones cumplen las normas de control que optimizan la seguridad.

Otro problema derivado del uso de las centrales nucleares es el de los residuos radiactivos de alta actividad, es decir, el combustible gastado. Por el momento, se almacena en piscinas en las propias centrales, aunque se están buscando soluciones para el largo plazo.

PELIGROS DE LA RADIACIÓN

La protección radiológica de las personas y del medio ambiente de los posibles daños de la radiaciones ionizantes se fundamenta en la aplicación de tres principios básicos: justificación, optimización y limitación de dosis.

El principio de justificación implica que cualquier actividad en las que exista una exposición a radiaciones ionizantes debe estar previamente justificada por las ventajas prácticas que de ella se deriven.

Esto quiere decir, por ejemplo, que si a una persona se le realiza una radiografía de tórax es porque dicha radiografía proporciona un importante beneficio desde el punto de vista del diagnóstico de enfermedades; no estaría permitido que dicha radiografía se realizara porque sí, sin motivo que la justifique.

El principio de optimización implica que las exposiciones a radiaciones ionizantes se deben mantener en el nivel más bajo que razonablemente sea posible.

Este principio se traduce en la práctica en que las actividades que implican exposición a radiaciones ionizantes se planifican rigurosamente, analizándose en detalle qué se va a hacer y cómo se va a hacer, y estableciéndose las medidas de protección que sean necesarias para alcanzar el nivel de exposición más bajo posible. Es bastante habitual que este principio aparezca bajo la denominación de principio ALARA que es un acrónimo de la traducción inglesa del término "tan bajo como razonablemente sea posible alcanzar"

El principio de limitación de dosis implica que las exposiciones a radiaciones no deben superar determinados límites reconocidos internacionalmente.

Los límites de dosis que actualmente se recogen en la legislación española (Real Decreto 53/1992) son de 50 milisievert por año para trabajadores profesionalmente expuestos a radiaciones ionizantes y de 5 milisievert por año para las personas del público. Estos límites se encuentran actualmente en fase de revisión para su adaptación a la legislación española. El es milisievert la unidad utilizada para medir las dosis de radiación.

Para tener una idea de su magnitud se puede indicar que:

Como consecuencia de la exposición a la radiación natural procedente de los rayos cósmicos una persona puede recibir como media 0,25 milisievert /año.

Como consecuencia de la exposición a la radiación natural procedente de la corteza terrestre una persona puede recibir como media 0,45 milisievert /año.

Como consecuencia de la exposición a la radiación natural procedente del gas radón una persona puede recibir como media 1,20 milisievert/año.

Como consecuencia de la exposición a la radiación natural procedente de alimentos y bebidas una persona puede recibir como media 0,30 milisievert /año.

Como consecuencia de una exploración radiográfica de aparato digestivo una persona puede recibir como media 3 milisievert.

Como consecuencia de una exploración radiográfica de cabeza mediante tomografía axial computarizada (TAC) una persona puede recibir 3 milisievert.

Los elementos radiactivos emiten energía en tres formas diferentes: 1) por radiación de gran penetración, semejante a los rayos X; 2) por electrones de movimiento rápido, y 3) por pequeñas porciones del núcleo. Todas ellas tienen la virtud de dañar a los organismos vivos.

Como se transmite la radiación: irradiaciones externa e interna

Hay dos formas: la primera es desde una fuente externa de radiación, por ejemplo un tubo de rayos X. La segunda es por ingestión o inhalación de materiales radiactivos, y esto se denomina irradiación interna, puesto que las fuentes de radiación están dentro del cuerpo. Es obvio que este tipo plantea los problemas más importantes en cuanto a los peligros que productos del desecho radiactivo entrenan para la salud. El que un material radiactivo constituya o no un importante peligro biológico depende de dos propiedades totalmente independientes: la naturaleza química de la substancia y la vida media de los radionúclidos.

La naturaleza química de la sustancia

La naturaleza química de una substancia y no la radiactiva es lo que determina si puede o no penetrar en la cadena alimenticia y ser adquirida por los animales, las plantas y finalmente por el hombre. Por ejemplo, el Sr-90, un producto radiactivo secundario de las pruebas atmosféricas de armas nucleares, se parece al calcio desde el punto de vista químico. Es absorbido, pues, por las plantas, de donde es ingerido por herbívoros, como las vacas. Al igual que el calcio, e concentra luego en la leche de los animales y pasa a formar parte de la dieta humana. En el hombre se convierte en parte estructural de los huesos, junto con el calcio ingerido. Por consiguiente, a medida que la desintegración radiactiva prosigue, las células del hueso y de 1a medula se convierten en el blanco directo de la radiación proveniente de esta fuente.

Otro isótopo importante de la precipitación radiactiva es el Cs-137 (vida media = 30 años), que es químicamente similar al potasio. Se acumula en los tejidos musculares, en tanto que el Sr-90 lo hace en los huesos y la leche. El Cs-137 constituye, por consiguiente, una fuente más importante de radiactividad en la dieta de los esquimales, que comen carne de caribú.

La red alimenticia posee la capacidad no solo de transportar, sino también de concentrar materiales diversos. La concentración de radioisótopos en la cadena alimenticia de las regiones árticas es particularmente alta. El efecto de esta concentración se observó al descubrir que los esquimales absorbían más precipitación radiactiva que la gente que vivía en otras zonas de la Tierra en las que la precipitación era mayor. El primer pasó en esta concentración altamente eficiente lo proporciona el liquen ártico, planta que obtiene su alimento mineral directamente de las partículas de polvo que se posan sobre ella. Es por esta razón que el liquen reúne el polo de la precipitación radiactiva de modo particularmente eficiente. En el verano, el caribú se desplaza hacia el norte de la tundra, y allí vaga por extensas regiones en busca de liquen, que constituye una parte importante de su dieta.

Es como si alguien lo mandara a reunir el Cs-137 y llevarlo consigo a su regreso, tarea que realiza a la perfección. Luego, los esquimales comen el caribú, que a veces es su único alimento, de este modo obtienen la concentración mayor en la cima de la cadena alimenticia.

La vida media de los radionúclidos

Aun cuando la substancia penetra en la cadena alimenticia, tal como se acaba de describir, si su vida media es muy breve (de segundos, o minutos) no creará peligro alguno, puesto que 1a mayor parte del material se habrá desintegrado mucho antes de su entrada. Y en forma análoga, si la vida media se mide en millones de años, se producirá una cantidad insignificante de radiación durante la vida. En nuestro ejemplo anterior, la vida media del 90Sr es de aproximadamente 28 años. Así pues, este isótopo posee la propiedad de ser incorporado al tejido vivo y, si se absorbe en cantidad suficiente, podrá crear una radiación significativa.

Efectos de la radiación sobre las células vivas

Los rayos X pueden expulsar a los electrones de los átomos con los que chocan. Este daño puede afectar a ciertas moléculas que son necesarias para 1a célula.

Una de estas moléculas es el ácido desoxirribonucleico (DNA), que contiene toda la información genética que se requiere para el desarrollo y la conservación de la célula. El DNA constituye un blanco sensible a la radiación, y cuando una célula recibe radiación, las cadenas del DNA tienden a romperse en fragmentos. Si la velocidad de suministro de la radiación es pequeña, los mecanismos de reparación de la célula podrán sellar las roturas de las cadenas, pero más arriba de determinada velocidad el proceso de reparación no puede mantener el paso, y la fragmentación del DNA se hace irreversible.

Los tipos de células difieren considerablemente en su sensibilidad a la radiación. Por regla general, los que se dividen con mayor rapidez son aquellos que la radiación destruye más fácilmente. Dichos tipos comprenden las células de la médula ósea, que elabora los glóbulos, leucocitos, los eritrocitos y las plaquetas de la sangre; las que revisten el tubo gastrointestinal y los folículos pilosos, así como las células productoras de esperma. Por el contrario, las células musculares y nerviosas, que no se dividen en el adulto, son muy resistentes incluso a grandes dosis de radiación. Sin embargo, esta regla no es invariable. En efecto, ni los linfocitos, ni los óvulos se dividen en circunstancias normales, pero ambos son sumamente fáciles de destruir por radiación.

Desde hace algunos años, se sabe que la radiación constituye una inductora poderosa de mutaciones, las cuales se producen cuando el DNA es alterado en alguna forma. En ocasiones tan notorias que los cromosomas muestran un aspecto anormal al contemplarlos bajo el microscopio. Otros cambios son mucho más sutiles y tienen lugar solo durante un trecho diminuto del DNA.

La importancia de las mutaciones, cualquiera que sea su tipo, radica en que: 1) pueden producir cambios en la función de los genes a los que afectan, y 2) pueden ser transmitidas a las células hijas.

Efectos sobre el cuerpo entero

Resulta apropiado dividir dichos efectos en: "somáticos, o sea aquellos que se limitan a la población sometida a la radiación, y los genéticos, o sea los que son heredados por generaciones subsiguientes.

Efectos somáticos tempranos: enfermedad por radiación

En diversas ocasiones, durante los últimos 75 años, grupos de personas han estado expuestos a grandes dosis de radiación ionizante por periodos que han ido desde unos segundos a algunos minutos. Los holocaustos de Hiroshima y Nagasaki, y los accidentes ocurridos en instalaciones nucleares civiles proporcionan mucha información acerca de lo que la radiación puede hacer cuando se administra en grandes cantidades al cuerpo durante un breve periodo. Consideremos primero el resultado más simple y terrible del efecto de la radiación, esto es, la muerte. La figura muestra la relación entre la dosis administrada a una población de animales y el porcentaje de población que sobrevive tres semanas o más a la exposición. Hasta una dosis aproximada de 250 rads prácticamente todos sobreviven. Cuando la dosis se eleva por encima de este punto, la supervivencia empieza a disminuir abruptamente, y por encima de 700 rads, todos mueren.

Acaso significa esto que las dosis inferiores a 250 rads no producen efecto observable alguno? En absoluto. Incluso si los individuos expuestos no mueren, pueden enfermar gravemente. A dosis que oscilen entre 100 y 250 rads, la mayoría de las personas sufrirán fatiga, nausea, vomito, diarrea y perdida moderada de cabello a los pocos días de la exposición, pero la mayoría se recupera por completo de la enfermedad aguda. En cambio, en el caso de dosis que fluctúen entre 400 y 500 rads, la perspectiva no es tan buena.

Durante los primeros días, la enfermedad es similar a 1a del grupo anterior. Los síntomas podrán desaparecer por algún tiempo, pero reaparecerán al cabo de tres semanas de la exposición. Además, debido a que la radiación ha afectado la función de la medula ósea, bajara el numero de leucocitos y de plaquetas. Y esto reviste gran importancia, porque sin leucocitos el cuerpo no puede combatir 1a infección, y sin plaquetas la sangre no coagula. Aproximadamente e1 50 por 100 de las personas expuestas en este margen de dosis morirán y la mayoría de las muertes será por infección o hemorragia.

Si la dosis administrada es de unos 2000 rads, las primeras semanas de la enfermedad serán iguales que en los grupos precedentes y a la segunda semana estas personas enfermaran de gravedad, con fuerte diarrea, deshidratación · una infección que terminará con la muerte. En efecto, a estos niveles las células del tubo gastrointestinal sin dañadas antes que la toxicidad de la médula ósea tenga ocasión de agravarse, y dichos pacientes pueden morir aun antes de que los recuentos de elementos figurados de la sangre hayan bajado a niveles peligrosos.

A dosis mayores de 10000 rads, los experimentos con animales han mostrado que la muerte, que puede sobrevenir pocas horas después de administrar la dosis, se debe a lesión del cerebro y del corazón.

Efectos somáticos diferidos

De los efectos somáticos tardíos de la radiación (esto es de los que tienen lugar meses o años después de la exposición), ninguno ha sido mejor estudiado ni objeto de mayor preocupación que el aumento de frecuencia de cáncer en los que alguna vez fueron sometidos a radiación. Antes que se conocieran los peligros de la radiación, los trabajadores de los primeros tiempos no adoptaban precaución alguna en la manipulación de materiales radiactivos y sufrieron una frecuencia mucho mayor de cáncer de la piel. Cabe mencionar también el celebre caso de las trabajadoras de las esferas de reloj de radio en los años veinte. Pintaban las esferas de los relojes con la pintura fosforescente del radio que se utilizaba en la época y acostumbraban meterse el extremo del pincel a la boca antes de aplicar la pintura a la cara de la esfera. En años ulteriores, este grupo experimento una frecuencia muy alta de tumores óseos. Los supervivientes de los ataques atómicos de Hiroshima y Nagasaki presentaron muchos más casos de leucemia, en los 10 años que siguieron a los bombardeos, de lo que habría podido esperarse de un grupo de aquel tamaño y, más tarde, la frecuencia de otros tipos de cáncer parece aumentar también.

La terapéutica médica proporciona también enseñanzas. Por ejemplo, los niños nacidos de mujeres cuya pelvis fue sometida a rayos X durante el embarazo presentan un riesgo mayor de contraer leucemia que aquellos cuyas madres no han experimentado esa exposición.

El cáncer no constituye el único efecto somático tardío. Presentan también propensión a la formación de cataratas en el cristalino. Además, un acortamiento de la vida.

Efectos genéticos

Consideremos ahora esos efectos de la radiación que no se manifiestan en el individuo, sino que producen mutaciones en el material genético de las células reproductoras (los espermatozoides y los óvulos) que se transmiten a las generaciones sucesivas. En todos los sistemas experimentales estudiados en el laboratorio se ha demostrado que la radiación constituye un poderoso elemento causante de mutaciones.

 Algunas soluciones

Si queremos disminuir, pues, a un grado mínimo los efectos somáticos y genéticos de la radiación, la tarea es clara: debemos reducir al mínimo la exposición innecesaria a la radiación. Para hacerlo en forma inteligente, necesitamos primero conocer la contribución de las diversas fuentes de radiación que afectan al hombre. Sin duda la principal es la radiación de fondo; en efecto, esta representa aproximadamente 0.125 rads anuales para las gónadas por persona y proviene de fuentes espaciales, de la corteza terrestre y de los materiales de construcción. Ahora que las pruebas atmosféricas de armas nucleares han disminuido considerablemente, la precipitación radiactiva representa un aumento muy pequeño con respecto a la radiación de fondo. En el mundo occidental, la mayor adición a la radiación de fondo proviene del empleo de los rayos X para el diagnostico. Los mejores cálculos indican que por termino medio, esos estudios aumentan en un 50 por 100 la carga de la radiación de fondo genéticamente significativa para la población. ("Radiación genéticamente significativa" que es la que llega a las gónadas de las personas que se encuentran todavía en el grupo de edad reproductora.)

Desde 1928, la Comisión Internacional para la Protección Radiológica (GIPR), grupo compuesto de científicos de muchos países, ha estado promoviendo normas de radiación, estableciendo para ello dosis máximas de irradiación a que se puede someter el cuerpo de los miembros de una población.

La forma general en que esto suele hacerse es la siguiente: los resultados de experimentos en animales a quienes se aplican altas dosis de radiación se extrapolan retroactivamente a dosis bajas para obtener una apreciación del efecto probable de esa irradiación en animales y personas. Al hacerlo se parte siempre del supuesto de que no hay umbral seguro; esto es, no existe un nivel de dosis baja de radiación por debajo del cual esta sea totalmente inofensiva. La mayoría de los científicos, están de acuerdo en que la hipótesis de "ausencia de umbral" es valida; en todo caso, constituye un supuesto seguro porque no sabemos con certeza la verdad. En la actualidad, la CIPR recomienda a los miembros de la población general (esto es, a los que no trabajan diariamente con la radiación) una dosis máxima de 5 rads durante su vida, lo que equivale a aproximadamente 170 milirrads al año.

Esto comprende toda la radiación, excepto la del ambiente natural y las fuentes medicas.

La CIPR ha calculado que si la población entera de Estados Unidos se expusiera a dicho nivel máximo, se producirían alrededor de 2500 casos más de cáncer cada año. Linus Pauling estima que el numero se acerca a 96000 nuevos casos. Los doctores Arthur Tamplin y John Gofman, dos radiólogos que han criticado duramente la norma de 170 milirrads por año, ponen el numero en 30000.

La Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos se ha apresurado a señalar que es imposible que toda la población pudiera verse expuesta a semejante nivel; por el contrario, solo aquellos que viven o trabajan en las cercanías de un reactor nuclear podrían aproximarse a dicho limite y, si lo hicieran, los que estaban más lejos del lugar recibirían mucha menor radiación.

Debemos destacar que todos estos cálculos se basan en hipótesis que parecen razonables, pero que no han sido comprobadas y que todas ellas implican burdas aproximaciones de las estimaciones finales. Sin embargo, la enseñanza es clara: para tener los reactores nucleares hemos de pagar algún precio: el aumento de frecuencia del cáncer.

Ya vimos que la radiación crea muchos peligros para la salud humana. Algunos son fáciles de averiguar (por ejemplo, la enfermedad aguda por radiación), en tanto que otros son difíciles (tales son los efectos genéticos sobre las generaciones futuras). Así pues, la responsabilidad de los que utilizan la radiación es enorme, porque las consecuencias de lo que actualmente hacen se extiende hasta aquellos que no han nacido todavía. Si la radiación solo fuera peligrosa, no seria difícil adoptar decisiones normativas, pero las cosas no son tan sencillas. En efecto, sus beneficios reales y posibles son muy grandes. El diagnóstico medico moderno no se concibe sin los rayos X. Hemos dicho que la radiación puede aumentar la frecuencia de cáncer en las poblaciones expuestas, pero deberíamos mencionar también que la radioterapia puede en ocasiones curar a los cancerosos y aliviar su dolor.

No existe manera alguna de comparar los beneficios actuales con los peligros que puede acarrear en el futuro. Sin embargo, hay algunas medidas que deben adoptarse. Por ejemplo, un examen radiográfico debería efectuarse solo cuando sea verdaderamente necesario, en especial si se trata de niños y adultos en edad de procrear. Siempre que sea posible, debería proporcionarse protección gonadal al paciente. Excepto en casos de urgencia, las mujeres en edad de procreación solo deberían someterse a esos exámenes en las dos primeras semanas del ciclo menstrual, puesto que el embarazo es muy improbable durante este intervalo.

Las reacciones nucleares en cadena proporcionan la principal fuente de radiación que puede afectar a la humanidad. En las secciones siguientes se explorara esta amenaza con más detalle.

USOS PACÍFICOS DE LA ENERGÍA NUCLEAR

Gracias al uso de reactores nucleares hoy en día es posible obtener importantes cantidades de material radiactivo a bajo costo. Es así como desde finales de los años 40, se produce una expansión en el empleo pacífico de diversos tipos de Isótopos Radiactivos en diversas áreas del que hacer científico y productivo del hombre.

Estas áreas se pueden clasificar en:

Agricultura y Alimentación

a) Control de Plagas.

Se sabe que algunos insectos pueden ser muy perjudiciales tanto para la calidad y productividad de cierto tipo de cosechas, como para la salud humana. En muchas regiones del planeta aún se les combate con la ayuda de gran variedad de productos químicos, muchos de ellos cuestionados o prohibidos por los efectos nocivos que producen en el organismo humano. Sin embargo, con la tecnología nuclear es posible aplicar la llamada "Técnica de los Insectos Estériles (TIE)", que consiste en suministrar altas emisiones de radiación ionizante a un cierto grupo de insectos machos mantenidos en laboratorio. Luego los machos estériles se dejan en libertad para facilitar su apareamiento con los insectos hembra. No se produce, por ende, la necesaria descendencia. De este modo, luego de sucesivas y rigurosas repeticiones del proceso, es posible controlar y disminuir su población en una determinada región geográfica. En Chile, se ha aplicado con éxito la técnica TIE para el control de la mosca de la fruta, lo que ha permitido la expansión de sus exportaciones agrícolas.

b) Mutaciones.

La irradiación aplicada a semillas, después de importantes y rigurosos estudios, permite cambiar la información genética de ciertas variedades de plantas y vegetales de consumo humano. El objetivo de la técnica, es la obtención de nuevas variedades de especies con características particulares que permitan el aumento de su resistencia y productividad.

c) Conservación de Alimentos.

En el mundo mueren cada año miles de personas como producto del hambre, por lo tanto, cada vez existe mayor preocupación por procurar un adecuado almacenamiento y manutención de los alimentos. Las radiaciones son utilizadas en muchos países para aumentar el período de conservación de muchos alimentos. Es importante señalar, que la técnica de irradiación no genera efectos secundarios en la salud humana, siendo capaz de reducir en forma considerable el número de organismos y microorganismos patógenos presentes en variados alimentos de consumo masivo.

La irradiación de alimentos es aplicada en Chile en una planta de irradiación multipropósito ubicada en el Centro de Estudios Nucleares Lo Aguirre con una demanda que obliga a su funcionamiento ininterrumpido durante los 365 días del año.

Hidrología

Gracias al uso de las técnicas nucleares es posible desarrollar diversos estudios relacionados con recursos hídricos. En estudios de aguas superficiales es posible caracterizar y medir las corrientes de aguas lluvias y de nieve; caudales de ríos, fugas en embalses, lagos y canales y la dinámica de lagos y depósitos.

En estudios de aguas subterráneas es posible medir los caudales de las napas, identificar el origen de las aguas subterráneas, su edad, velocidad, dirección, flujo, relación con aguas superficiales, conexiones entre acuíferos, porosidad y dispersión de acuíferos.

Medicina

Vacunas

Se han elaborado radiovacunas para combatir enfermedades parasitarias del ganado y que afectan la producción pecuaria en general. Los animales sometidos al tratamiento soportan durante un período más prolongado el peligro de reinfección siempre latente en su medio natural.

Medicina Nuclear

Se ha extendido con gran rapidez el uso de radiaciones y de radioisótopos en medicina como agentes terapéuticos y de diagnóstico.

En el diagnóstico se utilizan radiofármacos para diversos estudios de:

• Tiroides.
• Hígado.
• Riñón.
• Metabolismo.
• Circulación sanguínea.
• Corazón.
• Pulmón.
• Trato gastrointestinales.

En terapia médica con las técnicas nucleares se puede combatir ciertos tipos de cáncer. Con frecuencia se utilizan tratamientos en base a irradiaciones con rayos gamma provenientes de fuentes de Cobalto-60, así como también, esferas internas radiactivas, agujas e hilos de Cobalto radiactivo. Combinando el tratamiento con una adecuada y prematura detección del cáncer, se obtienen terapias con exitosos resultados.

Radioinmunoanalisis

Se trata de un método y procedimiento de gran sensibilidad utilizado para realizar mediciones de hormonas, enzimas, virus de la hepatitis, ciertas proteínas del suero, fármacos y variadas sustancias. El procedimiento consiste en tomar muestras de sangre del paciente, donde con posterioridad se añadirá algún radioisótopo específico, el cual permite obtener mediciones de gran precisión respecto de hormonas y otras sustancias de interés.

Radiofarmacos

Se administra al paciente un cierto tipo de fármaco radiactivo que permite estudiar, mediante imágenes bidimensionales (centelleografía) o tridimensionales (tomografía), el estado de diversos órganos del cuerpo humano.

De este modo se puede examinar el funcionamiento de la tiroides, el pulmón, el hígado y el riñón, así como el volumen y circulación sanguíneos. También, se utilizan radiofármacos como el Cromo - 51 para la exploración del bazo, el Selenio - 75 para el estudio del páncreas y el Cobalto - 57 para el diagnóstico de la anemia.

Medio Ambiente

En esta área se utilizan técnicas nucleares para la detección y análisis de diversos contaminantes del medio ambiente. La técnica más conocida recibe el nombre de Análisis por Activación Neutrónica, basado en los trabajos desarrollados en 1936 por el científico húngaro J.G. Hevesy, Premio Nobel de Química en 1944. La técnica consiste en irradiar una muestra, de tal forma, de obtener a posteriori los espectros gamma que ella emite, para finalmente procesar la información con ayuda computacional. La información espectral identifica los elementos presentes en la muestra y las concentraciones de los mismos.

Una serie de estudios se han podido aplicar a diversos problemas de contaminación como las causadas por el bióxido de azufre, las descargas gaseosas a nivel del suelo, en derrames de petróleo, en desechos agrícolas, en contaminación de aguas y en el smog generado por las ciudades.

Industria E Investigación

Trazadores

Se elaboran sustancias radiactivas que son introducidas en un determinado proceso. Luego se detecta la trayectoria de la sustancia gracias a su emisión radiactiva, lo que permite investigar diversas variables propias del proceso. Entre otras variables, se puede determinar caudales de fluidos, filtraciones, velocidades en tuberías, dinámica del transporte de materiales, cambios de fase de líquido a gas, velocidad de desgaste de materiales, etc..

Instrumentación

Son instrumentos radioisótopicos que permiten realizar mediciones sin contacto físico directo. Se utilizan indicadores de nivel, de espesor o bien de densidad.

Imágenes

Es posible obtener imágenes de piezas con su estructura interna utilizando radiografías en base a rayos gamma o bien con un flujo de neutrones. Estas imágenes reciben el nombre de Gammagrafía y Neutrografía respectivamente, y son de gran utilidad en la industria como método no destructivo de control de calidad. Con estos métodos se puede comprobar la calidad en soldaduras estructurales, en piezas metálicas fundidas, en piezas cerámicas, para análisis de humedad en materiales de construcción, etc..

Datación

Se emplean técnicas isotópicas para determinar la edad en formaciones geológicas y arqueológicas. Una de las técnicas utiliza el Carbono-14, que consiste en determinar la cantidad de dicho isótopo contenida en un cuerpo orgánico. La radiactividad existente, debida a la presencia de Carbono-14, disminuye a la mitad cada 5730 años, por lo tanto, al medir con precisión su actividad se puede inferir la edad de la muestra.

Investigación

Utilizando haces de neutrones generados por reactores, es posible llevar a cabo diversas investigaciones en el campo de las ciencias de los materiales. Por ejemplo, se puede obtener información respecto de estructuras cristalinas, defectos en sólidos, estudios de monocristales, distribuciones y concentraciones de elementos livianos en función de la profundidad en sólidos, etc..

En el ámbito de la biología, la introducción de compuestos radiactivos marcados ha permitido observar las actividades biológicas hasta en sus más mínimos detalles, dando un gran impulso a los trabajos de carácter genético.

LAS PRUEBAS NUCLEARES SOVIÉTICAS DEL 29 DE AGOSTO DE 1949 AL 24 DE OCTUBRE DE 1990

Desde que desapareció la Unión Soviética se ha publicado mucha información acerca del programa soviético de pruebas nucleares. 

Según la cronología del Ministerio de Energía Atómica de Rusia (Minatom), entre 1949 y 1990 la URSS realizó 715 pruebas incluyendo aquellas con fines pacíficos. Aunque algunos informes y artículos rusos mencionan otras pruebas adicionales, las discrepancias en los datos son resultado de las diferentes definiciones sobre qué constituye una prueba nuclear--dependiendo por ejemplo si se contabilizan los intentos fallidos y si se establece una diferencia entre explosiones y pruebas. De todos modos las pruebas adicionales son pocas y mientras se resuelven las ambigüedades podemos usar la lista oficial del Minatom.

El Minatom adoptó la definición desarrollada en el Protocolo de 1990 del Tratado de Prohibición de Pruebas--es la misma que usa el Departamento de Energía de EEUU para preparar la lista de sus pruebas.

Una prueba es definida como una sola explosión o dos o más explosiones detonadas con 0.1 segundos entre una y otra en una área circular con un diámetro de 2 km.. Además se incluyen datos sobre la potencia de cada una de las explosiones.

La tabla 1 enlista las 715 pruebas según su tipo, la tabla 2 según su ubicación y la tabla 3 de acuerdo a sus objetivos. Una lista cronológica por años fue publicada en el cuaderno nuclear de mayo/junio de 1996 en The Bulletin of Atomic Scientists.

La cronología del Minatom ofrece una estimación sobre el megatonaje total de cada una de las pruebas, que es parecida a la lista de Estados Unidos. El total de la energía liberada por las 715 detonaciones soviéticas se estima en 285.4 megatones, de los cuales, 220 del total corresponden al período de 1961 a 1962. El monto correspondiente a los años posteriores a 1963 es de 38 megatones y se refiere a pruebas subterráneas.

En relación al monto de los megatones, 453 de las 715 pruebas nucleares soviéticas fueron menores a 20 kilotones, un porcentaje similar al de las pruebas estadounidenses y francesas, lo cual sugiere que muchas de estas pruebas fueron primarias.

Antes del Tratado de Prohibición Parcial de Pruebas de 1963, hubo algunas pruebas de gran megatonaje. Las seis mayores se realizaron el 23 de octubre de 1961 (12.5 megatones), el 30 de octubre de 1961 (50 mgts), el 5 de agosto de 1962 (21.1 mgts), el 25 de septiembre de 1962 (19.1 mgts), el 27 de septiembre de 1962 (mas de 10 mgts) y el 24 de diciembre de 1962 (24.2 mgts).

El total de megatones de las 6 detonaciones realizadas por el Minatom fue de 136.9. Para ese momento el total estimado de las detonaciones estadounidenses fue de 180. Suponiendo que la potencia proporcionada por los rusos sea válida, tal parece que en este ejemplo como en otros, EEUU muestra la tendencia a sobrestimar la magnitud de las pruebas atmosféricas realizadas por Rusia. Esto podría haber conducido a sobrestimar la potencia de algunas de las cabezas nucleares de algunos misiles soviéticos. Se puede pensar en ciertos modelos de misiles de SS-9 y SS-18, pero esto tendrá que ser corroborado cuando las autoridades rusas brinden más datos.

Tipos de pruebas nucleares

El análisis por tipos de las pruebas soviéticas muestra el número de pruebas en pozos verticales y de pruebas subterráneas horizontales así como aquellas detonaciones realizadas en la atmósfera. Las detonaciones aéreas son aquellas, en las cuales, la bola de fuego no toca el suelo; en las detonaciones en la superficie, si lo hace. Entre las detonaciones aéreas hubo tres explosiones efectuadas a gran altitud, durante la crisis de los misiles en Cuba, el 22 y 28 de octubre y el 1 de noviembre de 1962.

TIPOS DE PRUEBAS NUCLEARES

Tabla 1

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

Ubicación de las pruebas nucleares

El análisis por ubicación muestra que más de las 2/3 partes de las detonaciones se realizaron en Kazajastán y menos de una 1/3 parte en Rusia. La mayoría de las detonaciones realizadas fuera de los campos de pruebas tuvieron objetivos pacíficos.

UBICACIÓN DE LAS PRUEBAS NUCLEARES

Tabla 2

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

Objetivos de las pruebas nucleares

De las 715 pruebas, 559 tuvieron objetivos militares. De estas 445 fueron para el desarrollo y mejoramiento de las armas. Las otras 114 fueron hechas para probar la seguridad de las detonaciones; los efectos de las armas; experimentos físicos y una prueba, denominada Tosk--realizada el 14 de septiembre de 1954--fue parte de un ejercicio militar. Además de las 124 pruebas con fines pacíficos hubo otras 32 pruebas con el objetivo de desarrollar artefactos propios de las pruebas con fines pacíficos (PNEs).

PROPÓSITO DE LAS PRUEBAS NUCLEARES

Tabla 3

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

Explosiones

Los soviéticos como los norteamericanos practicaron la conducción de explosiones simultáneas; es decir, situar dos a más aparatos (mecanismos explosivos) en un mismo lugar, o detonar dos más al mismo tiempo. Durante el período 1964-90,146 pruebas soviéticas utilizaron más de un aparato, con un resultado de 400 explosiones. Algunas de las pruebas son contabilizadas como explosiones "salvo". Cada "salvo" figura como una prueba, por haberse realizado con menos de 0.1 segundo de diferencia entre ellas.

Algunas veces se detonaron ocho aparatos juntos, los cuales fueron puestos en el mismo lugar, pozo o túnel y fueron detonadas simultáneamente. El total de artefactos detonados en las 715 pruebas soviéticas fue de 969. El número total de artefactos detonados en las 1054 pruebas estadounidenses (incluyendo las 24 conducidas por Gran Bretaña) fue de 1,149.

También debe destacarse el hecho de que la Unión Soviética condujo alrededor de 100 pruebas hidronucleares en las cuales usó plutonio o uranio enriquecido. La energía liberada del material fisionable normalmente es menor que el de las explosiones de gran potencia y normalmente es inferior a 100 kilotones. Estas no están incluidas en el total de 715 pruebas.

Detección

Según la cronología y los datos rusos, es posible mejorar los juicios sobre la capacidad de Estados Unidos para detectar las pruebas soviéticas, atmosféricas y subterráneas. De acuerdo a las fuentes gubernamentales de Estados Unidos un poco más del 90% de las 715 pruebas fueron detectadas por un medio u otro. De aquellas que no fueron detectadas, casi dos terceras partes fueron pruebas atmosféricas y una tercera parte fueron subterráneas. La capacidad de detección de las pruebas subterráneas mejoró notablemente durante las décadas de los 70’s y los 80’s.

Recientemente el Centro de Aplicaciones Técnicas de la Fuerza Aérea ha publicado una interesante historia del programa de detección, para conmemorar el 50 aniversario del inicio de sus actividades. Los Estados Unidos alcanzaron la capacidad de detectar pruebas nucleares en 1947 en espera de que algún país -muy probablemente la Unión Soviética- pudiera probar una bomba atómica algún día. Ese día no tardó mucho en llegar. Escombros de la detonación que realizó la URSS en Semipalatinsk, el 29 de agosto de 1949, fueron detectados el 3 de septiembre, por un avión RB-29 con equipo especial que pertenecía al Escuadrón 375° de Reconocimiento Climático del Aire, y que volaba de la Base Aérea de Yokota a la Base Aérea Eielson en Fairbanks, Alaska.

Las dos semanas posteriores, 90 vuelos adicionales recogieron mas de 500 muestras de aire, muchas de las cuales indicaban que productos de fisión artificiales habían sido introducidos a la atmósfera. Después de realizar el análisis y la revisión de los datos, un grupo de asesores concluyó que los soviéticos tenían la bomba. El Presidente Truman informó públicamente sobre el asunto el 23 de septiembre de ese año.

Otras técnicas e instituciones militares complementaron el programa de muestras de aire de la Fuerza Aérea. Las primeras estaciones sísmicas para detectar explosiones atómicas fueron instaladas cerca de College, Alaska a finales de 1950 y principios de 1951. Para finales de 1953 había estaciones adicionales de ese tipo en Turquía, Alemania, Groenlandia, Corea y Wyoming.

El Cuerpo de señales del Ejército buscó marcas acústicas en la atmósfera y para 1958 tenía instalaciones operando en 11 lugares alrededor del mundo. Los barcos de la Marina instalaron detectores de radioactividad a bordo de las naves, para registrar rastros de radioactividad procedente de nubes radioactivas desde diversos lugares alrededor del mundo. Algunas estaciones terrestres de la Marina también buscaron signos de radioactividad en muestras de agua de lluvia. De 1950 a 1990 se utilizaron más de una docena de técnicas para detectar explosiones nucleares. Algunas pruebas que no fueron detectadas sísmicamente fueron intuidas mediante el análisis de imágenes de satélite.

La mayoría de la pruebas atmosféricas que no fueron detectadas de 1953 a 1962 fueron muy pequeñas, de un kilotón o menos. Esto también ocurrió en el caso de las pruebas subterráneas, la mayoría de las cuales se realizaron en Semipalatinsk. Unas pocas explosiones con fines pacíficos realizadas en lugares remotos tampoco fueron detectadas.

No se puede apreciar que tan bien estimó Estados Unidos la potencia de las explosiones. De acuerdo con la fuentes gubernamentales de EEUU. Tendió a sobrestimar la potencia de las pruebas atmosféricas y se subestimó la potencia de las pruebas subterráneas realizadas en Novaya Zemlia, mientras las pruebas ocurridas en Semipalatinsk se estimaron mucho mejor. Sin embargo, para llegar a conclusiones sustanciales se requeriría de más información por parte de las autoridades rusas.

Las Pruebas Nucleares Pacíficas (PNEs)

La Unión Soviética realizó un amplio programa de pruebas nucleares con fines pacíficos, el cual comprendió 124 eventos ocurridos entre enero de 1965 y septiembre de 1988. Mientras tanto Estados Unidos realizó 27 pruebas nucleares con fines pacíficos entre 1961 y 1973. Casi dos terceras partes de las pruebas pacíficas soviéticas fueron detonadas en las áreas europeas y asiáticas de Rusia. Otras 44 pruebas con fines pacíficos fueron detonadas en Kazajastán y en otras tres repúblicas.

UBICACIÓN DE LAS PRUEBAS NUCLEARES PACÍFICAS

Tabla 4

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

El principal propósito de las pruebas pacíficas efectuadas por la URSS fue apoyar a las industrias del petróleo, gas y minería. Algunas docenas de ellas se realizaron con el fin de registrar sondeos sísmicos profundos. Las ondas sísmicas generadas por una o más explosiones nucleares fueron registradas en estaciones y fueron analizadas con el fin de comprender las características geológicas de las grandes profundidades. Cuarenta y dos explosiones pacíficas, realizadas mayoritariamente en el Mar Caspio, se hicieron para crear cuevas subterráneas de almacenamiento, principalmente para gas condensado. Otras pruebas fueron hechas para auxiliar la extracción de gas y petróleo, y cinco fueron detonadas para extinguir incendios de gas o de petróleo. Una más se realizó como parte del proyecto destinado a construir un canal que uniera el norte del Mar de Kara con el Mar Caspio, a través de los ríos Pechora y Kama. Otros proyectos de excavación fueron destinados a construir embalses de agua.

PROPÓSITO DE LAS PRUEBAS NUCLEARES PACÍFICAS ENTRE 1965 Y 1988

Tabla 5

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

Arzamas-16 fue el laboratorio patrocinador de los primeros diseños y aproximadamente las primeras tres docenas de pruebas. El segundo laboratorio fue Chelyabinsk-70, el cual fue fundado en 1955 y condujo su primera prueba en abril de 1957. Desde entonces los dos laboratorios han competido en áreas como la del diseño de cabezas nucleares. La rivalidad entre ellos ha sido parecida a la existente entre Los Alamos y Livermore en los Estados Unidos.

ARSENALES NUCLEARES DE RUSIA Y ESTADOS UNIDOS EN 1996

La carrera armamentista entre Estados Unidos y Rusia continúa. Los recortes de equipos obsoletos se acompañan de un refinamiento creciente de la tecnología que mantiene latente la amenaza nuclear.

Desde el final de la Guerra Fría existe la impresión generalizada de que los arsenales nucleares han dejado de ser un peligro importante. El análisis que sigue demuestra que esta apreciación es incorrecta. Los arsenales nucleares antes de 1989 eran demasiado grandes y el recorte en sus abultados números se logró a costa de mucho armamento viejo y obsoleto. A pesar de que existen indicios alentadores en algunos rubros, tanto Estados Unidos como Rusia mantienen sendos programas de desarrollo y renovación de sus arsenales nucleares.

A pesar del deterioro sufrido en su capacidad bélica, Rusia ha continuado un programa activo de lanzamiento de misiles con fines de prueba y entrenamiento. Además, pronto incorporará un nuevo modelo de misil balístico. Estados Unidos, por su parte, mantiene su flota de submarinos nucleares estratégicos como estaba durante la Guerra Fría. Además, el refinamiento de su arsenal estuvo marcado por la más importante innovación tecnológica desde 1989 en materia de bombas nucleares.

El poderío Ruso

Calcular el tamaño y la composición de las reservas nucleares de la ex Unión Soviética sigue siendo difícil, aún cuando el actual Gobierno ruso proporciona más y mejor información al respecto.

Además, en la actualidad, las autoridades estadounidenses hacen pocas declaraciones, si es que hacen alguna, sobre la composición y el desarrollo de las fuerzas nucleares rusas. Esto no es sorprendente. Durante la Guerra fría, el poderío militar soviético era utilizado para justificar las solicitudes del Pentágono de nuevos sistemas de armamento. Describir muy cuidadosamente la agobiada condición del actual Ejército ruso podría implicar un recorte en el tamaño del presupuesto del Pentágono y evidenciar sus auténticos motivos para solicitar nuevas armas. Por eso, las autoridades estadounidenses prefieren guardar silencio.

Consecuentemente, es muy importante examinar los datos disponibles sobre los arsenales rusos, aunque estos sean fragmentarios.

El primer rubro importante es el de los misiles balísticos intercontinentales (ICBMs por sus siglas en inglés). Para cumplir con el Tratado de Reducción de Armas Estratégicas (START I), la desactivación y el retiro de los ICBMs y sus lanzadores se realiza en cuatro pasos.

Primero se suspende el status de alerta mediante procedimientos eléctricos y mecánicos. A continuación se desmontan las cargas nucleares del misil. En el tercer paso el misil es retirado de su silo a base de lanzamiento. Finalmente, el silo es destruido y se rellena el espacio que ocupaba.

Bajo el START I, Rusia puede conservar 154 cohetes SS-18 capaces de transportar varias cargas nucleares independientes. Estas cargas nucleares son colocadas en trayectorias balísticas individuales por el mismo vehículo antes del reingreso a la atmósfera. De este modo, cada misil puede destruir varios blancos separados.

Sin embargo, se cree que actualmente posee un total de 180 de esos misiles. Pero si el tratado START II fuera ratificado. Rusia debería destruir todos los misiles SS-18, o podría convertir 90 de los silos diseñados para esos cohetes en bases de lanzamiento para ICBMs con una sola carga nuclear.

Además, podría conservar hasta 105 cohetes SS-19 de una sola carga. Algunos de estos cohetes ya están siendo retirados de servicio, pero otros continúan en servicio activo. En junio de 1996, el Ejército ruso practicó un lanzamiento de un SS-19 como parte de un entrenamiento de combate.

Otro tipo de cohetes son los SS-24, también capaces de transportar varias cargas nucleares. Hasta hace poco, Rusia poseía 56 de estos misiles, pero sólo 10 de ellos estaban en condiciones de operar. Todos los SS-24 situados en Ucrania permanecen en sus silos, pero ya sin cargas nucleares.

Otros 36 misiles SS-24 ubicados en Rusia están emplazados en bases móviles de lanzamiento que pueden desplazarse sobre vías férreas. En noviembre de 1996, uno de estos misiles fue disparado desde un vagón en ferrocarril; sus 10 cargas aterrizaron en Kamchatka.

Mientras tanto, los últimos misiles SS-25 y sus respectivas cargas nucleares fuera de las fronteras rusas fueron retirados en 1996.

Los misiles SS-25 y los SS-27 son ensamblados en Votkinsk, Rusia, y son las únicas armas estratégicas que Rusia produce actualmente.

El Ejército de ese país realizó cinco pruebas de vuelo de ambos misiles el año pasado. Aunque los misiles SS-27 se encuentran en etapa de prueba, muy pronto entrarán en operaciones. Sin embargo, a un ritmo de producción de 10 a 15 misiles SS-27 cada año, pasará algún tiempo antes de que representen un número significativo.

En lo que respecta a los Submarinos nucleares de misiles balísticos (SSBNs) aproximadamente la mitad de la flota rusa ha sido retirada de servicio. El número de estas embarcaciones de ha reducido a 26.

Las flotas de SSBNs emplazadas en el Norte y en el Pacífico realizaron lanzamientos de prueba durante 1996. En junio tres submarinos pertenecientes a la Flota del Pacífico dispararon misiles SLBM hacia blanco en Rusia.

Un mes después, dos submarinos lanzaron misiles en dirección al oeste, alcanzando blancos en el Océano Pacífico y en la Península de Kamchatka.

Otro ejército ese año involucró el disparo coordinado de un misil desde un submarino, un misil intercontinental tierra-tierra y varios misiles crucero aire-tierra (ALCM) lanzados desde bombarderos.

Otro importante aspecto de los arsenales rusos es su consolidación en el territorio ruso. La reubicación comenzó después de la caída del Muro de Berlín y los disturbios étnicos ocurridos en el Cáucaso y otros lugares, en 1989 y 1990, y se aceleró tras la intentona militar dirigida contra Mijail Gobachev, en 1991.

A mediados de los años 80 la URSS tenía unas 11 mil armas nucleares emplazadas fuera de Rusia. Algunas se encontraban en 14 de las repúblicas soviéticas y otras en Europa Oriental.

De ese total, aproximadamente 6 mil armas nucleares fueron retiradas de Kazajstán, Ucrania y Bielorrusia durante la segunda mitad de la década. A finales de los años 80, se calcula que 3 mil cargas nucleares fueron retiradas de Europa oriental. Las 2 mil armas nucleares restantes estaban desplegadas en 11 repúblicas de la Unión Soviética.

Sin embargo, un enorme esfuerzo logístico permitió consolidar las armas en Rusia y colocarlas en lugares más seguros.

En 1989, habría más de 600 sitios de almacenamiento de armas nucleares por todo el territorio de la ex Unión Soviética; ahora sin menos de 100 y todos ellos e encuentran en Rusia.

En lo que respecta a las Fuerzas Nucleares tácticas, la principal interrogante es su status actual y los planes rusos para el futuro.

En 1991 Gorbachev se comprometió a desmantelar todas las minas atómicas terrestres para 1998, todas las cargas de artillería nuclear para el año 2000 y la mitad de todas las cargas de misiles de superficie para 1996.

Además planteó desmantelar también la mitad de todas las cargas navales tácticas para 1995 y la mitad de las bombas no estratégicas de la Fuerza Aérea, para 1996.

Una inquietante pregunta perdura: ¿Qué planea hacer el Ejército ruso con la otra mitad de sus cargas tácticas? La respuesta depende de cuestiones claves. La expansión de la Organización del Tratado de la Alianza Atlántica (OTAN) es la primera. Casi todo mundo en Rusia y muchos en Occidente ven la expansión de la OTAN hacia el este como un gran error del período de la Posguerra Fría. El presupuesto es la segunda. Muchos especialistas temen la posibilidad de que los sistemas rusos de mando y control de los arsenales nucleares se colapsen por completo.

En general, el Ejército ruso sufre actualmente de una baja moral, reclutas mal preparados y una industria militar desordenada.

Finalmente está el caso de la Fuerza Aérea que en 1989 tenía más de 5 mil aviones de combate y hoy posee menos de la mitad. Su situación se caracteriza por la escasez de combustible, la falta de refacciones, un alto índice de pilotos por aeronave y un promedio de 25 horas anuales de vuelo para los pilotos de aviones de cazas.

La Aviación naval ha sufrido recortes similares. De mil 400 aviones cuando se disolvió la Unión Soviética, su número cayó a unos 750 y comparte los mismos problemas de la Fuerza Aérea. El número de cargas nucleares en status activo se estima en aproximadamente mil 500, y se ignora cuál es el estado que guardan otras 10 mil cargas nucleares de este brazo de la Fuerzas Armadas rusas.

FUERZAS ESTRATÉGICAS DE ESTADOS UNIDOS EN 1996

El número de cargas nucleares estadounidenses en operación disminuyó ligeramente el año pasado hasta llegar a ocho mil. Aunque muchos de los bombarderos y las armas con las que estaban equipados fueron retirados, su desaparición fue parcialmente compensada por la adición de nuevos submarinos de misiles balísticos.

El resultado de los cambios es que el tamaño y la composición de las reservas totales de este país se ha estabilizado y previsiblemente no bajará más.

En materia de misiles balísticos intercontinentales (ICBM) una de las controversias existentes es qué hacer con los cohetes que deberían ser eliminados. Una de las propuestas en modificar algunos de estos ICBMs para reconvertirlos a un rol defensivo, dotándolos de nuevos propulsores y fragmentado de energía cinética capaces de destruir misiles enemigos.

Otro importante aspecto relacionado con los ICBMs es que para 1998 los 500 misiles Minuteman III emplazados estarán agrupados en sólo tres bases de la Fuerza Aérea. Mientras tanto, continúa la destrucción de los silos de misiles estipulada en el tratado START I.

En octubre, 85 de 150 silos existentes en la base de Whiteman, Missouri, habían sido destruidos. El destino de 20 silos más dependerá de si éstos son reservados para misiles Minuteman reconvertidos a un rol defensivo.

Para cumplir con el tratado START II que estipula el retiro de los misiles capaces de transportar varias cargas nucleares independientes, el Ejército estadounidense decidió reemplazar cargas nucleares múltiples por una sola carga en sus 500 misiles Minuteman.

Al mismo tiempo, se pretende extender la vida útil de los cohetes Minuteman III, mejorando sus capacidades hasta el año 2020. Los centros de control de lanzamiento han sido modernizados, y se incorporará la más reciente tecnología de combustible sólido en todas las etapas del lanzamiento. Esta actualización mejorará notablemente la precisión de los cohetes Minuteman III.

En relación a los submarinos nucleares estratégicos (SSBNs) de la Marina estadounidense, dos nuevos submarinos capaces de transportar misiles Trident, los más letales, se incorporaron a la flota en julio de año asado.

La Marina continúa comprando más misiles Trident, por recomendación del documento que fija la estrategia nuclear estadounidense, llamado Revisión de la Política Nuclear. El reequipamiento incrementará el número de estos misiles de 45 a 462. Finalmente, las dos terceras partes de los submarinos estadounidenses de misiles balísticos cuentan con la misma capacidad de patrullaje que durante la Guerra Fría y con dos tripulaciones completas para cada embarcación.

En cuanto a los bombarderos estratégicos, el primer escuadrón de aviones B-2 entrará en operaciones este año. Por otra parte, los bombarderos B-1B, aunque mantienen su capacidad nuclear, están siendo reconvertidos y por lo tanto no serán contabilizados como vehículos para transportar armas nucleares bajo el START II.

Los datos sobre este año muestran menos armas nucleares emplazadas en bombarderos porque a cientos de misiles crucero se les retiró su carga nuclear y muchas bombas de gravedad fueron colocadas en almacenaje inactivo como reserva. Muchas de estas bombas de viejos diseños están siendo reemplazadas por bombas más modernas.

Las nuevas bombas B61-11, que entraron en operación a finales del año pasado, tienen capacidad de penetración y detonar bajo tierra, con lo cual pueden destruir blancos reforzados. Estas bombas son la primera innovación en bombas nucleares desde 1989 y estarán reservadas para misiones estratégicas especiales.

ARSENALES NUCLEARES ESTRATÉGICOS DE EEUU Y RUSIA, 1997

Tabla 6

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

LAS FUERZAS NUCLEARES ESTRATÉGICAS DE RUSIA A FINES DE 1997

Los Misiles Balísticos Intercontinentales (ICBMs por sus siglas en inglés)

La composición de la fuerza de ICBMs tuvo modestos cambios el año pasado. Las cabezas nucleares estratégicas emplazadas en otras repúblicas de la ex-URSS han sido desmanteladas y enviadas de regreso a Rusia. Para marzo de 1994 todas las cabezas nucleares habían sido retiradas de Ucrania; en abril de 1995 se retiraron aquellas ubicadas en Kazajastán; y en noviembre de 1996 las de Bielorrusa. Sin embargo, es difícil decir cual es su situación actual.

La desactivación y el retiro de los ICBMs y sus lanzadores se realiza en cuatro etapas. En la primera se desactiva su estado de alerta mediante procedimientos eléctricos y mecánicos. En la siguiente fase, las cabezas nucleares se retiran del misil. En la tercera etapa se retira el misil del silo. Finalmente el silo es demolido o rellenado para cumplir con el tratado Start I. El número de misiles estratégicos rusos varia según cual de las cuatro fases anteriores se considere como el momento en el que el misil ha sido desactivado.

Las Fuerzas de Cohetes Estratégicos (RVSN p.s.i.) controlan los ICBMs y continúan siendo el servicio más importante de las Fuerzas Armadas Rusas. Su trabajo esta dividido en cuatro brazos­­con sus respectivos cuarteles generales en Vladimir, Omsk, Orenburg, Chita y 19 divisiones de misiles correspondientes a 19 principales bases de operaciones. El 6° Directorio Principal de las RVSN es el responsable de la custodia y seguridad nuclear. Para finales de 1997, 751 misiles de cuatro tipos se ubicaban en 19 bases. Tres cientos misiles modelo SS18, SS19 y SS24 estaban en silos subterráneos; 36 misiles SS24 estaban emplazados en vagones de ferrocarril y había otros 360 misiles móviles por carretera modelo SS25.

Si el Start II entrara en vigor todos los misiles modelo SS19 serían eliminados. Los misiles SS19 serían convertidos a versiones con una sola cabeza ­ en lugar de las seis que portan actualmente ­ y 90 silos para misiles SS18 serían convertidos a versiones base de misiles SS27 o Topol-M. El 13 de enero de 1998 Igor Sergueyev, Ministro de Defensa de Rusia anunció que 2 bases de silos Topol-M estaban en periodo de prueba [trial services] en Tatischevo, en el regimiento de la región Saratov, en el sudoccidente de Rusia. Un regimiento de 9 a 10 se espera que entrará en operaciones este año.

Dada la difícil situación financiera del ejército, las cortas vidas útiles de los sistemas de armamento rusos y la posibilidad de futuros tratados sobre armamentos, la fuerza de ICBMs podría declinar hasta 400 misiles modelos SS19, SS25 y SS27, para finales del año 2003.

Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino (SLBMs p.s.i.)

La fuerza de Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino permanece aproximadamente igual que el año pasado. Los SLBMs están asignados solamente a las flotas del Pacífico y del Norte y están ubicados en cinco bases. Según el último intercambio de datos sostenido de acuerdo al tratado Start I, en julio de 1997, se considera que hay 42 embarcaciones en la flota que incluyen seis tipos de submarinos: clase-Typhoon, clase Delta IV, clase-Delta III, clase Delta II, clase-Delta I y clase Yankee. Sin embargo, debido a la falta de gastos económicos del desmantelamiento, el número actual de submarinos disponibles y los submarinos plenamente en operación es mucho menor. La Marina Rusa solamente cuenta con unos 27 submarinos nucleares en operaciones, 17 de ellos en la flota del Norte y 10 en la del Pacífico. Los restantes Delta I/II y los clase Yankee no están en operación o están apunto de ser retirados y un submarino Delta III ha sido retirado ya. Adicionalmente dos submarinos Typhoon de tercera generación han sido retirados de servicio por problemas técnicos y sin el financiamiento adecuado probablemente serán definitivamente retirados en lugar de ser enviados a una reparación general. Por lo tanto, parece más realista hablar de una flota de 23 submarinos de propulsión nuclear.

Rusia no ha anunciado sus planes para la flota de submarinos nucleares. Si se piensa que Rusia aceptará el límite de 1 750 cabezas nucleares establecido en el tratado Start II, entonces continuaría retirando los viejos modelos de submarinos Delta/Yankee y reduciría sus cabezas nucleares emplazadas en los nuevos submarinos Typhoon o retiraría simultáneamente los submarinos Typhoon que se encuentran estropeados. Dependiendo de la situación financiera Rusia podría mantener entre 10 y 15 submarinos nucleares en operaciones para el año 2003 (7 submarinos Delta IV y una combinación de submarinos clase Typhoon y Delta III). Estas reducciones podrían encaminarse hacia el cierre de algunas bases de submarinos o a la concentración de todos los submarinos en la Flota del Norte. El la quilla del primer Submarino Nuclear clase Borey se emplazó en noviembre de 1996. Dependiendo del ritmo de producción de este nuevo submarino, el número de SLBMs por submarino y el número de submarinos Delta IV y Typhoon que se mantengan en servicio, se podrían emplazar entre 448 y 1632 cabezas nucleares en un rango de cinco a catorce submarinos. Hacia finales de 1997 los nuevos SLBMs no habían tenido ningún vuelo de pruebas exitoso.

Bombarderos

La situación y el futuro de la fuerza de bombarderos rusos tampoco es clara. Para fines de 1997 existían aproximadamente 70 bombarderos estratégicos pero por razones financieras no todos estaban en operaciones. La aviación estratégica continua en decadencia y probablemente desaparecerá completamente. De los 6 bombarderos Blackjack Tu-160 del inventario ruso, solo se ha reportado el despegue de 2. El propósito de comprar a Ucrania un avión Tu 160 fue pospuesto en el verano de 1997; los planes para comprar bombarderos fueron cancelados.

La producción del bombardero Blackjack se detuvo en 1994 y no se avizora ninguna nueva producción en el horizonte. El General Eugene Habiger, jefe del Comando Aéreo Estratégico de Estados Unidos (STRATCOM), declaró poco después de su reciente visita a Rusia que todavía se están produciendo algunos bombarderos Blackjack Tu-160 y deberán salir de la planta en el algún momento próximo. Las afirmaciones de Habiger se basaron en un artículo de prensa ruso donde se reporta que el Ministerio de Defensa comprará seis bombarderos a la empresa Producción aeronáutica Kazan. Cinco están listos para ser enviados y seis están en la etapa final de ensamblado. Debido a su edad, 60 aviones Tu-95 Bear H excedentes, probablemente serán retirados aproximadamente en el año 2005, si no es que antes.

FUERZAS ESTRATÉGICAS RUSAS A FINES DE 1997

Tabla 7

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

*Algunos misiles SS18 transportan una sola cabeza, sin embargo bajo el tratado Start II se cuentan como si transportaran 10. Bajo el Start el número de cabezas nucleares de los SS-N-18 será contado como si fueran 3. # El número entre paréntesis se refiere a submarinos. ALCM Misiles Balísticos de Lanzamiento Aéreo; AS Misiles Aire Superficie; ICBM Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino; SLBM Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino; SRAM Misiles de Ataque de Corto Alcance; SSBN Submarinos con Propulsión Nuclear y Capacidad para Lanzar Misiles Nucleares.

LAS ARMAS NUCLEARES ESTRATÉGICAS DE EE.UU. AL FINALIZAR 1997

El número de armas nucleares estratégicas que Estados Unidos mantiene en operaciones se estima en 7250, aproximadamente la misma cifra que el año pasado. Aunque hay algunos cambios pequeños en las tres fuerzas que componen la triada (misiles submarinos y superbombarderos), el tamaño y la composición del total de sus arsenales se ha estabilizado y no serán menos de 10500 cabezas nucleares establecidas por las actuales directrices políticas.

Si el tratado Start II entra en vigor y se implementa la reducción a 3.500 cabezas nucleares establecida para las fuerzas nucleares estratégicas, la única diferencia radicará en la proporción entre cabezas nucleares emplazadas y en reserva. Si en algún momento entra en vigor el Tratado Start III otras 1.000 o 1.500 cabezas nucleares estratégicas podrían ser retiradas de los sistemas operativos. De todos modos, éstas y posiblemente otras cabezas nucleares podrían ser desmanteladas, retiradas o colocadas en categoría de reserva, dependiendo del éxito de las negociaciones entre ambas partes (E.E.U.U. y Rusia) de nuevos protocolos que determinarían las cabezas nucleares como las unidades a ser destruidas( en vez de lanzadores o vehículos de transporte).

Misiles Balísticos Intercontinentales (ICBM). La consolidación de los 500 Misiles Balísticos Intercontinentales modelo Minuteman (MM) III de cuatro bases de lanzamiento a tres continuó a lo largo de 1997. Para mediados de noviembre, 121 misiles MM III habían sido removidos de sus silos, en la Base Aérea de Grand Forks, Dakota del Norte, y habían sido transferidos a la base aérea de Malmstrom, Montana para ponerlos en operación o transportarlos a la base aérea de Hill, Utah, donde podrían ser usados como repuestos.

Aproximadamente a mediados de noviembre 180 misiles MM III habían sido emplazados en Malmstrom. Aunque se aceleró el ritmo promedio de remoción/emplazamiento de un misil por semana, en vez de completar la consolidación en septiembre, está planeado que esta concluya en abril de este año. Para entonces habrá 200 misiles MM III en Malmstrom (341° Ala Espacial) y otros 150 en cada una de las siguientes bases: Minot, Dakota del Norte (91° Ala Espacial) y Warren, Wyoming (90° Ala Espacial).

Parte del trabajo de demolición de los silos de los Minuteman II establecido en el tratado Start I ya se ha realizado. El programa de destrucción de Silos en la base aérea de Ellsworth, Dakota del Sur fue completado en septiembre de 1996. Para el 18 de diciembre los últimos 150 silos se habían demolido conforme a lo programado. Hasta entonces ninguno de los silos vacíos que albergaban los misiles Minuteman III en Grand Forks había sido demolido aún.

Para cumplir con la prohibición de Misiles Capaces de Transportar Múltiples Cabezas Nucleares (MIRV) cuando el START II entre en vigor, cada uno do los 500 MM III tendrán el número de cabezas nucleares reducidas de tres a una. Actualmente 300 misiles tienen cabezas nucleares W78 de mayor potencia que las 200 cabezas nucleares modelo W62. Existen varias opciones de reconversión de los Misiles Capaces de Transportar Múltiples Cabezas Nucleares. Una de ellas sería poner una cabeza nuclear modelo W87 en cada misil Minuteman III. Quinientas cabezas nucleares modelo W87 serán removidas de 50 misiles MX cuando éstos sean retirados. Las cabezas nucleares modelo W87 tienen características más seguras que incluyen insensibilidad a grandes explosiones, contenedores resistentes al fuego y un Sistema de Detonación Nuclear Reforzado (ENDS), mientras las cabezas nucleares modelo W68 solamente cuentan con el Sistema de Detonación Nuclear Reforzado. Sin embargo, una desventaja es que sería difícil revertir el proceso y volver a equipar los misiles con varias cargas nucleares.

Una segunda opción sería usar una cabeza nuclear modelo W78 en cada misil. La tercera y la más probable opción sería dejar parte las cabezas W78 en ese grupo de misiles, quizá 150, y poner cabezas nucleares modelo W78, en el resto de los 500 misiles. Esta decisión usaría las cabezas nucleares más nuevas y seguras cabezas nucleares pero también permitiría reconstruir fácilmente los Misiles Capaces de Transportar Múltiples Cabezas Nucleares. El desmantelamiento se programó para ser cumplido en los siete años posteriores a la entrada en vigor del Start I­­es decir para el 5 de diciembre del año 2001. Bajo el nuevo protocolo este objetivo no deberá cumplirse hasta el año 2007.

En un esfuerzo de ahorrar dinero, la fuerza Aérea esta planeando transferir responsabilidades para mantener la disponibilidad de 550 Misiles Balísticos Intercontinentales a empresas privadas. Las compañías Alliant Techsystems y TWR están luchando por obtener el contrato. Cada una de estas empresas ha propuesto un equipo de empresas, con experiencia en el ramo de misiles. El anuncio de quien será el ganador, premiado con el contrato de 15 años, se esperaba para diciembre de 1997.

Un programa, compuesto de tres partes, para mejorar los Misiles Minuteman III, continua. Los centros de control de lanzamiento han sido actualizados con Consolas de Ejecución Rápida y Objetivos de Combate (REACT). La segunda mejoría en el sistema de guía de los misiles está siendo desarrollado por la empresa Boeing Autonetics y continuará hasta el año 2002- Estas medidas eventualmente incrementarán la precisión de los MM III hasta alcanzar casi la misma puntería que los actuales misiles MX­­con un Círculo de Error Probable (CEP) de 100 metros. La tercera parte implica mejorar la primera y la segunda etapa de vuelo incorporando el último modelo de combustible sólido y la tecnología para compactar éste combustible. La tercera etapa de vuelo del misil también será mejorada o reconstruida. Algunas estimaciones calculan el costo total del programa en 7 mil millones de dólares. La empresa ganadora del contrato espera reducir entre un 10 y un 20% de los costos.

Submarinos de Propulsión Nuclear (SSBN) y Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino (SLBM). Un nuevo submarino clase Ohio, el USS Louisiana (SSBN-743) el número dieciocho y último de su clase se incorporó a la flota el 6 de septiembre de 1997.

La Revisión de la Postura Nuclear (NPR) de 1994, recomendó completar la construcción de 18 submarinos de propulsión Nuclear clase Ohio y retirar definitivamente cuatro de los submarinos viejos. Probablemente los submarinos anclados en Bangor, Washington serán los jubilados. Una segunda opción sería retirar dos viejos submarinos y convertir o modificar otros dos para adaptarlos a propósitos especiales. Aunque se permite la conversión de submarinos ésta implica un mayor costo y un proceso más largo porque los tubos para misiles deben ser removidos. La modificación puede realizarse dejando vacíos los tubos para misiles, si así lo acuerdan ambas partes. El tratado Start I deja margen para conservar dos submarinos tipo Poseidón. Si la Marina desea reemplazar estos dos submarinos con dos submarinos tipo Trident tendría que acordarlo en un futuro tratado. Durante su última reunión en Helsinki los Presidentes Bill Clinton y Boris Yeltsin acordaron ajustar los tiempos establecidos con anterioridad para eliminar y desactivar armas y vehículos de transporte. El 26 de septiembre, en Nueva York fueron firmados los protocolos para extender el período de implementación a cinco años, desde su inicio en 2003 hasta el final del 2007. Sin embargo, todos los vehículos de transporte que van a ser eliminados deberán ser desactivados a finales del 2003, ya sea removiendo sus cabezas nucleares o mediante algún otro método que pudiera acordarse.

La Marina continúa adquiriendo Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino modelo Trident II. En el presupuesto del Pentágono para el año fiscal 1998 se adquirieron siete misiles que arrojarían un total de 357. La Revisión de la Postura Nuclear planteó la actualización, con misiles Trident II, de cuatro submarinos equipados con misiles Trident I, incrementando la obtención del número de misiles de 390 a 434, con un costo extra de 2.2 mil millones de dólares. Se compraron veintiocho misiles adicionales fueron comprados para un programa de investigación y desarrollo. El costo actual del programa es de 27.5 mil millones de dólares o sea 60 millones por cada misil. Durante el año fiscal 1998 se han autorizado más de 23 mil millones de dólares. Algunos han cuestionado la necesidad de continuar comprando más misiles si la flota de Submarinos con Propulsión Nuclear debiera ser menor a 14, como resultado de que el tratado Start III entrara en vigor (Una fuerza de 10 submarinos, por ejemplo, requiere de 347 misiles y permitiría un ahorro significativo).

La base de Bangor tendrá que someterse a una serie de adaptaciones para albergar a los Trident II, aunque algunas actividades, como el entrenamiento podrían hacerse en Kings Bay, Georgia. La actualización de los cuatro Submarinos de Propulsión Nuclear tendrá lugar del año 2000 al 2005. Eventualmente dos o tres submarinos serán trasladados de la base de Kings Bay a Bangor para balancear la flota de 14 submarinos.

Para cumplir con los límites establecidos por el Start II en relación a las cabezas nucleares la Marina también tendrá que retirar sus Misiles Balísticos de Lanzamiento Submarino o retirar submarinos adicionales o las dos cosas. Bajo la nueva programación del Start II los SLBN no podrán tener más de 2160 cabezas nucleares para el final del año 2004 y no podrán tener más de 1750 cabezas nucleares para el final del 2007. Si hay un Start III con una limitación de 2000 o 2500 cabezas nucleares emplazadas, el número de submarinos debería reducirse aproximadamente a la mitad. Esto significaría una flota de entre 10 y 12 submarinos dependiendo del número de cabezas nucleares por submarino. Algunos especulan que con una flota de submarinos de una docena o menos, la base de Bangor tendría que cerrarse, aunque los planificadores de guerra lo objetarían porque en ese caso no se podrían alcanzar adecuadamente los blancos en China.

Aunque muchas cosas han cambiado, otras permanecen invariables. En cualquier momento de 1998, entre ocho y once submarinos estadounidenses estarán en patrulla, un número tan alto como en los tiempos de mayor tensión durante la Guerra Fría. La práctica de que cada submarino tenga dos tripulaciones tampoco ha cambiado.

Bombarderos. El primero bombardero B-2 fue enviado al Ala de Bombarderos 509 en la Base Aérea de Whiteman, Missouri, el 17 de diciembre de 1993. El Enola Gay y el Bock's Car, los bombarderos B-29 que arrojaron las bombas contra Hiroshima y Nagasaki fueron parte del 509 original. El ala tiene dos escuadrones: el primero, el 393° fue declarado en operaciones el primero de abril de 1997. El segundo escuadrón, el 325° deberá entrar en operaciones durante este año. Para fines de 1995, ocho bombarderos B-2 habían arribado a Whiteman. En 1996 se enviaron cinco más, en 1997 se enviaron otros cuatro dando un total de 17. Adicionalmente, los seis aviones del programa de pruebas fueron modificados para alcanzar la capacidad de operación, lo cual, dará un total de 21 bombarderos. En ocho años de vuelos de prueba realizados entre julio de 1989 y junio de 1997, los seis aviones volaron en aproximadamente 975 misiones totalizando alrededor de 5000 horas de vuelo.

Los B-2 están configurados para transportar varias combinaciones de municiones nucleares y convencionales. Los primeros 16 aviones fueron producidos como versiones Bloque 10 y son capaces de transportar bombas nucleares modelo B83 y las bombas convencionales Mk 84. Estos fueron seguidos por la producción de nuevas versiones Bloque 20 del avión, capaces de transportar la bomba nuclear B61. Los últimos dos aviones producidos fueron versiones Bloque 30 y son capaces de transportar ambos tipos de bombas nucleares y varios juegos de bombas convencionales, municiones y misiles.

A finales de noviembre había nueve aviones en la Base Aérea de Whiteman, y once más en la fábrica de Palmdale, California que estaban siendo actualizados a naves tipo Bloque 30 y un avión de pruebas en la base aérea de Edwards. En el año 2000 la actualización habrá terminado y habrá 21 aviones B-2 versión Bloque 30.

El bombardero Northrop Grumman fue criticado en un reporte publicado el 14 de agosto por el General Accounting Office de los E.E.U.U. porque "las pruebas aplicadas al B-2 han mostrado que es sumamente sensible a los climas extremosos, al agua y a la humedad -la exposición al agua o a la humedad puede provocar daños en las superficies que mejoran su baja visibilidad ante instrumentos de detección electrónica". También contiene fuertes críticas a los altos costos de operación y mantenimiento. Por cada hora de vuelo el B-2 requiere 119 horas de mantenimiento comparadas con las 53 horas del B-52 y las 60 horas del B-1B.

Bajo el Start II los bombarderos B-1B no serán contabilizados como bombarderos nucleares. La transición del B-1 a un rol convencional ha sido terminada aunque el Start II no ha entrado en vigor. Para finales de 1997, los bombarderos B-1 quedaron fuera de las misiones estipuladas por el Plan Unico e Integral de Operaciones (SIOP) y las bombas para esos aviones que estaban almacenadas en las Áreas de Almacenamiento de Bombas de Ellsworth y Dyess fueron removidas a otras bases. El tratado Start II requiere que "cada parte establezca Áreas de Almacenamiento para los armamentos nucleares de bombarderos, a una distancia mayor de 100 kilómetros de cualquier base aérea donde los bombarderos serán reasignados a un rol convencional.

Concluimos que los bombarderos de varios lugares están siendo almacenados en la base aérea de Fairchild, Washington y Grand Forks, Dakota del Norte a pesar de que no hay bombarderos de ninguna clase ubicados ahí. De cualquier manera, éstas y otras armas podrían usarse para reconstituir el arsenal nuclear y para dispersar la fuerza de bombarderos si se produce una alerta.

El 19 de septiembre de 1997 un B-1B del ala de Bombarderos ubicada en Ellsworth, se estrelló durante una misión de entrenamiento sobre el sureste de Montana, matando a sus cuatro tripulantes. De los cien bombarderos B-1B, cinco se han estrellado. Los primeros cuatro accidentes ocurrieron: el 28 de septiembre de 1987, el 8 de noviembre de 1988, el 17 de noviembre de 1988 y el 30 de noviembre de 1992.

Los 95 bombarderos B-1B están actualmente en seis bases y son cambiados de posición periódicamente. En noviembre del año pasado, la disposición era: 41 bombarderos en la base aérea de Dyess, Texas (7° Ala de Bombarderos), 28 en Ellsworth, Dakota del Sur (AB 28°), 11 en McConell, Kansas (AB 184), ocho en Mountain Home, Idaho (34° Escuadrón de Bombarderos, parte de la 366° Ala Compuesta ) cinco en Robins, Georgia (116° AB), y dos en el Centro de Pruebas de Edwards, California.

Apenas en 1985 la Fuerza Aérea tenía 260 bombarderos B-52G y H. Todos los bombarderos B-52G han sido retirados y de los 104 modelo H construidos originalmente, quedan 93; 58 con la 2a Ala de Bombarderos en la base aérea de Barksdale, Louisiana, 35 con la 5a AB en Minot, Dakota del Norte y dos aviones de pruebas en la base aérea de Edwards.

Un cierto número de Misiles Crucero (ALCM) continua siendo convertido a versiones convencionales mientras otros Misiles Crucero y otras bombas están siendo almacenadas para ser parte de una reserva.

LAS FUERZAS NUCLEARES ESTRATÉGICAS DE RUSIA A FINALES DE 1998

Las fuerzas estratégicas de Rusia están sufriendo la misma escasez de recursos y declinaciones presupuestarias que afligen al resto de las fuerzas militares rusas. Lo que se agrega al resto de los problemas profundamente arraigados en las fuerzas armadas -deserciones del servicio militar obligatorio, suicidios, alcoholismo, criminalidad, renuncias y baja moral- que continuaron a lo largo de 1998. El entrenamiento se ha resentido y el equipamiento no está siendo mantenido. Lo más problemático es la creciente politización de los militares, que se ha manifestado en una creciente crítica verbal al liderazgo civil.

Desde el año pasado ha habido una pequeña declinación del número de cabezas nucleares estratégicas operacionales -a menos de 6000- principalmente debido a la remoción de las armas que tiempo atrás se habían desplegado en Kazajastán, Ucrania, y en Bielorusia.

Misiles balísticos intercontinentales (ICBM)

Durante el año pasado hubo cambios modestos en la composición de los ICBM. Las cabezas nucleares estratégicas desplegadas en otras repúblicas de la ex Unión Soviética han sido retiradas y devueltas a Rusia. Para abril de 1995 habían sido removidas todas las de Kazajastán, en junio de 1996 las de Ucrania y en noviembre de 1996 las de Bielorusia. De todas formas, es difícil establecer el estatus operacional de la fuerza. El Ministro de Defensa, Igor Sergeyev y el Comandante en Jefe de la Fuerza Estratégica de Cohetes (RVSN), General Vladimir Yakovlev afirmaron reiteradamente a lo largo del año pasado que la RVSN estaba en plena capacidad de desarrollar su misión.

El proceso de desactivación y retiro de los ICBM y sus plataformas de lanzamiento avanzó al menos cuatro etapas. La primera etapa consiste retirar a los ICBM del estado de alerta, por medios eléctricos y mecánicos. Seguidamente, las cargas nucleares se retiran del misil. En la tercera etapa el misil es sacado del silo. Finalmente, para ajustarse a lo establecido en START I, el silo es volado y eventualmente rellenado. De esta forma, el número de misiles y cabezas nucleares en el arsenal ruso variará de acuerdo a la etapa en que cada analista aventure que se encuentra el programa.

La Fuerza Estartégica de Cohetes controla los ICBM y sigue siendo el principal servicio de las fuerzas armadas rusas. Este servicio está organizado en cuatro ejércitos misilísticos -con las jefaturas en Vladimir, Omsk, Orenburg y Chita- y 19 divisiones misilísticas, correspondientes a las 19 bases operacionales. El 12º Directorio Principal es responsable por la seguridad nuclear y la custodia. Hacia fines de 1998, un total de 756 misiles de cinco tipos distintos fueron instalados en las 19 bases: 360 SS-18, SS-19, SS-24, y SS-27 en silos subterráneos; 36 SS-24 en vagones de trenes; y 360 SS-25 de transporte vehicular para desplazamiento en carreteras.

Si el Start II entrara en vigencia, todos los SS-18 y SS-24, más todos los SS-19, a excepción de unos 105, serían eliminados. Los restantes SS-19 serían reducidos a una sola cabeza por misil de las seis que tienen en el presente. Una cantidad de 90 silos para SS-18 podrían ser reconvertidas para alojar a los SS-27 Topol-M.

El General Yakovlev anunció una ambiciosa producción de Topol M (SS-27). Señaló que su cronograma prevé la puesta en operación de 20 a 30 SS-27 por año en los próximos tres años, y de 30 a 40 por año durante los tres años siguientes. Si se cumpliera este cronograma, hacia fines del 2001 podrían llegar a tener entre 70 y 100 SS-27, y hacia fines del 2004, entre 160 y 220. Una cifra un poco más realista, considerando las limitaciones de recursos, indica que podrían fabricar de 10 a 15 misiles por año quizás con la colocación en el terreno de entre 60 y 80 hacia el año 2005. El Topol M se produce en la Planta de Construcción de Máquinas de Votkinsk.

El 22 de octubre de 1998 un ICBM Topol M explotó luego de su lanzamiento desde el centro de pruebas de Plesetsk. Era el quinto lanzamiento de prueba, que tenía el propósito de realizar un vuelo a través de Rusia y alcanzar un objetivo en la península de Kamchatka. La sexta prueba, el 8 de diciembre de 1998, resultó exitosa.

Dos SS-27 de emplazamiento en silos fueron puestos bajo "estudio" en diciembre de 1997 en la región de Saratov, en el sudoeste ruso, en la localidad de Tatischevo. El 27 de diciembre de 1998, de acuerdo al gobierno de Rusia, el 104º regimiento, dependiente de la División Misilística de Taman, disponía de 10 misiles en estado operacional.

Los SS-25 fueron producidos y desplegados durante una década, desde 1985. Las versiones tempranas están ya cercanas al fin de su vida útil en servicio, que es aproximadamente de 15 años. Es probable que se los someta a un programa para la extensión de esa vida, aunque aún no está claro exactamente cuántos misiles incluirá ni cuánto más podría prolongarse su tiempo de servicio.

En un excelente informe, La Evolución de la Fueza Nuclear Rusa (Universidad de Stanford, 1998), Dean A. Wilkening desarrolla un modelo basado en la vida útil de misiles, los SSBN, y de los bombarderos pesados, a lo largo de los últimos cuarenta años. Las proyecciones de este modelo al 2010/2015, resultan en una fuerza estimada de 1.300 a 2.400 cabezas nucleares, dependiendo de la situación económica y de los tratados de armas. Algunos aducen que estos números son muy optimistas y que la fuerza va a estar cercana a los mil o menos incluso.

Submarinos de Propulsión Nuclear con Misiles Balísticos (SSBN).

La fuerza rusa de submarinos con misiles balísticos es ligeramente más pequeña que el año anterior. Los Submarinos Nucleares con Misiles Estratégicos están asignados exclusivamente a cinco bases de las flotas Norte y del Pacífico, pero de éstas sólo tres tienen SSBNs en estado operacional: Nerpichya y Yagelnaya en la península de Kola y Rybachi (a 15 kilómentros al sudoeste de Petropavlovsk) en la península de Kamchatka. Las otras dos bases alojan submarinos que han sido sacados de servicio.

En el último intercambio de informaciones concretado bajo el regimen START, el 1º de julio de 1998, se contabilizaron 42 submarinos de seis clases: Typhoon, Delta IV, Delta III, Delta II, Delta I y Yanquee. De todas formas, debido a los problemas asociados con el desarme, el número actual de submarinos disponibles y completamente operacionales es mucho menor. La Armada rusa cuenta sólo con unos 25 SSBN operacionales, 16 en la Flota Norte y nueve en el Pacífico, pero incluso ese número probablemente sea muy alto. Catorce Delta III entraron en servicio entre 1977 y 1982; dos fueron retirados y un tercero puede haber sido adaptado para usos no misilísticos. Los Typhoon, submarinos de tercera generación han sido sacados de servicio debido a problemas técnicos. Sin una infusión de fondos, es probable que tengan que ser retirados antes que redesplegados. 21 es un número más realista de submarinos operacionales.

La duración operacional de los SSBN rusos se ha reducido considerablemente desde el fin de la Guerra Fría. Se ha reportado que entre mayo y julio de 1998 no hubo ningún SSBN en actividad abocado a tareas de patrullaje, ni de seguridad. Los patrullajes se reiniciaron en agosto con un submarino en el Atlántico y uno en el Pacífico, y con al menos uno más en cada flota en estado de alerta en muelle.

Rusia no ha anunciado sus planes futuros para su fuerza SSBN, que ya está por debajo del límite establecido en START II, de 1.750 cabezas. De acuerdo a sus recursos, Rusia puede llegar a tener entre 10 y 15 SSBN operacionales hacia fines del 2003 (siete Delta IV y una combinación de Typhoons y los más recientes Delta III). Las reducciones pueden llegar a conducir al cierre de las bases de los SSBN o incluso a su fusión en la Flota Norte.

La cuerpo central del primer submarino con misiles balísticos de un tipo nuevo -la clase Borey- fue botado en 1996. La construcción de este modelo ha sido intermitente y se suspendió por completo en 1998. El Jefe de la Armada, Almirante Kuroyedov anunció que el submarino estaba siendo rediseñado, lo cual no es un buen augurio. Es poco probable que alguno de los submarinos clase Borey lleguen a unirse a la flota en los próximos cinco años. A pesar de la retórica alrededor del mantenimiento de la pierna oceánica de la tríada, el futuro de la fuerza rusa de SSBN está envuelto en dudas.

Bombarderos.

El estatuto y futuro de la fuerza rusa de bombarderos es también incierto. A finales de 1998, Rusia tenía cerca de 70 bombarderos estratégicos, pero debido a la falta de recursos no todos estaban en estado operacional. No hay planes de corto plazo para producir nuevos bombarderos. Con la actual generación de misiles crucero de lanzamiento aéreo acercándose al termino de su vida útil, por el año 2001, la aviación estratégica probablemente centre su atención en la modernización de naves y sistemas de armas. Como fuera, el número de bombarderos estratégicos, probablemente continúe su declinación, y continúa siendo un interrogante si Rusia seguirá manteniendo un bombardero estratégico nuclear.

A pesar de que el Coronel General Anatoly Kornukov, comandante en jefe de la Fuerza Aérea Rusa, anunció que una nueva aeronave que iría a reemplazar el Tu-95MS Bear H, entraría en servicio después del 2010, esta fecha está en un futuro tan lejano que carece de significación para los actuales dilemas de la fuerza. De los seis Tu-160 Blackjacks que figuran en el inventario ruso, sólo dos están en condiciones de despegue. El acuerdo de 1995 para adquirir el Tu-160 ucraniano se desplomó en la primavera-verano de 1997 y los ucranianos ahora piensan dejar de producirlos. El bombardero Blackjack se dejó de fabricar en 1994, pero en 1997 el General Eugene Habiger, entonces comandante en jefe de Comando Estratégico de las Fuerzas Armadas Norteamericanas, dijo a su regreso de Rusia que todavía se estaban produciendo algunos Blackjacks. Como sea, ninguno apareció en 1998.

En el rea de la Defensa Estratégica, el General Yakovlev anunció que no se iban a emplazar cabezas nucleares en los misiles antibalísticos SH-11 Galosh ni en los SH-08 Gazelle que constituyen el sistema antibalístico que circunda Moscú.

FUERZAS ESTRATÉGICAS RUSAS A FINALES DE 1998

Tabla 8

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

FUERZAS NUCLEARES CHINAS EN 1999

China mantiene un arsenal de unas 400 ojivas nucleares: unas 250 armas "estratégicas" en una tríada de misiles de largo alcance basados en tierra, bombarderos, y misiles balísticos de lanzamiento desde submarinos; y unas 150 armas "tácticas", presumiblemente bombas de rendimiento menor para aviones tácticos, posiblemente proyectiles de artillería, municiones de demolición atómica, y misiles de corto alcance como el Dong Feng (o DF) 15 y 11. Estas armas son más conocidas por sus nombres de exportación: Al DF-15 se le conoce como el M-9 y tiene un alcance de 600 kms.; el DF-11, o M-11, tiene un alcance de 300 kms.

Se estima que las fuerzas nucleares chinas están emplazadas en unos 20 lugares. Se encuentran bajo el control de la Comisión Militar Central (CMC), encabezada por el Presidente chino, Jiang Zemin. Otros integrantes de la CMC son generales del Ejército Popular de Liberación, varios de los cuales también tienen cargos en el Politburó del Partido Comunista.

El uso del término "estratégico" en el caso chino requiere precisarse. China cuenta con sólo una veintena de misiles capaces de recorrer distancias intercontinentales, y otros cien con un alcance de 1800 a 4750 kms. Aunque normalmente los bombarderos se consideran como parte de las fuerzas estratégicas, los bombarderos chinos no pueden recorrer grandes distancias, y el único submarino balístico chino no se arriesga a alejarse mucho de las costas del país.

En comparación con los sistemas de armas nucleares de las demás potencias, especialmente EE.UU., el arsenal chino es de tamaño y capacidad modestos.

La información sobre las armas nucleares tácticas de China es limitada y contradictoria, y no existe confirmación de fuentes oficiales sobre su existencia. El interés inicial de China por las armas tácticas posiblemente se haya despertado en los años 60’s y 70’s, cuando sus relaciones con la Unión Soviética eran cada vez más tensas. La realización de varios ensayos nucleares de bajo rendimiento a fines de los 70’s y de un ejercicio militar en gran escala en junio de 1982 en el que simuló el uso de armas nucleares tácticas, sugiere que estas armas posiblemente hayan sido desarrolladas.

El ministro de defensa de Taiwán ha hecho afirmaciones específicas en el sentido de que el M-9 y el M-11 tienen capacidad nuclear, y los funcionarios taiwaneses reportan que el número de misiles tipo M en las tres provincias del sur de China se ha incrementado de entre 30 y 50 a entre 160 y 200 durante los últimos tres años.

Es importante mantener en perspectiva la modernización militar y las fuerzas nucleares de China. Históricamente, el tiempo de espera para que un misil, submarino o bombardero entre en servicio en las fuerzas chinas ha sido largo. De la investigación inicial, el desarrollo y los ensayos, el emplazamiento puede tardar una o dos décadas, y para entonces el sistema será, en gran medida, obsoleto, de acuerdo con los estándares de EE.UU.

El deseo natural de cualquier ejército es tener mejores armas; no es ninguna sorpresa que China haya puesto la mirada en países extranjeros para mejorar sus fuerzas armadas por medios comerciales o clandestinos. Las recientes acusaciones de que China había espiado en los laboratorios de armas de EE.UU. no resultan sorprendentes, dado que los Laboratorios Nacionales de Los Alamos y Lawrence Livermore están a la vanguardia en el mundo en cuanto al diseño de ojivas sofisticadas, compactas y ligeras.

Sin embargo, no hay indicación de la existencia de algún programa intensivo en China ni de incrementos dramáticos en el número de ojivas en el futuro inmediato. Como se manifestó en un informe que el Pentágono envió recientemente al Congreso: "Los indicios sugieren que China desarrollará su fuerza militar a un ritmo mesurado. Los líderes chinos consideran que una acumulación de armas militares más rápida o de una escala mayor sería innecesaria y perjudicaría la continuación del crecimiento económico".

Misiles balísticos. El pilar de las fuerzas nucleares chinas es el misil balístico. Las versiones basadas en tierra tienen un alcance que va de 3000 a 13000 kms., y sólo unos 20 son capaces de alcanzar objetivos en América del Norte.

China cuenta con cuatro tipos de misiles balísticos, dentro de la familia de misiles Dong Feng: el DF-21, DF-3, DF-4 y DF-5. El DF-4 es un misil fijo de largo alcance que está emplazado en cinco bases: Da Qaidam, Delingha, Sundian, Tongdao y Xiao Qaidam. El DF-5A, un ICBM (Misil Balístico Intercontinental) mejorado, se emplazó por primera vez a principios de los 80’s. El gobierno de EE.UU. estima que hay unos 20 en el arsenal chino.

Unas 40 rampas de lanzamiento de misiles balísticos de mediano alcance tipo DF-3 están emplazados en Jianshui, Kunming, Yidu, Tonghua, Dengshahe y Lianxiwang. El DF-21, un misil móvil de mediano alcance de dos etapas, está sustituyendo al DF-3 en algunos de estos sitios (Tonghua, Jiansui, Lianxiwang) y es probable que el proceso continúe en el resto. Una versión mejorada, de alcance más largo, llamada el DF-21X está cerca de ser emplazada, según el Ministerio de Defensa del Japón.

La prensa menciona con frecuencia dos misiles balísticos futuros, aunque se sabe muy poco sobre ellos. Se dice que el DF-31 y el DF-41 tendrán un alcance de 8000 y 12000 kms., respectivamente. Es muy probable que estos misiles tengan una precisión y sistema de guía mejorados, plataformas de lanzamiento móviles, tecnología para combustible sólido y, posiblemente, ojivas múltiples. (EE.UU. emplazó misiles con vehículos múltiples de reentrada [MIRV] por primera vez en 1970. La Unión Soviética, Francia y Gran Bretaña hicieron lo propio en 1974, 1985 y 1994, respectivamente.) Estos misiles también podrían ser capaces de lanzar dispositivos de penetración como señuelos que se arrojan durante la reentrada para confundir los sistemas de defensa anti misiles.

No se han iniciado ensayos en vuelo del DF-31 ni del DF-41, y el emplazamiento de cualquiera de los dos misiles podría tardar muchos años. Tampoco se sabe cuántos misiles podrían eventualmente llegar a emplazarse ni cuántas ojivas podría llevar cada uno.

China realizó 45 ensayos nucleares entre 1964 y 1996, 22 de los cuales fueron subterráneos. Anticipándose a la firma del Tratado de Prohibición Completa de Ensayos Nucleares, China realizó nueve ensayos entre 1992 y 1996. Estos tuvieron múltiples fines: asegurar el funcionamiento de las ojivas que en ese momento formaban parte del arsenal y confirmar el diseño de las ojivas futuras, en caso de que China decidiera producirlas y emplazarlas.

Submarinos de propulsión nuclear que transportan misiles balísticos (SSBN). China ha tenido grandes obstáculos para desarrollar submarinos nucleares y misiles balísticos capaces de ser lanzados desde submarinos (SLBM). Por ejemplo: China cuenta con un solo SSBN operativo de clase Xia. Sin duda tenían la intención de que el programa Xia fuera más amplio ningún país se propone construir un solo submarino, pero dificultades técnicas con el combustible sólido para los SLBM y con los reactores nucleares para los submarinos impidieron su desarrollo completo. El único SSBN que existe fue construido en el Astillero y Base Naval de Huludao, en el Golfo de Bohai, que se encuentra en el norte del país, y fue puesto en operación en abril de 1981. Finalmente fue desplegado en enero de 1989 en la Base de Submarinos de Jianggezhuang, donde se cree que están almacenadas las ojivas para su correspondiente misil Julang-1. El SSBN de clase Xia y los cinco submarinos de ataque de clase Han (SSNS) nunca han navegado fuera de sus aguas territoriales. No se ha previsto construir más submarinos de clase Xia, pero se está desarrollando un submarino sustituto.

El SLBM Julang-1, instalado en el Xia, sigue siendo el primer y único misil balístico de China con propulsión a combustible sólido. El misil pasó por una serie de ensayos en vuelo entre 1981 y 1984, incluyendo un lanzamiento marítimo exitoso en 1982, desde un submarino de fabricación china basado en el de diseño soviético original de la clase Golf. Se está desarrollando una segunda generación de SLBM, presumiblemente el Julang-2, que es una variante del DF-31. Parece poco probable que en el futuro la flotilla china tenga más de cuatro o seis submarinos.

Bombarderos. La flotilla de bombarderos chinos es anticuada y se basa en versiones chinas de antiguos aviones soviéticos fabricados en los años cincuenta. Con el retiro del Hong--un rediseño del bombardero soviético Il-28 Beagle--el bombardero más importante es el Hong-6, que se basó en el Tu-16 Badger soviético, avión de alcance medio que entró en servicio en las fuerzas soviéticas en 1955. Bajo un contrato de licencia, China empezó a producir el H-6 en los años sesenta, y lo usó para lanzar cargas en dos pruebas nucleares: una con una bomba de fisión en mayo de 1965, y la otra con una bomba de varios megatones en junio de 1967.

Durante más de una década China ha venido desarrollando un cazabombardero supersónico, el Hong-7 (o FB-7), con la Xian Aircraft Company. No se cree que este avión tenga una función nuclear.

La modernización de la flotilla de bombarderos chinos podría darse mediante la adaptación de aviones comprados en el exterior. China compró 26 cazas Flanker Su-27 de fabricación soviética/rusa en 1992 por mil millones de dólares. Estos aviones están actualmente en posesión de la Tercera División Aérea, en el aeropuerto de Wuhu, a 250 kms. al oeste de Shanghai.

En un convenio separado, Rusia vendió los derechos de producción a China para permitirle ensamblar y producir aviones Su-27 en la planta de Shenyang, donde ingenieros rusos aseguraban el control de calidad. Los primeros dos Su-27 construidos en China volaron en 1998. La Fuerza Aérea del Ejército de Liberación Popular quiere 200 Su-27; pero tendrá que esperar por lo menos hasta el 2015 para tenerlos, dados los programas actuales de producción. El Su-27 tiene capacidad aire-tierra, aunque por el momento no hay ningún indicio de que China lo esté modificando para que tenga capacidad nuclear. China también quiere comprar el Su-30 Flanker, pero las negociaciones con Rusia están suspendidas.

FUERZAS NUCLEARES CHINAS EN 1999

Tabla 9

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

TOTAL DE ARSENALES NUCLEARES EN EL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Noviembre/Diciembre 1997

Las cinco potencias nucleares reconocidas poseen actualmente alrededor de 36.000 cabezas nucleares. Muchos millares de estas armas--especialmente en el caso de Rusia--serán desmanteladas o se encuentran fuera de operación. Sin embargo, el número de cabezas que se encuentra activo y en operaciones--estimado en 22.000--es más alto de lo que uno esperaría. Por otra parte, no son claros los planes de estos cinco países en cuanto a la producción de nuevas armas nucleares en el futuro.

Estados Unidos

Dicho país esta produciendo nuevas bombas de penetración subterránea tipo B61 Mod 11 usando como base el paquete físico de las bombas modelo B61-7, a las cuales les ha añadido cascos endurecidos. Los tecnólogos del laboratorio Sandia (en Nuevo México) también están considerando la posibilidad de convertir la bomba B61-11 en una bomba guiada y capaz de planear que podría lanzarse desde un bombardero B-2.

Por otra parte, Estados Unidos ha decidido mantener nueve tipos de cabezas nucleares, de los cuales, ha responsabilizado al laboratorio Los Alamos de seis tipos y al laboratorio Livermore de los otros tres. Hasta donde puede vislumbrarse, sus arsenales nucleares­­calculados en aproximadamente 10.500 cabezas nucleares­­no crecerán más allá de esa cifra, ni se emplazarán armas en nuevos lugares.

Rusia

El gobierno ruso no hace públicos sus planes, pero se saben algunas cosas sobre el estado actual de sus arsenales. Las armas nucleares de Rusia carecen de fondos suficientes y se les da un pobre mantenimiento. Muchos de sus sistemas de armamento tendrán que ser retirados, no tanto por los tratados de desarme sino porque fueron construidos para servicios de corta duración. Es muy probable que Rusia esté produciendo un pequeño número de cargas nucleares para los nuevos modelos de Cohetes Balísticos Intercontinentales (ICBMs) de una sola cabeza, modelo SS-27 Topol M, los cuales, serán emplazados próximamente. La producción de estos misiles Topol, probablemente no rebasará las 10 o 20 unidades por año.

Gran Bretaña

Actualmente dicho país esta produciendo cabezas nucleares, en Aldermaston y Burghfield, para los misiles balísticos de lanzamiento submarino (SLBM)­­modelo Trident II­­que serán colocados en los novedosos submarinos clase-Vanguardia. Antes de la victoria de los laboristas se estimaba que Gran Bretaña produciría alrededor de 275 cargas nucleares. La mitad ya han sido construidas para 2 de los 4 submarinos de este tipo que entraron en servicio a finales de 1994 y de 1995. Gran Bretaña esta considerando la posibilidad de introducir cambios en su estrategia nuclear, como parte de una Revisión de su Estrategia Nuclear, cuya culminación esta programada para principios de 1988. Los cambios incluyen, una reducción del número de cabezas nucleares por cada misil Trident, una política de "no lanzar el primer ataque" y una suspensión de los patrullajes permanentes realizados por sus submarinos nucleares.

Francia

Este país está produciendo cabezas nucleares en la planta de ensamblaje final de Valduc para utilizarlos en los M45 SLBM (misíles balísticos de lanzamiento submarino) que serán colocados en los nuevos submarinos clase Triomphant. Estimamos que se producirán alrededor de 300 cabezas nucleares para la flota de cuatro submarinos. El primero entró en servicio el 1 de septiembre de 1996. El segundo Le Téméraire estará terminado en 1999. El tercero Le Vigilant está retrasado y no estará terminado hasta el año 2001. El cuarto entrará en servicio aproximadamente en el año 2005.

El número de bases donde Francia tiene emplazadas sus armas nucleares se ha reducido, de más de una docena en 1990, a sólamente cuatro (Istres, Luxeuil, lle Longue y Landivisiau) en la actualidad. Otras cargas nucleares están ubicadas en la planta de Valducy y en el Centre d'Etudes de Limell-Valentin ( Los Alamos de Francia).

China

La situación en China es difícil de valorar, pero se tienen algunos datos. La serie de pruebas subterráneas terminada en junio de 1996 parece confirmar que China ha diseñado, una o varias, cabezas nucleares nuevas, para una nueva generación de misiles balísticos. Estas pueden incluir las bombas DF-31 o las DF-41 o quizá ambas, así como un nuevo misil balístico para una nueva clase de submarinos.

ARSENALES NUCLEARES DEL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Tabla 10

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

Las cifras de E.E.U.U. (desde 1988) y las de URSS/Rusia (desde 1986), incluyen las cabezas nucleares en activo, las fuerzas en operación, las que han sido retiradas y aquellas no emplazadas que se encuentran en lista de espera para ser desmanteladas; también comprenden las que están en reserva. En años recientes, se estima que alrededor del 50% de las cabezas Soviético/Rusas están activas y el otro 50% están en reserva o retiradas.

ARSENALES NUCLEARES DEL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Tabla 11

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

ARSENALES NUCLEARES DEL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Tabla 12

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

ARSENALES NUCLEARES DEL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Tabla 13

FUENTE: Boletín of the Atomic Scientists

ARSENALES NUCLEARES EN EL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Gráfica 2

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

 ARSENALES NUCLEARES EN EL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Gráfica 3

ARSENALES NUCLEARES EN EL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Gráfica 4

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

ARSENALES NUCLEARES EN EL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Gráfica 5

Fuente: The Bulletin of the Atomic Scientists

ARSENALES NUCLEARES EN EL MUNDO ENTRE 1945 Y 1997

Gráfica 6

GLOSARIO

ARMAS NUCLEARES ESTRATÉGICAS:

Vehículos de transporte dotados con cargas nucleares y un alcance mayor a 5 mil kilómetros. Las armas tácticas tienen un alcance menor. Las cargas nucleares se clasifican fundamentalmente en dos tipos: bombas de gravedad y cabezas nucleares transportadas por misiles, ya sea balísticos o dotados con capacidad aerodinámica.

ICBM:

Misiles balísticos autodirigidos con capacidad para usarse en un ataque intercontinental.

SLBM:

Misiles balísticos lanzados desde submarinos. Estas armas son particularmente importantes porque sus bases de lanzamiento son móviles y prácticamente imposibles de localizar.

SSBN:

Submarinos nucleares con capacidad para lanzar misiles balísticos con cargas nucleares.

Por su movilidad constituyen plataformas de lanzamiento imposibles de localizar.

ALCM:

Misiles tipo "crucero" lanzados desde aire. Estos misiles tienen sistemas de sustentación aerodinámica y un avanzado sistema de navegación que los hace prácticamente invulnerables.

MEGATONES:

.Medida del poder explosivo de una carga nuclear. Un megatón equivale a un millón de toneladas de TNT equivalente.

BOMBAS DE PENETRACIÓN SUBTERRÁNEA (earth-penetrating B61 Mod 11 bomb):

Son bombas diseñadas especialmente para ser dirigidas contra blancos reforzados y ubicados en el subsuelo. Las B61 Mod 11 tienen cascos endurecidos (heavier casings) en la parte delantera del misil, similar al casco de una bala, para poder destruir blancos subterráneos.

BOMBA GUIADA Y CAPAZ DE PLANEAR (guided glide-bomb):

Se trata de una bomba diseñada para arrojarse desde una avión, pero a diferencia de las bombas de gravedad, este nuevo modelo es capaz de planear y dirigirse hacia su blanco, después de haber sido lanzada del avión.

MISÍLES BALÍSTICOS INTERCONTINENTALES (ICBM por sus siglas en inglés):

Cohetes autodirigidos (capaces de seguir una ruta que los conduzca a su blanco, sin recibir señales del exterior ) con un diseño aerodinámico similar al de una bala. Pueden recorrer distancias superiores a los 5 000 kilómetros, por lo cual pueden usarse para un ataque intercontinental.

PAQUETE FÍSICO (physics package):

El corazón de un misil nuclear que contiene el plutonio.

MISIL BALÍSTICO AUTODIRIGIDO QUE TRANSPORTA UNA SOLA CABEZA NUCLEAR (single warhead ICBM):

Esta precisión es necesaria porque actualmente existen misiles capaces de transportar varias cabezas nucleares.

POTENCIAS NUCLEARES RECONOCIDAS:

Se trata de los cinco países (EU, Rusia, Inglaterra, Francia y China) que asumen tener armas nucleares. Hay tres potencias nucleares no reconocidas: India, Pakistan y Israel.

MISILES BALÍSTICOS LANZADOS DESDE SUBMARINOS (SLBM):

Estas armas son particularmente importantes porque sus bases de lanzamiento son móviles y prácticamente imposibles de localizar.

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