LA CHIMICA DELLA BOMBA ATOMICA E L’EREDITA’ DI OPPENHEIMER

Il genio di Oppenheimer: la storia dietro il film di Christopher Nolan.

Devo dire che Christopher Nolan non delude mai le aspettative. Il regista ha da sempre la mia più profonda ammirazione dopo film da incassi miliardari come la trilogia di “Batman” e prima ancora con l’uscita di Memento, e Inception. E come non ricordare nel gennaio 2014 il film di fantascienza intitolato Interstellar.

Un paio di settimane fa sono andato a vedere il suo ultimo capolavoro: Oppenheimer, film basato sulla biografia di Robert Oppenheimer, il padre della bomba atomica. Il film racconta la storia del fisico J. Robert Oppenheimer e la sua squadra di scienziati durante il Progetto Manhattan, un capitolo cruciale nella storia della scienza e della politica mondiale. Il film esplora la complessità scientifica dietro la creazione di questa arma devastante, il ruolo di Oppenheimer nella sua direzione, e le conseguenze storiche dei test atomici. Inoltre, il film mette in luce la controversa figura di Oppenheimer e le sfide etiche legate all’uso delle armi atomiche.

In sintesi, “Oppenheimer” offre uno sguardo coinvolgente su uno dei momenti cruciali della storia scientifica e politica del XX secolo.

La corsa all’arma atomica.

La corsa all’ arma atomica è un capitolo fondamentale nella storia del XX secolo, in cui le superpotenze mondiali hanno competuto per sviluppare e possedere armi atomiche. Questa corsa ebbe inizio con la scoperta della fissione nucleare nel 1938 da parte di scienziati tedeschi e proseguì durante la Seconda Guerra Mondiale, quando gli Alleati e l’Asse cercarono di sviluppare armi atomiche. Eppure dal punto di vista della scienza ci sono delle date fondamentali che hanno segnato il punto preciso di svolta nel settore del nucleare.

Nel 1938, i fisici Otto Hahn e Fritz Strassmann scoprirono la fissione nucleare, un processo mediante il quale il nucleo atomico di un elemento pesante, come l’uranio, si divide in due nuclei più leggeri, rilasciando enormi quantità di energia.

Gli Stati Uniti iniziarono il Progetto Manhattan nel 1939, dopo aver appreso delle ricerche tedesche sulla fissione nucleare. Questo programma segreto, diretto da J. Robert Oppenheimer, aveva lo scopo di sviluppare una bomba atomica prima che le potenze dell’Asse lo facessero. Il Progetto Manhattan coinvolse migliaia di scienziati e ingegneri e richiese un’enorme quantità di risorse. Mentre gli Stati Uniti stavano avanzando nel loro progetto, l’Unione Sovietica e la Germania nazista stavano anch’esse cercando di sviluppare armi atomiche. La situazione era particolarmente critica poiché c’era il timore che la Germania potesse avere successo nella creazione di una bomba atomica prima degli Alleati.

Il culmine della corsa all’ arma atomica fu il test di Trinity, il 16 luglio 1945, quando gli Stati Uniti fecero esplodere con successo la loro prima bomba atomica. Questo test segnò l’inizio dell’era nucleare e portò all’uso delle bombe atomiche su Hiroshima e Nagasaki il 6 e l’8 agosto dello stesso anno, ponendo fine alla Seconda Guerra Mondiale.

Di George R. Caron – Nagasakibomb.jpgAtomic_cloud_over_Hiroshima.jpg, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12204929

La chimica dietro la bomba atomica.

La creazione della bomba atomica coinvolse complessi calcoli matematici, esperimenti nucleari e la costruzione di enormi strutture. La storia del nucleare ha più di 70 anni e in tutto questo tempo molte personalità hanno sottolineato le perplessità e le paure derivanti da questa nuova forma di energia!

Nel 1933 Enrico Fermi scopre che una maggiore varietà di radionuclidi artificiali viene formata quando si usano neutroni al posto di protoni. Fermi osserva la produzione di molti elementi pesanti, ma anche, con l’uranio, di alcuni elementi molto più leggeri. Nel 1938 Otto Hahn e Fritz Strassmann a Berlino mostrano che i nuovi elementi più leggeri sono bario ed altri che sono circa la metà della massa dell’uranio, dimostrando così l’avvenuta fissione del nucleo.

La chimica alla base del funzionamento di una bomba atomica è estremamente complessa e coinvolge diversi processi nucleari. Una bomba atomica sfrutta la fissione nucleare, che è il processo mediante il quale il nucleo atomico di un elemento pesante, come l’uranio-235 (U-235) o il plutonio-239 (Pu-239), si divide in due o più nuclei più leggeri, rilasciando una quantità incredibile di energia. Ecco una panoramica semplificata della chimica di base di una bomba atomica:

1. Isotopi dell’Uranio e del Plutonio: La bomba atomica impiega materiali fissili come l’uranio-235 o il plutonio-239. Questi isotopi sono instabili e possono subire fissione nucleare quando vengono colpiti da una particella subatomica come un neutrone. Si parla di massa critica, che è sostanzialmente la quantità minima di uranio o plutonio che occorre per innescare e mantenere in vita la reazione a catena, che è indispensabile per il funzionamento di una bomba atomica. La reazione si innesca quando un neutrone colpisce un atomo di plutonio o uranio che ha una massa superiore a 230, l’atomo si divide in due nuclei più piccoli liberando energia.

2. Processo di fissione nucleare: Quando un nucleo di uranio-235 o plutonio-239 assorbe un neutrone, diventa instabile e si divide in due o più frammenti più piccoli, rilasciando energia cinetica sotto forma di calore e radiazioni. Questo processo è altamente esotermico e genera un’enorme quantità di energia.

3. Catena di Fissione: La fissione nucleare non si ferma con la divisione di un solo nucleo. I frammenti più piccoli risultanti dalla fissione possono colpire altri nuclei fissili, provocando ulteriori fissioni e rilasciando più energia. Questo processo continua in modo esponenziale, generando una reazione a catena altamente energetica. Uno dei principali ostacoli era il processo di arricchimento dell’uranio, che richiedeva la separazione dell’isotopo U-235 dall’uranio naturale, prevalentemente composto da U-238.

4. Raggi X e radiazioni ionizzanti: Durante la fissione nucleare, si producono anche radiazioni ionizzanti, che contribuiscono alla distruzione dell’ambiente circostante e alla creazione di una potente onda d’urto.

5. Alta pressione e temperatura: L’energia liberata dalla fissione nucleare provoca un aumento istantaneo della pressione e della temperatura all’interno del nucleo della bomba. Queste condizioni estreme amplificano ulteriormente l’effetto esplosivo.

6. Esplosione: L’accumulo di energia termica e pressione porta infine all’esplosione della bomba atomica. La potenza devastante di una bomba atomica è dovuta all’enorme quantità di energia rilasciata in un istante molto breve.

Il test di Trinity e il cambio nel corso della storia.

Il culmine del Progetto Manhattan fu il test di Trinity, il 16 luglio 1945, nel deserto del Nuovo Messico. Questo fu il primo test riuscito di una bomba atomica, e il suo successo cambiò radicalmente il corso della storia. Il mondo ora aveva accesso a un’arma in grado di distruggere intere città con un solo colpo. Questo portò alla decisione di utilizzare la bomba atomica su Hiroshima e Nagasaki, eventi che segnarono la fine della Seconda Guerra Mondiale ma ebbero conseguenze devastanti.

Basti pensare che nei primi 4 mesi, gli effetti acuti uccisero 90,000–166,000 persone a Hiroshima e 60,000–80,000 a Nagasaki, metà delle morti furono quelle del primo giorno 60% per il lampo di radiazione, 30% per l’onda d’urto e il 10% per altre cause.
Nei mesi seguenti, il 15–20% morì per le radiazioni, il 20–30% per le ustioni e il 50–60% per ferite e/o malattie.

Gadget è il nome della prima bomba atomica della storia. ©Corbis

L’ ordigno denominato “Gadget” era capace di liberare un’energia uguale a quella emessa dall’esplosione di 19-21mila tonnellate di tritolo. La bomba al plutonio venne issata su una torre d’acciaio alta 30 metri e sganciata dopo un conto alla rovescia. Uno spettacolo emozionante e terribile allo stesso tempo.

L’eredità di Oppenheimer.

Robert Oppenheimer, intervistato, citò quella che gli sembrò la frase più adatta alla circostanza, una riga tratta dal testo sacro indù Bhagavad-Gita: «Sono diventato la Morte, il distruttore dei mondi».

Dopo la guerra, J. Robert Oppenheimer fu coinvolto nel dibattito sulla proliferazione nucleare e sull’uso delle armi atomiche. Le sue opinioni contrastanti sulla questione portarono a una controversia che lo vide revocare la sua autorizzazione di sicurezza e alla fine alla sua esclusione dal programma nucleare. Nonostante questa tragedia personale, Oppenheimer rimane una figura di grande importanza nella storia della scienza e della guerra nucleare.

In conclusione, il film “Oppenheimer” di Christopher Nolan promette di gettare luce sulla storia della bomba atomica e sul ruolo cruciale di J. Robert Oppenheimer nel suo sviluppo. Questo capitolo oscuro della storia umana è una testimonianza del potere della scienza e della responsabilità che con essa consegue. Il film secondo me ci ricorda la necessità di comprendere il passato per costruire un futuro più pacifico e responsabile.

DOTT. Francesco Domenico Nucera