L'esperimento della "vasca dei pesci" di Fermi

Vorrei conoscere in dettaglio come è stato strutturato il famoso esperimendo della "vasca dei pesci" condotto da Enrico Fermi. Se si volesse ripetere in un laboratorio tale esperimento quali sarebbero le misure di sicurezza da adottare?
Paolo Campanella
13 maggio 2004
La vasca dei pesci rossi usata da Enrico Fermi è diventata un mito. Fermi aveva intuito che i neutroni, se rallentati, avrebbero potuto avere un'efficacia maggiore nel creare radioattività artificiale negli elementi chimici usati come bersaglio. Dopo aver fatto esperimenti in laboratorio, pensò che l'acqua avrebbe potuto essere un buon "rallentatore", soprattutto per la presenza di molti atomi di idrogeno (il cui nucleo è un protone, con una massa molto prossima a quella del neutrone). Così decise di usare la vasca dei pesci rossi dell'Istituto di Fisica di via Panisperna. I risultati furono incoraggianti e quindi decise di tornare in laboratorio per provare a utilizzare come rallentatore qualcosa di più denso; scelse la paraffina (altra sostanza ricca di idrogeno): i risultati furono migliori, e poté pubblicarli sulla rivista "La Ricerca Scientifica" con il titolo Radioattività artificiale indotta da neutroni

Ripetere l'esperimento della vasca è in teoria abbastanza facile. I bersagli possono essere vari (per esempio strisce di elementi diversi, usate una per volta) ma i problemi non sono pochi. Innanzitutto occorre disporre di una sorgente radioattiva che emetta neutroni. Fermi usò dapprima il polonio (che emette particelle alfa) in combinazione con polvere di berillio (che, colpito da particelle alfa, emetteva neutroni), ma la sorgente era molto debole: emetteva infatti un neutrone ogni centomila (circa) particelle alfa! Passò quindi a una sorgente radon-berillio (che ha un meccanismo identico alla precedente), molto più intensa della sorgente polonio-berillio (questa seconda sorgente la usò anche agli inizi del suo soggiorno americano).

Il secondo problema è il rivelatore della radioattività indotta nel bersaglio ovvero delle particelle emesse dal bersaglio. Per esempio, usando il fluoro o l'alluminio, si ha produzione di particelle alfa il che, in simboli, costituisce una reazione (n,α). Usando altri elementi si può avere l'emissione di elettroni (n,e) o di raggi gamma (n,γ). A grandi linee i problemi per ripetere quest'esperimento sono relativi alla disponibilità di una sorgente radioattiva e di strumenti per controllare sia l'emissione della sorgente che quella del bersaglio divenuto radioattivo, senza contare i pericoli connessi alla radioattività stessa.

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