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La bomba più potente mai creata!

20 Ott

Eccoci di nuovo qui. Scusate, come al solito, la mia latitanza ma, in questi giorni, sono un po’ lontano dall’Italia e con qualche problema di fuso orario, oltre ai sempre presenti impegni lavorativi.

Detto questo, dopo questi due post:

Il suono del vinile

Il suono più forte mai udito

c’è un’ultima domanda che mi è stata rivolta via mail e che vorrei condividere con tutti perchè, a mio avviso, potrebbe essere molto interessante. La domanda fatta è, se vogliamo, molto semplice: qual è la bomba atomica più potente mai creata dall’uomo?

Premetto subito che il mio post non vuole urtare il pensiero di nessuno. Non è questa la sede per discutere tra chi è a favore dell’energia atomica e chi no, chi pensa una cosa e chi un’altra, ecc.. Lo scopo di questo post vuole essere puramente scientifico o, lasciatemi dire, nonostante l’argomento, di curiosità.

Bene, la bomba atomica più potente, e vedremo cosa significa, mai realizzata dall’uomo è la Bomba Zar, nome in codice Big Ivan, sviluppata in unione sovietica. Premetto subito che non si è trattato di un ordigno di offesa ma solo di un test militare. Anzi, come molti storici sotengono, più che un test militare, la costruzione e il seguente utilizzo della bomba è stato più che altro un messaggio di propaganda dell’ex-URSS per dimostrare ai suoi cittadini, e al mondo intero, cosa la nazione fosse in grado di realizzare.

Dal punto di vista tecnico, la bomba Zar, nella sua concezione iniziale, era una bomba a 3 stadi. Nel nucleo più interno il processo di fissione veniva fatto partire per fornire energia al secondo stadio in cui si aveva un’amplificazione grazie alla fusione di atomi di idrogeno, energia che serviva a sua volta per innescare una seconda fusione nel terzo e più esterno strato della bomba.

A livello progettuale, la bomba Zar era in grado di sviluppare una potenza di 100 Mt, cioè 100 milioni di tonnellate di TNT equivalente. A quanto equivale questa energia? Per farvi un esempio noto a tutti, l’atomica sganciata dagli USA su Hiroshima, Little Boy, aveva una potenza 3125 volte inferiore. Se potessimo far esplodere simultaneamente tutti gli esplosivi convenzionali utilizzati nella seconda guerra mondiale, l’esplosione sarebbe ancora 10 volte inferiore a quella della Bomba Zar.

Questo potentissimo ordigno venne sviluppato dall’Unione Sovietica da un team di fisici capeggiati da Andrej Sacharov, una delle menti più brillanti del XX secolo. Dopo aver contribuito in modo fondamentale allo sviluppo della bomba a idrogeno, Sacharov iniziò una lunga battaglia a favore dei diritti civili e contro l’uso dell’energia nucleare negli armamenti. Proprio questa sua attività gli valse il premio nobel per la pace.

Tornando a parlare dell’ordigno, per motivi di sicurezza, nell’unico test condotto, venne realizzata una versione depotenziata della Bomba Zar. A differenza del progetto iniziale, il terzo stadio venne sostituito da piombo, materiale in grado di rallentare e schermare le radiazioni prodotte dalla bomba. Questa versione poteva però raggiungere la sempre impressionante energia di 50 Mt. Il test venne poi eseguito il 30 Ottobre 1961, sull’isola di Novaja Zemlja, una località sperduta a nord del Circolo Polare.

Nonostante l’enorme potenza, la sostituzione del terzo stadio con piombo diminuì notevolmente la radiazione emessa attraverso il fallout successivo alla detonazione. Proprio per questo motivo, considerando il rapporto potenza/radiazione, la bomba Zar è anche stata l’ordigno nucleare più “pulito”.

Quali sono gli effetti di una detonazione del genere? Prima di tutto, consideriamo che la bomba venne fatta esplodere a 4000 metri dal suolo. Nonostante questo, la successiva onda sismica provocata dalla deflagrazione fece 3 volte il giro del pianeta. Testimoni a 1000 Km di distanza dal punto, poterono vedere chiaramente il lampo anche se il cielo era notevolmente nuvoloso. Altri testimoni riportarono di aver percepito il calore dell’onda sulla pelle fino a 270 Km di distanza. Praticamente tutto quello che era presente fino a 35 Km dal centro venne completamente spazzato via. Se ancora non vi basta, a 900 Km di distanza, in Finlandia, alcune case riportarono danni a porte e finestre provocati dall’onda d’urto dell’esplosione.

Ripeto, questa era la versione depotenziata di un un fattore 2 rispetto al reale progetto.

Spero che quanto raccontato sia sufficiente a far capire le potenzialità di questi ordigni. Ripeto, non voglio discutere se è giusto o meno costruire, o saper realizzare, bombe di questo tipo. Permettetemi però di dire, senza offesa per nessuno, che dal punto di vista tecnico è straordinario pensare a quanta energia possa essere sviluppata da un sistema di questo tipo.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Fertilizzanti ed esplosivi

19 Apr

Molti utenti del forum mi hanno chiesto di scrivere un post su quanto accaduto l’altro giorno in Texas. Anche se questo argomento non rientra propriamente nella tematica del blog, e’ interessante parlarne cercando di spiegare gli aspetti piu’ tecnici e scientifici del terribile incidente avvenuto nella fabbrica di fertilizzanti della citta’ e che, giustamente, ha lasciato interdetti molti di noi.

Come tutti sanno, il 18, poco dopo le 20 ora locale, nella cittadina di West vicino Waco e’ scoppiato un incendio molto esteso nella fabbrica di fertilizzanti “West fertilizer Co.”. A seguito dell’incendio, e’ poi avvenuta una fortissima esplosione che ha praticamente distrutto la fabbrica ed i palazzi intorno ad essa. Come raccontano i testimoni, l’esplosione e’ stata talmente tanto forte da assomigliare a quella di un piccolo ordigno nucleare. Inoltre, dalla fabbrica si e’ alzata una nube tossica con un forte odore di ammoniaca che ha intossicato molti residenti della zona non che alcuni vigili del fuoco accorsi inizialmente sul posto per spegnere l’incendio.

In queste ore, ancora non e’ del tutto noto il numero di morti causati dall’incidente. Sui diversi giornali, trovate numeri completamente in disaccordo, si va dai 5 accertati fino a stime di 60-70 morti rimasti colpiti dalla potente deflagrazione avvenuta. A causa della nube tossica e dall’incendio ancora in corso, che potrebbe causare ulteriori esplosioni, tutti i 2800 residenti di West sono stati fatti evacuare e portati in luoghi piu’ sicuri.

Cosa e’ successo precisamente?

Prima di tutto, per darvi un’idea della potenza dell’esplosione avvenuta, a seguito di questa, i sismografi della zona hanno registrato un terremoto di magnitudo 2.1 causato interamente dalla deflagrazione. Vi mostro una foto presa dal database dell’USGS che mostra proprio il sisma registrato nella zona:

Terremoto registrato a causa dell'esplosione. Fonte: USGS

Terremoto registrato a causa dell’esplosione. Fonte: USGS

Come detto in precedenza, l’origine del disastro e’ nell’incendio che e’ divampato all’interno della fabbrica. Ad oggi, ancora non si conosco le cause di questo incendio e spettera’ alle autorita’ investigative capire meglio se questo era di origine dolosa o causato da altri eventi particolari.

La West Fertilizer era una grande industria produttrice di fertilizzanti azotati e che aveva diversi contenitori di queste sostanze. Quello che non tutti sanno e’ che i fertilizzanti azotati possono essere utilizzati proprio come base per la fabbricazione di esplosivi. Il piu’ adatto a questo scopo, e che la fabbrica texana produceva in grandi quantita’, e’ il “Nitrato di Ammonio”. Questo sale, ottenuto dalla combinazione di ammoniaca con acido nitrico, NH4NO3, e’ molto utilizzato in agricoltura per la sua notevole percentuale di azoto. Il suo alto bilancio di ossigeno pero’, lo rende estremamente adatto anche per la fabbricazione di esplosivo.

Il Nitrato di Ammonio, anche se di libera vendita per scopi agricoli, viene venduto fortemente diluito proprio per impedire utilizzi diversi di questa sostanza. La regolamentazione europea e americana ne impone la percentuale di diluizione ed in caso di richieste elevate per scopi agricoli, i nominativi degli acquirenti vengono registrati e resi disponibili per le autorita’.

Questo sale viene utilizzato anche in maniera “ufficiale” per produrre esplosivi adatti a scopi specifici. In particolare, dato il bilancio positivo di ossigeno e la reazione poco esotermica che si ottiene, gli esplosivi a nitrato di ammonio vengono spesso utilizzati nelle miniere dove il calore prodotto sarebbe pericoloso a causa dell’eventuale emissione di gas. Esplosivi di questo tipo sono l’Ammonal e l’ANFO. Quest’ultimo ottenuto semplicemente mescolando nelle giuste quantita’ nitrato di ammonio e gasolio.

Sempre il nitrato di ammonio, viene utilizzato per la fabbricazione del ghiaccio istantaneo molto utile in ambito sportivo. Per intenderci, quelle tavolette che una volta rotte divengono molto fredde e che vengono utilizzate a seguito di traumi al posto del normale ghiaccio. In questo ambito, la reazione endotermica che si genera diminuisce la temperatura della tavoletta.

Nel caso della West Fertilizer, come e’ normale che sia, erano presenti diversi contenitori di questo sale, oltre ad altri fertilizzanti sempre a base di azoto, puri e non ancora diluiti per la vendita. L’incendio che si e’ sviluppato ha dunque innescato l’esplosione dei fertilizzanti che, date le notevoli quantita’ presenti, ha dato luogo ad una deflagrazione di enorme potenza.

A cuasa dell’alta reperibilita’ in agricoltura e del basso prezzo di vendita, il nitrato di ammonio e’ uno degli ingredienti preferiti da cellule terroristiche per la fabbricazione di bombe. Ovviamente, non diro’ nulla su come utilizzare il nitrato per questo scopo o quali sono le giuste percentuali da utilizzare, ma la preparazione di questi esplosivi non richiede assolutamente un laboratorio attrezzato.

Diversi attentati da parte dell’Eta, dell’Ira e di cellule Quediste  sono stati condotti utilizzando ordigni a base di  nitrato di ammonio. Molto spesso, per ottenere queste bombe e’ sufficiente mescolare il sale con oli combustibili o con nitrato di potassio e poi realizzare l’innesco nei modi piu’ diversi utilizzando schede sim, perette elettriche, siringhe senza ago, ecc. Come potete capire, l’alta reperibilita’ e la semplicita’ di realizzazione di esplosivi di questo tipo, rendono il nitrato di ammonio uno degli ingredienti piu’ ricercati sul mercato.

L’unica cosa che, giustamente regolata, rende piu’ difficoltoso l’utilizzo di questo fertilizzante per scopi terroristici e’ dunque il fattore di diluizione nella vendita. Ora, a seguito di quanto detto, immaginate dei serbatoi pieni di nitrato d’ammonio puro nella fabbrica texana coinvolta in un incendio. Come potete capire, incidenti di questo tipo sono estremamente pericolosi proprio per questo motivo.

Gia’ in passato e sempre in Texas ci fu un altro grave incidente causato dal nitrato di ammonio. Il 16 Aprile del 1947, nel porto di Texas City, si incendio’ la nave francese Grandcamp che trasportava una notevole quantita’ di questo sale puro. L’esplosione che si verifico’ fu udita nel raggio di 150 miglia e causo’ circa 600 morti. Proprio come nel caso di questi giorni, l’esplosione fu equivalente a quella di 3,2 KTon di TNT, cioe’ paragonabile a quella di un piccolo ordigno nucleare. Detto questo, capite che non c’e’ assolutamente esagerazione nei racconti dei testimoni di West.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.