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Energia

Bomba atomica: l’energia che distrugge

La bomba atomica è l’arma più distruttiva che l’uomo abbia mai creato. Con una sola esplosione può provocare centinaia di migliaia di morti e inquinare il terreno per tempi lunghissimi rendendo impossibile la coltivazione, l’allevamento e l’abitazione degli stessi uomini.

Che cos’è la bomba atomica?

La bomba atomica ( o “Bomba A”) è un’arma di distruzione di massa e appartenente al gruppo delle armi nucleari. “Bomba atomica” è il nome comune della bomba a fissione nucleare: un ordigno esplosivo la cui energia è prodotta da una reazione a catena. La fissione nucleare è un processo fisico-chimico in cui il nucleo atomico (la parte centrale di un atomo) di un elemento chimico pesante (come l’uranio-235 o il plutonio-239) decade (ovvero nuclei atomici instabili o radioattivi raggiungono uno stato di maggiore stabilità) in frammenti più piccoli aventi dunque un nucleo atomico minore. Durante questo processo vengono liberate immense quantità di energia e radioattività.

La fissione nucleare può avvenire spontaneamente in natura oppure può essere indotta artificialmente mediante bombardamento di neutroni (particelle subatomiche con carica elettrica uguale a zero). Questa reazione viene usata comunemente nei reattori nucleari e nelle armi nucleari più semplici, come “Little Boy” e “Fat Man”, responsabili rispettivamente dei disastri di Hiroshima e Nagasaki.
A causa dell’enorme pericolosità, la comunità internazionale limita e sanziona la produzioni di tali armi con il “Trattato di non proliferazione nucleare” (“TPN”, si basa su tre principi: disarmo, non proliferazione e uso pacifico del nucleare).

La nascita dell’idea

Il fondamento teorico deriva dal principio di equivalenza massa-energia espresso dall’equazione di Albert Einstein: E=mc^2. Questa equivalenza suggerisce la possibilità di trasformare la materia in energia e viceversa. Einstein, nonostante non vedesse applicazioni pratiche di questa scoperta, intuì che tale principio di equivalenza potesse spiegare il fenomeno della radioattività.

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Successivamente si fece strada l’ipotesi che alcune reazioni che implicano questo principio potessero effettivamente avvenire all’interno dei nuclei atomici. Il processo del “decadimento” dei nuclei provoca un rilascio di energia. L’idea che una reazione nucleare potesse essere prodotta artificialmente e in misura massiccia sotto forma di reazione a catena venne sviluppata nella seconda metà degli anni trenta a seguito della scoperta del neutrone. Alcune delle principali ricerce furono condotte in Italia da Enrico Fermi.

Enrico Fermi e i primi studi

Alcuni scienziati; Enrico Fermi, Leó Szilád, Edward Taller ed Eugine Wigner; rifugiatisi negli Stati Uniti d’America durante la seconda Guerra Mondiale, si occuparono dello sviluppo militare della nuova teoria. Nel 1939 Fermi e Szilàrd persuasero Einstein a scrivere una lettera al presidente Roosvelt per segnalare che vi erano i presupposti teorici per creare una bomba usando il principio della fissione nucleare e che era probabile che il governo tedesco avesse già dato inizio a delle ricerche in materia. Fu così che il governo staunitense cominciò a interessarsi a tali studi.

Sempre negli Stati Uniti, Fermi effettuò delle nuove ricerche sul raro isotopo (atomo di uno stesso elemento chimico avente però numero di massa e atomico diversi, quindi differente massa atomica) dell’uranio; ovvero l’uranio-235; fino ad ottenere la prima reazione artificiale di fissione a catena autoalimentata. Il 2 decembre 1942 il gruppo diretto da Fermi assemblò a Chicago la prima “pila atomica” o “reattore nucleare a fissione” che raggiunse la condizione di criticità.

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La prima bomba atomica

La prima bomba atomica fu realizzata tramite un progetto sviluppato segretamente dal governo degli Stati Uniti. Il programma raggiunse la scala industriale nel 1942 con il “Progetto Manhattan”. Per produrre i materiali fissili, ovvero l’uranio-235 e il plutonio-239, fulcro del progetto, vennero spesi due miliardi di dollari dell’epoca per la costruzione di impianti giganteschi. I materiali e i dispositivi tecnici vennero prodotti a Los Alamos, Nuovo Messico, dove fu costruito un apposito centro.

La prime esplosioni

La prima bomba al plutonio, nome in codice “The Gadget”, venne fatta esplodere durante il “Test Trinity” nel poligono di Alamogordo, Nuovo Messico. Era il 16 luglio del 1945. La prima bomba all’uranio, nome in codice “Little Boy”, fu sganciata sopra la città giapponese di Hiroshima il 6 agosto del 1945. La seconda, chiamata “Fat Man”, venne sganciata su Nagasaki il 9 agosto del 1945. Questi due sono stati gli unici casi di impiego bellico di armi nucleari per un bombardamento strategico. Esse sancirono la fine della seconda Guerra Mondiale.

La “corsa” dell’Unione Sovietica

L’Unione Sovietica, rimasta indietro con la tecnologia durante gli anni della guerra, recuperò velocemente. Stalin attivò l’ “Operazione Borodino” che raggiunse inattesi successi grazie alla ricerca e alle spie sovietiche. La prima bomba a fissione nucleare dell’Unione Sovietica venne sperimetata il 29 agosto 1949 ponendo fine al monopolio statunitense.

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La bomba nucleare diventa proprietà di molti paesi

Fu poi il turno di altri paesi: Gran Bretagna, Francia e Repubblica Popolare Cinese sperimentarono un ordigno a fissione nucleare rispettivamente nel 1952, nel 1960 e nel 1964.
Israele costruì la prima bomba nucleare nel 1966. Il Sudafrica cominciò la produzione di bombe atomiche nel 1976. Israele e il Sudafrica condussero insieme un test nel 1979. L’India effettuò il primo test nel 1974. Il Pakistan diede il via alla sua produzione di armi nucleari nel 1983 ed effettuò un test nel 1998. La Corea del Nord testò il suo primo ordigno nel 2006.

Il Sudafrica è stato l’unico paese a cancellare volontariamente il suo programma militare nel 1989, smantellando sotto il controllo dell’AIEA (International Atomic Energy Agency) tutte la armi nucleari che aveva già costruito.
La peculiarità di queste micidiali armi a fissione è che possono essere intallate, oltre che su bombe aeree, anche su missili, proiettili di artiglieria, mine e siluri.

Il manifesto di Russell – Einstein

Consapevoli dei possibili danni collaterali, nel 1955 Bertrand Russell e Albert Einstein promossero una dichiarazione in cui venivano invitati tutti gli scienziati del mondo a riunirsi per discutere sui rischi dell’umanità causati dalle armi nucleari.

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L’esplosione nucleare

Gran parte dell’energia rilasciata da un’esplosione nucleare consiste in energia radiante diretta, cioè in espansione di calore ed effetto luminoso prodotto dalla reazione nucleare. Il primo segno di esplosione di una bomba aomica è il “fungo atomico”. Questa espressione indica la forma delle nubi, originate dallo schianto, simile appunto a quella di un fungo. La luce causata dall’esplosione, poi, viene irradiata dalla “sfera di fuoco” (costituita da gas ionizzati) creatasi che si espande nel punto in cui è avvenuta l’esplosione per un tempo dell’ordine del millisecondo. I gas sprigionati raggiungono temperature di centinaia di milioni di gradi ed emettono radiazioni luminose che illuminano direttamente oggetti distanti centinaia di metri, i quali raggiungono temperature di migliaia di gradi in pochi millesimi di secondo.

Oltre a tutto ciò, bisogna considerare l’effetto dell’onda d’urto prodotta dallo spostamento dell’aria. La distruzione raggiunge, infatti, distanze dell’ordine dei chilometri. L’effetto delle componenti distruttive viene amplificato se la bomba viene fatta esplodere a una certa altezza dal suolo: se questa esplodesse a contatto con il terreno, infatti, il suolo assorbirebbe gran parte della sua energia e gli effetti distruttivi verrebbero ridotti.

Gli effetti di un’esplosione nucleare

I devastati effetti di un’esplosione di una bomba atomica possono essere schematizzati nel seguente modo:

Ustioni sulla pelle di abitanti dopo l’esplosione dell’atomica, Hiroshima

effetti diretti di irraggiamento termico e luminoso. Le superfici degli oggetti colpiti dalla luce raggiungono temperature più o meno elevate a seconda della proprietà della superficie, in base cioè alla capacità di riflettenza della luce e al colore della superficie in questione. Un’esplosione nucleare produce tipicamente due impulsi radianti (il secondo si ha quando la sfera di vapori si è espansa fino a tornare ad essere trasparente). Le temperature raggiunte possono causare ustioni mortali e anche la distruzione degli organismi. Questo effetto si ha su persone e animali che si trovano in zone direttamente esposte all’esplosione. Il lampo può anche causare cecità.

effetti meccanici dell’onda d’urto. L’onda d’urto distrugge all’istante edifici e manufatti a uso civile e ciò comporta la dispersione di detriti ad altissima velocità.

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superincendi (o feuerstürme). I superincendi coinvolgono le persone presenti nell’area delle macerie. Il calore di questi porta inoltre alla distruzione di legno, vestiti, carta e plastica situati anche a chilomeri di distanza.

radiazioni ionizzanti ad alte energie. Le radiazioni emesse dall’esplosione nucleare sono prevalentemente raggi gamma, ovvero quelli con maggiore intensità ma di durata di emissione minore. I danni agli organismi viventi, come la malattia acuta prodotta da radiazioni (anche chiamato “avvelenamento da radiazioni” consiste in un insieme di sintomi potenzialmente letali causati dell’esposizione di tessuti biologici di un corpo a una forte dose di radiazioni) o altre patologie come i danni genetici responsabili della malformazione di feti. Tali disturbi possono essere causati dalla diretta esposizione all’esplosione, ma anche e soprattutto dal contatto con polveri e acqua contaminate. Le persone continuano quindi a morireanche nei mesi successivi e qualora l’esposizione ai raggi nucleari non dovesse provocare la morte, questi potrebbero comunque produrre variazioni genetiche nei nuovi nati.

Il terreno colpito da un’esplosione nucleare rimane contaminato fino a quando gli elementi radioattivi non hanno compiuto il processo di decadimento radioattivo. Esso consiste in un insieme di processi tramite i quali alcuni nuclei atomici instabili (nuclidi) emettono particelle subatomiche (componenti della materia di massa inferiore a quelle degli atomi di cui sono in gran parte componenti) per raggiungere uno stato di stabilità. Il processo di decadimento, per gli elementi più radioattivi, può richiedere secoli.

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I disastri di Hiroshima e Nagasaki

Per porre fine alla seconda Guerra Mondiale, gli Stati Uniti d’America colpirono Hiroshima e Nagasaki, due città giapponesi, con due bombe atomiche, soprannominate “Little Boy” e “Fat Man”.
Il numero di vittime dirette delle due esplosioni è stimato intorno alla cifra di 200.000 uomini, quasi tutti civili. A causa delle implicazioni etiche, morali e dei danni imminenti e a lungo termine, le due bombe costituiscono ancora oggi gli unici ricorsi alle bombe atomiche.

La prima città colpita: Hiroshima

Il “fungo atomico” causato dalla bomba sganciata su Hiroshima

Il 6 agosto 1945 l’ “Enola Gay” sganciò “Little Boy” sul centro della città di Hiroshima. Morirono sul colpo circa 70.00080.000 persone e il 90% degli edifici venne completamente distrutto. L’avvelenamento da radiazioni e le necrosi dei tessuti provocarono malattie e morti dopo il bombardamento per un totale del 20% di coloro che erano sopravvissuti all’esplosione iniziale. Alla fine del 1945 furono milioni le persone che morirono a causa dell’avvelenamento da radiazioni.

Alcuni frammenti di vetro, proiettati dall’esplosione, penetrarono nei muri di cemento anche a distanze di 2200 metri dall’epicentro dell’esplosione. I muri di cemento armato dell’ospedale della Croce Rossa di Hiroshima mostrano una superficie cosparsa di buchi e tagli come se fossero stati colpiti da raffiche di proiettili. In realtà si trattò di minuscole schegge di vetro proiettate dall’esplosione ad altissima velocità.

La seconda città colpita: Nagasaki

Un’immagine del “fungo atomico” causato dalla bomba sganciata su Nagasaki

Il primo obiettivo stabilito dagli Stati Uniti per il secondo attacco fu la città di Kokura, ma a causa delle nubi che sovrastavano la città si decise di cambiare obiettivo optando per Nagasaki. Fu così che il 9 agosto del 1945 il “Bockscar” sganciò “Fat Man” sulla zona industriale della città. La bomba non esplose dove previsto, ma bensì nella valle di Urakami. Ciò permise la salvezza di gran parte della città, protetta dalle colline circostanti. Nonostante questo, le vittime furono tantissime. Le stime variano dalle 22.000 alle 75.000 persone.

Secondo alcune valutazioni, almeno 35.00040.000 residenti vennero uccisi sul colpo e oltre 55.000 rimasero feriti. Il numero totale dei morti ammonta a 80.000 persone, incluse coloro che vennero esposte alle radiazioni nei mesi successivi all’impatto. Tra le persone presenti in città quel giorno, vi era anche un ristretto numero di vittime sopravvissute a Hiroshima.

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I test nucleari

Inizialmente le esplosioni vennero condotte senza prestare minimamente attenzione all’ambiente.
A causa della sperimentazione nucleare “selvaggia”, infatti, molti sono i paesaggi ancora inquinati. Ecco uno sconcertante elenco di alcuni primi esperimenti (anche già precedentemente citati) e altri test nucleari rilevanti:

poligono di Alamogordo, Nuovo Messico, 16 luglio 1945

Atollo di Bikini, isoleMarshall. Qui venne svolta una serie di test nucleari denominati “Operazione Crossroads” da parte degli Stati Uniti d’America; e 25 luglio 1946

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poligono di Semipalatinsk, Kazakistan; 19 agosto 1949

– “Nevada Test Site“, Nevada, U.S.A. Le esplosioni iniziarono il 27 genneaio 1951.

Atollo di Enewetak, isole Marshall; 8 maggio 1951

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poligono di Semipalatinsk, Kazakistan; 12 agosto 1952

Montebello Island, regione di Pilbara, Australia, 3 ottobre 1952

Atollo di Enewetak, isole Marshall; 1° novembre 1952

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Atollo di Bikini, isole Marshall; 1° marzo 1954

poligono di Semipalatinsk, Kazakistan; 23 novembre 1955

tra le isole Malden e Kirimati, Kiribati; 8 novembre 1957

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oasi di Reggane, deserto del Sahara, provincia di Adrar, Algeria; 13 febbraio 1960

baia di Mitjusicha, isola di Novaja Zemlja, nord del Circolo Artico, Russia; 31 ottobre 1961

Lop Nur, deserto del Taklmakan, regione dello Xinjiang, Cina; 16 ottobre 1964

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Lop Nur, Malan, Xinjiang, Cina; 17 giugno 1967

Atollo di Fangataufa, Polinesia Francese; 24 agosto 1968

Pokaran, Rajasthan, India; 18 maggio 1974

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presso Pokaran, Rajasthan, India; 11 maggio 1998

Chagai Hills, distretto di Chagai, Belucista, Pakistan; 28 maggio 1998

sito di Punggye-ri, contea di Kalju, nord Hamkyong, Corea del Nord; 9 ottobre 2006

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sito di Punggye-ri, contea di Kalju, nord Hamkyong, Corea del Nord; 25 maggio 2009

sito di Punggye-ri, contea di Kalju, nord Hamkyong, Corea del Nord; 3 settembre 2017

La bomba nucleare oggi: una minaccia concreta

Periodicamente si ritorna a parlare di bomba atomica. Qualche tempo fa l’argomento tornò sotto i riflettori durante lo scontro U.S.A. – Corea del Nord che vide il presidente statunitense Donald Trump scambiare minacce con il dittatore nordcoreano Kim Jong-un.
La bomba atomica è ormai proprietà di moltissimi stati e pronunciare il suo nome è sufficiente per creare panico e scompiglio tra le diverse nazioni mondiali.

Atomica: l’arma micidiale

La bomba atomica è il primo esempio di qualcosa che è stato concepito dall’uomo solo ed esclusivamente per distruggere e uccidere migliaia di persone nello stesso momento e danneggiare i territori nemici (essa è infatti definita un’arma di distruzione di massa). Durante la storia dell’umanità, altri materiali sono stati usati per uccidere, ma spesso la loro creazione era riservata ad un altro fine. La dinamite, ad esempio, nacque per far brillare le miniere ed estrarne il contenuto. Solo in un secondo momento questa diventò un ingrediente bellico. Certo, altri materiali vennero concepiti direttamente per un utilizzo militare, come successe, ad esempio, per la polvere da sparo che nacque per “nutrire” le armi da fuoco. Essa, però, nonostante la sua componente distruttiva, non può materialmente produrre il tipo di devastazione che caratterizza invece le esplosioni atomiche. Quindi viene da chiedersi – Perché? -. Semplice. Perché la bomba atomica è sinonimo di potenza, ingegneria e scienza.

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Oggi, molti paesi del mondo, nonostante versino in condizioni politicamente ed economicamente disastrose, hanno finanziato scienziati e investito denaro per la costruzione dell’atomica. Rimane dunque solo da sperare nel buonsenso e nella coscienza delle nazioni e non dimenticare una famosa frase di Albert Einstein: “Non ho idea di quali armi serviranno per combattere la terza Guerra Mondiale, ma la quarta sarà combattuta coi bastoni e con le pietre“.

Un’immagine della città di Hiroshima distrutta dalla bomba atomica
Un’immagine della città di Nagasaki distrutta dalla bomba atomica

Classe 1997. Laureanda in lettere moderne e contemporanee all'Università di Torino. Articolista. Appassionata di musica, scrittura, cinema, pittura, letteratura e scienza. "Tutte le cose sono belle in sé, e più belle ancora diventano quando l'uomo le apprende. La conoscenza é vita con le ali" (Khalil Gibran).

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