Castle Bravo es el nombre clave de la mayor explosión nuclear realizada por los Estados Unidos, como parte de la Operación Castle. La bomba, de tipo termonuclear, medía 4,56 m de largo por 1,37 m de diámetro.
El dispositivo, de nombre clave "The Shrimp" (El Camarón) fue construido de manera sencilla (es decir, su estructura no fue tan complicada como la de Ivy Mike).
La cabina, en donde se encontraba el dispositivo, se ubicaba en el atolón de Bikini (Islas Marshall).
Castle Bravo fue detonada el 28 de febrero de 1954 (Horario Mundial), y tuvo una potencia de 15 megatones, más de tres veces el rendimiento estimado en su diseño. Esto dio lugar a una contaminación radiológica que se extendió a las islas cercanas (incluyendo los habitantes y los soldados de EE. UU. estacionados allí), así como un barco de pesca japonés (Daigo Fukuryu Maru), resultando en una muerte directa y continuos problemas de salud para muchas de las personas expuestas. La reacción del público a las pruebas y la concienciación de los efectos a largo plazo de las secuelas nucleares se ha atribuido como parte de la motivación para el Tratado de prohibición parcial de los ensayos nucleares de 1963.
El incidente permitió investigar los efectos en la salud de las poblaciones locales de distintos tipos de contaminación radiactiva, así como las distintas patologías que afectaron a esas personas, incluyendo niños, mujeres, y los nacidos posteriormente.
El dispositivo Castle Bravo estaba alojado en un cilindro que pesaba 23 500 libras (10,7 t) y medía 179,5 pulgadas (4,6 m) de longitud y 53,9 pulgadas (1,4 m) de diámetro.
El dispositivo principal era una bomba atómica "COBRA" reforzada con gas deuterio-tritio fabricada por el Laboratorio Nacional de Los Álamos, un dispositivo MK 7 muy compacto. Este dispositivo de fisión potenciado se probó en el evento Operación Upshot Knothole Climax y produjo 61 kt (dentro del rango de rendimiento esperado de 50-70 kt) . Se consideró lo suficientemente exitoso como para cancelar la serie de operaciones planeadas "Domino", diseñada para explorar la misma pregunta sobre un primario adecuado para bombas termonuclear, podría cancelarse. El sistema de implosión era bastante ligero en 900 lb (408,2 kg), porque eliminó la carcasa de empuje de aluminio alrededor del sabotaje. y usó las lentes de anillo más compactas, una característica de diseño compartida con los diseños Mark 5, 12, 13 y 18. El material explosivo de las cargas internas en el MK 7 se cambió al más poderoso Cyclotol 75/25, en lugar de la Composición B utilizada en la mayoría de las bombas almacenadas en ese momento, ya que Cyclotol 75/25 fue más densa que la Composición B y, por lo tanto, podría generar la misma cantidad de fuerza explosiva en un volumen más pequeño (proporcionó un 13 por ciento más de energía de compresión que la Comp B).El núcleo compuesto de uranio-plutonio "COBRA" se hizo levitar en un pozo tipo D. COBRA fue el producto más reciente del trabajo de diseño de Los Álamos sobre los "nuevos principios" del núcleo hueco. Un revestimiento de cobre encerrado dentro de la cápsula interna de plutonio de grado armamentista evitó la difusión del gas DT en plutonio, una técnica probada por primera vez en Invernadero . El módulo ensamblado pesó 1840 lb (834,6 kg), midiendo 30,5 plg (77,5 cm) a lo largo. Estaba ubicado al final del dispositivo, que, como se ve en la película desclasificada, muestra un pequeño cono que se proyecta desde la caja balística. Este cono es la parte del paraboloide que se utilizó para enfocar la radiación que emana del primario al secundario.
El dispositivo se llamaba 'SHRIMP' y tenía la misma configuración básica (implosión por radiación) que el dispositivo húmedo Ivy Mike , excepto con un tipo diferente de fusión. SHRIMP utilizó deuteruro de litio (LiD), que es sólido a temperatura ambiente; Ivy Mike usó criogénico líquido deuterio (D 2 ), que requirió un elaborado equipo de enfriamiento. "Castle Bravo" fue la primera prueba de los Estados Unidos de un entregable práctico bomba de fusión, a pesar de que el TX-21 como probado en el evento Bravo no fue armado. La exitosa prueba dejó obsoleto el diseño criogénico utilizado por Ivy Mike y su derivado armado, la JUGHEAD, que estaba programada para ser probada como la inicial Castle Yankee . También utilizó una caja balística de aluminio 7075 de 9,5 cm de grosor. El aluminio se utilizó para reducir drásticamente el peso de la bomba y, al mismo tiempo, proporcionó suficiente tiempo de confinamiento de radiación para aumentar el rendimiento, una desviación de la pesada carcasa de acero inoxidable (304L o MIM 316L) empleada por los proyectos de armas contemporáneos.
El SHRIMP era al menos en teoría y en muchos aspectos críticos idéntico en geometría a la RUNT y RUNT II dispositivos luego se probaron en Castle Romeo y Castle Yankee respectivamente. Sobre el papel, era una versión reducida de estos dispositivos, y sus orígenes se remontan a la primavera y el verano de 1953. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos indicó la importancia de las armas termonucleares más ligeras para el lanzamiento de B-47 Stratojet y B-58 Hustler. El Laboratorio Nacional de Los Álamos respondió a esta indicación con una versión enriquecida de seguimiento del RUNT reducido a un sistema de implosión de radiación a escala 3/4 llamado el CAMARÓN . La reducción de peso propuesta (de TX-17's 42 000 libras (19 050,9 kg) a TX-21's 25 000 libras (11 339,8 kg)) proporcionaría a la Fuerza Aérea un entregable mucho más versátil bomba de gravedad. La versión final probada en Castle usó litio parcialmente enriquecido como combustible de fusión. El litio natural es una mezcla de litio-6 y litio-7 isótopos de litio (con un 7,5% del primero). El litio enriquecido utilizado en Bravo era nominalmente 40% de litio-6 (el resto era el mucho más común litio-7, que se suponía incorrectamente que era inerte). Las babosas de combustible variaron en enriquecimiento de 37 a 40% en 6Li, y las babosas con menor enriquecimiento se colocaron al final de la cámara de fusión-combustible, lejos de la primaria. Los niveles más bajos de enriquecimiento de litio en las balas de combustible, en comparación con la "RELOJ DE ALARMA" y muchas armas de hidrógeno posteriores, se debieron a la escasez de litio enriquecido en ese momento, como la primera de las Plantas de Desarrollo de Aleaciones (ADP) comenzaron a producir en el otoño de 1953. El volumen de combustible LiD utilizado fue aproximadamente el 60% del volumen de llenado de combustible de fusión utilizado en los dispositivos "SALCHICHA" húmeda y seca "RUNT I" y "II", o aproximadamente 500 litros (132,1 galAm), correspondiente a unos 400 kg de deuteruro de litio (ya que el LiD tiene una densidad de 0,78201 g / cm 3 ). La mezcla costaba alrededor de 4,54 USD / g en ese momento. La eficiencia de combustión por fusión fue cercana al 25,1%, la mayor eficiencia alcanzada de la primera generación de armas termonucleares. Esta eficiencia está muy dentro de las cifras dadas en una declaración de noviembre de 1956, cuando un funcionario del DOD reveló que se habían probado dispositivos termonucleares con eficiencias que van desde el 15% hasta aproximadamente el 40%. Hans Bethe declaró de forma independiente que la primera generación de armas termonucleares tenía eficiencias (de fusión) que variaban desde tan solo un 15% hasta aproximadamente un 25%.
La combustión termonuclear produciría (como el combustible de fisión en el primario) pulsaciones (generaciones) de neutrones de alta energía con una temperatura promedio de 14 MeV a través del ciclo de Jetter.
El ciclo de Jetter es una combinación de reacciones que implican litio, deuterio y tritio. Consume Litio-6 y deuterio, y en dos reacciones (con energías de 17,6 MeV y 4,8 MeV, mediadas por un neutrón y tritio) produce dos partículas alfa..
La reacción produciría neutrones de alta energía con 14 MeV, y su neutronicidad se estimó en ≈0,885 (para un criterio de Lawson de ≈1,5)..