Ivy Mike fue el nombre en clave dado a la primera prueba a gran escala de un dispositivo termonuclear, en el que parte del rendimiento del explosivo proviene de fusión nuclear. Ivy Mike fue detonado el 1 de noviembre de 1952 por los Estados Unidos en la isla de Elugelab en el Atolón Enewetak, en la ahora independiente nación insular de las Islas Marshall, como parte de la Operación Ivy. Fue la primera prueba completa del Diseño Teller-Ulam, un preparado dispositivo de fusión.
Debido a su tamaño físico y tipo de combustible de fusión (criogénico líquido deuterio), el dispositivo "Mike" no era adecuado para su uso como arma de entrega. Se pensó como un experimento "técnicamente conservador" prueba de concepto para validar los conceptos utilizados para detonaciones múltiples megatón.
Como resultado de la recolección de muestras de la explosión por pilotos de la Fuerza Aérea de EE. UU., los científicos encontraron rastros de los isótopos plutonio-246 y plutonio-244, y confirmaron la existencia de los elementos predichos pero no descubiertos einstenio y fermio.
Comenzando con el avance Teller-Ulam en marzo de 1951, hubo un progreso constante en los problemas relacionados con una explosión termonuclear y se dedicaron recursos adicionales a la puesta en escena y la presión política para ver una prueba real de una bomba de hidrógeno. Una fecha dentro de 1952 parecía factible. En octubre de 1951, el físico Edward Teller propuso julio de 1952 como fecha límite para una primera prueba, pero el director del proyecto Marshall Holloway pensó que octubre de 1952, un año después, era más realista dado el trabajo de ingeniería y fabricación que la prueba requeriría y la necesidad de evitar la temporada de monzones de verano en las Islas Marshall. El 30 de junio de 1952, el presidente de la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos Gordon Dean le mostró al presidente Harry S. Truman un modelo de cómo se vería el dispositivo Ivy Mike; la prueba se fijó para el 1 de noviembre de 1952.
El Panel de consultores sobre desarme del Departamento de Estado, presidido por Robert Oppenheimer, consideró que evitar la prueba podría prevenir el desarrollo de una nueva arma catastrófica y abrir el camino para nuevos acuerdos de armas entre las naciones. Sin embargo, el panel carecía de aliados políticos en Washington y no se retrasó la prueba por este motivo.
Por razones políticas tuvo lugar otra petición de demora de la prueba: estaba programada para realizarse solo unos días antes de la celebración del 4 de noviembre, día de las elecciones presidenciales de 1952 de los Estados Unidos. Truman quería mantener la prueba termonuclear alejada de la política partidista, pero no deseaba ordenar su aplazamiento; sin embargo, hizo saber que estaría bien si se retrasaba después de las elecciones debido a que se encontraban "razones técnicas". El miembro de la Comisión de Energía Atómica Eugene M. Zuckert fue enviado al sitio de prueba de Enewetak para ver si se podía aceptar la propuesta, pero por consideraciones climáticas, solo había unos pocos días al mes que eran adecuados para la prueba, se indicó que se debería seguir adelante según lo previsto, por lo que no se produjo ningún retraso en la programación.
Diseño y preparativo de los dispositivos
El dispositivo "Mike" pesaba unas 82 toneladas cortas (74,4 t) era esencialmente un edificio que se parecía más a una fábrica que a un arma. Se ha informado que los ingenieros soviéticos se refirieron burlonamente a "Mike" como una "instalación termonuclear".
El dispositivo fue diseñado por Richard Garwin, un estudiante de Enrico Fermi, por sugerencia de Edward Teller. Se había decidido que nada más que una prueba a gran escala validaría la idea del diseño Teller-Ulam. Se le indicó a Garwin que utilizara estimaciones muy conservadoras al diseñar la prueba y se le dijo que no era necesario que fuera lo suficientemente pequeña y liviana para ser desplegada por aire.
Se eligió deuterio líquido como combustible para la reacción de fusión porque su uso simplificaba el experimento desde el punto de vista de un físico y facilitaría el análisis de los resultados. Desde el punto de vista de la ingeniería, su uso requirió el desarrollo de tecnologías previamente desconocidas para manejar un material difícil que tenía que ser almacenado a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto. Se construyó una gran planta de criogenia para producir hidrógeno líquido (utilizado para enfriar el dispositivo) y deuterio (combustible para la prueba). También se construyó una planta de energía de 3.000 kilovatios para la instalación de criogenia.
El dispositivo que se desarrolló para probar el diseño de Teller-Ulam se conoció como un diseño de "Sausage":
En su centro había un elemento de acero Dewar (matraz de vacío) o criostato cilíndrico aislado. Este tanque, casi 7 pies (2,1 m; 2,1 m) de ancho y más de 20 pies (6,1 m; 6,1 m) de alto, tenía paredes de casi 30 cm (1 pies; 11,8 plg) de espesor. Pesaba aproximadamente 54 toneladas cortas (49,0 t). Era capaz de sostener 1000 litros de deuterio líquido, enfriado hasta casi el cero absoluto. El deuterio criogénico proporcionó el combustible para la etapa "secundaria" (fusión) de la explosión.
En un extremo del matraz cilíndrico Dewar había una TX-5 bomba regular de fisión (no impulsada). La bomba TX-5 se utilizó para crear las condiciones necesarias para iniciar la reacción de fusión. Esta etapa de fisión "primaria" estaba asentada dentro de la caja de radiación en la sección superior del dispositivo y no estaba en contacto físico con la etapa de fusión "secundaria". El TX-5 no requirió refrigeración.
Corriendo por el centro del matraz Dewar dentro del secundario había una varilla cilíndrica de plutonio dentro de una cámara de gas tritio. Esta "bujía de fisión" fue destruida por los rayos X de la detonación primaria. Eso proporcionó una fuente de presión de movimiento hacia afuera dentro del deuterio y aumentó las condiciones para la reacción de fusión.
Alrededor del ensamblaje había 5 toneladas cortas (4,5 t; 4,5 t) uranio natural "sabotaje". El exterior del pisón estaba revestido con láminas de plomo y polietileno, formando un canal de radiación para conducir rayos X desde la etapa "primaria" a la "secundaria". Como se establece en el diseño Teller-Ulam, la función de los rayos X era comprimir el "secundario" con sabotaje / empujador ablación, presión de plasma de espuma y presión de radiación. Este proceso aumenta la densidad y la temperatura del deuterio al nivel necesario para sostener una reacción termonuclear y comprime la "bujía" a una masa supercrítica - induciendo a la "bujía" a someterse a una fisión nuclear, y de ese modo iniciar una reacción de fusión en el combustible de deuterio circundante.
Todo el dispositivo "Mike" (incluido el equipo criogénico) pesó 82 toneladas cortas (74,4 t; 74,4 t). Estaba alojado en un gran edificio de aluminio corrugado, llamado cabina de tiro , que tenía 88 pies (26,8 m; 26,8 m) de largo,
46 pies (14,0 m; 14,0 m) de ancho, y
61 pies (18,6 m; 18,6 m) alto, con una torre de señales de