Produrre una bomba all'uranio

Dicono che produrre una bomba all'uranio in casa non sia poi così difficile. È vero?
Ileana Ormas
10 settembre 2004
Per fare una bomba nucleare a fissione (la ben nota bomba atomica, detta anche bomba A), quindi non termonucleare (bomba H), occorrono due cose:

- l'esplosivo, che può essere l'uranio 235 o il plutonio 239, dove i numeri indicano il tipo di nucleo (isotopo) che viene impiegato;

- il meccanismo di innesco dell'esplosione.

Naturalmente, affinché l'ordigno funzioni è anche necessario un vettore (aereo, missile, cannone, valigetta) per raggiungere l'obiettivo.

I nuclei dell'uranio 235 e del plutonio 239 sono fissili, ossia si spezzano in frammenti se colpiti da un neutrone; nella fissione si libera una grande quantità di energia.
Il plutonio 239 non esiste in natura, è prodotto nei reattori nucleari dalla trasformazione dell'uranio 238 (l'isotopo pesante) e deve essere separato dal combustibile nucleare per mezzo di procedimenti chimici in ambiente protetto per evitare l'intensa radioattività. Questo procedimento non può essere realizzato artigianalmente ma richiede complessi e costosi impianti dedicati.

L'uranio è un metallo pesante presente in natura ed è costituito da una mescolanza di uranio 238 e di uranio 235; la frazione fissile che si utilizza nelle bombe, l'uranio 235, è solo il 7 per mille, mentre il 99,3 per cento è uranio 238. Per costruire la bomba è necessario disporre di una concentrazione molto, molto più alta di uranio 235 e questo si realizza con processi fisici (non chimici) detti "diarricchimento". Anche questi processi sono complessi, richiedono impianti grossi e costosi e non possono essere realizzati artigianalmente; è anche difficile realizzarli in segretezza.

Dunque per farsi una bomba A in casa è necessario in primo luogo procurarsi altrove il materiale fissile, comprandolo segretamente o rubandolo: non è impossibile ma non è facile, perché i controlli internazionali sono stringenti. Questa difficoltà è stata dimostrata dai tentativi infruttuosi dell'Iraq, nonostante il grande dispendio di mezzi.

Per realizzare una bomba, se le tecniche disponibili sono avanzate, bastano alcuni chilogrammi di materiale fissile sufficientemente puro, pressapoco del volume di un pompelmo; quantità maggiori sono richieste invece se le tecniche sono artigianali e il materiale non è puro. Queste quantità sono sufficienti a formare la massa critica, ossia la massa necessaria per ottenere l'esplosione. La massa critica dell'uranio è leggermente superiore al doppio di quella del plutonio e nei due casi può essere ridotta usando opportuni accorgimenti quali degli involucri che riflettano i neutroni o delle implosioni che aumentino la densità del materiale fissile.

Una massa inferiore a quella critica è stabile; l'innesco dell'esplosione si ottiene quando si supera rapidamente la massa critica in un tempo inferiore a un microsecondo. Quindi bisogna disporre di una o più masse subcritiche e di un meccanismo che le faccia diventare rapidamente ipercritiche; se il meccanismo è imperfetto la bomba non esplode o esplode con una potenza relativamente bassa. La bomba di Hiroshima era ancora imperfetta e infatti solo una percentuale dell'uranio 235 contenuto subì la fissione, sviluppando una potenza di "soli" 13 kiloton (cioè equivalente a 13.000 tonnellate di tritolo), sufficiente tuttavia a provocare circa 140.000 morti (6 agosto 1945).

Oggi esistono meccanismi di innesco accurati ma non è possibile realizzarli in casa. Artigianalmente, se si dispone del materiale fissile, è possibile costruire meccanismi rudimentali, sufficienti tuttavia a produrre un'esplosione di grande potenza; l'innesco di una bomba all'uranio comunque è molto più semplice di quello per una bomba al plutonio.

Fino a oggi nove Stati hanno costruito bombe nucleari e solo uno, il Sud Africa, ha eliminato tutte quelle che possedeva. Negli arsenali sono disponibili ancora alcune decine di migliaia di bombe. Gli Stati che sarebbero in grado di costruirle sono circa il doppio, ma quasi tutti hanno aderito a un trattato che li impegnerebbe a rinunciare a questo tipo di armamenti.

Due articoli di Francesco Calogero pubblicati su Sapere danno ulteriori informazioni. Inoltre si può leggere il Pugwash Issue Brief intitolato Nuclear Terrorism: the Danger of HEU, scritto da Boutwell Calogero e Harris, che dovrebbe esser ottenibile dal sito http://www.pugwash.org.

Roberto Fieschi Dipartimento di Fisica, Università di Parma

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