Prof. Mauro Tognon, a nome del Comitato Promotore.

FISICA DELLE PARTICELLE
La disintegrazione dell’atomo

La fisica delle particelle è la sottobranca della fisica atomica che studia il nucleo dell’atomo e tutte le sue sub-particelle, ancora a noi in parte sconosciute.

La sfida della conoscenza in questo ambito è al momento oggetto di cronaca: oltre a protoni e neutroni, vi sono infatti elementi strutturali dell’atomo ancora sconosciuti, intorno ai quali centri di ricerca in diverse parti del mondo stanno svolgendo studi e sperimentazioni.

Al CERN in Svizzera – il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle – così come in numerosi altri paesi extraeuropei (Stati Uniti, Russia, Cina, Giappone) sono infatti in atto esperimenti per scoprire la composizione dell’atomo a partire dalla sua disintegrazione. All’interno di super-acceleratori di particelle, gli atomi vengono fatti appositamente collidere: aumentando di volta in volta l’energia a cui lo scontro delle particelle viene sottoposto, si punta a liberare le particelle più piccole, legate all’interno dell’atomo dalle grandi energie.

 Le scoperte relative alla struttura dell’atomo hanno implicato e implicano la necessità da parte dell’uomo di sapere gestire la portata di questa informazione: le possibili applicazioni di queste leggi fisiche, come purtroppo insegna la storia, possono infatti avere effetti smisuratamente grandi, se non tragici. È dovere e responsabilità dell’uomo misurare, controllare e prevenire le conseguenze negative che potrebbero derivare dall’errato sfruttamento della propria conoscenza.

Già, perché insieme alla scoperta della struttura dell’atomo è arrivata anche quella della bomba atomica: le forze di aggregazione di un singolo atomo rapportate ed applicate alle grandi masse ha dimostrato di potere liberare una quantità di energia spaventosa: gli ordigni sganciati su Hiroshima e Nagasaki portarono alla morte di centinaia di migliaia di civili, venendo riconosciuti come un’arma di distruzione di massa.

Fortunatamente, dopo quei disastrosi episodi, nessuna guerra ha più visto l’utilizzo di bombe atomiche, tuttora comunque impiegate per discussi esperimenti nucleari in diversi paesi, quali Unione Sovietica, Stati Uniti, Corea del nord, oppure nei vari atolli del Pacifico.

Un’altra grande applicazione delle scoperte relative alla struttura dell’atomo è stata la produzione di energia nucleare, per l’appunto attraverso le centrali atomiche. L’esperienza ha però insegnato che, anche in questo caso, i rischi sono altissimi: al di là di tutti i sistemi di sicurezza installabili in un impianto, occorre infatti sempre calcolare la variante del fattore umano, soggetto alla possibilità di errore. A fronte di questo rischio, ogni sistema di sicurezza diviene completamente inadeguato.

Chernobyl ha rappresentato uno scotto molto alto da pagare. Così come l’incidente di Fukushima in Giappone quando, a causa prima di un terremoto e poi di un maremoto, uno tsunami allagò la centrale atomica qui situata, creando il presupposto per esplosioni a catena e conseguente diffusione di radiazioni. Ancora adesso se ne pagano le conseguenze.

Un ulteriore incidente nell’ambito dell’utilizzo dell’energia nucleare fu quello di Three Mile Island in Pennsylvania, dove nel 1979 un malfunzionamento nel sistema di raffreddamento portò al rilascio di gas radioattivi e di iodio radioattivo nell’ambiente.

L’esperienza ci insegna che avere a che fare con questi “mostri” è molto pericoloso: nonostante la misurabilità delle radiazioni sia ancora un limite per noi con gli attuali strumenti, non possiamo che evincerne la pericolosità, in considerazione del riscontro di un numero elevatissimo di malattie contratte dalle persone esposte al loro contatto.

La fusione nucleare

 Ennesima frontiera della ricerca e dell’autosufficienza energetica è quella della fusione nucleare: un processo di reazione nucleare che “mima” quello che succede nelle stelle del firmamento, Sole compreso. Il Sole può infatti essere visto come un grande fuoco nucleare, caratterizzato da temperature così elevate e da un’energia così alta da generare la fusione dei nuclei di elio, gas principale di cui il Sole è composto.

Anche in questo caso, è doverosa una riflessione sulla sicurezza per l’uomo e per il Pianeta. Se dal punto di vista teorico abbiamo infatti a disposizione tutte le tecnologie che consentono di riprodurre l’azione fisica che avviene all’interno del Sole, occorre tenere in considerazione che le temperature che si verrebbero a generare sono talmente elevate da incutere spavento.

Significherebbe infatti dare vita a una sorta di “mini sole” che – dietro casa nostra – continuerebbe a fondere per generare una energia tale da essere in grado di bruciare interi continenti, qualora il suo funzionamento uscisse dal controllo.

Per azzerare questo rischio, gli scienziati stanno lavorando alla creazione di una sorta di immenso magnete che, fungendo da involucro, possa tenere confinati il gas e insieme la sua la forza, pari appunto a quella del Sole. Nulla e nessuno potrà però mai assicurare che – per un errore umano o per un incidente tecnico – questo confinamento magnetico non possa venire meno: l’allerta rimarrebbe comunque sempre molto alta.

Energie naturali

 Le energie naturali rappresentano in assoluto la soluzione più sicura per produrre energia, operando in armonia con le risorse offerte dalla natura, sfruttando l’energia del Sole – intesa come radiazioni che ci arrivano – quella del vento, quella dell’acqua, quella termica attraverso la realizzazione di pannelli solari, pale eoliche, centrali idroelettriche e centrali geotermiche ed integrando tra di loro queste fonti tra loro complementari.

L’Italia – un paese mediterraneo – potrebbe puntare molto di più in questa direzione: si pensi che attualmente l’energia solare utilizzata dalla nostra nazione è inferiore a quella della più buia Germania, la quale è già arrivata a produrre il 20% di energia attraverso l’installazione di pannelli solari, contestualmente ad un piano “green” lungimirante, sostenuto dalla politica interna tedesca.

È doveroso fermarsi, riflettere e programmare, con orizzonti lontani, pianificando azioni che coprano un lungo arco temporale: 30, 50 o anche 100 anni, come già si fa in Giappone. Ipotizzando per l’uomo una durata di vita di 100 anni (stiamo arrivando a questa meta!), significa che il nostro programma “green” durerà quanto tutta la nostra vita.