Armi Nucleari: Le Bombe a Fissione Nucleare

Tipi di Armi Nucleari

• Bombe a fissione nucleare (Bombe A)
  • Es. Hiroshima, Nagasaki
• Bombe a fusione nucleare (Bombe H)
  • Usate solo in simulazioni negli anni 50 e 60

Elementi Fissili

• Fondamentali per le bombe a fissione
• Uranio 235: usato per la bomba di Hiroshima
  • 92 protoni, 235 nucleoni (143 neutroni)
• Plutonio 239: usato per la bomba di Nagasaki
  • 94 protoni, 239 nucleoni (145 neutroni)
• Elementi indispensabili anche per le centrali nucleari

Principi di Fissione Nucleare

• Il nucleo dell'atomo è composto da protoni (carica positiva) e neutroni (neutri)
• Se un neutrone lento urta un nucleo di uranio 235, può essere catturato e formare uranio 236
• L'uranio 236 si divide in nuclei più piccoli (es. bario 141 e krypton 92) e libera neutroni
  • Fino a 3 neutroni liberi possono innescare ulteriori reazioni
  • La massa diminuisce trasformandosi in energia secondo E=mc^2
  • L'energia liberata è di circa 200 MeV (milioni di elettronvolt)

Reazione a Catena

• Se i neutroni liberati innescano meno di una nuova fissione: regime subcritico
  • Utilizzato nelle centrali nucleari per il controllo
• Se innescano una o più nuove fissioni: regime ipercritico
  • Le bombe atomiche funzionano in questo regime
  • Libera energia cinetica, raggi gamma, e raggi X

Effetti delle Bombe a Fissione Nucleare

• Energia radiante diretta: sfera di fuoco che causa danni termici
• Onda d'urto supersonica: può demolire edifici e lanciare detriti
• Radiazioni: raggi gamma che possono causare ustioni e tumori
• Inquinamento radioattivo: dispersione di materiali radioattivi

Materiale Fissile

• Uranio: trovato in natura, solo 0,7% è uranio 235
  • Richiede arricchimento industriale
  • Uranio impoverito è il residuo
• Plutonio: prodotto artificialmente bombardando uranio 238
  • Richiede decadimenti beta per formare plutonio 239

Sicurezza nelle Centrali Nucleari

• Non possono esplodere come bombe atomiche
  • Materiale fissile al 3-7%
  • La fissione è controllata

Funzionamento delle Bombe di Hiroshima e Nagasaki

• Hiroshima (Little Boy): 64 kg di uranio 235, tecnologia a proiettile
• Nagasaki (Fat Man): bomba a implosione, plutonio 239, tecnologia avanzata

Bombe Nucleari Tattiche

• Utilizzano meno materiale fissile
• Potere distruttivo minore rispetto a Hiroshima e Nagasaki, ma comunque devastante