LA BOMBA ATOMICA O
BOMBA A FISSIONE
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Energia Nucleare
Effetti Contrari
La realizzazione delle bombe nucleari è dovuta a numerosi scienziati e a una catena di successive scoperte, iniziate da Enrico Fermi nel 1934.
Molti scienziati tedeschi, per evitare le persecuzioni naziste, si erano trasferiti negli Stati Uniti. Anche in Italia la politica razziale del regime fascista aveva costretto all'esilio molti intellettuali e scienziati.
Albert Einstein, altro fisico tedesco emigrato, il 2 agosto 1939, indirizzò una lettera al presidente Roosevelt con la quale lo informava della possibilità di costruire un nuovo tipo di bomba basata sulla FISSIONE NUCLEARE.L'esplosivo nucleare utilizzato nelle bombe a fissione era costituito da uranio e plutonio, due materiali fissili.
Ogni qual volta un nucleo si divide per l'urto con un neutrone, produce almeno due nuovi neutroni, che nel caso di un'esigua massa di materiale fissile, sfuggono senza indurre ulteriori fissioni. Se però si accumula una quantità di plutonio e uranio arricchito, sufficientemente puro e tale da superare la cosiddetta massa critica, si innesca un processo a catena incontrollata, in cui le fissioni di nuovi nuclei si susseguono. La liberazione di energia che ne deriva ha carattere esplosivo.La FISSIONE NUCLEARE consiste nella rottura del nucleo di un elemento in due nuclei di elementi più leggeri. Questa reazione interessa prevalentemente elementi con numero di massa superiore a 100, ma è molto più facilmente osservabile in quelli aventi una massa intorno al valore di 230. I prodotti di fissione derivanti da questi elementi, infatti, possiedono una massa totale leggermente inferiore a quella del nucleo di partenza; questa differenza di massa è la causa dell'energia prodotta nella reazione perché la massa "persa" si trasforma in energia, secondo l'equazione di Einstein:
La fissione, in genere, avviene a causa della cattura di un neutrone da parte del nucleo di un elemento pesante, più facilmente da parte di un isotopo di un elemento stabile. Negli elementi chimici, il rapporto tra protoni e neutroni cresce con l'aumentare del numero atomico, partendo da un valore di 1 per l'idrogeno; questo causa instabilità negli elementi pesanti e, in maniera maggiore, nei loro isotopi, visto che entrambi possiedono energie di legame molto basse.
È necessario però che la massa critica rimanga insieme per un tempo sufficientemente lungo prima di disperdersi nell'esplosione, in caso contrario si avrebbe l'esplosione imperfetta con resa molto bassa.
REAZIONE A CATENA
In una reazione di fissione, un nucleo di uranio o di un altro elemento pesante si scinde, per effetto del bombardamento con neutroni, formando una coppia di frammenti di nucleo e liberando una notevole quantità di energia. Il processo è accompagnato da una rapida emissione di neutroni veloci, uguali a quelli che hanno innescato la fissione del nucleo di uranio; ciò consente l'inizio della cosiddetta reazione a catena, che consiste in una serie autoalimentata di fissioni nucleari: i neutroni che vengono emessi nel processo di fissione possono a loro volta innescare il medesimo processo, con continuo sviluppo di energia.
LE DUE BOMBE
La bomba di Hiroshima era costituita da due masse di uranio, in ciascuna delle quali lo sviluppo della superficie in rapporto alla massa era tale da non raggiungere la criticità. Una volta accostate le basi delle due parti ne derivava una massa in condizioni critiche. In essa, era usata una carica esplosiva convenzionale per spingere una metà della massa di uranio contro l'altra metà lungo un tubo; superata così quella critica, la massa esplose con la potenza equivalente a 12-13 mila tonnellate di tritolo.
La bomba di Nagasaki utilizzò il fatto che la massa critica si riduce se il materiale fissile viene compresso così da fare aumentare la sua densità. Una massa sottocritica di plutonio venne circondata da cariche di esplosivo convenzionale che, fatte esplodere, compressero il plutonio in condizioni supercritiche e produssero un’esplosione equivalente a 20 mila tonnellate di tritolo.
