Energia Nucleare tesina

Secondo Zeno, alter-ego letterario di Svevo, l’uomo diviene sempre più furbo al

fine di creare strumenti utili alla grande guerra, ma, nel momento in cui essi si

distaccano dall’arto dell’uomo e divengono fini a se’ stessi, la legge del più forte

perde il suo valore e l’evoluzione diviene un artificio che tende a ledere la salute

dell’umanità, generandone la “malattia”. Essa inquina la vita dell’uomo dalle

radici, per cui, l’unica cura plausibile, consiste nella completa distruzioni delle basi

stesse dell’esistenza, attraverso la catastrofe. 1 | P a g.

Nonostante la natura pessimistica del passaggio, è evidente l’intenzione dello

scrittore di promuovere un utilizzo consapevole del progresso. Ciò però non

avviene in tempi brevi, in quanto la riuscita degli esperimenti guidati da Fermi

diede un grande impulso alle ricerche del Progetto Manhattan, che portarono alla

costruzione e al conseguente utilizzo delle bombe atomiche.

L’era atomica: dal Progetto Manhattan all’Equilibrio del Terrore

Durante il Terzo Raich, alla fine del 1938, i chimici tedeschi Otto Hahn e Fritz

Stassmann ottengono la prima fissione nucleare, coadiuvati del celebre fisico

W.K. Heisenberg. Ciò preoccupa la comunità scientifica internazionale, in quanto

nasce la possibilità di arrivare alla costruzione dell’arma atomica. La Germania

viene però privata di moltissimi scienziati di origine ebrea, che emigrarono a

causa delle leggi razziali introdotte dal nazismo. Tra questi vi sono i fisici Leo

Szilard e Edward Teller, i quali, rifugiati in America, incontrano Einstein nell’estate

del 1939 e lo convincono ad abbandonare la linea pacifista. Il padre della relatività

decide allora di scrivere al Presidente Roosevelt, spiegando le terribili implicazioni

belliche della scoperta tedesca. Quest’ultimo però dà il via al progetto solamente

nel 1941, a seguito dell’attacco Giapponese alla base navale di Pearl Harbor,

avvenuto il 7 dicembre dello stesso anno. Nel 1942, successivamente all' entrata

in guerra degli Stati Uniti, la ricerca accelera notevolmente a causa della necessità

di battere sul tempo la Germania di Hitler, il quale minacciava l’imminente

creazione di un’arma segreta capace di cambiare le sorti della guerra. A tal

proposito, Roosevelt e il primo ministro inglese, W. Churchill, decidono di

trasferire in America tutti i fisici atomici disponibili, unificando le ricerche e lo

sviluppo in un colossale progetto che prese il nome “DSM” o “Progetto

Manhattan”. Esso passerà poi in mano ad un gruppo di militari, guidati dal

generale Groves con la compresenza di Robert Julius Oppenheimer. Quest'ultimo

era un fisico di grande intelligenza, laureatosi a Gottinga con una tesi sulla teoria

dei quanti che i suoi stessi esaminatori stentavano a comprendere. Egli decise di

trasferire le strutture su di un altopiano che prendeva il nome di Los Alamos.

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Il 2 dicembre 1942, il fisico italiano Enrico

Fermi riesce nell'impresa di controllare una

reazione a catena, confermando la possibilità

di creare un'arma nucleare. Nel frattempo, le

armi segrete dei tedeschi si rivelano essere i

missili teleguidati V1 e V2, i quali venivano

utilizzati con lo scopo di colpire il Belgio e la Gran Bretagna. Nonostante non

fossero rilevabili dai radar, contenevano una carica esplosiva tradizionale, capace

di arrecare danni assai limitati. Due anni più tardi, la tecnologia dell'esplosione

nucleare viene messa a punto e messa in pratica il 16 luglio 1945, ad Alamogordo,

nel deserto del Nevada. La guerra in Europa però era già finita con la caduta di

Hitler; bisognava riconquistare il Pacifico. Nonostante le ripetute vittorie degli

alleati in Nuova Guinea, Filippine, Birmania ed Okinawa, il Giappone non dava

segni di cedimento definitivo. La bomba era giunta troppo tardi per essere usata

contro la Germania, ma il nuovo presidente, Harry S. Truman, la considerò utile

per evitare l'invasione americana delle isole giapponesi. Una seconda valida

ragione era costituita dall'instabilità politica dell'Europa, per metà occupata dai

sovietici e per l'altra metà teatro della resistenza comunista. Una grande

dimostrazione di potenza militare americana avrebbe posto una condizione di

vantaggio psicologico nei confronti dei rivali russi. Oltretutto, gli scienziati e i

militari volevano sperimentare la bomba, date le enormi somme di denaro che

erano state investite nel progetto. Nonostante i ripetuti contrasti tra politici, fisici

e militari, il 6 agosto del 1945, da una base aerea al largo delle Marianne, partì un

bombardiere B-29 di nome "Enola Gay", con a bordo la prima atomica ad uso

bellico della storia, "Little Boy". Alle ore 8:16, essa venne sganciata sulla città di

Hiroshima, uccidendo immediatamente ottantamila persone. Un evento che si

ripeté il 9 agosto sulla città di Nagasaki, dove la bomba atomica "Fat Man" fece

altri quarantamila morti. Ciò pose fine alle ostilità con il Giappone, il quale firmò

la resa il 2 settembre dello stesso anno. 3 | P a g.

Nell’immediato dopoguerra, gli Stati Uniti

d’America si assunsero il compito di guidare la

ricostruzione del sistema economico

internazionale, dinanzi al declino delle potenze

europee. Sul piano politico-militare il loro ruolo

egemonico fu però insidiato dall’Unione

Sovietica, nascente potenza che fondava la sua rivalità nel conflitto ideologico tra

capitalismo americano e comunismo e che godeva di una forte capacità di

destabilizzazione politica in Europa. Il sistema delle relazioni internazionali del

secondo dopoguerra si andava stabilizzando su due blocchi contrapposti di stati,

quello sovietico dell’Est e quello americano dell’Ovest, che rappresentavano le

due superpotenze della “Guerra Fredda”. Sino alla fine degli anni quaranta, gli

americani, essendo gli unici in possesso di testate nucleari, riuscirono a

mantenere una condizione di superiorità strategica sulla quale fondarono la

cosiddetta "dottrina della rappresaglia massiccia", la quale doveva bloccare ogni

tentativo di aggressione nei loro confronti con la minaccia nucleare. Ma, quando

nell’agosto del 1949 l’URSS fece esplodere la sua prima bomba atomica, la

preponderanza militare americana venne meno ed in breve tempo i sovietici

riuscirono a dotarsi di armi nucleari tali da competere come antagonisti degli Stati

Uniti. Iniziò così una fase di militarizzazione massiccia della guerra fredda,

caratterizzata da una continua corsa al riarmo nucleare da parte delle due

superpotenze. La parità in tale campo poneva la rivalità sovietico-americana in

una condizione strategica di "equilibrio del terrore", fondato sulla consapevolezza

che una guerra diretta tra le due superpotenze avrebbe causato la distruzione di

entrambe e del mondo intero. Questo rappresentò dunque una sorta di

deterrenza reciproca, capace di dissuadere i due rivali dall’impiego delle loro

terribili armi di distruzione di massa, tranne che per una parentesi nel 1962, per

tutto il periodo della guerra fredda. Infine, i vari incontri tra Reagan e Gorbaciov,

che si tennero tra il 1985 e il 1987, sancirono l’accordo tra le due superpotenze.

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La Fisica Nucleare

La fisica nucleare prende il nome dall’oggetto di studia della stessa, ovvero il

nucleo atomico, nei suoi costituenti: protoni e neutroni. Ogni nucleo è formato

da una certa quantità di questi nucleoni, che ne caratterizza le proprietà:

 Numero atomico (Z) uguale al numero di protoni nel nucleo;

 Numero di neutroni (N) contenuti nel nucleo;

 Numero di massa (A) uguale al numero totale di nucleoni.

Atomi con stesso numero atomico ma diverso numero di massa vengono definiti

“isotopi”, esempio ne sono l’uranio-238 e l’uranio-235, elementi largamente

utilizzati nel campo dell’energia nucleare.

Tuttavia i nucleoni non vengono tenuti assieme unicamente dalla forza elettrica,

a causa della forza repulsiva tra protoni, ma bensì entrano in gioco delle “forze

nucleari”: la forza nucleare forte, che vince l’interazione elettromagnetica; la

forza nucleare debole, responsabile del decadimento beta dei nuclei atomici e

associato alla radioattività.

La radioattività è un fenomeno esistente in

natura, scoperto in maniera fortunosa da Henry

Becquerel. Esso consiste nella trasformazione dei

nuclei instabili di alcuni particolari isotopi in altri

isotopi più leggeri, il tutto accompagnato da

emissione di radiazioni ionizzanti. Questo

processo viene definito “decadimento”,

differisce in modalità e tempistica a seconda

della famiglie radioattive e termina nel momento

in cui l’atomo raggiunge la condizione di stabilità. 5 | P a g.

Esistono tre tipi di decadimento:

 Decadimento alfa (α): consiste nell’emissione di

una radiazione alfa, ovvero un nucleo di elio

contenente due protoni e due neutroni. Il nucleo

risultante ha numero atomico diminuito di due

unità e numero di massa diminuito di quattro.

 Decadimento beta (β): consiste nell’emissione di

una radiazione beta, la quale non è solamente

legata alla particella emessa ma anche al

particolare tipo di processo nucleare che avviene

tramite interazione debole. Difatti, esistono due

tipi di decadimento beta:

-

Beta : Quando un neutrone si trasforma in protone:

+

Beta : Quando un protone emette un positrone e si trasforma in neutrone:

 Decadimento gamma (γ): consiste nell’emissione di una radiazione

gamma, un’onda elettromagnetica simile alla luce o ai raggi x ma molto più

potente poiché, in quanto fotoni poco ionizzati, tendono a non interagire

con la materia. Tali radiazioni accompagnano un decadimento alfa o beta,

in quanto sono la risultante del surplus di energia tra due condizioni di

equilibrio dei nuclei coinvolti; per questo motivo, i raggi gamma sono

strettamente collegati alla differenza di massa e all’energia di legame.

Nel decadimento Beta viene introdotta una particolare particella subatomica,

chiamata “neutrino” ( ), in quanto i dati sperimentali e teorici relativi ad esso

non coincidevano, generando una violazione nel principio di conversazione

dell’energia. Essa possiede una massa quasi nulla, carica neutra e spin semintero,

per cui è un fermione. 6 | P a g.

Legge del decadimento radioattivo

La legge del decadimento radioattivo esprime la relazione tra una certa quantità

di sostanza radioattiva campione e la sua evoluzione nel tempo. Il decadi