IL PARADOSSO DELL’INTELLIGENZA: LE ARMI NUCLEARI
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Nelle parole di Alberto Moravia, il problema nucleare è puramente metafisico e culmina nel suicidio dell’umanità. Il suo aspetto politico militare è puramente strumentale. Dal 1945 ad oggi nel mondo ci sono state oltre 2000 esplosioni nucleari. 2 di queste sono quelle di Hiroshima e Nagasaki, avvenute durante il tempo della guerra e che, purtroppo, ricordiamo. Le altre sono oltre 1998 prove tecniche di distruzione che hanno diffuso epidemie di ogni genere e che hanno costretto intere cittadine ad emigrare. Tutto questo è ben raccontato dall’ICAN, una coalizione di globale della società civile che lotta per promuovere l’adesione e la piena implementazione del Trattato per la proibizione delle armi nucleari, premiata con il premio Nobel per la Pace nel 2017. Il loro sito nuclearimpacts.org presenta una mappa interattiva di tutti le esplosioni precedentemente citate, offrendo la possibilità di conoscere i disastri causati (umani ed ambientali) e le testimonianze dei superstiti.
In questo articolo vengono ripercorsi oltre 70 anni di convivenza con le armi nucleari.
STORIA E FISICA DELLA FISSIONE
Gli elementi chimici sono caratterizzati a livello fondamentale da atomi, che sono composti da un nucleo centrale, che contiene praticamente tutta la massa ed è carico di carica positiva, e di una nuvola di elettroni carichi negativamente in moto attorno al nucleo. Il primo fenomeno nucleare a venir conosciuto, sul finire del secolo XIX, è stata la radioattività naturale.
Termine coniato da Pierre e Marie Curie, la radioattività è datata 1895, quando Rontgen scoprì che fasci di elettroni accelerati in tubi a vuoto sono in grado di produrre raggi X in maniera continua. Successivamente, Rutherford mostrò come la radioattività avvenga spontaneamente con la produzione di particelle alpha e beta a seguito del decadimento di diverse specie nucleari, mentre fu Enrico Fermi a vincere il Nobel per la fisica grazie all’identificazione di nuovi elementi della radioattività e la scoperta di reazioni nucleari mediante neutroni lenti. La fissione nucleare si inserisce in questo contesto: è un processo tipico dell’uranio e dei nuclei ancora più pesanti, in cui il nucleo fissile, a seguito dell’assorbimento di un neutrone, si mette a vibrare fino a spaccarsi in due nuclei di massa intermedia, emettendo una grande quantità di energia. I nuclei figli emettono a loro volta alcuni neutroni.
L’energia globalmente emessa in una singola fissione nucleare è minima, ma se una massa significativa di materiale subisce fissione contemporaneamente l’energia liberata è enorme: 1 kg di uranio-235 può produrre la stessa energia di un’esplosione di 18 mila tonnellate di tritolo. Per ottenere un tale effetto occorre la presenza nella massa fissile di un numero di neutroni liberi: è la fissione stessa che può generarli in tempi brevissimi, se procede a cascata (reazione a catena), ossia se in ogni fissione vengono prodotti più neutroni e i nuovi neutroni inducono via via nuove fissioni in un processo di moltiplicazione geometrica.
In figura: il nucleo dell’uranio-235 viene bombardato da un neutrone e avviene la fissione, che spezza il nucleo in due atomi. Uno di questi neutroni è assorbito da un altro nucleo di uranio-238 ed è perso nel bilancio complessivo. Un secondo neutrone può fuggire dal sistema o essere assorbito da un elemento che non continua la reazione. Il terzo neutrone viene assorbito da un nucleo di uranio-235 che si spezza in due atomi liberando consecutivamente due neutroni ed energia. Due neutroni liberati si scontrano con due nuclei di uranio-235 e ogni nucleo libera da uno a tre neutroni che servono per continuare la reazione a catena. Credits: Wikipedia.
TECNOLOGIA DI UN’ARMA A FISSIONE
Per produrre energia paragonabile a quella di un’arma a fissione, è necessario iterare il procedimento moltiplicativo per almeno 50 volte, dato che la maggior parte nell’energia (circa il 95%) viene rilasciato nelle ultime 3-4 generazioni. Nel tempo, gli eventi di fissione portano alla produzione di energia, che riscalda il materiale a temperature sempre più alte fino alla produzione di un plasma, in cui gli elettroni sono disaccoppiati dai rispettivi nuclei. Il rilascio di energia esplosiva avviene se la catena dura complessivamente qualche microsecondo. Poiché con neutroni a temperatura ambiente ogni generazione richiede circa 40 microsecondi, è totalmente impossibile realizzare un’arma. Si devono utilizzare i neutroni. In tal caso, in circa mezzo microsecondo, subisce fissione una quantità di materiale sufficiente per un’esplosione significativa. I neutroni veloci producono fissione in uranio-235 4.000 volte più velocemente dei neutroni termici e in circa 0,56 microsecondi la catena procede per 56 generazioni e produce 2048 neutroni, in grado di generare istantaneamente un’esplosione da 20 kton. Per compensare la bassa frequenza di fissioni prodotte da neutroni veloci si deve impiegare o uranio-235, quasi puro, o plutonio-239, in una quantità superiore a un certo valor minimo e con una densità abbastanza elevata, così che non si abbiano perdite significative di neutroni.
IL MANIFESTO CONTRO L’ATOMICA
Il triste sviluppo di questa tecnologia portò nel 1955 Bertrand Russell e Albert Einstein alla pubblicazione de Il Manifesto di Russell-Einstein, una dichiarazione presentata poco prima della Guerra Fredda e che fa parte di una campagna che aveva come obiettivo il disarmo nucleare. Nel documento sono firmatari 11 scienziati e intellettuali di primo piano dell’epoca, tra i quali il giovane Jozef Rotblat (Nobel per la Pace 1995), l’unico coinvolto nel progetto Manhattan e che dovette abbandonare per ragioni morali. L’obiettivo è ambizioso: chiedere ai governi, onde evitare la “morte universale”, di rinunciare alla guerra e trovare soluzioni pacifiche alle contese. Il documento recita: “In una qualsiasi guerra futura, saranno certamente usate armi nucleari e queste armi minacciano la continuazione dell’esistenza umana […] Considerate voi stessi solo in quanto membri di una specie biologica che ha avuto una storia considerevole e di cui nessuno desidera la scomparsa. Tutti sono in pericolo, e se il pericolo è compreso c’è speranza di poterlo collettivamente evitare […] Come? […] Poiché nessuno rifiuterà di ricorrere alla bomba-H pur di vincere, un patto per la rinuncia all’atomica e la riduzione degli armamenti sarebbe importante, ma non risolutivo. Se vogliamo salvarci, va abolita la guerra, non le armi“. Einstein, prima di morire, ci aveva avvisato.
LA SITUAZIONE ODIERNA
Cos’è cambiato da allora? Dalla fine della Guerra Fredda, sia gli Stati Uniti che la Russia hanno ridotto i loro rispettivi arsenali nucleari, e le loro scorte nucleari sono molto più piccole di quanto non fossero prima. Oggi, la Russia dice di avere 6.257 testate nucleari, mentre gli Stati Uniti ammettono di averne 5.550, secondo quanto rilasciato dalla Arms Control Association. Tuttavia, questa drastica riduzione è “principalmente dovuta allo smantellamento di testate in pensione,” dice Sara Medi Jones, un’attivista presso la campagna per il disarmo nucleare (CND). Infatti, Matt Korda, un ricercatore e project manager per il Nuclear Information Project presso la Federazione degli Scienziati Americani, ha affermato che è difficile sapere con esattezza come stanno cambiando gli arsenali nucleari, ma che diversi stati stanno aumentando le testate nucleari nelle loro scorte.
Per approfondimenti, si rimanda all’articolo del Scientific American.
“L’uomo ha inventato la bomba atomica, ma nessun topo al mondo costruirebbe una trappola per topi” A.Einstein
Diplomato al liceo classico, laureato in fisica a Trieste. Mi sono specializzato in astroparticelle alla Sapienza di Roma. Attualmente vivo a Bologna, dove ho iniziato il dottorato. I miei interessi spaziano l’arte, il cinema, la letteratura e la scrittura. Sono appassionato di divulgazione scientifica e credo nella sua capacità di insegnare ed emozionare. Ritengo infatti che ragione e passione siano indissolubilmente collegate, in quanto la scienza ci fornisce la chiave di lettura del reale, ma, come diceva Platone, non si può aprire la mente se prima non si apre il cuore.
