Trinitite: la gemma creata dalla prima esplosione nucleare

Nonostante quello che suggerisce il nome, la trinitite non è un minerale. Né è naturale. È un materiale che si è formato durante un evento storico decisivo: la prima esplosione nucleare della storia, il 16 luglio 1945, ad Alamogordo (New Mexico, USA). Questo materiale unico continua a raccontarci cosa accadde in quel triste momento storico.

La fine della seconda guerra mondiale si stava avvicinando. Il Progetto Manhattan era in fase di sviluppo dal 1941, quando il presidente Roosevelt, motivato dalla possibilità che la Germania potesse sviluppare un nuovo tipo di arma di distruzione di massa, autorizzò il lancio di una delle più ambiziose sfide tecnico-scientifiche della storia. Il progetto ha coinvolto fisici, chimici, ingegneri, matematici e migliaia di lavoratori in uno sforzo contro il tempo.

Le conquiste tecniche del progetto Manhattan diedero impulso allo sviluppo industriale e tecnologico degli Stati Uniti e gettarono anche i semi della Guerra Fredda, per i suoi drammatici frutti emersi nel luglio 1945 dalle strutture di Los Alamos nel New Mexico.

Il primo prototipo funzionante di una bomba nucleare

Il gadget è stato il primo prototipo funzionante di una bomba nucleare. Il 15 luglio 1945 fu assemblato e pronto ad esplodere durante il Trinity test, destinato a verificare sperimentalmente le previsioni teoriche.

Il Gadget era un dispositivo di implosione: un esplosivo convenzionale comprime il nucleo di plutonio-239 della bomba, che raggiunge la sua massa critica e provoca una reazione di fissione a catena che rilascia una quantità di energia mai vista prima.

Il plutonio-239 è un isotopo facilmente fissile prodotto irradiando l’uranio con neutroni. Il plutonio non si trova in natura se non in tracce, in alcuni depositi di uranio dove si sono formati “reattori nucleari naturali”.

Una delle sfide del progetto era ottenere abbastanza plutonio puro dall’uranio. Per questo hanno utilizzato il reattore B dell’impianto segreto di produzione di plutonio di Hanford (Washington). Ora museo, fu il primo reattore nucleare commerciale per la produzione di plutonio, gestito dalla società DuPont, che rinunciò ai suoi profitti e prese le distanze da quest’area per non essere associata allo sviluppo della bomba.

Alle 5:29 del 16 luglio 1945, il gadget fu fatto esplodere nel remoto deserto di Jornada del Muerto. Fu la prima esplosione nucleare della storia, con una resa approssimativa di 19 chilotoni. Era più potente di quanto calcolato, distruggendo alcuni strumenti scientifici situati a una presunta distanza di sicurezza.

“Adesso siamo dei veri figli di p……”

Dopo l’esplosione, Kenneth Bainbridge, direttore scientifico del Trinity test, ha esclamato: “Adesso siamo dei veri figli di p……”.

Robert Oppenheimer ha osservato che questa era la frase più appropriata che è stata detta dopo l’esplosione.

In effetti, le due bombe successive, chiamate Little Boy e Fat Man (versione militare del Gadget), uccisero circa 214.000 persone nelle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki. Di questi, circa la metà è morta a causa delle esplosioni e il resto a causa della contaminazione radioattiva.

La trinitite, silenziosa testimone dell’esplosione

Il plutonio-239 sostiene una reazione, chiamata fissione, in cui un neutrone divide un nucleo atomico in frammenti, rilasciando una media di 2,88 neutroni, che rompono altri nuclei di plutonio, e così via. Questa reazione a catena può essere amplificata quando la massa critica viene superata con plutonio purissimo. In questo caso avviene il rilascio esplosivo dell’energia prodotta dalla rottura dei nuclei.

La fissione dei nuclei genera altri elementi chimici. Questi elementi non sono gli stessi delle loro versioni comuni (cioè isotopi), ma sono altamente radioattivi.

I neutroni provocano anche la trasformazione dei materiali con cui si trovano in elementi radioattivi. Il risultato è, oltre alla brutale esplosione, una contaminazione radioattiva che può raggiungere centinaia di chilometri di distanza, dovuta al fatto che alcuni elementi sono volatili o gassosi, come lo iodio-131 o il cripton-85.

Il caldo scioglieva la sabbia del deserto

La temperatura della detonazione del Gadget ha superato quella della superficie del Sole. Il calore ha sciolto la sabbia del deserto. Goccioline di vetro incandescente piovvero in un raggio di centinaia di metri.

Quando tutto fini, i ricercatori videro che il terreno era ricoperto di vetro colorato, solitamente verde, che a volte formava bellissime gemme trasparenti. Hanno raccolto campioni che sono stati conservati come memoria dell’evento storico. Alcuni venivano persino usati per realizzare gioielli esclusivi. Ben presto si resero conto che si trattava di una pessima idea, poiché la trinitite conteneva elementi prodotti dall’esplosione ed era intensamente radioattiva, al punto da provocare ustioni alla pelle.

Oggi la trinitite ha perso la maggior parte della sua radioattività e può essere maneggiata in sicurezza. Ma contiene ancora testimoni dell’esplosione nucleare:

• Cesio-137: è uno dei principali prodotti di fissione del plutonio. Con un tempo di dimezzamento di 30 anni, è il più grande elemento radioattivo della trinitite. Il cesio-137 è una delle principali cause di contaminazione radioattiva in un’esplosione nucleare.
• Americio-241: indica che la bomba era fatta di plutonio-239. Rimarrà nella trinitite per un millennio.
• Bario-133: è difficile da rilevare, poiché la sua attività si riduce della metà in poco più di 10 anni. Si pensa che la sua origine sia nell’esplosivo utilizzato per far esplodere la bomba, chiamato Baratol, a base di nitrato di bario.
• Europio-152: elemento radioattivo caratteristico della trinitite, utilizzato nella conferma della trinitite contro le contraffazioni.

Gli elementi radioattivi scompariranno nel tempo, ma le caratteristiche peculiari di questo materiale, la presenza di strane strutture come i quasicristalli e le firme isotopiche che ne rivelano l’origine, continueranno dopo la scomparsa della civiltà. Un testimone del nostro passaggio attraverso il pianeta e del genio umano, dell’orgoglio e del male.

Autore

César Menor-Salván, Università di Alcalá