Bomba all'idrogeno

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

La bomba all'idrogeno (più propriamente bomba termonucleare o Bomba - H), è una bomba a fissione-fusione-fissione in cui una normale bomba a fissione che serve da innesco viene posta all'interno di un contenitore di materiale fissile insieme a degli atomi leggeri. Quando la bomba fissile esplode innesca la fusione nei nuclei degli atomi leggeri dopo di che questo processo provoca la fissione del materiale fissile che la circonda.

In questo tipo di bomba dunque l'energia liberata deriva oltre che dalla fissione anche dalla fusione fra nuclei di isotopi diversi dell'idrogeno: il deuterio (D) e il trizio (T). Nel caso della bomba H al deuterio e litio tale processo avviene secondo una reazione del tipo:

T + D − > ⁴He + n + 17,6MeV

il trizio non è di per sé presente nella composizione iniziale della bomba ma viene prodotto dall'urto veloce di neutroni contro nuclei dell'isotopo del litio avente peso atomico 6 e nuclei di deuterio secondo queste due reazioni:

⁶Li + n − > T + ⁴He + 4,8MeV

e

D + n - > T + 6,2MeV

la temperatura di innesco molto elevata della fusione nucleare e i neutroni accelerati necessari per generare l'isotopo T vengono forniti da una bomba atomica.

A differenza della bomba atomica non vi è quindi alcuna limitazione teorica di potenza. Tale potenza è una funzione a scalino di un certo numero di variabili; non trattandosi di una funzione continua non necessariamente possiede un massimo teorico (non vale il teorema di Weierstrass). Inoltre la bomba termonucleare non necessita di una massa critica a differenza della bomba atomica. In realtà, però, essendo necessaria una bomba atomica per attivare il processo di fusione nucleare, rimane la necessità a monte di una massa critica.

Nel 1961 in una serie di esperimenti termonucleari l'URSS fece esplodere la più grossa bomba H mai realizzata (la bomba Zar) che liberò energia pari a 57 megatoni, ovvero 4000 volte più potente della bomba lanciata su Hiroshima (Little Boy).

[modifica] Bombe a fusione tipo Teller-Ulam

Si tratta del più classico tipo di bombe a fusione. Tale design viene spesso applicato ai missili balistici con testata nucleare di elevato potenziale e il nome deriva dai due scienziati Edward Teller e Stanislaw Ulam. In questo tipo di ordigno, la fissione è provocata da una bomba ad implosione; in più è presente un tamper costituito da un cilindro di uranio 238, contenente il solido composto da litio e deuterio (deuterato di litio) oltre ad una canna vuota di plutonio 239 posta al centro del cilindro. La necessaria separazione tra la bomba a fissione e il cilindro è permessa da uno scudo in uranio 238 e da una schiuma che riempie in sicurezza gli spazi vuoti rimasti.
Una volta che la bomba a fissione viene fatta brillare, si verifica tutta una serie di complessi eventi:

1. i raggi X dovuti allo scoppio della bomba a implosione riscaldano l'intero nucleo, mentre le protezioni prevengono una detonazione prematura;
2. il riscaldamento provoca un forte aumento di pressione che comprime il deuterato solido;
3. nel frattempo comincia un processo di fissione nella canna di plutonio, il che provoca emissione di radiazioni e di neutroni;
4. l'urto fra questi neutroni e il composto solido porta alla formazione del trizio;
5. a questo punto si verifica la vera e propria fusione;
6. all'enorme energia e calore appena sviluppati si aggiungono quelli della fissione indotta nei frammenti di uranio 238 interni all'ordigno (provenienti da cilindro e scudo);
7. le energie prodotte da fissione e fusione si sommano dando vita ad una potentissima esplosione nucleare, dell'ordine di grandezza dei 10 megatoni.

L'intero processo dura soltanto 600 miliardesimi di secondo!

[modifica] I danni

Sono quattro i fattori distruttivi dovuti all'esplosione di un ordigno nucleare: calore sviluppato (fino a 300 milioni di gradi centigradi in corrispondenza del punto di detonazione), onda d'urto, emissione di radiazioni e "Fallout" radioattivo.