Tehnologiile nucleare

Baietelu si Grasanu
Cea mai simpla modalitate de a aduce impreuna cele doua mase subcritice necesare bombelor atomice este aceea de a construi un dispozitiv care sa lanseze o masa in cealalta. O sfera de uraniu-235 este construita in jurul generatorului de neutroni. Un mic glont de uraniu-235 este pozitionat la capatul unui tub cu explozibil in spatele sau, in timp ce sfera este pusa in celalalt capat.

Un barometru de presiune determina altitudinea optima pentru detonare, iar cand aceasta e atinsa, se produc urmatoarele evenimente:

• Motive să fim optimiști: Inovațiile din știință care fac lumea mai bună
• Oamenii de știință au dezvăluit coroana unei găuri negre pentru prima dată

1. Explozibilul se aprinde, iar glon­tul e tras.

2. Glontul penetreaza sfera si genera­torul, initiind procesul de fisiune.

3. Bomba explodeaza.

Oamenii de stiinta din cadrul Proiectului Manhattan au folosit aceasta modalitate in cazul lui Little Boy (Baietelul). In cazul lui Fat Man (Grasanul), ei au optat pentru o tehnologie mai complicata, dar la fel de eficienta: comprimarea maselor subcritice intr-un singur dispozitiv, care provoaca implozia. Acesta este alcatuit dintr-o sfera de uraniu-235 si plutoniu-239, inconjurata de explozivi puternici. In momentul detonarii, acestia explodeaza, creand astfel o unda de soc care comprima miezul sferei si provoaca fisiunea.

Medicina nucleara
Originile medicinei nucleare sunt legate de nenumaratele descoperiri stiintifice realizate la sfarsitul secolului XIX, inceputul secolului XX, iar momentele ei cruciale sunt descoperirea razelor X, in 1895, si descoperirea radioactivitatii artificiale, in 1934. Prima intrebuintare clinica a razelor X s-a produs in 1907, cand s-a realizat cea dintai radiografie (de atunci si pana astazi, procedeul a ramas neschimbat).

Tratamentul bazat pe radioactivitatea artificiala a fost folosit pentru prima data in 1937, la Universitatea Berkeley, California; un bolnav de leucemie a fost, atunci, vindecat. Alt salt spectaculos al medicinei nucleare s-a petrecut in 1946, cand un pacient bolnav de cancer tiroidian a fost supus tratamentului cu iod radioactiv.

Cancerul a fost stopat, iar pacientul s-a vindecat complet. O data cu anii ’50, acest tip de tratament s-a raspandit in toata lumea, radiatiile devenind principalul leac pentru majoritatea bolilor tiroidei. In anii ‘60-’70, s-au realizat si primele tratamente cu radiatii pentru splina si creier.

Alt moment crucial l-a reprezentat, la inceputul anilor ’80, o data cu aparitia procesoarelor, descoperirea diagnosticarii cu radiatii; aceasta tehnica ofera informatii detaliate despre aproape toate organele corpului uman. Astazi, medicina nucleara se afla intr-o efervescenta dezvoltare, la nivel global existand peste 100 de tipuri de tratatement cu radiatii.

Materialele care emit radiatii – uraniu, plutoniu, tritiu etc. – si diversele raze radioactive care exista in univers (Alfa, Beta, Gamma, X, razele cosmice/solare sau gazul radon) sunt comune ecosistemului terestru. Spre sfarsitul secolului al XIX-lea, inceputul secolului XX, mai multi fizicieni au realizat experimente care urmareau sa identifice toate proprietatile electricitatii. Intamplator, au descoperit radioactivitatea.

In acei ani, majoritatea savantilor isi imaginau viitoarele aplicatiile ale noii descoperiri ca extrem de benefice pentru omenire. W. Roentgen, de exemplu, si-a dat seama, inca din primele clipe dupa ce a produs razele X, ca acestea vor revolutiona medicina. In timpul celui de-al doilea razboi mondial, insa, Germania a profitat de geniul unor fizicieni ca Werner Karl Heisenberg si Otto Hahn pentru a-l pune in slujba primului program nuclear din lume. Din fericire, programul nuclear nazist a esuat, insa, o data ce a fost lansata amenintarea nucleara, majoritatea puterilor au intrat in cursa inarmarii. Iar vedeta tehnologiilor nucleare s-a numit bomba atomica.

O istorie atomica 1895.
In timpul unui experiment realizat la Universitatea din Wurzburg, Prusia, fizicianul Wilhelm Roentgen descopera razele X.

1896. Cercetand in laborator, timp de trei ani, proprietatile uraniului, fizicianul francez Henry Becquerel descopera radioactivitatea. 1898. Marie si Pierre Curie izoleaza elementele radioactive poloniu si radiu.
In 1903, ei primesc Premiul Nobel pentru fizica, impreuna cu Becquerel.
1901. Henri Alexander Danlos si Eugène Bloch lanseaza ipoteza ca anumite boli de piele ar putea fi vindecate prin tratarea lor cu radiu. Doi ani mai tarziu, aceasta ipoteza este demonstrata de catre Alexander Graham Bell.
1905. Albert Einstein lanseaza teoria potrivit careia materia poate fi convertita in energie.
1911. Profesorul de fizica Ernest Rutherford, de la Universitatea din Manchester, emite ipoteza ca atomii au nucleu si ca pe orbita lor graviteaza electroni.
1913. Frederick Proescher publica primul studiu consacrat tratamentului cu radiatii. El sugereaza faptul ca injectiile intravenoase cu radiu ar putea constitui o terapie eficienta pentru nenumarate boli.
1919. In cadrul unui experiment realizat la Cambridge, E. Rutherford descopera protonul.
1924. Georg de Hevesy, J.A. Christiansen si Sven Lomholt realizeaza, in cadrul unui experiment pe animale, prima radioterapie.
1932. Fizicianul englez James Chadwick descopera neutronul.
1933. Ernest O. Lawrence si Stanley Livingston publica primul studiu despre „producerea rapida a ionilor de lumina fara folosirea unui voltaj inalt“.
1936. John H. Lawrence, inspirandu-se din studiul fratelui sau, da pentru prima oara o intrebuintare medicala radionucleidelor artificiale, folosind fosfor-32 pentru a trata un pacient bolnav de leucemie.
1937. John Livingood, Fred Fairbrother si Glenn Seaborg descopera fierul-59, iodida-131 si cobaltul-60, substante care vor deveni elemente de baza ale tratamentului clinic cu radiatii.
1938. Cercetatorii germani Otto Hahn si Fritz Strassman divid atomi de uraniu si descopera reactia de fisiune, punand astfel bazele programului nuclear nazist. Frederic Joliot-Curie dezvaluie faptul ca, in momentul divizarii, se elibereaza extraneutroni, fenomen ce ar putea provoca reactia in lant.
1940. Fundatia Rockefeller finanteaza, la Universitatea Washington din St. Louis, programul care avea sa produca primii radioizotopi biomedicali.
1941. In SUA este initiat Proiectul Manhattan, al carui scop il reprezinta construirea bombei atomice.
1942. URSS isi incep propriul program nuclear.