Astrocuriosità | settembre 2020 – Di cavoli e di re

La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Oggi non voglio parlare di astronomia, ma di esponenziali e di ritardi, di fisica, eserciti medievali e attualità.Come diceva il tricheco di Alice: di “cavoli e di re”.Siamo ancora in periodo di pandemia e si è sentito parlare di fattori R0 (vedi definizione su wikipedia) e Rt, a volte spettacolarmente a sproposito.Facciamo delle considerazioni generali, che devono stare sempre alla base sebbene, come si dice, il diavolo si annidi sempre nei dettagli.Lasciamo per un momento il campo epidemiologico e parliamo di fissione nucleare.Prendiamo degli atomi di uranio 235. L’uranio in natura si trova per il 99.7% sotto forma di uranio 238 e solo lo 0.3% di uranio 235.Per questo esiste l’arricchimento dell’uranio, per buttare il 238 e tenere solo il 235 (dato che si tratta sempre di uranio, la chimica è inutile: tutte le reazioni chimiche funzionano allo stesso modo per l’uranio. Bisogna sfruttare il fatto che il 238 ha tre neutroni più del 235, quindi è di poco più pesante. Ci sono metodi per separare gli atomi più pesanti da quelli più leggeri, come si separa il riso dai sassolini). Ma sto divagando.Se un atomo di uranio è colpito da un neutrone, si spacca e rilascia energia, producendo anche dei neutroni, tipicamente due o tre. Se uno di questi neutroni colpisce un altro atomo di uranio il processo si ripete e altri neutroni sono prodotti.A seconda di quanto uranio c’è e come è distribuito, le cose possono andare diversamente. Il processo dipende da un fattore detto k, che rappresenta il numero medio di atomi di uranio colpiti dai prodotti della fissione di un altro atomo (suona familiare?).Se k è minore di 1, il processo si ferma subito, a ogni “giro” ci sono sempre meno eventi (e che nessuno venga a dire che ci vogliono due neutroni per spaccare un atomo di uranio). Se k=1 procede in modo costante […]