Vaporização de cidades inteiras, chuva radioativa, falta de alimentos e nova era do gelo – entenda os efeitos das armas nucleares modernas

Por Italo Wolff/ Jornal Opção

A invasão da Ucrânia pela Rússia aumentou o risco de uma guerra nuclear. O que a maioria das pessoas sabe sobre bombas de reações nucleares vem da experiência de Nagasaki e Hiroshima, cidades japonesas bombardeadas pelos Estados Unidos em 1945. Entretanto, o armamento russo atual é muito diferente daquele inaugurado na Segunda Guerra Mundial. Por isso, o Jornal Opção ouviu físicos para compreender como seria uma detonação de bomba nuclear moderna para aqueles que estão no solo e o que aconteceria depois.

A resposta depende, é claro, de quantas armas seriam lançadas. A Rússia e os Estados Unidos têm 90% das armas nucleares do mundo, de acordo com a Federação de Cientistas Americanos (FAS). A Rússia possui 1.588 bombas implantadas em mísseis intercontinentais, que têm um alcance de pelo menos 5.500 quilômetros, e em aviões bombardeiros capazes de lançar uma carga nuclear distante de suas bases. Os EUA têm 1.644 armas posicionadas em mísseis e em bases aéreas militares. Existem quase 5 mil outras bombas ativas que são funcionais e aguardam lançadores.

Desde a Guerra Fria, houve um progresso na redução dos arsenais nucleares do mundo, atingido por meio de instrumentos jurídicos como o tratado de não-proliferação de armas nucleares e o inventário geral de armas nucleares. Entretanto, o estoque combinado mundial de ogivas permanece em um nível muito alto e, recentemente, começou a aumentar mais uma vez. Hoje, nove países possuíam cerca de 12.700 ogivas.

Poucas dessas armas precisam ser usadas para desencadear os eventos que levariam a humanidade à extinção e, por isso, é mais provável que exércitos usem armas de alcance e escala limitada, chamadas de armas atômicas táticas. De acordo com o James Martin Center for Nonproliferation Studies, 30% a 40% dos arsenais dos EUA e da Rússia são compostos por essas bombas menores, que têm alcance de menos de 500 quilômetros por terra e menos de 600 km por mar ou ar. Essas armas ainda teriam impactos devastadores perto da zona de explosão, mas não criam o cenário de apocalipse nuclear global.

Quão fortes são as bombas nucleares modernas?

Arsenal nuclear atual

Existem diferentes tipos e tamanhos de armas nucleares. As bombas que destruíram Hiroshima e Nagasaki utilizavam a tecnologia de fissão nuclear, que é a divisão dos núcleos de átomos pesados ​​em átomos mais leves – um processo que libera nêutrons. Esses nêutrons, por sua vez, podem atingir os núcleos de átomos próximos, dividindo-os e desencadeando uma reação em cadeia fora de controle. Foram as bombas de fissão – também conhecidas como bombas atômicas ou “bombas A” – que destruíram Hiroshima e Nagasaki, com a força entre 15 quilotons e 20 quilotons de TNT (um quiloton equivale a 1.000.000.000 de quilos de TNT). 

As armas modernas, de fusão nuclear (também chamadas de bombas termonucleares, de hidrogênio, ou “bombas H”), são muito mais potentes. Na realidade, essas bombas são tão poderosas que utilizam uma a detonação de bombas atômicas por fissão como gatilho para a real detonação. A energia liberada pela reação em cadeia da fissão inicial é usada para fundir átomos de hidrogênio dentro da arma, e essa reação por sua vez liberam ainda mais nêutrons, que criam mais fissão, que criam mais fusão, e assim por diante. O resultado, de acordo com The Union of Concerned Scientists, é uma bola de fogo com temperaturas que alcançam temperaturas equivalentes às do interior do sol. Bombas termonucleares já foram testadas, mas nunca usadas em combate.

Quem explica o potencial do armamento nuclear moderno são Lauriane Gomes Santin, doutora em Física Atômica e Molecular, e Solemar Silva Oliveira, doutor em física e professor da Universidade Federal de Goiás (UFG). “A Tsar bomb, que foi testada em 1961 no arquipélago de Nova Zembla, quase 20 anos após as explosões das bombas Fat man e Little boy, lançadas, respectivamente, em Nagasaki e Hiroshima, era uma bomba de Hidrogênio (termonuclear) de fabricação soviética. A potência dessa bomba é maior que 50 megatons, ou seja, 50 milhões de toneladas de trinitrotolueno (TNT)”, afirmam os cientistas.

“O experimento, que levou a detonação da Tsar, é o maior da história da humanidade e, a Tsar, a arma mais potente. Os dados de destruição dessa arma foram: uma nuvem em forma de cogumelo com 60 km de altura, 35 km de diâmetro e o deslocamento da massa de ar causou danos em um raio de 1000 km. Nesta explosão, estima-se que queimaduras de terceiro grau podem ser causadas em pessoas localizadas em até 100 km de distância. Para o diâmetro citado, temos uma área de, aproximadamente, 960 km2, ou seja, maior que a área da cidade de Goiânia, ou, praticamente, a área da cidade de Anápolis. Com o deslocamento de ar, a área atingida seria ainda maior. Em seguida, a difusão da radiação poderia matar ou deixar doentes os seres vivos próximos”.

Para comparação, as bombas Fat Man e Little Boy mataram imediatamente cerca de 50% das pessoas em um raio de “apenas” 3,2 km de detonação e a pressão da explosão compactou o ar ao redor em uma onda de choque que destruiu edifícios em um raio de 0,8 km da explosão – nada comparável aos efeitos da Tsar Bomb. Os dados são do relatório do Projeto de Defesa Preventiva, produzido pelo Belfer Center for Science and International Affairs em 2007.

Como funcionam as bombas nucleares

Comparação das explosões de bombas nucleares antigas e modernas

Sobre a produção das armas, Solemar Silva Oliveira e Lauriane Gomes Santin explicam que os processos químicos para a produção de uma bomba atômica e de uma bomba de hidrogênio são bastante distintos. “Falemos primeiro do processo para a construção de uma bomba atômica, a fissão nuclear. Trata-se de uma reação em cadeia. Um dos elementos radioativos mais utilizados para a realização desse processo é o urânio, que é um átomo pesado, com 92 prótons no seu núcleo. O entendimento da fissão nuclear está baseado no equilíbrio entre a atração nuclear e a repulsão elétrica entre os prótons no interior do núcleo.”

“Se um nêutron, arremessado, for absorvido pelo núcleo do urânio isso fornecerá energia para deformá-lo, isso fará com que as forças elétricas sejam maiores que as forças nucleares e o núcleo se partirá produzindo núcleos menores. Isso produzirá mais nêutrons, que serão arremessados causando outros fracionamentos nucleares e assim por diante. Uma reação em cadeia que libera uma quantidade enorme de energia. Por exemplo, a bomba de Nagasaki, tinha uma potência energética de, aproximadamente, 20 quilotons (20 mil toneladas de TNT). Para a construção de uma bomba de hidrogênio o processo é outro, chama-se fusão nuclear. Trata-se de energia produzida quando núcleos leves se combinam. Dois núcleos pequenos, dos átomos de hidrogênio (1 próton), por exemplo, quando sofrem uma fusão, a massa final é menor que a massa que os dois núcleos possuíam antes.”

“A energia liberada é maior quando os núcleos leves se combinam do que quando núcleos grandes se dividem. Para que esse processo aconteça, os núcleos devem colidir, em um reator, com velocidades extremamente altas, para que a repulsão elétrica não separe os produtos dessa colisão. Isto é possível a altas temperaturas, caso de uma fusão termonuclear. Para o sol, onde o processo de fusão ocorre a todo instante, aproximadamente 657 toneladas de hidrogênio sofrem fusão, transformando-se em 653 toneladas de hélio, a cada segundo. Essa diferença na massa transforma-se em energia radiante.”

A ‘chuva’ radioativa 

A radiação é uma consequência secundária, mas muito mais nociva de uma explosão nuclear. As bombas de fissão lançadas no Japão criaram uma precipitação radioativa (fallout): detritos e poeira contaminados pela radioatividade foram jogados na estratosfera e, pelas 48 horas após a detonação, caíram ao solo infectando os sobreviventes. 

Lauriane Gomes Santin e Solemar Silva Oliveira afirmam: “Pouco depois da explosão da bomba nuclear são liberados partículas e ondas tais como nêutrons, raios gama e raios x. Essas radiações são altamente energéticas e penetrantes. São invisíveis e em grande quantidade. Podem alcançar quilômetros de distância, a depender da potência da bomba, atravessando objetos e corpos. Essas radiações destroem as células do corpo humano, devido ao calor liberado, e debilitam fortemente os organismos vivos causando morte rápida em um curto período.”

No entanto, os efeitos da radiação espalhada no ambiente são duradouros. No prazo de semanas, vários tecidos do corpo podem ser afetados e danificados, devido as modificações celulares causadas pela radiação ionizante. Com o passar dos anos, a incidência de câncer é significativamente aumentada. Segundo os pesquisadores, a incidência de vários tipos de leucemia, entre sobreviventes da explosão da bomba em Hiroshima e Nagasaki, no Japão, atingiu o pico durante um período de 5 a 10 anos após o desastre. E, ainda, o risco aumentado de câncer continuou crescendo por décadas. Dentre os tipos de câncer desenvolvidos pelos sobreviventes da bomba estão o câncer de pulmão, estômago, fígado, leucemia, intestino, pele, dentre outros. 

Segundo o livro “Nuclear Choices for the Twenty-First Century: A Citizen’s Guide”, de Richard Wolfson e Ferenc Dalnoki-Veress (editora MIT Press, 2021), a área da detonação é inicialmente exposta a 1.000 roentgens (uma unidade de radiação ionizante) por hora. Nos próximos dias, sobreviventes experimentarão 10 roentgens por hora de radiação. Cerca de metade das pessoas expostas a 350 roentgens morrem de envenenamento por radiação aguda. Para comparação, uma tomografia computadorizada abdominal típica pode expor as pessoas a menos de 1 roentgen.

Ready.gov, um site do governo dos Estados Unidos, aconselha que, pessoas próximas a uma explosão nuclear corram para porões subterrâneos ou para andares intermediários de grandes edifícios, e permaneçam lá por pelo menos 24 horas para evitar o pior precipitação radioativa.

Catástrofe climática

Em um cenário extremo em que várias bombas poderosas fossem lançadas, as cinzas e fuligem injetadas na atmosfera poderiam ter um efeito dramático de resfriamento no clima. De acordo com uma análise de 2012 publicada no The Bulletin of the Atomic Scientists, embora uma ou duas explosões nucleares não tenham efeitos globais, a detonação de 100 armas do tamanho da lançada em Hiroshima em 1945 reduziria a média da temperatura global para abaixo daquelas da Última Era do Gelo (também chamado de Último Período Glacial ou Último Máximo Glacial, que ocorreu a 20 mil anos). 

A mudança climática repentina levaria a média de temperatura na terra dos atuais 15 graus Célsius para apenas 2 graus. O frio repentino afetaria a agricultura e o abastecimento de alimentos, além de causar a extinção da maior parte dos ecossistemas.

Radiação na guerra Rússia vs. Ucrânia

A usina de Chernobyl, localizada na cidade ucraniana de Pripyat, está desativada desde o maior acidente radiológico da história, em 1986. Ainda hoje, entretanto, a usina precisa de manutenção para resfriar o combustível nuclear armazenado ali. Devido ao ataque russo, Chernobyl está sem energia para resfriar os reatores desde a última quinta-feira, 9. 

“Chernobyl está desativada há anos, mas existem materiais radiativos que foram utilizados na geração de calor e que ainda continuam emitindo radiação, porque o tempo de vida do material radioativo é longo”, afirmam Solemar Silva Oliveira e Lauriane Gomes Santin. “É necessário manter esse material resfriado, até que baixe a emissão de calor, e ele possa ser deslocado para um outro local seco. Nesse sentido, é importante que haja energia para que a água fria seja bombeada até as piscinas de resfriamento, onde se encontram esses materiais, e evite que o aquecimento possa causar danos e contaminar pessoas. No entanto, não há risco de liberação de grandes quantidades de radiação, ou seja, os danos estão restritos à usina nuclear.”

Ainda na última semana, a maior instalação nuclear europeia – Usina de Zaporizhzhya, também na Ucrânia – foi atacada pela artilharia russa. Segundo os físicos, as Usinas modernas são mais seguras do que as da época de Chernobyl, mas os ataques podem expor a população local a riscos, para não mencionar os danos causados pela falta do suprimento da energia da usina, que gera 25% da eletricidade da Ucrânia. 

“Atualmente existem tecnologias capazes de construir reatores nucleares mais eficientes e com uma produção reduzida de resíduos e, ainda, com custos reduzidos”, afirmam Solemar Silva Oliveira e Lauriane Gomes Santin. “Por outro lado, sabemos que os reatores modernos são menores que os reatores convencionais e o processo de resfriamento é feito com sal e não com água”.

“Segundo a Union of Concerned Scientists (UCS) não há garantias de que esses reatores sejam melhores ou mais seguros”, dizem Solemar Silva Oliveira e Lauriane Gomes Santin. “Em seu relatório sobre os reatores avançados, Edwin Lyman, diretor de segurança de energia nuclear da UCS, afirmou: ‘Em muitos casos, eles são piores no que diz respeito à segurança e ao potencial para acidentes graves e potencial proliferação nuclear.’ Portanto, caso esses reatores sejam atingidos, explosões podem destruir o local e grandes doses de radiação podem ser liberadas na região, o que impactaria o meio ambiente por anos. Ou seja, ainda temos muita estrada até conquistarmos uma excelência na manipulação da energia nuclear com risco zero.”