Los Alamos e la fisica del ‘900 Scienza e storia nel “Manhattan Project” 1° parte

…dove si trova Los Alamos? F.Calgaro LOS ALAMOS

…dove si trova Los Alamos? F.Calgaro

New Mexico (Land of Enchantment) F.Calgaro 1912- annessione agli U.S.A. (47° stato) 5° stato per estensione negli U.S.A. 36° stato per popolazione (indiani Anasazi-ispanici-angloamericani) CAPITALE (dal 1610): Santa Fe 2000 mt  aereoporto internazionale: Albuquerque 1500 mt

FOTO F.Calgaro

Los Alamos (I Pioppi) “la città degli apprendisti stregoni” F.Calgaro “la città degli apprendisti stregoni” 56Km a N-O di Santa Fe 2220 mt, sull’altopiano di Pajarito 19000 abitanti circa …ben poche attrazioni, a parte le straordinarie bellezze naturali, ed il fascino……degli indiani d’America… Bradbury Science Museum ?

FOTO F.Calgaro

2003 LANL (Los Alamos National Laboratory) F.Calgaro 13000 impiegati !! www.lanl.gov 1918: Los Alamos Ranch School 1930: Robert Oppenheimer (26 anni, fisico nucleare americano) presenzia alla premiazione di fine anno della L.A.Ranch School. 1942: la località di Los Alamos viene cancellata dalle carte geografiche. Oppenheimer propone al generale americano Groves di istituire il superlaboratorio (Technical Area) per lo studio della produzione di energia atomica proprio a Los Alamos (SITO Y). marzo 1943: chiusura anticipata dell’anno scolastico a L.A. sono in arrivo a Los Alamos “Oppi” (responsabile scientifico), Bohr, Fermi, Chadwick,Teller,Segrè, Rabi, von Neumann, Frisch, Fuchs, Szilard, Bethe, Feynman… Ha inizio il Manhattan Project Presto L.A. diventa una vera e propria piccola cittadina (arrivo di familiari e moltissimo personale di supporto…..nel luglio 1944 gli abitanti sono 6000 !) ….Top secret…..carta di riconocimento all’ingresso della cittadina…..pseudonimi (“gadget”) e falsi nomi…

Foto F.Calgaro Presto L.A. diventa una vera e propria piccola cittadina (arrivo di familiari e moltissimo personale di supporto…..nel luglio 1944 gli abitanti sono 6000 !) ….Top secret…..carta di riconocimento all’ingresso della cittadina…..pseudonimi (“gadget”) e falsi nomi…

PREMESSE SCIENTIFICHE F.Calgaro L’atomo è stato indivisibile sino al 1896 !!! Becquerel scopre la radioattività spontanea dell’Uranio: esistono isotopi di alcuni materiali che sono naturalmente INSTABILI e DECADONO emettendo RADIAZIONE: L’energia intrappolata nell’atomo diviene utilizzabile: Curie, Rutherford, Geiger e Marsden (primissimo ‘900) 1911 Rutherford: radioattività artificiale

Fisica nucleare del primo novecento F.Calgaro 1932: scoperta dei neutroni (Chadwick), senza carica ! 1934: Fermi,Rasetti, Amaldi, Segrè, Pontecorvo, Corbino….. studiano gli effetti del bombardamenti con neutroni L’Uranio emette radiazione molto complessa U238 = 99,3% dell’uranio naturale, rimanente U235. Opportunamente bombardato in un reattore nucleare, l’ U238 si trasforma in U235 (Oak Ridge, Tennessee, sito X) Cosa succede all’ U235 quando viene colpito da neutroni ?? 1939: “fissione” ! (Hahn e Strassman, Germania) I migliori scienziati di tutto il mondo si mettono al lavoro.

Fissione dell’Uranio 238 F.Calgaro

Fissione FISSIONE La fissione è una reazione nucleare esoenergetica F.Calgaro La fissione è una reazione nucleare esoenergetica (energie in gioco per i nuclei milioni di volte più grandi di quelle di normali reazioni chimiche). Un nucleo di numero atomico Z bombardato da un neutrone si spezza in due frammenti di numeri atomici intermedi Z1, Z2 in modo tale che Z1+Z2=Z. La fissione di un atomo di uranio produce circa 200 MeV di energia e libera in media 2,5 neutroni.

FISSIONE NUCLEARE n energia n n F.Calgaro n energia n n Nel processo la massa non si conserva, ma in parte, relativisticamente (1905-A.Einstein), si trasforma in energia:

FISSIONE NUCLEARE F.Calgaro I neutroni prodotti nella fissione provocano poi la divisione di un altro atomo sino a che si raggiunge una situazione di criticità su cui la FISSIONE NUCLEARE A CATENA si sostiene. Se la reazione viene controllata, facendo in modo che in media non più di un neutrone secondario produca una nuova fissione, il processo è utilizzabile come fonte di energia (reattori nucleari). Se la reazione non viene controllata, e l’uranio supera un valore “critico” di massa (per U235 puro 50 Kg, per Pu239 16 Kg) il processo diviene esplosivo