15 giugno 2018

Final post

In questo blog come esplicitato nella prefazione, si è cercato di analizzare la presenza della fisica nucleare all'interno del romanzo postmoderno Infinite Jest di David Foster Wallace. In tale opera l'autore è stato capace di descrivere una società, sì futuristica, ma non così distante dall'attualità, presentante tematiche che all'epoca (1996) potevano sembrare impensabili e che via via si stanno facendo più realistiche.

La fisica nucleare, scienza piuttosto giovane, sottobranca della fisica atomica, è quel ramo della scienza che si occupa del nucleo atomico e delle interazioni fra i suoi costituenti.

All'interno di questo "romanzo-mondo" l'autore tratta svariati elementi chimici legati a processi di reazioni nucleari come gli isotopi di uranio, plutonio ed idrogeno.
Inevitabile poi sono stati i collegamenti all'applicazione bellica della fisica nucleare come le testate termonucleari.
L'autore nel corso della sua opera ha citato nel dettaglio varie tipologie di reattori nucleari, come i reattori breeder, e di strumentazioni scientifiche complesse, come acceleratori di particelle e riflettori a diffusione di neutroni.
In un mondo pervaso da schizofrenia, malattia e dipendenza come quello descritto da D. F. Wallace ha trovato il suo posto anche la medicina nucleare, in particolare con la PET, una tecnologia diagnostica.
Nella società futuristica di Infinite Jest non poteva poi mancare la finzione, collegata alla fisica nucleare, sia in ambito scientifico con la fantomatica fusione anulare, sia in ambito geopolitico rappresentata dalla Grande Concavità, terra di mezzo fra il Canada e gli USA non riconosciuta da nessuna delle due parti in conflitto.
Concludendo, la fisica nucleare è stata utilizzata anche come sola analogia letteraria ma soprattutto nell'ambito dell'Eschaton, gioco di guerra ambientato in un periodo post conflitto nucleare, all'interno del quale i giovani tennisti dell'Einfield Tennis Academy perdevano la distinzione fra il reale ed il virtuale.

13 giugno 2018

Reattori breeder

"reattori breeder, fabbriche di iniziatori, laboratori per la diffusione e la riflessione di neutroni [...]"(p.387)

reattori breeder potrebbero essere il futuro del nucleare. Sono dei cosiddetti reattori autofertilizzanti: reattori in grado di sostenere reazioni a catena di fissione nucleare progettati in modo che consumino più reagente fissile di quanto sia stato introdotto nell'ambiente di reazione. Generalmente, in chimica nucleare, il rapporto fra queste due quantità è detto conversione e nel caso di reattori autofertilizzanti vale circa 1,2.
L'apparenza potrebbe ingannare, tali reattori non hanno vita illimitata perché se non venisse caricato altro materiale fissile il rendimento calerebbe portando la conversione sotto lo zero.
I principali reattori autofertilizzanti conosciuti sono: i reattori a neutroni veloci FBR (Fast Breeder Reactor) ed i reattori a neutroni termici TBR (Thermal Breeder Reactor), quest'ultimi non utilizzano più il ciclo plutonio-uranio come combustibile ma il ciclo torio-uranio.


(Video di una lezione dell'Università della Calabria sui reattori FBR) 






11 giugno 2018

Il trizio, la sua produzione e l'acqua pesante

"[...] reattori veicolo per la produzione di trizio, impianti per l'acqua pesante, imprese semiprivate per la produzione di cariche missilistiche sagomate, acceleratori lineari[...]"(p.387)

Il trizio è un isotopo radioattivo dell'idrogeno il cui nucleo è formato da un protone e due neutroni.
Il decadimento caratteristico del trizio è il decadimento beta: un processo che prevede l'emissioni di particelle β, ovvero di particelle ad elevata energia come elettroni (β-) o positroni (β+).
In natura il trizio è presente nell'idrogeno atmosferico formato mediante processi di reazioni nucleari nell'alta atmosfera, grazie all'azione dei raggi cosmici.
Il trizio può anche essere ottenuto artificialmente. Il primo ad averlo ottenuto fu il luminare della fisica Ernest Rutherford che nel 1934 bombardò il deuterio, altro isotopo dell'idrogeno, con i cosiddetti deuteroni, equivalenti ad un nucleo di deuterio. Tali deuteroni sono spesso usati negli acceleratori di particelle.
Tutt'oggi il trizio viene prodotto facendo assorbire un neutrone ad un atomo di deuterio  in un reattore nucleare. In questo processo viene usato un cosiddetto moderatore per rallentare i neutroni detto: acqua pesante. L'acqua pesante, isolata per la prima volta da Gilbert Lewis nel 1933, è una particolare molecola d'acqua arricchita di deuterio che ne altera energia di legame e densità. Essa si trova in piccola percentuale in natura nei fondali oceanici, e può essere separata dall'acqua normale mediante processi di distillazione grazie alla differenza della sua temperatura di ebollizione con quella normale. Quest'ossido di deuterio viene anche utilizzato in un particolare processo di risonanza magnetica nucleare quando si ha come solvente l'acqua e come nuclide l'idrogeno.
Tornando al trizio, altra reazione nucleare che genera tale isotopo è il bombardamento del nucleo del litio con fasci di neutroni.
Il trizio è utilizzato come esplosivo per le testate termonucleari.







8 giugno 2018

Plutonio arricchito

"Le fasce Eta di cotone nero -quelle che si usano da quando, Dio non voglia, muore qualcuno- rappresentano gli impianti di produzione di energia atomica dell'era non contemporanea al gioco, impianti per la produzione di uranio/plutonio arricchito[...]" (p.387)

Se dell'uranio e del suo utilizzo in fisica nucleare si è parlato in un post precedente, ora si esaminerà il plutonio arricchito.
Un esempio di plutonio arricchito è quell'isotopo Pu-239 che a seguito della cattura di un neutrone è diventato Pu-240, un isotopo con maggiore probabilità di andare incontro a fissione spontanea.
Il plutonio-240 non potrà mai essere ottenuto in maniera indipendente bensì dovrà essere presente solamente in una miscela con concentrazione inferiore rispetto all'isotopo 239.
Una peculiarità del plutonio 240 è quella di non poter essere utilizzato per costruire armi nucleari poiché essendo di difficile manipolazione e gestione potrebbe far detonare gli ordigni prima dell'innesco.
(Cliccare sulla foto per un approfondimento sul plutonio)