LA CORSA ALL’ATOMICA (breve sintesi)

·                  La Germania verso l’atomica

 

Con l’inizio della  Seconda Guerra mondiale, nel 1939, si avviano in Germania progetti di ricerca scientifica con applicazioni nel campo militare. Uno dei progetti si basa sulle nuove scoperte nel mondo atomico portate dalla fisica quantistica: un progetto con obiettivo l’ottenimento di energia dall’atomo. Quando i più grandi fisici vengono convocati il 26 settembre 1939 a Berlino per la riunione che propone l’utilizzo per scopi miliari della fissione nucleare (processo descritto l’anno precedente da Hahn e capace di sprigionare una quantità immensa di energia), Heisenberg decide di collaborare al programma nucleare nazista. L’essere tedesco implica per lui l’impegno a impedire una nuova sconfitta della Germania come era stato nella Prima Guerra mondiale. Con lui aderirono Otto Hahn, Carl Friedrich von Wiezsaecker e altri importanti fisici.

Il Club dell’uranio di Hitler, sotto la direzione dell’esperto dell’esercito per le ricerche in fisica nucleare Kurt Diebner, si propone come scopi la scoperta di  un nuovo modo per produrre energia e, se poi fosse stato possibile, l’impiego del potere energetico per la costruzione di una bomba.

Heisenberg però ha già una sua idea sulle possibilità dello sfruttamento dell’energia nucleare. In Fisica e Oltre in un discorso con Friedrick espone le sue conclusioni teoriche: “Si direbbe che non sia possibile innescare una reazione a catena nell'uranio naturale impiegando neutroni veloci; insomma, non è possibile fabbricare una bomba atomica impiegando l'uranio così come lo si trova in natura […] Forse esistono anche altri elementi adatti, ma anch'essi sono difficilissimi da ottenersi. Non è possibile, con i materiali che ci sono noti, costruire bombe atomiche a breve termine: non ci riusciremmo ne noi ne gli inglesi ne gli americani. Ma se all'uranio naturale si potesse aggiungere una sostanza moderatrice che rallentasse il moto dei neutroni liberati dal processo di fissione - riducendone cioè il moto browniano - allora credo sarebbe possibile innescare una reazione a catena in grado di liberare quantità utilizzabili d'energia”. Heisenberg è fortemente orientato alla costruzione di un reattore per la produzione di energia.

Il gruppo di scienziati tedeschi inizia così gli studi sulle possibilità e i metodi per l’utilizzo della fissione. A metà del 1940 i problemi non ancora risolti e che impediscono agli scienziati di innescare una reazione a catena controllata sono due:

1.  

   era già stato individuato come elemento fissile l’uranio e più precisamente l’isotopo U₂₃₅ a differenza dell’altro isotopo l’U₂₃₈. Il problema maggiore deriva dal fatto che in natura l’uranio si presenta costituito dal 99,3% di U₂₃₈ e solo dallo 0,7 di U₂₃₅ e la quantità calcolata per comporre la massa critica, che cioè permetta l’innesco della reazione a catena, è molto elevata. A ciò si aggiunge che non esiste ancora un metodo chimico per la separazione dei due isotopi dello stesso materiale. Una soluzione viene proposta nell’agosto da Houtermans che trova un’alternativa all’impiego dell’uranio: l’utilizzo del plutonio 239 derivato dal decadimento del nettunio (uranio 238 che acquista un neutrone). Il plutonio risulta stabile, altamente fissile e separabile dall’uranio. Mancano però le quantità sufficienti di materiale che il Reich dovrà racimolare dai territori conquistati.

2.  

   il secondo problema deriva dal moderatore, la sostanza che dovrebbe rallentare i neutroni e impedirne l’assorbimento, in modo da mantenere attiva la reazione a catena. Dagli scienziati vengono subito individuati due moderatori: l’acqua pesante e la grafite. La strada scelta è quella dell’acqua pesante, o ossido di deuterio, ma l’unico impianto in tutto il mondo che la produce è in Norvegia, la Norsk HydroElektrisk, ma appena gli inglesi si accorgono dell’obiettivo strategico lo bombardano lasciando i tedeschi con mediocri quantità di sostanza.

L’avanzare della guerra impone come interrogativo se sia giusto o meno mettere nelle mani di Hitler un ordigno nucleare, il turbamento interiore impedisce ad alcuni scienziati di impegnarsi a fondo nella ricerca.

 

·                  Il Manhattan Project

 

In segreto, intanto, negli Stati Uniti il presidente Franklin D. Roosevelt, sotto consiglio di Einstein promuove un programma di ricerca nucleare simile a quello tedesco.

La lettera di Einstain arriva a Roosevelt il 2 agosto 1939, lo scienziato ebreo si è da poco rifugiato nel paese a causa della ascesa al potere di Hitler nella sua Germania. Si dichiara preoccupato per i nuovi sviluppi della fisica atomica tedesca che hanno portato alla possibilità di costruire bombe di un nuovo tipo capaci di infliggere “danni ingentissimi”. Il presidente, perciò, dà l’incarico a un consiglio formato da scienziati e militari di scoprire se sia effettivamente possibile costruire armi del genere.

L’America, però, non si sente ancora coinvolta nel conflitto in corso fino a quando, il 7 dicembre 1941, gli aerei giapponesi bombardano la flotta statunitense di Pearl Harbor. A seguito dell’attacco senza preavviso arriva la dichiarazione di guerra al Giappone e, dopo tre giorni, Italia e Germania si affiancano all’alleato orientale dichiarando guerra agli Stati Uniti.

Il Manhattan Project, il piano segreto per la costruzione della bomba atomica istituito nell’estate del 1941, acquista così priorità assoluta. I più importanti scienziati, di cui una grande parte è costituita da emigrati ebrei o ostili al nazismo, vengono trasferiti segretamente nella città di Los Alamos in New Mexico. Sotto la guida scientifica di Openheimer e la direzione militare del generale Groves, lavorano: Hans Bethe, Arthur Compton, Isidor Rabi, Emilio Segre, John von Neumann, Enrico Fermi, Leo Szilard, Edward Teller e Richard Feynman, solo per citarne qualcuno e senza considerare Einstein e Bohr, che seguono da vicino i rapidi passi avanti del progetto.

A differenza dei tedeschi gli americani dispongono di maggiori risorse e le strade scelte sono altre. Importante e la scoperta da parte di Fermi della grafite come moderatore che elimina i problemi dell’acqua pesante. Gli scienziati del Manhattan Project percorrono entrambe le due strade trovate anche dai tedeschi, la prima è quella dell’U₂₃₅ e la seconda è quella del plutonio, portandole a termine tutte e due, infatti, Little boy, la bomba sganciata su Hiroshima il 6 agosto 1945 funzionava con l’U₂₃₅ e quella di Nagasaki del 9 agosto, chiamata Fat man, utilizzava il plutonio come materiale fissile.

Gli scienziati tedeschi invece non riusciranno  mai ad arrivare alla costruzione di una bomba atomica e neppure del reattore ipotizzato da Heisenberg.^[1]

 

·                 Hiroshima e Nagasaki: disfatta per la scienza tedesca

 

Farm Hall, improvvisata residenza di campagna in Inghilterra dove gli scienziati del Club dell’uranio di Hitler sono tenuti per essere interrogati dagli alleati, con loro anche Heisenberg, catturato il 30 aprile 1945. I fisici tedeschi, all’oscuro del Manhattan Project, sono ancora sicuri della loro supremazia e pensano che i nemici vogliano le informazioni sulla ricerca nucleare.

6 agosto 1945, è sera quando arriva la notizia dello scoppio della prima atomica sull’isola giapponese di Hiroshima. Tre giorni dopo arriva anche la notizia della seconda esplosione su Nagasaki. L’evento catastrofico segna una svolta: la fine della Seconda Guerra mondiale.

Per gli scienziati tedeschi, ma soprattutto per Heisenberg, la sconfitta militare della Germania è solo una tra le tante. L’America trionfa anche sul piano politico e economico, ma più importante per loro è la perdita del primato mondiale che la fisica tedesca, fino a quegli anni, aveva mantenuto.