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PROGETTO MANHATTAN. Capitolo 2 - parte seconda

11 Dicembre 2006 di Marco Di Marco

All’interno dei laboratori di Los Alamos, le ricerche si dividevano sostanzialmente in due grossi filoni, che corrispondevano a due differenti tipologie di esplosione; la prima mirava all’utilizzo dell’uranio, la seconda al plutonio.

Per quanto concerne l’uranio, era prima necessario separare gli isotopi, cosa che si poteva fare ad esempio per diffusione gassosa, o mediante una batteria di spettrografi di massa.
La bomba all’uranio era composta da due blocchi che venivano posti in contatto (mediante un’esplosione) in modo da raggiungere le dimensioni critiche. Il raggiungimento della massa critica, quindi, avviava la detonazione, dal potere esplosivo di circa tredicimila tonnellate di tritolo.
Per produrre il plutonio, invece, occorrevano un reattore nucleare (il plutonio veniva prodotto facendo agire un fascio di neutroni su uranio 238) ed un successivo intervento, di natura chimica, per la separazione.
In ciascuno dei due casi, una volta prodotto il combustibile necessario, bisognava costruire la bomba vera e propria.
L’addetto alla reazione nucleare era Fermi, senz’altro il più esperto al mondo in questo campo: era chiaro che occorresse raggiungere la massa critica (cosa che lo scienziato italiano era già riuscito a fare nella pila); in seguito si sarebbe dovuta innescare la reazione a catena. Questa, come noto, avrebbe prodotto neutroni, i quali (questa era l’idea che si stava sviluppando), assorbiti dall’uranio 238 lo avrebbero reso U239 e quindi Pu239, che è l’esplosivo vero e proprio. Il plutonio, infatti, è più instabile dell’uranio e ci si rese conto, una volta assodato questo fatto, che una grossa parte dello sforzo si sarebbe concentrata sul processo chimico per la produzione di quantità adeguate.

Esistono alcune ipotesi sulla provenienza dell’uranio utilizzato per Little Boy e Fat Boy (così vennero chiamate le due bombe sganciate sul Giappone), delle quali ci occuperemo nei paragrafi seguenti. La bomba (quella al plutonio) venne costruita suddividendo in quattro parti il materiale all’interno, e facendole venire a contatto mediante un’esplosione; questa sarebbe stata seguita da una seconda deflagrazione (più esattamente un’implosione), che aveva lo scopo di comprimere l’esplosivo per rendere la reazione a catena incontrollata e più efficace.
L’involucro esterno venne costruito con caratteristiche ben precise: oltre a contenere il tutto, manteneva all’interno della bomba una pressione sufficientemente elevata ed era costituito di un materiale particolarmente efficace nel “riflettere” i neutroni, allo scopo di massimizzare l’efficacia della reazione. Se di “efficacia” si può parlare.
La potenza di questa bomba raggiungeva quella di ventimila tonnellate di tritolo.
Los Alamos, frattanto, vide crescere la propria popolazione a ritmi sconvolgenti: nel luglio del ’43 c’erano già circa duemila persone, e alla fine dell’anno seguente questo numero sarebbe più che triplicato. Tra le centinaia di scienziati, ricercatori e tecnici coinvolti, facciamo solo alcuni nomi, perché si comprenda la portata scientifica di questo progetto: Bohr, Fermi, Segré, Chadwick, Bethe, Teller, Feynmann, Anderson, Wigner, Rabi, Rossi, Oppenheimer, Von Newmann, Frisch, Fuchs, Weisskopf.
La rapidità con cui i successi teorici e sperimentali si susseguivano era unica: si pensi a quanti premi Nobel erano coinvolti.
Ciò che nel frattempo accadeva in Europa non è ancora completamente chiaro: nel 1944 pare che le truppe alleate fossero venute in possesso di alcuni documenti che sembravano mostrare una certa arretratezza del programma nucleare nazista, o almeno di un filone di tale programma.
Questo fatto si allaccia ad un articolo, pubblicato su questo stesso sito, dell’ing. Romanello.

Facciamo adesso un passo indietro, e andiamo in Danimarca, è qui che prende il via la controversa vicenda sviluppatasi tra Werner Heisenberg e Niels Bohr: questo è un esempio di come una differente appartenenza politica possa far finire amicizie di lunghissima data. I due, difatti, si erano conosciuti più di vent’anni prima, durante alcune conferenze e le loro collaborazioni, col tempo, li avevano resi ottimi amici.
I due si incontrarono, nel 1941, per discutere assieme sullo stato delle ricerche in fisica nucleare, con attenzione particolare all’utilizzo bellico di questa nuova branca della fisica.
Cosa i due si siano detti durante l’incontro non è ancora del tutto chiaro, ciò che è certo è che quella fu l’ultima volta che si parlarono: il danese, tornato poi negli Stati Uniti, sostenne in maniera piuttosto convinta d’aver ricevuto chiare indicazioni da parte dell’ormai ex amico sul fatto che la Germania fosse vicina a realizzare la bomba. Heisenberg, tuttavia, negherà sempre questa versione, sostenendo al contrario d’aver lasciato intendere al collega di avere intenzione di sabotare le ricerche naziste, che tra l’altro, gli comunicò, erano molto indietro. Un fatto è sicuro: le affermazioni di Bohr ebbero un peso politico rilevante nella decisione di intraprendere il progetto Manhattan.
Qualche anno fa, a sorpresa, ha parlato di questa faccenda un fisico tedesco che sembra aver assistito al famoso colloquio. Si tratta di Richard von Weizsäcker, il quale riferisce che lo scopo dei tedeschi fosse di “assicurarci che la bomba non ci cadesse sulla testa”: le parole dell’anziano fisico sembrano giustificare, almeno in parte, la reazione di Bohr, ed avvalorare la tesi secondo cui le ricerche naziste non erano così arretrate come si voleva far credere.
In ogni caso, è difficile dire con precisione come stessero le cose, e stabilire se Heisenberg conoscesse eventuali altri filoni della ricerca tedesca, magari più avanzati di quello cui egli stesso lavorava. In più d’una occasione il tedesco sostenne che era sua volontà danneggiare, nascostamente, le ricerche naziste, ma sulle sue reali intenzioni non si può dire molto di veritiero.
Una leggenda, o una voce di corridoio, vuole che Heisenberg, appresa la notizia delle esplosioni in Giappone dalla prigione ove era stato portato dagli alleati, seppe spiegare nei minimi dettagli come funzionava la bomba, a conferma del fatto che probabilmente conosceva la questione meglio di quanto volesse lasciar intendere. Ma questa è solo una voce, tanto più che a fornire queste testimonianze sono tutti colleghi e compagni di detenzione tedeschi. Di recente, e concludiamo qui il racconto di questa vicenda, è venuta alla luce una lettera di Bohr, mai spedita, nella quale si faceva riferimento alla volontà di Heisenberg di procedere senza scrupoli nelle ricerche. A fornire questa lettera sono stati i familiari del danese, ormai moltissimi anni dopo il fatto.
La situazione tedesca, quindi, non è ben chiara, ma ciò che è certo è che la Germania faceva paura, e che oltreoceano, mentre un nutrito gruppo di fisici lavorava alla realizzazione delle bombe, alcuni scienziati iniziavano a covare seri dubbi sulla moralità della bomba nucleare. Tra questi erano gli stessi Einstein e Szilard, forti sostenitori del progetto appena qualche anno prima.

Nel prossimo articolo racconterò di come e quando le bombe furono sganciate, del famoso “Rapporto Franck” e delle reazioni che questo suscitò tanto tra i fisici quanto tra le alte sfere della politica statunitense e mondiale.



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  • 7 Commenti a “ PROGETTO MANHATTAN. Capitolo 2 - parte seconda”

    1. Ing. Vincenzo Romanello scrive:

      Per chi volesse saperne di più sul programma nucleare tedesco consiglio l’interessante libro di Rainer Karlsch “La bomba di Hitler” (Edizioni Lindau), di cui ho curato l’errata corrige della versione italiana.
      Alcuni punti interessanti che emergono sono i seguenti:
      • Döpel e Heisemberg accendono il primo reattore nucleare della storia, seppur non critico (giugno 1942, circa sei mesi prima di Fermi). Trattasi di un moltiplicatore di neutroni.
      • Gli Alleati non distrussero la Norsk Hydro (fabbrica di acqua pesante), ma la centrale elettrica che l’alimentava. Azioni di sabotaggio della resistenza norvegese.
      • Brevetto del 1942 della doppia centrifuga per arricchimento dell’ uranio. Nel 1943 fu ottenuto uranio arricchito al 5,2 %.
      • Calutrone tedesco, anche migliore di quello USA, di Alfred Von Ardenne. Trovate tracce di uranio arricchito sulle pareti dell’impianto di Bad Sorrow.
      •Dimostrata fattibilità di innesco di reazione termonucleare con esplosivi convenzionali dal polacco Kalinski. Pare i nazisti usarono questo tipo di design.
      In altri termini, se la guerra fosse durata pochi mesi di più ed i bombardamenti alleati fossero stati un pò meno efficai probabilmente avremmo assistito ad una esplosione nucleare tedesca in qualche città alleata (seppur di portata minore rispetto alle bombe sganciate sul Giappone).
      I tedeschi, fra l’altro, come emerge dal libro di Karlsch, intendevano colpire le coste degli USA con un missile multistadio (grazie alle ricerche di Werner Von Braun) con testata atomica (grazie ai lavori di Kurt Diebner).

    2. gauss2 scrive:

      Ciao Romanello,
      qual’è il reattore che Heisenberg accese? meglio dove era sito?

    3. Ing. Vincenzo Romanello scrive:

      Si trattava del reattore di Haigerloch: la struttura era grosso modo quella di un coperchio con appese tante ‘collane’ di blocchi di uranio da immergere in un pozzo con l’acqua pesante.
      Heisenberg ottenne un fattore di moltiplicazione pari a 7, ma il reattore non divenne critico a quanto pare. Dai calcoli risulta che avrebbe dovuto essere 1,5 volte più grande, ma la carenza di materie prime (in particolare acqua pesante) rappresentò un problema.
      Oggi il sito è diventato un museo; al seguente link si trovano alcune foto/schemi/informazioni in merito:

      http://www.haigerloch.de/stadt/keller_englisch/EKELLER.HTM

      Nel libro di Karlsch si citano molti altri dettagli interessanti: dal progetto di un reattore di Diebner a due stadi (uno centrale critico ed un’altro, sottocritico che lo circonda), all’esperimento sul reattore di Gottow (che pare terminò con un incidente le cui tracce sono rilevabili ancora oggi), alla discussione fra Heisemberg e diebner se fosse migliore una struttura a ‘cubi’ o a ’strati’ , e molto altro…

    4. Ing. Vincenzo Romanello scrive:

      Una piccola chiarificazione: il reattore che Heisenberg accese 6 mesi prima di Fermi (seppur non critico) era quello dell’istituto di Lipsia (come riportato a pag.126 del testo in oggetto).
      Molti dei fatti si cominciano a conoscere solo ora; anche perchè gli scienziati catturati e condotti nella fattoria di Farm Hall non avevano intenzione di ’smascherare’ le loro connivenze col regime nazista (in particolare Diebner, csarebbe stato condannato dal tribunale di Norimberga per crimini contro l’umanità a causa del tragico esperimento di Ohrdruf).
      Come dicevo si tratta si ‘curiosità storiche’, per le quali ben pochi sono disposti ad investire tempo e denaro (anche se personalmente dissento da tale approccio, convinto qual sono che noi siamo la nostra storia).
      Al seguente link il trailer di un intererssante reportage sull’argomento realizzato da Heiko Petermann:

      http://www.petermann-heiko.de/aktuelles/aktuelles_en.php

    5. unapietra scrive:

      Complimenti, ottimo articolo, e ottimo blog, finalmente qualcuno che parla con occhi competenti, e non da politico

    6. gauss2 scrive:

      Grazie Romanello,
      trovo le tue informazioni molto interessanti .. certamente tali informazioni hanno subito un forte cover up per decenni dal dopoguerra ad oggi .. ma credo che oggi i tempi siano maturi per poter parlarne come soli fatti storici, senza cadere in speculazioni a fini politici o politicizzabili.
      Mi permetto di farti solo un appunto, più che altro una precisazione, quando parli di “tragico” esperimento di Ohrdruf, personalmente lo definirei una nefandezza .. la tragedia porta con se anche motivazioni di potenziali scusanti in merito, che in questo caso direi non esistono.
      Buon proseguimento di giornata, e buone festività ,
      Gauss2

    7. Ing. Vincenzo Romanello scrive:

      Che l’episodio di Ohrdruf sia stato di una nefandezza inqualificabile non c’è alcun dubbio. Non sono del tutto convinto della tua interpretazione del significato di ‘tragico’; quel che sembra certo è che quello di Ohrdruf è uno degli esempi (uno dei tanti purtroppo) in cui ‘l’umanità ‘ degli uomini è stata sconfitta, e probabilmente (anzi quasi sicuramente da quanto sta emergendo) i colpevoli l’hanno fatta franca…
      Buone Feste

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