IL PROGETTO MANHATTAN

Nel dicembre del 1942, dopo il successo della pila di Fermi e la prova inconfutabile della possibilità di sfruttare l'energia conseguente la fissione di atomi instabili creando una reazione a catena, il presidente americano Roosvelt approvò lo stanziamento di 400 milioni di dollari per la costruzione di installazioni industriali per la separazione dell'U235 e di reattori nucleari di potenza per la produzione del plutonio. Ciò non significava affatto uno sviluppo pacifico, poiché quei reattori servivano agli USA per rifornirsi di materiale radioattivo da impiegare nella costruzione di bombe che utilizzassero la nuova tecnologia della fissione atomica. Nel marzo del 1943 i fisici e gli scienziati più brillanti che in quel periodo erano in America, emigrati e locali, furono riuniti a Los Alamos, una cittadina a 2200 metri di altezza dal livello del mare sopra ad una mesa del New Mexico. In quel luogo, per ordine del presidente Roosvelt e sotto la supervisione del generale Groves, continuarono la ricerca per la costruzione di una bomba nucleare, progetto chiamato in codice Manhattan Project, lavorando in équipe : creando questo gruppo di scienziati gli USA si erano garantiti la possibilità di incrementare le proprie conoscenze riguardo all'energia nucleare dimezzando comunque i tempi, poiché in quella maniera i migliori vivevano a stretto contatto, e in segretezza. Accanto agli esperimenti sulla pila atomica, Fermi svolse una serie di importanti incarichi tecnici per il Manhattan Project, recandosi spesso sia nei laboratori di Oak Ridge si ad Hanford, dove gli ingegneri della Dupont coadiuvati dagli scienziati del Metallurgic Laboratory stavano costruendo il primo reattore di potenza. Fermi, per la sua competenza in fatto di bombardamento con i neutroni veniva considerato da tutti nei momenti difficili "un'ancora di salvezza", come lo definì il fisico Compton. Comunque, già prima che gli impianti di Oak Ridge e di Hanford cominciassero a funzionare a pieno regime, i primi piccoli quantitativi di uranio arricchito (U235) e di plutonio erano stati spediti a Los Alamos, nello speciale laboratorio segreto, per la messa a punto dei prototipi della bomba a fissione. Dopo essersi consultato con i più importanti fisici del Progetto Manhattan, Groves aveva affidato la direzione del laboratorio di Los Alamos a Robert Oppenheimer, un brillante fisico teorico che aveva introdotto la meccanica quantistica negli Stati Uniti e aveva fondato un'importante scuola di fisica teorica. A causa della massima priorità data al programma per la realizzazione delle bombe a fissione, Los Alamos divenne presto il centro principale di tutto il Progetto Manhattan. I fisici del progetto andarono in contro a numerosi problemi, primo fra tutti quello di stimare accuratamente la cosiddetta massa critica, cioè la quantità minima di materiale fissile necessaria per innescare una reazione a catena di tipo esplosivo : infatti, la potenza dell'esplosione dipendeva dalla rapidità con cui si verificava l'assemblaggio del materiale fissile fino al raggiungimento della massa critica. Un primo sistema su cui all'inizio si incominciò a lavorare consisteva nello sparare con la velocità di un proiettile di artiglieria una piccola quantità di materiale fissile all'interno di una massa dello stesso materiale al di sotto del valore critico, in modo che le due masse così assemblate superassero la massa critica con una rapidità sufficiente ad innescare una reazione a catena divergente, ottenendo l'esplosione. Ma in seguito ad esperimenti ci si rese conto che il metodo del cannone poteva funzionare con la bomba all'uranio ma non con quella al plutonio, perché il plutonio emetteva spontaneamente molti più neutroni dell'uranio, tanto da provocare una predetonazione della bomba che avrebbe causato la liberazione di una piccolissima frazione dell'energia potenzialmente possibile. L'alternativa scelta fu quella nota come il metodo dell'implosione.

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