Els extractes de l'entrevista han estat lleugerament modificats per millorar-ne la llegibilitat, però el contingut roman intacte.

A gener de 2025, la humanitat manté 12.400 ogives nuclears intactes, repartides entre 9 països. D'aquestes, el 90% es troben a Rússia i Estats Units: presumptament, Rússia en té 5580 i Estats Units, 5225. Els segueixen la Xina (600), França (290), el Regne Unit (225), la Índia (172), el Pakistan (170), Israel (90), i Corea del Nord (50). Són estimacions basades en informació parcial proveïda per cadascun dels estats i/o càlculs d'associacions per al control armamentístic [1].

Malgrat aquest panorama aterridor, la bona notícia és que aquest nombre ha estat reduint-se de manera ininterrompuda des de 1986, any on el nombre total d'ogives era d'unes 70.000. Això ha estat gràcies a l'èxit de les polítiques internacionals de no-proliferació. Un d'aquests és el Tractat de Prohibició Completa de les Proves Nuclears (CTBT), signat l'any 1996 [2,3], que prohibeix completament l'explosió de bombes nuclears.

Però no tots són flors i violes. Tot i que els EUA van signar aquest tractat, el Senat estatunidenc des de 1999 que no l'ha ratificat i en conseqüència mai no ha entrat pròpiament en vigència. Enmig de la narrativa de rearmament per la guerra d'Ucraïna, Rússia es va desmarcar oficialment del CTBT l'octubre del 2023 [4]. Ara fa un mes, en el seu to habitual, Donald Trump va fer un anunci des de la xarxa social Truth on anunciava que, en tant que presumptament altres països estaven fent-ho ja, Estats Units tornarà a testejar amb bombes nuclears [5].

Així doncs, avui parlem de bombes nuclears. En aquest reportatge, analitzem i contextualitzem d'on ve la publicació de Trump, quin és l'estat actual de les proves de bombes nuclears, i descobrim quines solucions hi pot aportar la ciència per a un futur lliure de bombes nuclears. Si ens volen fer parlar de rearmament, parlarem de desarmament.

Com funciona una bomba nuclear?

Per a poder entendre l'estat actual de l'armament nuclear, hem d'assentar primer els fonaments bàsics de la fissió nuclear [6]. La fissió nuclear consisteix en el trencament de nuclis atòmics molt pesants (amb molts protons i neutrons) en nuclis més petits. La força nuclear forta és l'encarregada de mantenir els nuclis atòmics enganxats. En paraules barroeres, per a la força nuclear forta mantenir els nuclis molt pesants enganxats no li és fàcil, sinó que li requereix molta energia [7]. En canvi, li és molt més fàcil, li requereix molta menys energia, mantenir enganxats dos nuclis més petits per separat. Per tant, si trenquem un nucli pesant en dos de més petits, hi haurà molta energia que la força nuclear forta ja no necessitarà, i s'alliberarà. Podem utilitzar aquesta energia, per a generar electricitat o per a explotar coses.

Els processos de fissió poden ser espontanis, però a les centrals i bombes nuclears són controlats. Disparant un neutró cap a un nucli pesant, podem trencar-lo i alliberar-ne l'energia. Però l'energia d'un sol trencament és ínfima: ni una mil-milionèsima d'un joule. Per tant, hem d'encadenar moltes fissions per a poder generar suficient energia. Tenim la sort que, en trencar un nucli, entre els fragments en pot sortir un o més neutrons a tota energia, que xoquin contra altres nuclis dins el nostre material i els trenquin. Així, en lloc de trencar un sol nucli, en trencaríem dos més. Si cada nucli allibera dos neutrons més, quatre. I així, el nombre de nuclis que trenquem augmenta exponencialment: 2, 4, 8, 16, 32, 64... es tracta d'una reacció en cadena. En una central nuclear es manté aquest creixement controlat, però una bomba nuclear desencadena la reacció més enllà d'un punt de no-retorn en què la reacció ja no admet aturada.

Ara introduïm una distinció que serà important. Anomenem k al nombre "per quant es multiplica el nombre de neutrons a cada reacció". És a dir, si k = 2, d'una reacció amb un neutró originalment en produirà dos (com en el cas que hem explicat anteriorment). Aleshores, diem que una prova nuclear és subcrítica si k <1: si perdem nucleons a cada reacció, i per tant ens és impossible encetar una reacció en cadena i l'energia alliberada és molt petita. En canvi, si k > 1 diem que una prova nuclear és supercrítica: sí que té el potencial per a encetar una reacció en cadena.

Més enllà de requerir les condicions adequades, no tots els nuclis són capaços de generar reaccions en cadena. En reactors i bombes, els dos que s'utilitzen són l'urani-235 i el plutoni-239, diem que són materials físsils. Però cap d'aquests dos nuclis es troben abundantment a la natura. Malgrat que molts països tenen reserves d'urani, només el 0.7% d'urani natural és urani-235, sinó que és urani-238 (que no és físsil). Per tant, calen processos complexos per a enriquir l'urani: convertir-ne d'urani-238 a urani-235. Refinar l'urani és necessari tant per a fer energia nuclear, en què cal urani enriquit amb un 3-5% d'urani-235, com per a fer bombes nuclears, on cal enriquir-lo molt més, fins a més d'un 80%. Entre un i altre ja és només una qüestió d'escala.

Les proves nuclears, avui en dia

Sabem, doncs, que hi ha nou països que tenen bombes nuclears. Segons Trump, n'hi ha alguns que han estat provant fent proves nuclears, el qual justifica una reactivació del programa nuclear estatunidenc. Per a destriar què hi ha de cert en aquestes paraules, parlem amb la doctora en física Ana Ventura Barroso, investigadora postdoctoral al Laboratori de Desarmament Nuclear d'Hamburg. Ens diu que sabem del cert que cap país està testejant bombes nuclears: "arreu del món hi ha moltes estacions observatòries que combinen diferents tipus de mesures: des de sismògrafs fins a mesures de l'aire. Si hi hagués una bomba nuclear, ho sabríem.". Aquestes proves estan prohibides des del 1996 pel CTBT, però hi ha un buit legal que permet que no estiguin prohibits tots els tipus de proves nuclears.

"El que sí que està permès [pel CTBT] són proves subcrítiques o de rendiment nul (zero-yield). És una bomba petita (0.5 kg de TNT), dins d'una càpsula capaç de resistir-ho, i sota terra perquè sigui pràcticament indetectable. Les reaccions subcrítiques poden servir per a provar diferents. Per exemple, els EUA estaven provant si les seves bombes eren one-point safe, assegurar que no exploti si rep un cop, o estudiant quant de prop estan d'arribar a ser supercrítiques, el qual també pot fer les bombes nuclears més segures." [8].

El que sí que podria estar passant, i aquest podria ser un dels motius de la publicació de Trump [9], és que "tant la Xina com Rússia estan fent detonacions supercrítiques. Continuen sent molt petites, de 0.5 kg de TNT, però sí que generen reacció en cadena. Ara bé, això els EUA ho va deixar de fer perquè tampoc importa massa, ara mateix és molt més útil investigar en els sistemes d'entrega (els míssils), que no pas la bomba nuclear en si, que ja estan perfeccionades.". És cert, però, que els EUA denuncien a Rússia per experiments supercrítics de fa temps [10]. El fet que aquests experiments supercrítics siguin indetectables és un dels motius pels quals els EUA no han volgut mai ratificar el CTBT: no confien que els seus països rivals els diguin la veritat.

En resum, les declaracions de Trump probablement ni són certes, ni són noves, i només afegeixen confusió en un àmbit on és essencial construir confiança [11]. Cal tenir en compte que les condicions tècniques per a reprendre les proves nuclears hi són, "els EUA podrien fer-ho en uns dos anys". En conseqüència, reprendre proves supercrítiques no suposaria un gran avantatge tècnic, , però podria ser un pas simbòlic perillós, que decididament cap país no vol seguir. "Cap país vol començar una guerra nuclear, perquè saben que és un suïcidi", ens diu l'Ana. "[El problema rau que] és molt fàcil que hi hagi errors. A la Guerra Freda, vam estar-hi molt a prop, però per errors de radar. Si mai et llencen una bomba nuclear, anirà dirigida a on tu tens els teus míssils nuclears, i el míssil que t'ataca trigarà uns 20 minuts. En 20 minuts has de decidir si és una falsa alarma (sota el risc que morin milions), o atacar de tornada i començar una guerra nuclear".

Ciència per al desarmament

Sembla que ha quedat clar que hi ha massa bombes nuclears. Cal continuar desmuntant-ne, i aquí la física hi té molt a dir. "Per tal d'arribar a un acord [de desarmament], és imprescindible que hi hagi confiança entre països". Per exemple, aquesta manca de confiança és la que porta que els EUA no hagin ratificat el CTBT, i per tant aquest no hagi pogut aplicar-se pròpiament. En desarmament nuclear, la confiança és especialment difícil per dos motius. 1) Els serveis d'intel·ligència de cada país són especialment recelosos de revelar els secrets rere la seva tecnologia. 2) Una bomba nuclear no es pot desmuntar en directe.

En conseqüència, com pot un país comprovar que el seu país rival està realment desmuntant una bomba nuclear, i no és en realitat una enganyifa? La física en té la resposta: "Fins ara, la manera més fàcil de comprovar que el que tens al davant és una arma nuclear és una tècnica anomenada gammagrafia. Consisteix a detectar els diferents pics (freqüències) dels fotons que t'arriben, i amb això pots saber si allà dins hi ha nuclis físsils. La clau és que tu vols un detector que sigui capaç de dir-te que allò és una arma nuclear, però que no sigui prou precís perquè no reveli els detalls de la fabricació de l'arma, per tal que els governs puguin acceptar que s'utilitzi aquest mètode de verificació".

Però, és clar, feta la norma, feta la trampa. "Quan tu només tens aquest mètode de verificació, és molt fàcil d'enganyar: pots senzillament posar material dins que simuli aquests pics, i com no tens molta resolució, és bastant fàcil enganyar." Per a fer el desarmament possible, sembla necessari construir mètodes que siguin més confiables, que els països rivals no puguin manipular i permetin assegurar que el desarmament és verídic. "Nosaltres el que estem treballant és investigar altres tipus de detectors que ens permetin contrastar [la gammagrafia], i siguin més difícils d'enganyar".

El desarmament complet d'un país és perfectament possible, i un país com Sud-àfrica ja va renunciar a les seves armes nuclears l'any 1991 [12]. Malauradament, les grans potències mundials encara tenen molta feina per a seguir-ne l'exemple. El que és apassionant, però, és que el desarmament és un camp que requereix la col·laboració de moltes disciplines diferents, des de la física de partícules fins a les ciències polítiques. "Has de treballar en moltes direccions. Si obtens un mètode més precís, però que no reveli secrets, això també empentarà als polítics per treballar per desarmar [plegats]." Un recordatori que, si volem arribar a un món més just i més segur per a tots, hi hem de treballar plegats.

Referències

[1] Nuclear Arms: who has what at a glance - Arms Control Association (ACA)
[2] Comprehensive Test Ban Treaty (CTBT) - Wikipedia (EN)
[3] Comprehensive Test Ban Treaty (CTBT)
[4] Putin revokes Russian ratification of global nuclear test ban treaty - Reuters
[5] https://truthsocial.com/@realDonaldTrump/posts/115460423936412555
[6] Fissió nuclear - Viquipèdia
[7] En realitat, aquesta "energia de lligam" és deguda a una combinació de la força nuclear forta i la repulsió electromagnètica entre els neutrons i els protons.
[8] NNSA completes subcritical experiment at PULSE facility in Nevada - USA Department of Energy
[9] També podria ser que la publicació de Trump hagi vingut arran de recents proves russes de torpedes i míssils amb capacitat nuclear [13,14]. En qualsevol cas, els motius que motiven les declaracions de Trump són-com de costum-confosos.
[10] Pàgina 29 de "Adherence to and Compliance with Arms Control Nonproliferation and Disarmament Agreements and Commitments"
[11] The Question of Russia's "Small" Nuclear Tests - Axes and Atoms
[12] Perfil de Sud-àfrica, en el camp nuclear - NTI
[13] Putin Announces Test of Tsunami-Making Nuclear Weapon - The New York Times
[14] Norway says Russia's Burevestnik missile was launched from Novaya Zemlya - Reuters.