ELEMENTI, MATERIALI SOSTITUTIVI, FORME SOSTITUTIVE, FUNZIONI SOSTITUTIVE
Gli elementi fondamentali che consentono di far avvenire la fissione, sono innanzitutto dei materiali che permettano di avere una reazione a catena di fissione nucleare, pertanto il nucleo atomico degli elementi deve possedere massa atomica superiore a 230 (per questo generalmente si utilizza uranio, plutonio...) perchè se la m.a. fosse inferiore a 230 i due nuclei non possono dividersi in due nuclei minori. Un altro elemento fondamentale per la fissione nucleare artificiale sono i neutroni liberi, vanno a posizionarsi nel nucleo dell'isotopo, rendendolo totalmente instabile e facendo si che si spezzi in due nuclei. Di questo, l'1% della massa viene convertita in energia (fotoni e energia cinetica).
Per riassumere, se non si hanno dei neutroni liberi e un isotopo con massa atomica superiore a 230 la fissione nucleare non può avvenire (è così sia nei reattori delle centrali nucleari e anche nelle bonbe A).
I MATERIALI SOSTITUTIVI DELLA COSA ARTIFICIALE
Come già detto in precedenza, devono essere presenti dei neutroni liberi che vengono fatti reagire con un isotopo avente massa atomica superiore a 230, questo significa che come materiale sostitutivo c'è una grande varietà di elementi che si possono utilizzare.
Essendo i neutroni comuni ad ogni fissione prenderò in considerazione soltanto il materiale fissile, che solitamente è l'uranio 235 (in natura si trova composto dal 90% di uranio 238 e dall' 1% di uranio 235, solo questo è fissile quindi si dovrà arricchire il resto per renderlo fissile).
Oltre all'uranio 235, si può utilizzare il Plutonio 239, che è il secondo più utilizzato, inoltre si possono utilizzare anche il Plutonio-241, Nettunio-237, Curio-244, Americio-241.
In particolare, per far si che si possa utilizzare un particolare materiale fissile, il suddetto deve essere sopra il radio, deve avere un'alta probabilità di fissione da cattura di neutroni, deve rilasciare più di due neutroni in media per fissione (per permettere una reazione a catena continua), avere una vita media ragionevolmente lunga, essere disponibile in sufficienti quantità. A seconda del tipo di materiale, si deve utilizzare o meno un determinato tipo di trasporto (nessun controllo, quantità limitata di materiali, trasporti speciali necessari)
LE FORME SOSTITUTIVE DELLA COSA ARTIFICIALE
Primo prototipo in assoluto di bomba A, chiamata The Gadget, la foto è stata scattata al Trinity Site, nel New Mexico, dove fu testata nel 1945, prima di utilizzare questa reazione in una bomba per fini bellici. Non era adatta ad essere sganciata da un bombardiere e non si poteva neanche utilizzare come testata di un missile balistico. Da questa nasce poi il Little Boy, una delle due bombe nucleari utilizzate in un conflitto mondiale (lo schema della Little Boy è presente in cima a questo post)
Prima bomba nucleare creata dall'URSS, era molto simile a quella utilizzata dagli stati uniti nel 1945, questa è stata costruita e testata nel 1949, per dimostrare agli stati uniti che anche l'unione sovietica possedeva una bomba A. Questo tipo di bomba, come la Little Boy è una tipologia di esplosivo non convenzionale che viene utilizzato solo ed esclusivamente sganciandolo da un bombardiere.
Questa è una delle innumerevoli bombe atomiche possedute dagli stati uniti, è stata smantellata nel 2011 ed è una bomba B35 da 9 megatoni (1Mt = energia sprigionata dall'esplosione di 1 milione di tonnellate di tritolo).
E' stata smantellata per via degli accordi tra stati uniti e russia, nonchè tutto il mondo, per ridimensionare gli arsenali nucleari. Anche questo modello, come tutti i vecchi modelli, viene sganciato da un bombardiere, questo richiede la presenza fisica dello stesso sul bersaglio da colpire.
Questa tipologia di bombe A è stata l'evoluzione delle prime bombe nucleari, in quanto possono essere lanciati da basi nascoste nel proprio territorio, vengono letteralmente lanciati in orbita (il missile permetter di arrivare molto in alto) dopodichè si stacca la testata nucleare, che ricade direttamente sul bersaglio. Questo rende difficile intercettarla con dei missili (per via della velocità che acquisisce in caduta e per via delle sue dimensioni relativamente ridotte).
Queste basi sono presenti in molteplici luoghi in molti stati del mondo ancora adesso, anche se principalmente sono stati edificati durante la guerra fredda.
Dopo le testate di prova, quelle sganciate dai bombardieri e quelle lanciate da una base fissa, l'ultima tipologia di missili sono questi missili intercontinentali balistici lanciati da degli appositi mezzi che possono essere relativamente facilmente spostabili e che pertanto sono un difficile bersaglio e possono lanciare queste testate nucleari ipoteticamente da qualunque punto. Sono dei giganteschi missili a tre stadi che sono alimentati da combustibile solido. Solo la testata è nucleare, il resto del razzo viene utilizzato soltanto per farlo giungere al vertice della parabola da cui poi cadrà sull'obbiettivo.
LE FUNZIONI SOSTITUTIVE DELLA COSA ARTIFICIALE
In principio la fissione nucleare veniva utilizzata soltanto come arma bellica, ma ovviamente ci si rese subito conto che una reazione capace di generare una potenza così grande, se imbrigliata permetteva di creare un'energia enorme, questo avvenne esattamente quando il consumo di energia elettrica stava pian piano aumentando sempre di più, infatti ogni famiglia possedeva ormai almeno un elettrodomestico e una connessione con la rete elettrica, senza calcolare l'illuminazione pubblica etc..
Quindi vennero utilizzate delle barre di isotopo radioattivo bombardate da neutroni, esattamente come nelle bombe, ma con la differenza che qui era tutto controllato all'interno di un nucleo reattivo, circondato da acqua. L'acqua veniva riscaldata (e irraggiata da radiazioni) tramutandosi in vapore, che alimenta delle gigantesche turbine collegate ad un alternatore che permette di produrre energia elettrica alternata da immettere nella rete elettrica.
L'acqua viene poi fatta condensare e viene reimmessa in circolo oppure stoccata in barili per far diminuire la sua radioattività. Le grandi centrali nucleari possiedono più di un reattore. Normalmente la reazione in sè avviene per un tempo molto limitato, in alcuni casi alcuni minuti, il processo successivo invece impiega tutto il resto del tempo; tramutare l'energia cinetica del vapore in corrente, condensare il vapore ed eliminare l'isotopo esausto.
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