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ProgettoPon

Progetto PON
by

Carlo Palumbo

on 17 October 2011

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Transcript of ProgettoPon

Edoardo Amaldi Un "fanciulletto" che costruì le basi della fisica moderna italiana ed europea. La Figura di Edoardo Amaldi Presentazione del Lavoro Struttura del lavoro Edoardo Amaldi era il più giovane allievo di Fermi. Lo chiamavano “il fanciulletto” proprio per la sua giovanissima età, mentre invece Fermi era “il Papa”, per la sua infallibilità.
L’entusiasmo del giovane fanciulletto è stato lo stesso durante tutta la sua vita. Ed è con quell’entusiasmo che ha contribuito a costruire le basi della fisica moderna! Edoardo Amaldi e il CERN Amaldi: protagonista della fisica italiana ed europea Il vuoto lasciato dalle partenze dei ragazzi di via Panisperna, in particolare da quella di Fermi, ricadde (all'inizio per impulso dello stesso Fermi) sulle spalle di Edoardo Amaldi.
Quando nel 1945 assunse la direzione dell’Istituto di Fisica dell’Università di Roma, Amaldi divenne una figura chiave nell’organizzazione del progresso della fisica moderna. Per 40 anni insegnò fisica sperimentale a Roma, formando generazioni di fisici, passando dalle ricerche pionieristiche di fisica nucleare alla nascente fisica delle particelle e ai raggi cosmici.
Divenne uno degli uomini di riferimento per la fisica delle particelle italiana, che nasceva negli anni '50-'60.
Egli, capendo l’importanza della fisica delle particelle aveva intenzione di costruire un acceleratore di particelle in Italia, ma i finanziamenti per la ricerca in Italia erano sempre più scarsi e, in quelle condizioni, era impossibile realizzare ricerche scientifiche all’avanguardia. La situazione in Italia In Italia la ricerca sul Nucleare era piuttosto avanzata e si avvertiva il bisogno di passare ad una ricerca più raffinata, che era appunto la fisica delle particelle elementari.
Le conoscenze in Italia permettevano di affrontale tale studio, quello che mancava erano laboratori e strumenti all’avanguardia. Acceleratori naturali: la fisica dei raggi cosmici Non potendo realizzare un acceleratore di particelle, Amaldi cominciò a studiare i Raggi Cosmici, ovvero particelle che si accelerano in natura senza bisogno di acceleratori.
L'osservazione dell'annichilazione dell'antiprotone (che portò Emilio Segrè e Owen Chamberlain al Premio Nobel per la Fisica nel 1959) aumentò ancora di più l'entusiasmo Amaldi per questi studi e lo spinse ancora di più nella battaglia per incentivare tali conoscenze scientifiche. La nascita del CERN Da europeista convinto, Amaldi comprese molto presto che nessun singolo stato europeo poteva sperare di fare da sé scientificamente e tecnologicamente.
Soltanto riunendo le proprie risorse i Paesi dell'Europa potevano riportare il vecchio continente, culla della scienza moderna, al suo ruolo primario, alla
pari con gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica.
Una volta chiaro che l'Italia non poteva sostenere la competizione con la ricerca (e i finanziamenti) statunitensi sostenne quindi la creazione di progetti nazionali e internazionali di ricerca e contribuì alla nascita di tutti gli enti di ricerca di fisica italiani ed europei, influenzando la decisione di costruire il più grande acceleratore di protoni allora realizzabile.
Dopo aver vinto numerose resistenze, soprattutto da parte della Gran Bretagna, nel giugno 1952 fondò l’European Council for Nuclear Research meglio noto come CERN, di cui ricoprì ad interim la carica di segretario generale dal 1952 al 1954.
Svolse anche un ruolo chiave nella costruzione del protosincrotrone per lo studio di interazioni di particelle ad elevate energie. La scienza per la pace Tutta la sua vita di scienziato e di uomo fu ispirata dal princìpio che la scienza non deve essere perseguita per scopi militari.
Sul piano politico e sociale si impegnò quindi nel promuovere iniziative e conferenze sul tema del disarmo e dell'uso pacifico della fisica nucleare. Ha avuto un ruolo decisivo nella fondazione dell’Unione scienziati per il disarmo (Uspid) e ha contribuito come pochi a fare della scienza il collante di un continente, l’Europa, squassato da una tragica guerra intestina e desideroso finalmente di unità e di pace.
Ancora oggi le Amaldi Conferences contribuiscono a dare continuità al suo pacifismo. Dopo aver fondato il CERN, Amaldi mantenne la sua carica di Segretario Generale sino al 1954. “Il CERN è stato fondato meno di 10 anni dopo la costruzione della bomba atomica. Penso che l'esistenza della bomba abbia avuto una grande importanza nel rendere possibile il CERN. L'Europa è stata teatro di violente guerre per più di duecento anni. Adesso, con la fondazione del CERN, abbiamo qualcosa di diverso.Spero che gli scienziati al CERN si ricordino di avere anche altri doveri oltre che proseguire la ricerca nella fisica delle particelle. Essi rappresentano il risultato di secoli di ricerca e di studio per mostrare il potere dello spirito umano, quindi mi appello a loro affinché non si considerino tecnici, ma guardiani di questa fiamma dell'unità europea, così che l'Europa possa salvaguardare la pace nel mondo”.  Isidor Isaac Rabi, in occasione del trentesimo anniversario del CERN (1984) La fisica che si studia al CERN Cos’ è il CERN? Il CERN, European Organization for Nuclear Research, è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle. Si trova al confine tra Svizzera e Francia alla periferia ovest della città di Ginevra. Qui i fisici cercano di esplorare i segreti della materia e le forze che regolano l'universo.
Il CERN nacque dopo la seconda guerra mondiale come primo esempio di collaborazione tra molteplici nazioni europee per la realizzazione di un comune progetto scientifico.
La convenzione che istituiva il CERN fu firmata il 29 settembre 1954 da 12 stati membri. Oggi fanno parte del CERN 20 stati membri più alcuni osservatori anche extraeuropei. Qual è il suo obiettivo? Scopo principale del CERN è quello di fornire ai ricercatori gli strumenti necessari per la ricerca in fisica delle alte energie attraverso esperimenti che rappresentano lo stato dell'arte sia dal punto di vista scientifico che tecnologico. Il Modello standard Il Modello Standard è una teoria che descrive i componenti primi della materia e le loro interazioni.
Il Modello Standard divide dunque le particelle fondamentali in due tipi: i cosiddetti campi di materia (leptoni - che subiscono solo interazioni elettrodeboli - e quark) e i bosoni mediatori delle forze
Mattoni: leptoni - quark
Cemento: bosoni
La massa delle particelle è legata all’interazione del bosone di Higgs.

(Una passeggiata attraverso il Modello Standard: http://www.infn.it/multimedia/particle/paitaliano/startstandard.html) Come si costruiscono le particelle Ad esempio, un protone è costituito da due quark u e un quark d;
Un antiprotone, l’antiparticella del protone, è
composto da due anti-quark u bar e u
Un neutrone è composto da due quark d e un quark u.
La particella lambda è formata da un quark d, un quark s e un quark u. LEP II Large Electron-Positron (LEP) collider è stato il progetto principale al Cern dal 1989 al 2000. Questa macchina è stata in grado di accelerare elettroni e positroni fino a 100 GeV (10^9 elettron volt), un'energia cinetica che corrisponde a velocità prossime a quelle della luce. L'acceleratore è stato costruito in un tunnel sotterraneo di 27 km situato al confine tra la Francia e la Svizzera, a circa 100 metri di profondità, ed era composto in gran parte da magneti collegati l'uno all'altro lungo tutto il tunnel, che curvano la traiettoria delle particelle accelerate mantenendole in "orbita" nel tubo a vuoto che li attraversava al centro.
Quattro rivelatori (Aleph, Delphi, Opal, e L3) hanno permesso lo studio delle interazioni di queste particelle.
Lo scopo di questo progetto è stato osservare cosa succede quando si scontrano elettroni e positroni. LHC Il Large Hadron Collider (in italiano: grand collisore di adroni, abbreviato LHC) è il più grande acceleratore di particelle finora realizzato.
È costruito all'interno del tunnel sotterraneo originariamente scavato per realizzare il Large Electron-Positron Collider (LEP). La macchina accelera due fasci di protoni che circolano in direzioni opposte, ciascuno contenuto in un tubo a vuoto. Questi collidono in quattro punti lungo l'orbita, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb ed ALICE (A Large Ion Collider Experiment).

http://www.infn.it/lhcitalia/ Cosa abbiamo imparato? II risultati principali di LEP sono stati la verifica e la misura di gran parte dei parametri del Modello
Standard delle particelle elementari.
LEP ha anche fornito un'evidenza indiretta del meccanismo di Higgs per la generazione delle masse delle particelle e che quindi il bosone Higgs può esistere veramente. In LHC protoni vengono accelerati ad energie elevatissime.
Nelle collisioni vengono prodotte, grazie alla trasformazione di una parte dell'altissima energia in massa, numerosissime particelle le cui proprietà sono misurate dai rivelatori. Finalità scientifiche di LHC I fisici di tutto il mondo si propongono di utilizzare LHC per avere risposte a varie questioni che reputano fondamentali per il proseguimento dell'indagine fisica.
Qual è l'origine della massa? In particolare, esiste il bosone di Higgs, particella prevista nel Modello Standard per dare origine alle masse delle particelle?
Secondo alcune teorie il 95% della massa dell'universo è costituito da materia diversa da quella ordinaria. Di che si tratta? In altre parole, cosa sono la materia oscura e l'energia oscura?
Esistono altre dimensioni oltre alle tre spaziali e quella temporale, come previste da vari modelli di teoria delle stringhe? I Personaggi Franco Rasetti Compagno di studi di E. Fermi all'Università di Pisa, dopo un periodo trascorso presso l'Università di Firenze, per dar vita con Fermi a un gruppo di ricerca, fu chiamato da O.M. Corbino a Roma dove ricoprì la cattedra di Spettroscopia dal 1930. Si dedicò inizialmente a ricerche di spettroscopia e compì importanti studi sull'effetto Raman nei gas.
Tra il 1934 e il 1938 collaborò con Fermi alle fondamentali ricerche sui neutroni (radioattività indotta, neutroni lenti). Trasferitosi poi in Canada (1939-47), dove ha diretto l'Istituto di Fisica dell'Università Laval, a Québec, e negli Stati Uniti, alla Johns Hopkins University di Baltimora, si dedicò a ricerche sui raggi cosmici (ha per primo eseguito la misura diretta della vita media del muone) e di spettroscopia nucleare. Ha poi sempre di più spostato la sua attenzione verso gli studi naturalistici, la geologia e la paleontologia. Bruno Pontecorvo Laureatosi nel 1934 con E. Fermi, collaborò alle fondamentali ricerche sulle proprietà dei neutroni lenti. Si trasferì poco dopo a Parigi da F. Joliot all'Istituto del radio, ottenendo notevoli risultati nel campo della fisica nucleare, e quindi (1940) negli Stati Uniti dove mise a punto un metodo di carotaggio neutronico. Nel 1943 partecipò alla realizzazione del primo reattore nucleare canadese; nel 1948 assunse una delle direzioni tecniche dei Laboratori atomici inglesi di Harwell; nel 1950 si trasferì in URSS presso l'Istituto nucleare di Dubna (Mosca).
Fondamentali furono i suoi contributi alla fisica dei neutrini: ipotizzò l'esistenza di due tipi di neutrini (neutrino-e e neutrino-m) suggerendo il modo di evidenziarli sperimentalmente; ideò il metodo cloro-argon per rivelare i neutrini; svolse importanti studi sulla massa dei neutrini e sulle loro "oscillazioni". Emilio Segré Laureatosi a Roma nel 1928 nel gruppo Fermi, collaborò alle fondamentali ricerche sulla fisica del neutrone (radioattività indotta, neutroni lenti). Dal 1936 al 1938 fu professore presso l'Università di Palermo, dove isolò il tecnezio, il primo 'elemento artificiale'.
Rifugiatosi a causa delle cosiddette leggi razziali negli Stati Uniti (dove prese la cittadinanza nel 1944), insegnò all'università di Berkeley, partecipò al progetto Manhattan a Los Alamos, con Fermi e Bruno Rossi per la realizzazione delle prime armi nucleari. Nel dopoguerra le sue ricerche riguardarono problemi di fisica nucleare e di fisica delle particelle elementari. Nel 1955, con O. Chamberlain, scoprì l'antiprotone tra i prodotti dell'interazione protone-nucleone ad altissima energia; per questa scoperta gli fu conferito il premio Nobel per la fisica. Edoardo Amaldi Figlio del matematico Ugo e di Laura Basini, Edoardo fece parte dei Ragazzi di via Panisperna, il gruppo di studio che, capitanato da Enrico Fermi, ottenne risultati fondamentali nella fisica del nucleo, coronati nel 1938 dall'assegnazione del premio Nobel a Fermi.
Nella fisica delle particelle, diede fondamentali contributi alla determinazione delle caratteristiche dei costituenti della radiazione cosmica e allo studio degli elementi subatomici della materia, promuovendo la realizzazione dei primi acceleratori di particelle in Italia nel secondo dopoguerra (elettrosincrotrone di Frascati).
Oltre alla fisica nucleare e delle particelle, Amaldi apportò avanzati studi sui fenomeni magnetici, elaborando la teoria dei monopoli magnetici e delle onde gravitazionali.
Contribuì in prima persona alla creazione dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), del Centro Europeo di Ricerche Nucleari (CERN) di Ginevra e dell'European Space Agency (ESA). Fu segretario generale del CERN negli anni 1952-1954, Presidente dell' INFN e Presidente dell' Accademia nazionale dei Lincei.
Ha ricoperto per oltre 40 anni la cattedra di Fisica sperimentale all'Università la Sapienza di Roma.
Per i suoi contributi, è considerato una delle figure preminenti della fisica italiana nella seconda metà del XX secolo.
Edoardo Amaldi è stato anche un affermato benefattore e operatore umanitario con la sua adesione al Pugwash Conferences on Science and World Affairs, movimento per lo smantellamento delle armi nucleari e all’ISODARCO (International School on Disarmament and Research on Conflicts). Laureatosi in fisica nel 1928, fu tra i più promettenti allievi di Enrico Fermi.
Il suo nome divenne un caso internazionale a causa della sua improvvisa scomparsa, che avvenne nel 1938. Della sua scomparsa ebbe a interessarsi persino Mussolini e l'evento divenne un enigma nazionale ad oggi oggi ancora insoluto.
Ettore Majorana è senza dubbio l'outsider del gruppo di via Panisperna, un vero e proprio genio della fisica. Estremamente precoce ma anche eccentrico e con squilibri caratteriali preoccupanti che giocheranno un ruolo determinante nella sua fuga dal mondo (ammesso che di fuga si sia trattato). Ettore è perennemente ombroso, pigro e dal carattere spigoloso. Si laurea in fisica nel 1929 con una tesi sulla teoria quantistica dei nuclei radioattivi.Sotto la guida di Enrico Fermi si occupa di spettroscopia atomica e successivamente di fisica nucleare.Con Orso Mario Corbino, Emilio Segré e Edoardo Amaldi entra a far parte del gruppo dei "Ragazzi di via Panisperna".
Dal 1931, conosciutosi il suo straordinario valore di scienziato, è invitato a trasferirsi in Russia, a Cambridge, a Yale, nella Carnegie Foundation, ma a questi inviti oppone il suo rifiuto.
Dopo aver soggiornato a Lipsia e a Copenaghen, rientra a Roma, ma non frequenta più l'istituto di fisica. Al concorso nazionale per professore universitario di Fisica, bandito nel 1936, non vuole partecipare, nonostante la segnalazione fatta da Fermi a Mussolini. Si trasferisce da Roma a Napoli (albergo "Bologna") nel 1937, dove accetta la nomina per meriti speciali a titolare della cattedra di Fisica teorica all'Università di Napoli. Si chiude in casa e rifiuta persino la posta, scrivendo di suo pugno sulle buste: "Si respinge per morte del destinatario". Ettore Majorana si lascia persuadere a intraprendere - è il mese di marzo 1938 - un viaggio di riposo, Napoli-Palermo. A Palermo alloggia all'albergo "Sole", ma vi trascorre solo mezza giornata; la sera viene visto sul ponte del piroscafo all'altezza di Capri ma a Napoli non arriverà mai. Avellinese, figlio di una maestra e di un impiegato, si laurea in Chimica nel 1926 a Roma e inizia a lavorare in una fabbrica di pile a secco.
Chiusa la fabbrica e rimasto senza lavoro, D'Agostino approda alla carriera universitaria come assistente volontario e inizia a collaborare dal 1933 con il futuro Premio Nobel per la fisica, Enrico Fermi.
Grazie una borsa di studio, trascorre un periodo di permanenza a Parigi presso l' Institut du Radium fondato da Marie Curie, proprio all'epoca in cui i coniugi Irène Curie e Frédéric Joliot scoprono la radioattività artificiale
Tornato in Italia, dal 1934 D'Agostino ritorna a lavorare con Fermi, entrando a far parte, unico chimico, del gruppo dei Ragazzi di via Panisperna, équipe di giovani scienziati che attraverso lo studio gli effetti del bombardamento dei nuclei atomici con neutroni rallentati dall'idrogeno (neutroni lenti) darà il via alla realizzazione del primo reattore nucleare a fissione.
Dopo questa prestigiosa esperienza, conduce le sue ricerche prima presso l' Istituto di Chimica del Consiglio Nazionale delle Ricerche, dove fonda il reparto di radiochimica, e successivamente presso Istituto Superiore di Sanità. Oscar D'Agostino Majorana Il gruppo di via Panisperna Le leggi razziali I Ragazzi di via Panisperna è il nome con cui è divenuto noto il gruppo di fisici, quasi tutti giovanissimi che, presso il Regio istituto di fisica dell'Università di Roma allora ubicato in via Panisperna, collaborarono con Enrico Fermi alla scoperta, nel 1934, delle proprietà dei neutroni lenti, scoperta che dette l'avvio alla realizzazione del primo reattore nucleare e della bomba atomica.
Tra il 1937 e il 1939, il gruppo si era smembrato per effetto di eventi come la scomparsa di Ettore Majorana, l'esilio volontario di Rasetti (emigrato in Canada), e quello forzato di Segrè e Pontecorvo, costretti ad andarsene dalle leggi antiebraiche.
A causa delle leggi razziali, dell'imporsi della seconda guerra mondiale e della drastica riduzione di fondi per la ricerca scientifica la maggior parte dei "ragazzi" emigrò all'estero.
Fermi, rifugiato negli Stati Uniti, partecipò al Progetto Manhattan per la realizzazione della prima arma nucleare
(http://www-news.uchicago.edu/fermi/Group29/fermi/bombella_atomica.htm) Nel 1938 furono introdotte in Italia le leggi razziali discriminanti i cittadini di religione ebraica sulla base di motivazioni razziali. Nel 1937 si era presentata una prima avvisaglia di carattere razzista: la legge puniva i matrimoni tra cittadini italiani e sudditi delle colonie dell’Africa orientale con la reclusione da uno a cinque anni.
Il primo atto pubblico fu "IL MANIFESTO DELLA RAZZA", pubblicato il 14 luglio 1938, nel punto 9 stabiliva che gli ebrei non appartenevano alla razza italiana e dunque al popolo italiano.
Il 1° ottobre 1938 si arriva alla proibizione dei matrimoni misti e il 15 novembre del 1938 viene emanata la legge "per la difesa della razza nella scuola italiana", la quale prevedeva l' espulsione dalla scuola di insegnanti e alunni ebrei. Questo insieme di provvedimenti legislativi e amministrativi (leggi, ordinanze, circolari, ecc) che vennero varati dal 1938 al primo quinquennio degli anni quaranta, inizialmente dal regime fascista e poi dalla Repubblica di Salò, furono rivolti prevalentemente – ma non solo – contro le persone di religione ebraica. Per la legislazione fascista era ebreo chi era nato da genitori entrambi ebrei oppure da un ebreo e da uno straniero oppure da una madre ebrea in condizioni di paternità ignota oppure chi, pur avendo un genitore ariano, professasse la religione ebraica.
La legislazione fascista ammise tuttavia la discussa figura dell'ebreo "arianizzato", (allora fu usato il tremine improprio "discriminato") ovvero dell'ebreo che avesse particolari meriti: militari, civili o politici. Agli ebrei arianizzati le leggi razziali furono applicate con alcune deroghe e limitazioni.
La legislazione antisemita comprendeva: il divieto di matrimonio tra italiani ed ebrei, il divieto per gli ebrei di avere alle proprie dipendenze domestici di razza ariana, il divieto per tutte le pubbliche amministrazioni e per le società private di carattere pubblico – come banche e assicurazioni – di avere alle proprie dipendenze ebrei, il divieto di trasferirsi in Italia ad ebrei stranieri, la revoca della cittadinanza italiana concessa a ebrei stranieri in data posteriore al 1919, il divieto di svolgere la professione di notaio e di giornalista e forti limitazioni per tutte le cosiddette professioni intellettuali, il divieto di iscrizione dei ragazzi ebrei – che non fossero convertiti al cattolicesimo e che non vivessero in zone in cui i ragazzi ebrei erano troppo pochi per istituire scuole ebraiche – nelle scuole pubbliche, il divieto per le scuole medie di assumere come libri di testo opere alla cui redazione avesse partecipato in qualche modo un ebreo. L'energia Nucleare Cosa è il Nucleare? Con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha la produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici. L'energia nucleare, insieme alle fonti rinnovabili e le fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di altra forma di energia. Le reazioni che coinvolgono l'energia nucleare sono quelle di fissione nucleare e di fusione nucleare Fissione Fusione Nelle reazioni di fissione, nuclei di atomi con alto numero atomico, si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore, diminuendo la propria massa totale e liberando una grande quantità di energia. La fissione è usata nella totalità delle centrali nucleari. Le prime bombe atomiche, del tipo di quelle sganciate su Hiroshima e Nagasaki, erano basate sul principio della fissione. Nelle reazioni di fusione, i nuclei di atomi con basso numero atomico si fondono dando origine a nuclei più pesanti e rilasciando una notevole quantità di energia. In natura le reazioni di fusione sono quelle che producono l'energia proveniente dalle stelle. Finora, malgrado decenni di sforzi da parte dei ricercatori di tutto il mondo, non è ancora stato possibile realizzare, in modo stabile, reazioni di fusione controllata sul nostro pianeta, anche se è in sviluppo il progetto ITER, un progetto che con il successore DEMO darà vita alla prima centrale nucleare a fusione del mondo. È invece attualmente possibile ottenere grandi quantità di energia attraverso reazioni di fusione incontrollate, come ad esempio nella bomba all'idrogeno. Pro e Contro del Nucleare VS Vantaggi Svantaggi Le centrali nucleari non producono anidride carbonica ed ossidi di azoto e di zolfo, principali cause del buco nell'ozono e dell'effetto serra. La produzione di energia dal nucleare riduce l'importazione di petrolio e la dipendenza delle economie dal petrolio. La copertura del fabbisogno energetico interno tramite il nucleare riduce la possibilità degli shock esterni sull'economia e consente ai governi un minore carico di spesa sulla bilancia dei pagamenti con l'estero. Il tutto si traduce in una maggiore stabilità del sistema economico nazionale.. Una centrale nucleare non emette CO2 Le principali riserve petrolifere sono concentrate in pochi paesi ad elevata instabilità politica (Medio Oriente) che rischia di trasmettersi anche nei paesi fortemente dipendenti dall'importo del petrolio. L'uso del nucleare riduce la dipendenza occidentale dal petrolio mediorientale. Maggiore stabilità politica La storia ha già mostrato la gravità delle conseguenze degli incidenti alle centrali nucleari. Le radiazioni a cui la popolazione viene esposta causano un maggiore rischio di morte per leucemia e tumore. Va tuttavia detto che dall'incidente di Chernobyl (avvenuto per cause in gran parte dovute all'errore umano) la tecnologia è stata notevolmente migliorata a vantaggio della sicurezza.
Dall'incidente di Chernobyl, infatti, la sicurezza delle centrali nucleari è diventato uno dei principali aspetti critici dell'energia nucleare per uso civile. Negli ultimi anni il progresso tecnologico ha notevolmente migliorato la sicurezza delle centrali nucleari dotate di reattori di ultima generazione. Conseguenze in caso di incidente In genere si definisce scoria radioattiva lo scarto di combustibile nucleare esausto derivante dalla fissione nucleare. Questa definizione però è incompleta, il combustibile esausto è infatti considerato scoria nucleare di III categoria, cioè scorie di alta radiotossicità e di grande persistenza nell'ambiente. Si classificano scorie di I e II categoria invece prodotti contaminati o rifiuti radiologici da ambito nucleare, industriale e radioterapico. Le scorie nucleari All'interno di un reattore nucleare a fissione il materiale fissile viene bombardato dai neutroni prodotti dalla reazione a catena: tuttavia la quantità di atomi effettivamente coinvolta nella reazione a catena è molto bassa. In questo processo si generano quindi due principali categorie di atomi: una quota di atomi "trasmutati" che hanno "catturato" uno o più neutroni senza "spezzarsi" e si sono dunque "appesantiti" (si tratta di elementi facenti parte del gruppo degli attinidi).
una parte di cosiddetti prodotti di fissione cioè di atomi che sono stati effettivamente "spezzati" dalla fissione e sono pertanto molto più "leggeri" dei nuclei di partenza (cesio, stronzio ecc); in parte sono allo stato gassoso.
Entrambe queste categorie, accumulandosi, tendono ad impedire il corretto svolgersi della reazione a catena e pertanto periodicamente il "combustibile" deve essere estratto dai reattori ed eventualmente riprocessato cioè "ripulito". Complessivamente questo "combustibile esausto" (o "spento") costituisce le "scorie radioattive". Attualmente vengono principalmente proposti due modi per depositare le scorie (preventivamente solidificate se liquide o gassose): per le scorie a basso livello di radioattività si ricorre al deposito superficiale, ovvero il confinamento in aree terrene protette e contenute all'interno di barriere ingegneristiche; per le scorie a più alto livello di radioattività si propone invece il deposito geologico, ovvero allo stoccaggio in bunker sotterranei profondi e schermati in modo da evitare la fuoriuscita di radioattività nell'ambiente esterno. Anche il processo di localizzazione di una centrale nucleare o del deposito di scorie è molto difficoltoso. Nessuna comunità locale accetta di sacrificare il proprio territorio per ospitare i siti nucleari. Localizzazione centrali nucleari e proteste locali Viviamo in un'epoca in cui poche persone possono compiere grandi danni all'umanità. Il ricordo della tragedia dell'11 settembre 2001 ai grattacieli del World Trade Center è stato un duro shock per l'intera società occidentale. Il rischio che le centrali nucleari siano prese come obiettivi per atti di terrorismo o come bombe sporche è quindi molto realistico. E' lecito e razionale preoccuparsi. Le nuove centrali nucleari dovranno includere questo aspetto fin dalla fase di progettazione. Il terrorismo Il disastro di Černobyl' è stato il più grave incidente nucleare della storia, l'unico al livello 7 (il massimo) della scala INES dell'IAEA.
Avvenne il 26 aprile 1986 alle ore 1:23:44 presso la centrale nucleare V.I. Lenin di Černobyl', in Ucraina vicino al confine con la Bielorussia, allora repubbliche dell'Unione Sovietica. Nel corso di un test definito "di sicurezza" (già eseguito senza problemi di sorta sul reattore n°3), furono paradossalmente violate tutte le regole di sicurezza e di buon senso portando ad un brusco e incontrollato aumento della potenza (e quindi della temperatura) del nocciolo del reattore numero 4 della centrale: si determinò la scissione dell'acqua di refrigerazione in idrogeno ed ossigeno a così elevate pressioni da provocare la rottura delle tubazioni di raffreddamento. Il contatto dell'idrogeno e della grafite incandescente con l'aria, a sua volta, innescò una fortissima esplosione e lo scoperchiamento del reattore.
Una nube di materiali radioattivi fuoriuscì e ricadde su vaste aree intorno alla centrale che furono pesantemente contaminate, rendendo necessaria l'evacuazione e il reinsediamento in altre zone di circa 336 000 persone. Nubi radioattive raggiunsero anche l'Europa orientale, la Finlandia e la Scandinavia con livelli di contaminazione via via minori, raggiungendo anche l'Italia, la Francia, la Germania ecc.
Il rapporto ufficiale redatto da agenzie dell'ONU stila un bilancio di 65 morti accertati con sicurezza e altri 4 000 presunti per tumori e leucemie su un arco di 80 anni.
Tantissimi sono stati negli anni gli incidenti nelle centrali nucleari (Per una lista degli incidenti nelle centrali nucleari http://archive.greenpeace.org/comms/nukes/chernob/rep02.html).
Il dubbio che attanaglia è: sarà possibile realizzare centrali nucleari sicure? Come vengono create Come vengono smaltite Sono circa 440 i reattori nucleari attivi nel mondo. I paesi con maggiore presenza di reattori nucleari sono i seguenti:
- 104 negli USA
- 59 in Francia
- 53 in Giappone Energia nucleare nel mondo Le centrali nucleari nel mondo producono complessivamente 370 gigawatt, pari al 16% della produzione mondiale d'energia elettrica (http://www.iaea.org). I paesi che soddisfano il proprio fabbisogno energetico interno tramite l'energia nucleare sono i seguenti:
- Francia: 76% fabbisogno energetico interno
- Paesi dell'Europa dell'Est: 40-50%
- Unione europea: 35%
- Paesi OCSE: 25%
- USA: 20% L'affermazione e l'ascesa di nuovi paesi sullo scacchiere mondiale e la conseguente crescita della domanda di energia mondiale ha spinto alla cantierizzazione di nuovi reattori nucleari. In Asia sono attualmente in cantiere almeno 15 nuove centrali nucleari. La Finlandia è stato l'unico paese europeo ad avere messo in cantiere nell'ultimo decennio del '900 la costruzione di una nuova centrale nucleare. L'approccio nei confronti del nucleare da parte dei paesi europei è radicalmente mutato nel corso del primo decennio degli anni duemila. L'effetto serra e il caro petrolio hanno fatto riavvicinare all'energia nucleare anche i paesi occidentali più scettici. Agli inizi degli anni duemila molti paesi europei nuclearizzati (Svezia, Germania, Olanda e Belgio) avevano deciso di non sostituire le attuali centrali nucleari al termine del loro ciclo produttivo. L'acuirsi del problema ambientale e le cicliche crisi del petrolio e del gas hanno però rimesso in discussione il destino del nucleare in Europa. La politica prevalente in questi ultimi anni tende a prolungare la vita delle centrali nucleari europea, in attesa di una possibile risposta ai problemi del nucleare da parte della ricerca scientifica. Prevale pertanto una politica di attesa. Alcuni paesi, come l'Italia, hanno infine radicalmente ribaltato la propria posizione, siglando il ritorno ufficiale all'energia dall'atomo. Nel futuro si prevede un minore impiego dell'energia nucleare? Questo lavoro è stato realizzato dagli studenti del Liceo G. Galilei di Napoli nell'ambito del Progetto PON di Fisica sul tema “Educarsi al futuro attraverso le energie alternative da fonti rinnovabili”, nel quale era programmato, come intervento, la partecipazione ad un concorso. Si è così scelto per l’attualità del tema, il Concorso “Edoardo Amaldi”.
La didattica ha prediletto il metodo di ricerca-azione, pertanto gli studenti che hanno partecipato al progetto, hanno realizzato ricerche in rete e prodotto il materiale . Il lavoro prodotto in forma di presentazione presenta dei dialoghi recitati dagli alunni. Da un gruppo di studenti è nata la proposta di esporre il lavoro mediante l’utilizzo del programma Prezi .
Prezi è una nuova applicazione, per la creazione di slide on-line (http://prezi.com) per creare presentazioni, che lavora in modo non lineare e permette di riportare le informazioni e di creare presentazioni di grande impatto visivo (seguire la nota (1) per la lettura). (http://www.cern.ch) The LEP Collider, from Design to Commissioning:
http://sl-div.web.cern.ch/sl-div/history/lep_doc.html

Gli esperimenti a LEP:
http://aleph.web.cern.ch
http://delphiwww.cern.ch
http://opal.web.cern.ch
http://l3.web.cern.ch Per saperne qualcosa in più sul LEP: Curiosità su LHC.... Council session in 1952 Many of CERN's founders gathered for the Third Session of the provisional CERN Council in Amsterdam on 4 October 1952. At this session, Geneva was chosen as the site for the Laboratory and it was decided to build a 25-30 GeV Proton Synchrotron. Fu inoltre disposta la creazione di scuole – a cura delle comunità ebraiche – specifiche per ragazzi ebrei. Gli insegnanti ebrei avrebbero potuto lavorare solo in quelle scuole. Infine vi furono una serie di limitazioni da cui erano esclusi i cosiddetti arianizzati: il divieto di svolgere il servizio militare, esercitare il ruolo di tutore di minori, essere titolari di aziende dichiarate di interesse per la difesa nazionale, essere proprietari di terreni o di fabbricati urbani al di sopra di un certo valore. Per tutti fu disposta l'annotazione dello stato di razza ebraica nei registri dello stato civile. CERN's first foundation stone L’elettrosincrotrone è stato il primo acceleratore ad alta energia realizzato in Italia. Fortemente voluto da Amaldi, fu approvato solo nel 1953 e la sua costruzione iniziò nel 1957. Dopo appena due anni però l’acceleratore era già operativo. La complessità di LHC in mano alle donne
http://www.ba.infn.it/donne-lhc/ ‘Large Hadron RAP’ di Katie Mc Alpine : Edoardo Amaldi (Carpaneto Piacentino, 5 settembre 1905 – Roma, 5 dicembre 1989) (Marina di Pisa, 22 agosto 1913 – Dubna, 25 settembre 1993) Bruno Pontecorvo Ettore Majorana nato il 5 agosto 1905 (Castiglione del Lago, 10 agosto 1901 – Waremme, 5 dicembre 2001) Franco Rasetti (Tivoli, 1º febbraio 1905 – Lafayette, 22 aprile 1989) Emilio Segré Oscar d'Agostino (Avellino 1901 - Roma 1975) Una bella ricostruzione del percorso che ha portato alla scoperta della fissione nucleare e dei suoi effetti:
A. Russo
“La perdita dell'innocenza
La scoperta della fissione nucleare”
(AIF - Scuola di Storia della Fisica 2005) Del gruppo rimasero in Italia Amaldi, che fu poi l'artefice della ricostruzione della fisica italiana nel dopoguerra e fra i fondatori del CERN, e il chimico D'Agostino. Insieme a Fermi, Bruno Pontecorvo, Franco Rasetti, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi passò alla storia come uno dei "ragazzi di via Panisperna", il più giovane del gruppo. Era già un fisico di una certa esperienza, nonostante l'età, quando negli anni '32-'34 il gruppo intraprese la grande avventura con i neutroni. Sotto la guida di Enrico Fermi, i "ragazzi di via Panisperna" diedero vita alla fisica dei neutroni lenti ed agli innumerevoli sviluppi che ne seguirono, riuscendo a realizzare l'induzione della radioattività artificiale nei vari elementi della tavola periodica con il bombardamento di neutroni lenti. Iniziava la storia della fissione nucleare (1934).
Ma il gruppo di Fermi stava sperimentando anche un nuovo modo di fare e comunicare la fisica. Sono stati il primo esempio ricerca moderna di fisica sperimentale: un' equipe di ricercatori che si dividono i compiti, realizzano la ricerca e producono articoli scientifici. Amaldi fu uno dei protagonisti di quella stagione felice della scienza italiana. Una stagione che si concluse tra il 1938, anno in cui il regime fascista varò le legge razziali, e il 1940, anno in cui l’Italia di Benito Mussolini entrò in guerra accanto alla Germania di Hitler. Dopo il 1938 il gruppo si disperse in Italia e all'estero. Le leggi razziali e la partecipazione italiana al conflitto mondiale portarono alla dissoluzione del gruppo di via Panisperna. Per sfuggire alle leggi razziali che avrebbero colpito la moglie ebrea Laura Capon, Fermi andò negli Stati Uniti dopo aver ritirato il premio Nobel nel 1938, senza neanche ritornare in Italia dalla Svezia. Ma i motivi del suo allontanamento erano anche legati alle difficoltà di continuare a fare fisica ad alto livello, visto che il governo non finanziava più la ricerca. Anche Amaldi fu tentato di trasferirsi negli Stati Uniti, ma decise di restare in Italia, assumendosi il compito di mantenere viva la scuola di fisica che aveva preso le mosse da Fermi e di non disperdere il prestigio raggiunto.
La scelta si rivelò vincente: ad Amaldi, infatti, si deve la ricostruzione dell'ambiente scientifico italiano, di Roma in particolare, dopo la follia della seconda guerra mondiale. Terrà la cattedra di fisica generale e sperimentale per circa quarant'anni, formando eseguendo generazioni di fisici, cercando di mantenere vivo e di potenziare l'inimitabile stile appreso da Fermi. Dalle ricerche pionieristiche di fisica nucleare, passò alla nascente fisica delle particelle, attraverso lavori altrettanto pionieristici sui raggi cosmici. Edoardo Amaldi riesce a portare avanti, sia pure in condizioni di estremo disagio, l’attività di ricerca in Italia. E, di fatto, il suo tentativo registra un successo straordinario e dal «disastro» la fisica italiana passa a una nuova «primavera». Divenne uno degli uomini di riferimento per la fisica delle particelle italiana, che nasceva negli anni '50-'60. Contribuì in prima persona a dei progetti a livello nazionale e internazionale. Enti e centri di ricerca come l'elettrosincrotrone di Frascati, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), il Centro Europeo di Ricerche Nucleari (CERN) di Ginevra, l'European Space Agency (ESA) esistono grazie all'impegno lungimirante di Edoardo Amaldi. Tutta la sua vita di scienziato e di uomo fu ispirata da due princìpi. Il primo che la scienza non deve essere perseguita per scopi militari. Riconosceva alla scienza il suo valore sociale tale da stimolare l'industria e favorire la formazione di specialisti altamente qualificati. In secondo luogo, Edoardo Amaldi era un europeista convinto. Comprese molto presto che nessun singolo stato europeo poteva sperare di fare da sé scientificamente e tecnologicamente. Soltanto riunendo le proprie risorse i Paesi dell'Europa potevano riportare il vecchio continente, culla della scienza moderna, al suo ruolo primario, alla pari con gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica. La figura di Amaldi ha un valore di stringente attualità. È necessario oggi puntare sulla produzione di beni ad alto valore di conoscenza, individuare i settori scientifici strategici (curiosity driven, di scienza applicata e di sviluppo tecnologico) su cui far leva; rafforzare le capacità nel settore dell’alta formazione; integrarsi nello spazio europeo della ricerca e della tecnologia. Ma anche le ricerche di Amaldi e del gruppo vi via Panisperna sono oggi di stringente attualità: in Italia si sta riaffacciando l’ipotesi del nucleare come fonte di energia. È necessario conoscere i meccanismi su cui si basa la produzione di energia nucleare, tener conto dei vantaggi e degli svantaggi che essa comporta, verificare l’attualità di questa opzione nel XXI secolo. Per una biografia completa di Edoardo Amaldi:
http://www.lfns.it/STORIA/doc/biografiaEA.pdf

http://win.amaldi2000.it/EdoardoAmaldi07.htm

http://www.frammentidimemoria.eu

Sulla storia dell'Istituto di via Panisperna e sulla costruzione delle basi della fisica italiana (di cui Amaldi fu un emozionato protagonista):
http://brunelleschi.imss.fi.it/nobel/iviapanisperna.html

Un'interessante omaggio alla figura di Amaldi per il centenario della sua nascita pubblicato dal Corriere della Sera:
http://archiviostorico.corriere.it/2008/settembre/02/VIA_PANISPERNA_NEUTRONI_LENTI_co_9_080902095.shtml

Sulla storia fotografica dei ragazzi di via Panisperna
http://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/museo/albumweb/archiviofoto.htm disponibilità del combustibile nel lungo termine Sostenibilità Economicità • tempi e costi di costruzione confrontabili con
altre fonti energetiche
• costo del kWh confrontabile o inferiore ad altre fonti (rinnovabili) Esaurimento disponibilità di Uranio Lo smaltimento delle scorie L'uranio e' una risorsa naturale che prima o poi terminerà (> 50 anni). È il problema più serio da affrontare se si sceglie l’opzione dell’energia nucleare. Gli incidenti nelle centrali nucleari Per una panoramica sull’energia nucleare:
http://www.df.unibo.it/AIF/energia-2008/vannini/energia-nucleare.pdf

Per un dibattito sul nucleare:
http://aif-napoli-fisica.blogspot.com/

Per approfondire le tematiche legate all’energia nucleare:
International Atomic Energy Agency (IAEA)
http://www.iaea.org/ Per un approfondimento sulla problematica della gestione delle scorie nucleari::
http://www.airpcomunica.it/
http://web.na.infn.it/fileadmin/dsf/dottorato/Agora/MNapolitano.pdf L'evoluzione delle centrali nucleari negli anni Abbiamo affrontato l’argomento oggi molto attuale (soprattutto in Italia) dell’energia nucleare attraverso la figura di Edoardo Amaldi che, con Enrico Fermi, ha fatto nascere la Scuola di fisica nucleare italiana e che ha sempre promosso l'impiego pacifico dell'energia nucleare, dalla medicina alla produzione di energia.
Abbiamo quindi cercato di conoscere l’esperienza del gruppo di via Panisperna, con le cause che hanno portato alla sua dissoluzione, e lo sforzo enorme per portare avanti la ricerca in Italia e in Europa durante e dopo il conflitto mondiale, con l’impegno per la realizzazione di un acceleratore italiano e l’iniziativa del CERN.
Attraverso la raccolta delle lettere offerta dal libro "Da via Panisperna all'America" (E.Amaldi, A cura di G. Battimelli e M. De Maria, Editori Riuniti) abbiamo potuto conoscere anche le emozioni che hanno vissuto i fisici in quel periodo storico.
La proposta di riprendere la strada dell’energia nucleare in Italia con la costruzione di nuove centrali nucleari ci ha portato a porci alcune domande che hanno reso necessario un approfondimento sulla materia dell’energia prodotta da fonte nucleare. Da via Panisperna all'America Gli studenti :
Carlo Palumbo, Luca Liguori, Sabrina Picco, Gaia Jones, Federica Lino, Alessio Maraucci, Alessandro Palma, Castrese Riccio, Guido Palmitesta, Maurizio Rho, Salvatore Rocco, Gabriele Ruoppo Ringraziamo, noi del Galilei, a tutti voi che favorite l’interesse scientifico attraverso proposte a Concorsi rivolte anche alle scuole ,con l’auspicio che il lavoro da noi prodotto possa essere di vostro interesse. I dialoghi recitati dagli alunni sono stati estratti dalle lettere riprodotte in appendice al libro "Da via Panisperna all'America" (E.Amaldi, A cura di G. Battimelli e M. De Maria, Editori Riuniti). Queste lettere si riferiscono al periodo che va dall'estate del 1939 al periodo 1945-1946, con la fine della guerra. Rappresentano un'importante testimonianza dei contatti tra i fisici italiani e la comunità scientifica internazionale, e raccontano le ambizioni, i sogni e le difficoltà di quegli anni. Dalla lettera di E. Amaldi a E.O.Lawrence (Berkeley), 5 luglio 1945 Dalla lettera di E.O. Lawrence (Berkeley) a E.Amaldi (Roma), 26 Agosto 1945 Dalla lettera di E. Fermi (Los Alamos) a E. Amaldi (Roma), 28 Agosto 1945 Durante la visita di Amaldi ad Fermi a Chicago, Amaldi percepì una rerticenza di Fermi nel parlare delle sue ricerche scientifiche.
Lo shock di Amaldi fu ancora più grande quando Fermi gli chiese di non accompagnarlo uscendo per andare in laboratorio.
Con la fine della guerra,Fermi può parlare liberamente delle attività svolte a Los Alamos.
Quell'episodio, però, lasciò un segno profondo nella coscienza di Amaldi che si oppose per tutta la sua vita alla ricerca militare e ai suoi possibili intrecci con la ricerca accademica.
La pubblicazione completa dei risultati e la non brevettabilità delle ricadute applicative della ricerca furono scritte anche nella carta costitutiva del CERN. Per andare avanti nei collegamenti premere le freccie della tastiera
oppure premere in basso a destra dello schermo le freccie. THE END
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