Andrea Polini Andrea Polini present:present:

LA BOMBA ATOMICALA BOMBA ATOMICA

Che cos’è Che cos’è ► La bomba atomica o bomba A è il nome comune della La bomba atomica o bomba A è il nome comune della

bomba a fissione nucleare incontrollata. È’ un ordigno bomba a fissione nucleare incontrollata. È’ un ordigno esplosivo,appartenente al gruppo delle armi nucleari, la esplosivo,appartenente al gruppo delle armi nucleari, la cui energia è prodotta dalla reazione di fissione cui energia è prodotta dalla reazione di fissione nucleare, cioè la divisione del nucleo atomico di un nucleare, cioè la divisione del nucleo atomico di un elemento pesante in due o più frammenti da parte di elemento pesante in due o più frammenti da parte di un neutrone, liberando un certo numero di neutroni. un neutrone, liberando un certo numero di neutroni. Questi possono, a loro volta, produrre nuove fissioni su Questi possono, a loro volta, produrre nuove fissioni su altri nuclei innescando una reazione a catena e altri nuclei innescando una reazione a catena e liberando grandi quantità di energia. Quando una liberando grandi quantità di energia. Quando una bomba atomica esplode, l’energia si libera in tre bomba atomica esplode, l’energia si libera in tre principali forme: principali forme:

- Circa la metà si libera sotto forma di energia Circa la metà si libera sotto forma di energia meccanica.meccanica.

- Un terzo sotto forma di energia termicaUn terzo sotto forma di energia termica- Il resto sotto forma di radiazioni ionizzanti.Il resto sotto forma di radiazioni ionizzanti.

StoriaStoria► Il fondamento teorico è il principio di equivalenza massa-energia espresso Il fondamento teorico è il principio di equivalenza massa-energia espresso

dall’equazione E=mcdall’equazione E=mc22 prevista nella teoria della relatività ristretta di Albert prevista nella teoria della relatività ristretta di Albert Einstein. Evidenzia la possibilità di trasformare direttamente la materia in Einstein. Evidenzia la possibilità di trasformare direttamente la materia in energia o viceversa. Einstein non vide le applicazioni pratiche di questa energia o viceversa. Einstein non vide le applicazioni pratiche di questa scoperta. Intuì però che il principio di equivalenza massa-energia poteva scoperta. Intuì però che il principio di equivalenza massa-energia poteva spiegare il fenomeno della radioattività, ovvero che certi elementi emettono spiegare il fenomeno della radioattività, ovvero che certi elementi emettono energia spontanea. L’idea che una reazione nucleare si potesse anche produrre energia spontanea. L’idea che una reazione nucleare si potesse anche produrre artificialmente con una reazione a catena fu sviluppata nella seconda metà degli artificialmente con una reazione a catena fu sviluppata nella seconda metà degli anni ’30 in seguito alla scoperta del neutrone. Alcune delle principali ricerche in anni ’30 in seguito alla scoperta del neutrone. Alcune delle principali ricerche in questo campo furono condotte dall’italiano Enrico Fermi. Un gruppo di scienziati questo campo furono condotte dall’italiano Enrico Fermi. Un gruppo di scienziati europei rifugiatisi negli Stati Uniti d’America ( Enrico Fermi, Leo Szilard, Edward europei rifugiatisi negli Stati Uniti d’America ( Enrico Fermi, Leo Szilard, Edward Teller ed Eugene Wigner ) si preoccuparono del possibile sviluppo militare del Teller ed Eugene Wigner ) si preoccuparono del possibile sviluppo militare del principio. Nel 1939 gli scienziati Fermi e Szilard persuasero Albert Einstein a principio. Nel 1939 gli scienziati Fermi e Szilard persuasero Albert Einstein a scrivere una lettera al Presidente Roosevelt per segnalare che c’era la scrivere una lettera al Presidente Roosevelt per segnalare che c’era la possibilità ipotetica di costruire una bomba utilizzando il principio della fissione possibilità ipotetica di costruire una bomba utilizzando il principio della fissione ed era probabile che il governo tedesco avesse già disposto delle ricerche in ed era probabile che il governo tedesco avesse già disposto delle ricerche in materia. Il governo USA cominciò così ad interessarsi segretamente al progetto. materia. Il governo USA cominciò così ad interessarsi segretamente al progetto. Nel giugno del 1942 Robert Oppenheimer scoprì che era possibile costruire una Nel giugno del 1942 Robert Oppenheimer scoprì che era possibile costruire una bomba atomica e il 2 dicembre 1942 un gruppo di scienziati guidato da Fermi bomba atomica e il 2 dicembre 1942 un gruppo di scienziati guidato da Fermi assemblò il primo reattore nucleare a fissione che raggiunse la condizione di assemblò il primo reattore nucleare a fissione che raggiunse la condizione di criticità. La prima bomba all’uranio fu sganciata sul centro della città di criticità. La prima bomba all’uranio fu sganciata sul centro della città di Hiroshima il 6 agosto 1945. La seconda bomba, al plutonio, fu sganciata su Hiroshima il 6 agosto 1945. La seconda bomba, al plutonio, fu sganciata su Nagasaki il 9 agosto 1945. Questi sono stati gli unici casi di impiego bellico di Nagasaki il 9 agosto 1945. Questi sono stati gli unici casi di impiego bellico di armi nucleari. armi nucleari.

Materiali FissiliMateriali Fissili

► I materiali fissili utilizzati nelle bombe I materiali fissili utilizzati nelle bombe atomiche sono l‘uranio arricchito o il plutonio atomiche sono l‘uranio arricchito o il plutonio 239, che possono essere prodotti solo in paesi 239, che possono essere prodotti solo in paesi altamente industrializzati, essendo richiesta a altamente industrializzati, essendo richiesta a monte l'esistenza di un ciclo di arricchimento monte l'esistenza di un ciclo di arricchimento dell'uranio o di reattori nucleari o altri sistemi dell'uranio o di reattori nucleari o altri sistemi capaci di produrre plutonio 239. Il prodotto di capaci di produrre plutonio 239. Il prodotto di scarto del processo di arricchimento è il scarto del processo di arricchimento è il cosiddetto uranio impoverito. È classificato cosiddetto uranio impoverito. È classificato come scoria radioattiva, ma viene usato per come scoria radioattiva, ma viene usato per costruire proiettili e bombe in sistemi d'arma costruire proiettili e bombe in sistemi d'arma convenzionali. convenzionali.

Principio Di FunzionamentoPrincipio Di Funzionamento► Il principio della bomba atomica è la reazione a catena di fissione nucleare, il fenomeno fisico per Il principio della bomba atomica è la reazione a catena di fissione nucleare, il fenomeno fisico per

cui il nucleo atomico di certi elementi si può dividere (fissione) in due o più nuclei di elementi più cui il nucleo atomico di certi elementi si può dividere (fissione) in due o più nuclei di elementi più leggeri quando viene colpito da un neutrone libero. Gli isotopi che è possibile utilizzare sono l'uranio leggeri quando viene colpito da un neutrone libero. Gli isotopi che è possibile utilizzare sono l'uranio 235 e il plutonio 239. Questi metalli pesanti sono i materiali fissili per eccellenza. Però la reazione a 235 e il plutonio 239. Questi metalli pesanti sono i materiali fissili per eccellenza. Però la reazione a catena avviene se, e solo se, la probabilità di cattura dei neutroni da parte dei nuclei fissili è catena avviene se, e solo se, la probabilità di cattura dei neutroni da parte dei nuclei fissili è sufficientemente alta, cioè in parole povere se questi nuclei sono numerosi e molto vicini fra loro.sufficientemente alta, cioè in parole povere se questi nuclei sono numerosi e molto vicini fra loro.

► L’energia meccanica si propaga dal punto dell’esplosione come un’ onda trasportata dall’aria; entro L’energia meccanica si propaga dal punto dell’esplosione come un’ onda trasportata dall’aria; entro una certa zona tutto intorno al luogo dell’esplosione qualunque costruzione viene rasa al suolo. La una certa zona tutto intorno al luogo dell’esplosione qualunque costruzione viene rasa al suolo. La distanza entro cui si verifica la distruzione completa dipende dalla potenza della bomba ma anche distanza entro cui si verifica la distruzione completa dipende dalla potenza della bomba ma anche dalla quota alla quale viene fatta esplodere. L’aumento di pressione che si verifica in seguito dalla quota alla quale viene fatta esplodere. L’aumento di pressione che si verifica in seguito all’esplosione genera un’ onda d’urto che viaggia ad una velocità di 500m/s. Se l’esplosione avviene all’esplosione genera un’ onda d’urto che viaggia ad una velocità di 500m/s. Se l’esplosione avviene in aria a bassa quota, l’onda d’urto viene riflessa dal suolo dopo aver provocato un cratere profondo in aria a bassa quota, l’onda d’urto viene riflessa dal suolo dopo aver provocato un cratere profondo 80m e largo 700m.80m e largo 700m.

► Qualche secondo dopo l’esplosione il gas, caldissimo, acquista una velocità ascensionale Qualche secondo dopo l’esplosione il gas, caldissimo, acquista una velocità ascensionale risucchiando violentemente verso l’alto l’aria ed i detriti circostanti provocati dall’esplosione stessa risucchiando violentemente verso l’alto l’aria ed i detriti circostanti provocati dall’esplosione stessa e assumendo la caratteristica forma a fungo.e assumendo la caratteristica forma a fungo.

► Altro effetto immediato dell’esplosione è quello termico: si raggiungono in un istante temperature Altro effetto immediato dell’esplosione è quello termico: si raggiungono in un istante temperature elevatissime di decine di milioni di gradi: tutto ciò che è incendiabile entro un raggio di una decina elevatissime di decine di milioni di gradi: tutto ciò che è incendiabile entro un raggio di una decina di chilometri prende fuoco.di chilometri prende fuoco.

► Circa un sesto dell’energia liberata viene emessa sottoforma di radiazione ionizzanti. Queste Circa un sesto dell’energia liberata viene emessa sottoforma di radiazione ionizzanti. Queste provocano negli esseri viventi effetti che possono manifestarsi anche dopo parecchi anni provocano negli esseri viventi effetti che possono manifestarsi anche dopo parecchi anni dall’esplosione.dall’esplosione.

► L’esposizione alle radiazioni modifica la struttura delle cellula provocando danni la cui gravità L’esposizione alle radiazioni modifica la struttura delle cellula provocando danni la cui gravità dipende dall’intensità della radiazione stessa e dal tempo di esposizione ad essa. Il danno si può dipende dall’intensità della radiazione stessa e dal tempo di esposizione ad essa. Il danno si può manifestare immediatamente, per gli effetti meccanici, termici o delle radiazioni prodotte manifestare immediatamente, per gli effetti meccanici, termici o delle radiazioni prodotte dall’esplosione oppure può insorgere dopo anni con la comparsa di tumori e leucemie. I soggetti dall’esplosione oppure può insorgere dopo anni con la comparsa di tumori e leucemie. I soggetti esposti possono portare un segno nascosto non meno terribile: l’alterazione del loro patrimonio esposti possono portare un segno nascosto non meno terribile: l’alterazione del loro patrimonio genetico.E’ un effetto che si può rilevare nelle generazioni successive. Le radiazioni sono infatti genetico.E’ un effetto che si può rilevare nelle generazioni successive. Le radiazioni sono infatti agenti mutageni cioè capaci di provocare “mutazioni” nel patrimonio genetico. Se queste mutazioni agenti mutageni cioè capaci di provocare “mutazioni” nel patrimonio genetico. Se queste mutazioni interessano le cellule sessuali i danni possono essere trasmessi ai figli.interessano le cellule sessuali i danni possono essere trasmessi ai figli.

Hiroshima e NagasakiHiroshima e Nagasaki► Il mattino del 6 agosto 1945 alle 8.16, l'Aeronautica Il mattino del 6 agosto 1945 alle 8.16, l'Aeronautica

militare statunitense lanciò la bomba atomica "Little militare statunitense lanciò la bomba atomica "Little Boy" sulla città giapponese di Hiroshima. I tre Boy" sulla città giapponese di Hiroshima. I tre aeroplani americani erano i bombardieri aeroplani americani erano i bombardieri Enola GayEnola Gay, , The Great ArtisteThe Great Artiste e un altro aereo chiamato e un altro aereo chiamato Necessary Necessary EvilEvil cioè "Male necessario“ che aveva la sola funzione cioè "Male necessario“ che aveva la sola funzione di documentare l’esplosione attraverso una serie di di documentare l’esplosione attraverso una serie di fotografie. Fu l’ fotografie. Fu l’ Enola GayEnola Gay che lanciò "Little Boy" sul che lanciò "Little Boy" sul centro di Hiroshima. L'esplosione si verificò a 580 metri centro di Hiroshima. L'esplosione si verificò a 580 metri dal suolo, con uno scoppio equivalente a 13 chilotoni di dal suolo, con uno scoppio equivalente a 13 chilotoni di TNT, uccidendo sul colpo tra le 70.000 e le 80.000 TNT, uccidendo sul colpo tra le 70.000 e le 80.000 persone. Circa il 90% degli edifici venne persone. Circa il 90% degli edifici venne completamente raso al suolo. Tre giorni dopo fu completamente raso al suolo. Tre giorni dopo fu sganciato l’ordigno "Fat Man" su Nagasaki che provocò sganciato l’ordigno "Fat Man" su Nagasaki che provocò circa 40.000 morti sul colpo ed ebbe effetti non meno circa 40.000 morti sul colpo ed ebbe effetti non meno devastanti del primo bombardamento.devastanti del primo bombardamento.

Modello della prima bomba atomica al plutonio (nome in Modello della prima bomba atomica al plutonio (nome in

codice "The Gadget") impiegata nel "Trinity test".codice "The Gadget") impiegata nel "Trinity test".

Il fungo atomico, causato da "Fat Man" su Nagasaki, Il fungo atomico, causato da "Fat Man" su Nagasaki,

raggiunse i 18 km di altezzaraggiunse i 18 km di altezza

Ricostruzione post-guerra di "Little Boy".Ricostruzione post-guerra di "Little Boy".

Ricostruzione post-bellica di "Fat Ricostruzione post-bellica di "Fat

Man".Man".

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►Siti: Siti:

WikipediaWikipedia

http://knightstrife.altervista.org/Pagine/Lhttp://knightstrife.altervista.org/Pagine/La_bomba_Atomica.htma_bomba_Atomica.htm

http://cronologia.leonardo.it/storia/a194http://cronologia.leonardo.it/storia/a1945i.htm5i.htm