Hoy, en 1961, la Unión Soviética probó la bomba termonuclear más grande de la historia: una RDS-220 de 50 megatones (diseñada originalmente para un rendimiento de 100 megatones). La que más tarde sería conocida como la Bomba del Zar, fue lanzado por un bombardero Tu-95 Bear y explotó a unos 4000 metros sobre Novaya Zemlya, al norte del Círculo Ártico.
Una caricatura editorial original de Herblock (Herbert Block) en la Biblioteca del Congreso muestra una gran bomba de hidrógeno antropomorfizada, usando botas con clavos, un pequeño casco estilo centurión romano, y un brazalete con un martillo y una hoz que dice “Super Bomb Explosions.” La bomba, que tiene un aspecto algo amenazante en su “cara” masculina, está de rodillas, apoyando una de sus dos manos peludas sobre un cochecito de bebé, mientras dice: “Duerme, bebé, duerme.”
La RDS-220—diseñada y construida en solo 4 meses—tenía 8 metros de largo, 2.1 metros de diámetro, y pesaba 27000 kilogramos, incluyendo un paracaídas de 800 kilogramos para frenar la caída y dar tiempo a escapar al bombardero. Fue liberada desde más de 10000 metros y cayó durante 188 segundos, permitiendo que el Tu-95 alcanzara una distancia segura (alrededor de 48 kilómetros).
La explosión de 50 megatones fue más de 3,300 veces más poderosa que la bomba atómica de 15 kilotones que destruyó Hiroshima. Fue 10 veces más poderosa que todas las bombas convencionales —juntas— utilizadas durante la Segunda Guerra Mundial. Aunque el cielo estaba nublado sobre Novaya Zemlya, el destello fue visible a 1000 kilómetros de distancia.
Comparativa de las explosiones nucleares más potentes, incluida la de la bomba de Hiroshima, que hay que ampliar para poder ver.
La bola de fuego tenía casi 10 kilómetros de diámetro y casi tocó el suelo. La nube en forma de hongo se elevó a unos 64 kilómetros de altura—siete veces más alta que el Monte Everest y por encima de la estratosfera. Los sismógrafos registraron de 5 a 5.25 en la escala de Richter.
En Severny, a 55 kilómetros del epicentro, la explosión destruyó todas las estructuras de madera y ladrillo. Incluso a cientos de kilómetros de distancia, las casas de madera fueron demolidas mientras que las de piedra sufrieron daños. Las ventanas en edificios tan lejanos como Finlandia y Noruega estallaron por la potente onda de choque.
En 2020, la Corporación Estatal de Energía Nuclear de Rusia, Rosatom, publicó un documental desclasificado de 30 minutos sobre esta prueba de armas nucleares sin precedentes en línea. Este notable film de propaganda muestra los preparativos para la prueba (incluyendo detalles de la construcción de la bomba), la prueba en sí, y sus consecuencias.
No es la primera vez que hablamos de aviones nucleares. Fueron de los primeros textos que publicamos en la web, cuando el blog ni siquiera existía, un par de traducciones -posiblemente hoy las haríamos mucho mejor, sobre bombarderos nucleares estadounidensesy soviéticos. Hoy os traemos unos cuantos pájaros más que se propusieron como potenciales receptores de motores nucleares.
En 1946, el Departamento de Defensa (DoD) inició un proyecto conjunto entre la Comisión de Energía Atómica y la Fuerza Aérea conocido como Programa de Propulsión Nuclear de Aeronaves.
Basado en los requisitos establecidos por el DoD, el programa ANP, conocido también como el Programa de Propulsión Nuclear de Aeronaves Tripuladas, debía desarrollar un avión de propulsión nuclear para fines militares. El reactor y los blindajes correspondientes eran responsabilidad de la AEC, mientras que la USAF se encargaba de la estructura del avión, la turbomaquinaria y los componentes auxiliares.
La razón para continuar con el programa ANP fue proporcionar nuevos enfoques para la propulsión de aeronaves tripuladas mediante el uso de la fisión nuclear como fuente de energía, superando así las limitaciones de alcance y resistencia de las aeronaves propulsadas químicamente (motores de explosión). Básicamente, en la época en la que la energía nuclear se consideraba que sería la panacea que salvaría al mundo y que podía utilizarse para propulsar barcos, submarinos, coches o aviones, se pensó que podría ser la mejor forma de conseguir bombarderos y aviones de reconocimiento con una autonomía virtualmente infinita.
Perfil de misión típico
Los principales componentes del avión de propulsión nuclear eran el sistema de propulsión y la estructura del avión. Cinco grandes contratistas trabajaron en el programa ANP. Los contratistas de propulsión fueron General Electric Company, Aircraft Nuclear Propulsion Department y Pratt & Whitney Aircraft Division de United Aircraft Corporation. Los contratistas de fuselajes fueron la División Convair de General Dynamics Corporation y la División de Georgia de Lockheed Aircraft Corporation. La Union Carbide Nuclear Company, operadora del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, fue el contratista principal en el área de apoyo general.
Se pueden atribuir una serie de logros al programa ANP de mil millones de dólares antes de su terminación en 1961.
Convair voló con éxito un reactor nuclear funcional en el prototipo NB-36H, aunque el reactor nunca propulsó el avión en vuelo. En octubre de 1960, Convair recibió un contrato para continuar con el trabajo en el NX-2, un diseño de aeronave que podría demostrar las capacidades de una central eléctrica de propulsión nuclear y GE construyó el turborreactor de propulsión nuclear XNJ140E-1 y su contraparte de propulsión química. el X211. Como parte de la parte de las pruebas de aplicaciones avanzadas, GE propuso el uso de un banco de pruebas volador para exponer los motores a su entorno operativo mucho antes de su uso como un sistema de propulsión real.
C-133 Nuclear
Las aeronaves evaluadas como posibles bancos de pruebas incluyeron Lockheed C-130 Hercules, Douglas C-133ACargomaster, Boeing KC-135 Stratotanker, Boeing B-52G Stratofortress y Convair B-58 Hustler. De estos, se seleccionó el Boeing B-52G porque cumplía con los requisitos de carga y espacio para probar el motor XNJ140E-1, y sus características de rendimiento permitían realizar pruebas en las condiciones de vuelo esperadas del NX-2. Se estudiaron tres configuraciones para montar el motor de prueba y GE prefirió montar el motor lateralmente en la parte trasera del fuselaje.
La unidad de propulsión General Electric XNJ140E-1 utilizaría un solo X211 acoplado a un reactor de óxido de berilio con un peso aproximado de 60,600 libras; 18.320 libras para el turborreactor y 42.230 para el reactor nuclear, el blindaje y los controles.
Formado por 25.000 tubos hexagonales hechos de uranio que contiene berilio estabilizado con itria, el reactor tenía una capacidad de al menos 121 megavatios para el despegue, proporcionando 35.310 libras de empuje mientras volaba a Mach 0,64 a 25.000 pies con una autonomía limitada solo por la tolerancia a la dosis de radiación de la tripulación.
Se requeriría una protección mínima contra la radiación para sistemas específicos y la tripulación del B-52G, ya que se esperaba que el tiempo total de funcionamiento de la propulsión nuclear fuera inferior a 1000 horas.
GE estudió la adaptabilidad de la estructura del avión B-52G en tres combinaciones diferentes de reactores nucleares y motores químicas. El primer estudio consistió en el B-52 modificado para incluir una planta de energía nuclear GE XNJ140E-1 mientras se conservaban los ocho Pratt & Whitney J57. Esta opción proporcionaría el mejor margen de seguridad ya que el B-52G usaría los ocho J57 para operaciones de vuelo normales, mientras que podría probar el motor nuclear en condiciones de vuelo específicas.
La segunda configuración constaba de los ocho J57 con un motor de propulsión nuclear XNJ140E-1 montado en un lado y un X211 de propulsión química en el lado opuesto. El propósito de esta prueba era comparar el motor nuclear con su equivalente de propulsión química en condiciones de despegue y vuelo.
La tercera configuración constaba de dos centrales nucleares XNJ140E-1 y cuatro J57. El propósito era explorar la viabilidad del vuelo de propulsión totalmente nuclear. Retener cuatro J57 permitiría mantener un margen de seguridad durante el despegue o si el motor nuclear quedaba inoperativo o había que apagarlo.
El bombardero de Convair
De haber tenido éxito los ensayos con el B-52, la siguiente fase hubiera sido un nuevo bombardero. Convair también estudió distintas configuraciones en un avión poco convencional, con un gran canard delantero y con los timones situados en grandes wiglets en las puntas de las alas. Podía montar tres o cuatro motores nucleares de ciclo abierto, cargar misiles nucleares bajo las alas más un compartimento interno de bombas, y podía permanecer en el aire cinco días. Una vez más la autonomía no venía determinada por el combustible, si no por la resistencia de la tripulación a la radiación. Además de los motores nucleares montaba motores químicos con postquemadores, que serían los responsables del empuje durante las fases de despegue y aterrizaje.
El hidroavión gigante Saunders Roe Princess
En 1958 Estados Unidos subvencionó un estudio para convertir el gigantesco Saunders Roe Princess en un avión nuclear. Las compañias que participaron fueron la propia SaRo, Convair y MartinCo.
El gigantesco hidroavión, nacido al final de la Segunda Guerra Mundial y pensando en recuperar las viejas rutas cubiertas por hidroaviones había nacido ya desfasado, por el propio concepto en sí mismo, y además estuvo plagado de problemas de desarrollo de los propios turbohélices que montaba, ocho acoplados de dos en dos. Y había tres prototipos que podían utilizarse en la conversión. Por un lado el fuselaje era suficientemente amplio para dar cabida al reactor nuclear. Por otro, era una buena forma de lograr una plataforma de reconocimiento y patrulla marítima de grandísima autonomía, y con mucha capacidad para instalar a la tripulación y los equipos necesarios. Como de costumbre, debía contar con motores de combustión para el despegue y el aterrizaje.
Otros proyectos
La lista de proyectos en los que se pensó utilizar el motor nuclear es casi interminable. Desde misiles a aviones supersónicos de ataque. Por eso vamos a decidirnos a cerrar con el que tal vez sea más espectacular de todos, dedicado a la exploración interplanetaria. Aunque en estos casos, apenas hay más que algunas visiones artísticas de cómo podían haber sido los vehículos.
Conclusiones
La propulsión nuclear se estudió durante este período de tiempo para todo tipo de transporte, incluidos barcos de guerra y submarinos, helicópteros, hidroalas, cohetes y misiles. La complejidad, el costo y las preocupaciones de seguridad finalmente impidieron el uso de propulsión nuclear en todos los vehículos de vuelo atmosférico. La eficiencia de los motores turborreactores y las capacidades de reabastecimiento de combustible en vuelo reemplazaron los pocos beneficios que podrían lograrse a través del vuelo con propulsión nuclear.
Microreactors, also known as very-Small Modular Reactors (vSMRs) or Special Purpose Reactors (SPRs), are being considered for use in unique applications where other methods of megawatt level energy production are uneconomical or unavailable. For the purposes of this report, a microreactor is defined as meeting the following criteria: • Factory manufacturable • Easily transportable by truck, plane, train, and/or ship • Produce no more than 20 megawatt thermal (MWth) energy, in order to qualify as Hazard Category 2 under 10CFR830 • Maintains neutronic simplicity, allowing semi- or fully-autonomous operation In the United States (U.S.), there are two general types ofmore »
This report presents a summary of 752 citations related to molten salt reactor development at Oak Ridge National Laboratory (ORNL). This effort was initiated with a focused purpose of locating technical information related to the chemical processing of fluoride salts to support the Th-232/U-233 fuel-cycle molten-salt breeder reactor. However, it soon became apparent that technical information on chemical processing was spread throughout numerous reports spanning decades of time. Therefore, the search effort was broadened to include any information deemed relevant to MSR development at ORNL. In addition, this report provides an overview of the engineering requirements of a chemical processingmore »
This is one of twenty-one volumes sumarizing the Aircraft Nuclear Propulsion Program of the General Electric Company. This volume discusses the background to the General Electric program, and summarizes the various direct-air-cycle nuclear test assemblies and power plants that were developed. Because of the requirements of high performance, low weight, and small size, vast improvements in existing technology were required to meet the flight objectives. The technological progress achieved during the program is also summarized. The last appendix contains a compilation of the abstracts, tables of contents, and reference lists of the other twenty volumes.
This is one of twenty-one volumes summarizing the Aircraft Nuclear Propulsion Program of the General Electric Company. This volume summarizes the methods and techquies developed for use in the thermal design of nuclear reactors associated with that program.
This is one of twenty-one volumes summarizing the Aircraft Nuclear Propulsion Program of the General Electric Company. This portion describes work on Metallic Fuel Element Materials.
This volume is one of twenty-one summarizing the Aircraft Nuclear Propulsion Program of the General Electric Company. This volume describes the experimental and theoretical work accomplished in the areas of reactor and shield physics.
La bomba nuclear B28RI, recuperada desde 870 m de agua, en la cubierta del USS Petrel. Foto de Wikipedia
Película desclasificada, parece ser que recientemente, presenta el esfuerzo para limpiar el accidente de bombardero nuclear de 1966 en España.
Operación Chrome Dome, iniciada en 1960 fue uno de los programas de alerta global llevado a cabo por la USAF durante la Guerra Fría. El programa consistía en varios B-52 Stratofortress armados con armas termonucleares con objetivos asignados en la Unión Soviética, volando de forma casi constante, lo que garantizaría gran cantidad de aviones en el aire para reaccionar contra la URSS, en el caso del estallido de la Tercera Guerra Mundial.
El primero de los mayores accidentes de Chrome Dome tuvo lugar en una el pueblo pesquero de Palomares. El 17 de enero de 1966, despegó un KC-135 para reabastecer a un B-52 que había volado desde Carolina del Norte, había recorrido el Mediterráneo, repostado en el aire, y ahora necesitaba combustible para regresar a EEUU.
Pero el bombardero se aproximó demasiado rápido a la sonda de repostaje, ensartándose en la pértiga y provocando un accidente, y la caída de las bombas, ocasionando un Broken Arrow en España.
El evento es suficientemente conocido y está suficientemente bien documentado como para hacerlo nosotros también en este blog.
Pero sí nos gustaría traeros este vídeo que ha subido recientemente a Youtube el Archivo Nacional de Seguridad de USA.
El reportaje comienza con el relato de una Broken Arrow, un accidente provocado por la colisión de un bombardero B-52 y un cisterna KC-135 durante una operación de repostaje frente a la costa mediterránea con siete tripulantes muertos.
Cuatro armas nucleares, B-28, estaban esparcidas sobre el terreno de un país aliado. Una se encontró intacta y la otra se perdió en el Mediterráneo durante semanas. Dos bombas fueron destruidas durante el choque, con sus explosivos de alta potencia detonando al contacto con el suelo; según el narrador, no había peligro de una explosión nuclear debido a las salvaguardas incorporadas no especificadas. (Sin embargo, poco después del accidente, un comité asesor de la Fuerza Aérea recién constituido apoyó medidas para reducir aún más estos riesgos).
Este fue el primer accidente que produjo una contaminación significativa del suelo, con fragmentos de plutonio esparcidos en 263 hectáreas alrededor del pueblo de Palomares. Los «puntos calientes» estaban ubicados cerca de los cráteres causados por las detonaciones de los explosivos de alta potencia.
Para localizar las armas y luego limpiar el desastre radioactivo, un Equipo de Control de Desastres de 100 miembros apoyado por al menos 700 miembros de la Fuerza Aérea trabajó durante tres meses. En el proceso, el equipo lavó y pintó todos los edificios en Palomares que tenían rastros de contaminación, mientras cortaban y quemaban las verduras contaminadas. Para convencer a los aldeanos y agricultores de que la contaminación no había destruido sus cultivos, los EE.UU. compraron toneladas de tomates cultivados localmente, que luego se lavaron y cocinaron de manera segura y se sirvieron al ejército de los EE.UU. El equipo estadounidense llenó unos 5.000 bidones de 55 galones con material contaminado, los soldó y los envió a un «cementerio» de la Comisión de Energía Atómica cerca de Aiken, Carolina del Sur. Se arrojaron 90700kg adicionales de restos no contaminados del bombardero y el cisterna en las profundidades del Océano Atlántico lejos de las rutas de navegación.
Al representar una relación “armoniosa” entre la USAF y el gobierno español, la película no menciona que hubo serios desacuerdos sobre los procedimientos de descontaminación, que se analizan en la historia del incidente del Departamento de Estado. También se pasa por alto el interés mutuo de Estados Unidos y España en tratar de acelerar la limpieza para no interferir con la industria turística. Una de las razones por las que EE.UU. optó por enviar material contaminado a Carolina del Sur fue para evitar la creación de un «vertedero nuclear» o un «monumento» que proporcionaría la esencia de las campañas políticas de los opositores a EE.UU. y activistas antinucleares.
La película muestra que parte del personal involucrado en las operaciones de limpieza usaba prendas especiales y máscaras quirúrgicas, pero muchos no. Las medidas de seguridad fueron “al azar”, según la historia más reciente del accidente. Eso ayuda a explicar por qué, desde el momento de la limpieza, se han planteado dudas sobre los riesgos para la salud de los aldeanos y el personal de la Fuerza Aérea.
Un estudio de 2019 realizado por Jan Beyea y Frank von Hippel encontró que la exposición del personal militar a la radiactividad en Palomares se había evaluado incorrectamente y que aquellos que habían sufrido leucemia o cáncer de hígado, huesos y pulmón merecían una compensación. Otro estudio planteó dudas sobre si EE.UU. había actuado con la diligencia debida para eliminar el plutonio y otros residuos radiactivos del campo. En respuesta a esa preocupación, el secretario de Estado John Kerry y el ministro español de Asuntos Exteriores, José Manuel García-Margallo, firmaron en 2015 un acuerdo (o, más precisamente, una declaración de intenciones) para que Estados Unidos complete la limpieza y “almacene la tierra contaminada en una ubicación adecuada en los Estados Unidos”.
La Administración de Veteranos ha negado en muchos casos los reclamos por discapacidad de los veteranos de Palomares que informaron efectos adversos para la salud, lo que llevó a la presentación de una demanda en 2021. En 2022, el presidente Biden anuló efectivamente la denuncia al firmar la Ley PACT para garantizar el acceso a la compensación por discapacidad. y beneficios de atención médica para veteranos que estuvieron «expuestos a humos tóxicos y radiación [y desarrollaron] condiciones médicas relacionadas».
Y ya que estamos, seguimos con este otro vídeo relacionado, que también se ha subido recientemente a Youtube.
Este trozo película muestra los esfuerzos para localizar las armas nucleares, incluida una que se perdió en el Mediterráneo durante meses, y la limpieza de material radiactivo. Los equipos de búsqueda trataron de localizar la Carpeta de la Misión de Combate pero descubrieron que había sido destruida.
Imgen moderna de cómo sería la instalación del motor nuclear
Hubo una época en la que la energía nuclear fascinó al mundo, y se creyó que podría ser la energía barata y limpia que salvara al planeta… (bueno, eso ahora sí es factible). Por eso se intentó «nuclearizar» todo, desde barcos (con mucho éxito) a coches. También se intentó con los aviones nucleares, tanto por parte estadounidense [pdf] como por parte soviética [pdf].
Lo que tal vez no sea tan conocido es que también los franceses lo tuvieron en mente, ni más ni menos que para motorizar su posible avión de pasajeros supersónico Super Caravelle.
No confundir el reactor supersónico llamado Super Caravelle con la versión agrandada del Caravelle que heredaría este nombre cuando el proyecto del Super Caravelle supersónico quedó fusionado con el proyecto británico para dar como resultado el Concorde.
Los más fieles seguidores del blog seguro que recuerdan el Super Caravelle de cuando explicamos la historia de los padres del Concorde, así que no nos entretendremos mucho presentándolo e iremos directos a por su desarrollo nuclear.
Super Caravelle con motores convencionales
El proyecto se dio a conocer en un folleto de Sud Aviation de 1958. Junto con los dibujos del Super Caravelle con motor convencional, había otros proponiendo la motorización nuclear.
El motor nuclear iría instalado en la parte trasera, obsérvense las diferencias con la imagen superior
Detalle del tren de aterrizaje reforzado
En la imagen superior se puede observar la disposición del reactor nuclear, así como las posiciones de las turbinas. También se aprecia en la imagen frontal que el número de las ruedas se ha doblado, con carretones de cuatro para el tren principal y carretón de dos para el de morro. Esto se debe a que se preveía reforzar el tren de aterrizaje, puesto que en un avión con combustible convencional el peso al aterrizar es mucho inferior al peso al despegar (por eso cuando hay un problema eyectan o gastan el combustible antes de aterrizar), mientras que en el avión nuclear el peso al despegue y al aterrizaje sería el mismo.
Cabina
El folleto también incluía una vista de la disposición de la cabina, aunque sin muchas explicaciones de qué instrumentos nuevos debería incorporar o qué cambios había que introducir respecto a una cabina de pilotaje tradicional.
Turbinas
Se contemplaron, como en el caso estadounidense y el soviético, motores de flujo abierto y de flujo cerrado. En el primero, el aire calentado por el reactor es expulsado a la atmósfera a alta velocidad. Aunque de funcionamiento más sencillo y estructura más ligera, se consideró poco adecuado puesto que liberaba material radioactivo a la atmósfera y exigía un blindaje extra para los ocupantes del avión. El otro sistema, el de flujo cerrado, utiliza un intercambiador de calor intermedio, haciendo que el material radiactivo nunca salga del circuito. Aunque es un concepto más pesado, evitaba el lanzamiento de material radioactivo a la atmósfera y además hacía que el avión necesitara menos blindaje antiradiactivo.
Hubo una época en la que lo nuclear siempre sonaba a futuro. Y se proyectaron desde aviones de bombardeo a camiones.
Y los helicópteros, no podían escapar de esta tendencia. Gracias a Secret Projects hemos podido leer el artículo de Vertiflite, que resumimos traducido aquí abajo.
El helicóptero fue presentado el 17 de enero del 59 en Fort Worth. En esta presentación se aseguraba que los helicópteros nucleares podrían tener hasta 100m de largo, con 227000kg de masa máxima al despegue.
Y mucho más increíble resulta la velocidad de 200mph (320km/h), sobre todo por el tamaño de los rotores. Como ya sabemos la velocidad de una aeronave de ala rotatoria está limitada por la velocidad de su rotor, en concreto por la velocidad de la punta de pala. Tan pronto roza el régimen supersónico pierden eficiencia. ¡Y con tal diámetro de pala hubiera obligado a una rotación muy lenta para alcanzar esas velocidades!
Por supuesto, con tal tamaño, el fuselaje estaba pensado para tener varias cubiertas…
En el estudio se reflejaba la necesidad de apantallamiento para los reactores. Y también se resaltaba que el disponer de un helicóptero que pudiera mantenerse en vuelo de forma ininterrumpida durante larguísimos periodos de tiempo podría revolucionar la tecnología militar. ¡Algo así como los actuales pseudo satélites de gran altitud o HAPS! Pero tripulado, y de un tamaño mucho mayor.
Y sí, por supuesto, desde Bell se enfatizó en que todo era tan solo un ejercicio de diseño y que no había intenciones reales de fabricarlo.
Estudio sobre el peso de los rotores de gran tamaño para helicópteros nucleares
También gracias a Secret Projects sabemos que hubo al menos un estudio de abril del mismo año sobre cuánto pesarían los rotores de gran tamaño necesarios para esos helicópteros.
Recordamos que en 1955 había volado por primera vez el NB-36H, y que acumuló más de 200h hasta 1957. Sin embargo estas tecnologías no llegarían a materializarse como propulsión de ninguna aeronave.
