L’umanità è stata influenzata da moltissime scoperte scientifiche, ma non tutte hanno avuto lo stesso impatto. Una di queste scoperte che ha cambiato il nostro futuro è la pila atomica.
Un fisico italiano, Enrico Fermi costruì il primo reattore atomico che produsse la prima reazione atomica a catena controllata, accadeva 76 anni fa a Chicago e il 2 dicembre del 1942 gli Stati Uniti annunciavano:
“Il navigatore italiano è sbarcato nel nuovo mondo“
Era un’espressione in codice che indicava che Enrico Fermi “il Papa della Fisica”, (cosi lo chiamavano i suoi colleghi, che lo consideravano infallibile quanto infallibile viene considerato il Papa dalla Chiesa Cattolica) e la sua squadra dell’Università di Chicago erano riusciti ad accendere la ‘Chicago Pile-1‘, la prima pila atomica, aprendo, di fatto, l’era dell’energia atomica.
Fermi nel 1938, a causa dell’approvazione delle leggi razziali, la moglie Laura era di origini ebraiche, lasciò l’Italia e ,dopo aver fatto un viaggio a Stoccolma dove gli conferirono il premio Nobel per le sue ricerche sui nuclei atomici, si trasferì negli Stati Uniti dove, con altri scienziati, si dedicò alla costruzione della pila atomica.
La costruzione della prima pila atomica
La Chicag Pile-1 o CP-1o era composta da 40 mila blocchi di grafite che incorporavano 19 mila barre di uranio con barre di sicurezza in cadmio che servivano a controllare la reazione a catena, per evitare che divenisse esplosiva.
Fermi, consapevole che il suo esperimento avrebbe potuto essere pericoloso, realizzò la pila a tappe, costruendo e fermandosi di volta in volta per monitorare che il livello delle radiazioni corrispondesse ai suoi calcoli.
La potenza sviluppata era in grado a malapena di accendere una flebile lampadina. Erano anni bui, anni di guerra con il nemico nazifascista che incombeva e le scoperte di Fermi furono tenute segrete per paura che il nemico se ne impadronisse e sviluppasse armi di distruzione di massa.
Gli Stati Uniti, per scongiurare tale pericolo furono cosi i primi a sviluppare e testare armi atomiche grazie al progetto Manhattan che coinvolse lo stesso Fermi.
Il progetto Manhattan culminò con lo sgancio su Hiroshima del primo ordigno atomico.
L’era atomica
L’era atomica apriva una nuova era per la fisica che avrebbe in breve portato alla realizzazione di impianti per la produzione di energia e a macchine che avrebbero in seguito sondato l’infinitamente piccolo.
Non c’è dubbio che la potenza sprigionata dall’atomo ha cambiato molti aspetti della nostra vita, aspetti che riguardano i contrasti tra superpotenze o problemi insolubili come lo stoccaggio di sostanze altamente radioattive e altri ancora, ma ha indubbiamente aperto la via alla produzione di altre forme di energia che potenzialmente ci possono garantire un futuro più agevole.
L’avvio della reazione a catena controllata fu salutata con un brindisi, il fiasco di Chianti aperto nell’occasione è conservato nel museo del FermiLab a Batavia, vicino Chicago.
L’utilizzo dell’energia nucleare per usi pacifici continua ad alimentare polemiche: da un lato i sostenitori, che la considerano l’unica alternativa valida per sostituire i combustibili fossili, dall’altro lato gli oppositori che la considerano ancora pericolosa.
La pila atomica, in sostanza, consiste in un generatore di energia, detto anche reattore nucleare.
La pila è composta da blocchi di uranio, composti a reticolo, o in alternativa è composta da sbarre di uranio, che vengono immersi in un mezzo che rallenta i neutroni (e che prende il nome di moderatore) il quale è circondato dal riflettore, un materiale che difende i neutroni.
Infine, tutto questo complesso è inserito in uno schermo di grande spessore che protegge chi lavora vicino alla pila atomica.
Il moderatore nel quale sono immerse le sbarre di controllo e sicurezza può esser di diversa profondità.
La differenza fra la bomba atomica e la pila atomica sta nella differente velocità con la quale l’energia prodotta dalla fissione nucleare di una quantità di uranio viene liberata.
In entrambe un neutrone urta contro un atomo di uranio 235. Questo atomo si spacca e libera una certa quantità di energia e qualche neutrone, i quali a loro volta colpiscono altri atomi, creando una distruttiva reazione a catena.
Infatti nella bomba l’energia viene contemporaneamente liberata nell’arco di un secondo, e proprio questo spiega i suoi effetti disastrosi. Invece, nella pila atomica la reazione nucleare risulta essere molto più rallentata, e così l’energia viene rilasciata in un arco di tempo minore.
Bisogna comunque tenere conto del fatto che alcuni neutroni vanno perduti perché fuggono.
Se cresce sempre di più, ad ogni attimo della reazione a catena, la differenza fra i neutroni persi e quelli prodotti, la reazione diventa quella di una bomba.
Al contrario, se la differenza fra i neutroni persi e quelli prodotti diminuisce sempre di più, la reazione si spegne.
Nel caso in cui il numero di neutroni persi e quelli prodotti rimane costante, abbiamo una pila nucleare la quale, infatti, continua a produrre energia in modo costante.
Per aiutare la regolazione del numero di neutroni, di solito si mettono o tolgono dall’uranio alcune barre di materiali che assorbono neutroni, come boro o cadmio.
Nel 1943 la pila di Fermi è stata trasferita nell’Argonne National Laboratory, a Sud-Ovest di Chicago, dove nel 1956 è stata sepolta.
Una pietra commemorativa ne indica il luogo di sepoltura.
