La costruzione di una bomba atomica si svolge sostanzialmente in due passaggi.Per prima cosa bisogna procurarsi il materiale fissile, che deve essere plutonio sufficientemente puro o uranio altamente arricchito. Ottenuto il materiale bisogna assemblare un ordigno in grado di esplodere.Dei due passaggi il primo è sicuramente il più complicato, e costituisce il vero sbarramento alla proliferazione nucleare.Per ottenere del materiale fissile in una quantità sufficiente si può procedere in due modi: o si costruiscono degli impianti di arricchimento dell'uranio, o si costruiscono dei reattori nucleari simili a quelli usati nelle centrali nucleari ad uso civile, e si ritratta chimicamente il combustibile nucleare usato nel reattore estraendone il plutonio.Quando un nucleo di uranio 235 viene colpito da un neutrone, infatti, ha circa il 90% di probabilità di dividersi in due, emettendo un'energia di 200 milioni di volte superiore a quella di una tipica reazione chimica. Questo processo è definito processo di fissione.Se un nucleo di uranio 238 viene colpito da un neutrone, invece, lo assorbe, e si trasforma dopo un po' in plutonio 239, che, come l'uranio 235, fa fissione.Il processo di arricchimento dell'uranio è un processo che, partendo da uranio naturale, genera uranio con una percentuale maggiore di 235, in modo da agevolare il processo di fissione.Di solito, per usi civili, (e cioè nelle centrali nucleari per produrre energia elettrica) si usa uranio naturale, o, più spesso, uranio arricchito al 2-3 %, mentre per costruire una bomba atomica serve uranio 235 arricchito oltre l'80%, e di solito si cerca di arrivare al 90%.I processi che si usano per l'arricchimento sono principalmente cinque,sono impianti che, anche se non necessariamente di queste dimensioni, sono molto costosi, anche se non estremamente complessi. Richiedono un grosso potenziale economico e industriale.
La Separazione aerodinamica, è concettualmente simile alla centrifugazione, solo che il gas viene iniettato ad alta pressione in un condotto a spirale. Richiede più energia della centrifugazione, ma è più semplice. È stato utilizzato dal Sud Africa per costruire un piccolo arsenale nucleare oggi smantellato.
La Separazione Elettromagnetica (calutrone) è la tecnologia con cui gli Usa hanno costruito la prima bomba all'uranio (quella di Hiroshima): si accelerano delle particelle cariche con un piccolo acceleratore, e le si spara contro gli atomi di uranio, ionizzandoli (strappando cioè loro uno o più elettroni). A questo punto gli atomi, carichi elettricamente, possono essere separati, visto che hanno la stessa carica ma massa differente. In questo modo si separano delle piccole quantità di uranio molto puro, adatto a costruire armi nucleari. Richiede dei buoni magneti e una ingente quantità di energia elettrica.Visto che si trattava di una tecnologia molto vecchia, i particolari costruttivi non erano stati posti sotto segreto, ma batterie di calutroni possono dare abbastanza materiale da costruire qualche bomba all'anno.L'Iraq aveva costruito, (con l'aiuto francese e acquistando magneti al Cern di Ginevra) batterie di calutroni, e li aveva posti sotto il reattore Osiraq, fino alla distruzione del reattore avvenuta con un raid aereo israeliano nel 1981.
La Ionizzazione selettiva laser, (AVLIS) consiste nel far ionizzare da un laser a una determinata frequenza (definita con molta precisione) solo gli atomi dell'isotopo desiderato, che possono essere poi separati.Richiede tecnologie molto sofisticate, che sono alla portata di pochi stati.Sembra che l'Iran ne abbia costruito (o ne stia costruendo uno) su progetto russo.Il ritrattamento, oltretutto, è un processo industriale che molti paesi usano per recuperare il plutonio e l'uranio 235 dal combustibile esaurito e per fabbricare un nuovo combustile, detto Mox (mixed Oxide Fuel). E, nel momento in cui si maneggia plutonio, usarlo per usi civili o militari è questione solo di buona volontà, tanto è vero che quasi tutti gli impianti di ritrattamento (a parte quelli nordcoreani, quelli pakistani, indiani ed israeliani) sono sotto il controllo degli ispettori della Iaea, e non è un mistero il fatto che gli Usa tentino di non far diffondere troppo questa tecnologia, in realtà alla portata di qualsiasi paese che, avendo un buon potenziale industriale, abbia un po' di soldi da investirci.
La Separazione aerodinamica, è concettualmente simile alla centrifugazione, solo che il gas viene iniettato ad alta pressione in un condotto a spirale. Richiede più energia della centrifugazione, ma è più semplice. È stato utilizzato dal Sud Africa per costruire un piccolo arsenale nucleare oggi smantellato.
La Separazione Elettromagnetica (calutrone) è la tecnologia con cui gli Usa hanno costruito la prima bomba all'uranio (quella di Hiroshima): si accelerano delle particelle cariche con un piccolo acceleratore, e le si spara contro gli atomi di uranio, ionizzandoli (strappando cioè loro uno o più elettroni). A questo punto gli atomi, carichi elettricamente, possono essere separati, visto che hanno la stessa carica ma massa differente. In questo modo si separano delle piccole quantità di uranio molto puro, adatto a costruire armi nucleari. Richiede dei buoni magneti e una ingente quantità di energia elettrica.Visto che si trattava di una tecnologia molto vecchia, i particolari costruttivi non erano stati posti sotto segreto, ma batterie di calutroni possono dare abbastanza materiale da costruire qualche bomba all'anno.L'Iraq aveva costruito, (con l'aiuto francese e acquistando magneti al Cern di Ginevra) batterie di calutroni, e li aveva posti sotto il reattore Osiraq, fino alla distruzione del reattore avvenuta con un raid aereo israeliano nel 1981.
La Ionizzazione selettiva laser, (AVLIS) consiste nel far ionizzare da un laser a una determinata frequenza (definita con molta precisione) solo gli atomi dell'isotopo desiderato, che possono essere poi separati.Richiede tecnologie molto sofisticate, che sono alla portata di pochi stati.Sembra che l'Iran ne abbia costruito (o ne stia costruendo uno) su progetto russo.Il ritrattamento, oltretutto, è un processo industriale che molti paesi usano per recuperare il plutonio e l'uranio 235 dal combustibile esaurito e per fabbricare un nuovo combustile, detto Mox (mixed Oxide Fuel). E, nel momento in cui si maneggia plutonio, usarlo per usi civili o militari è questione solo di buona volontà, tanto è vero che quasi tutti gli impianti di ritrattamento (a parte quelli nordcoreani, quelli pakistani, indiani ed israeliani) sono sotto il controllo degli ispettori della Iaea, e non è un mistero il fatto che gli Usa tentino di non far diffondere troppo questa tecnologia, in realtà alla portata di qualsiasi paese che, avendo un buon potenziale industriale, abbia un po' di soldi da investirci.
L'unico problema è che il plutonio 239 estratto da molti tipi di reattori sia inquinato da plutonio 240, un isotopo che ha proprietà che mal si conciliano con l'utilizzo militare.Tendenzialmente si estrae un buon plutonio quando si tiene per poco tempo dell'uranio naturale in reattori moderati ad acqua pesante o a grafite, un plutonio peggiore se si parte da uranio arricchito tenuto molto in reattori moderati ad acqua leggera (I Pwr o i Bwr, cioè la stragrande maggioranza dei reattori per usi civili). Non è un caso che il plutonio la prima bomba americana fosse stato generato da un reattore costituito da grafite e uranio naturale costruito da Fermi, non è un caso che gli Indiani usino reattori ad acqua pesante, e non è un caso il fatto che gli Usa abbiano aiutato la Cora del Nord a costruire dei reattori ad acqua leggera, chiedendo però di chiudere i reattori a grafite e di mettere sotto controllo Iaea gli impianti di ritrattamento.
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