La fisica atomica spiegata alla suocera

La Suocera mi chiede una lezione sull’uranio impoverito, sulla falsa riga della lezione data a Lacomizietta.

Spero di essere all’altezza.

Come abbiamo detto nella precedente lezione, la materia è composta da atomi e gli atomi sono composti da elettroni, protoni e neutroni. Il numero di protoni all’interno del nucleo dell’atomo sono causa della differenza fra i vari elementi chimici esistenti in natura. Poiché i protoni sono carichi elettricamente in modo positivo e gli atomi sono elettricamente neutri (se li lasciano in santa pace!), attorno al nucleo di protoni girano altrettanti elettroni. La carica negativa degli elettroni neutralizza la carica elettrica dei protoni e l’atomo è bello tranquillo. Un atomo con 1 protone si chiama idrogeno ed è un gas. Un atomo con un nucleo di 6 protoni è il carbonio, e ci si fa il barbecue. Un atomo con 17 protoni è il cloro, un gas, quello che dà il tipico odore alla candeggina.

E i neutroni? E l’uranio impoverito?
Ci arrivo.

I neutroni stanno nel nucleo, fra un protone e l’altro. Non li si distinguerebbe dai protoni se non che sono privi di carica. Un atomo, con lo stesso numero di protoni, può avere un diverso numero di neutroni. Questi atomi che si differenziano per il diverso numero di neutroni si chiamano isotopi. Alcuni (molti) isotopi sono stabili, altri no. Che significa instabile? Significa che il nucleo si modifica, emettendo energia e particelle misteriose (la radioattività!), e l’elemento chimico primigenio diventa un altro elemento chimico. Il carbonio 14 diventa azoto, tanto per fare un esempio.

Dell’uranio esistono 3 isotopi. L’uranio ha 92 protoni e per questo è uranio. Poi ci sono nuclei di uranio che hanno 146 neutroni (U238 – 99,2%), 143 neutroni (U235 – 0,7%) e 142 neutroni (U234 – 0,005%). Per fare le bombe atomiche e le centrali nucleari serve quello con 143 neutroni, l’U235. L’altro tipo di uranio è inutilizzabile allo scopo. Quando nell’uranio estratto e trattato l’isotopo U235 è sotto lo 0,3% viene chiamato uranio impoverito. Impoverito perché non è possibile usarlo per produrre energia e bombe.

E che si fa con questo uranio? Lo si mette nelle bombe e a volte anche negli aerei. Per fare cosa? Bisogna sapere che l’uranio è molto denso, “pesante” come si dice nel linguaggio comune. Se un metro cubo di piombo pesa poco più di 11 tonnellate, un metro cubo di uranio ne pesa poco più di 19. L’uranio è molto più pesante del piombo. Ora provate a pensare un proiettile che arriva su una casa e pesa 17 kg al posto di 10 o meno. La dimensione è la stessa, però il peso è molto maggiore e di conseguenza il danno. In queste bombe si utilizza la densità, il peso dell’uranio, non il fatto che sia radioattivo o fissile. Negli aerei avviene la stessa cosa: un piccolo volume di uranio, messo nel posto giusto, riesce a risolvere i problemi di equilibrio e stabilità dell’aereo, cosa che non si riuscirebbe a fare con nessun altro metallo.

Il problema è che l’uranio è un metallo tossico. Non sto parlando della sua radioattività. E’ tossico perché incompatibile con la vita. Durante l’esplosione delle bombe tradizionali, riempite di uranio impoverito, o durante i disastri aerei, l’uranio arriva a temperature elevatissime e molti suoi composti e particelle si spandono nell’aria e nell’ambiente in generale. Non dovrebbe essere difficile immaginarvi cosa succede dopo.

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