Esplosione di un ordigno nucleare e effetti delle radiazioni



L'esplosione di un ordigno nucleare, sviluppando temperature di decine di milioni di gradi, produce nell'aria una sfera di fuoco che, come un piccolo Sole, emette radiazioni luminose e termiche che viaggiano alla velocità della luce. La sfera di fuoco della bomba di 1 megatone (1 Mton) se esplodesse in aria, apparirebbe a 100 Km molte volte più luminosa del sole medesimo. L'enorme aumento di pressione prodotto dall'esplosione genera un'onda d'urto che viaggia a velocità un poco superiore a quella del suono (circa 500 m/s).

Se l'esplosione avviene in aria a piccola quota (ad esempio: 600 m), l'onda d'urto viene riflessa dal suolo dopo aver provocato un cratere profondo 80 m e largo 700 m.

Qualche secondo dopo l'esplosione, il gas caldissimo contenuto nella sfera o palla di fuoco acquista una velocità ascensionale risucchiando violentemente verso l'alto l'aria ed i detriti circostanti (provocati dall'esplosione appena avvenuta) assumendo la caratteristica forma a fungo.

La differenza con un esplosivo tradizionale è presto detta:

ESPLOSIVO CONVENZIONALE; dopo la deflagrazione

si ha a che fare solo con l'onda d'urto o onda di pressione e,in misura ridotta,con l'onda di calore.

ESPLOSIVO NUCLEARE; dopo la deflagrazione:

-si ha a che fare con l'onda d'urto o onda di pressione che impiega circa il 50% dell'energia

-si ha a che fare con la radiazione termica o onda di calore che impiega circa il 35% dell'energia

-si ha a che fare con la radioattività o onda radioattiva (fall out) che impiega circa il 15% dell'energia

-si ha a che fare con il fall out, la ricaduta dopo tempi differenti di materiale radioattivo sollevato in quota

 

ONDA RADIOATTIVA

La radiazione nucleare che si libera immediatamente uccide in tempi brevi proprorzionalmente all'esposizione alla radiazione.La morte avviene per tumori e leucemie.

I primi sintomi di irradiazione nucleare sono nausea, vomito e diarrea. Insorgono poi, nei casi più gravi: emorragie, febbre e stato generale di collasso. Inoltre, le persone irradiate sono soggette ad infezioni nel caso di ferite (circostanza molto importante perché, nel caso di esplosioni nucleari, molte persone sono simultaneamente irradiate e ferite).

Una dose di radiazione sufficiente ad uccidere fino al 95% della popolazione si ha in un raggio di poco più di 3 Km se la bomba è da 1 Mton (10 Km per bomba da 20 Mton). A 5 Km (bomba da 1 Mton) e a 15 Km (bomba da 20 Mton) si hanno scarsi effetti radioattivi somatici ma c'è possibilità che insorgano effetti genetici.

IL　FALL OUT

Questo particolare fenomeno radioattivo si fa sentire vario tempo　dopo　l'esplosione.　

Supponiamo che la bomba esploda al suolo. Una gran massa di terreno e detriti viene risucchiata dall'esplosione e portata in quota (all'incirca a 10 Km). I pezzi più grossi ricadono a terra nelle ore o giorni successivi, l'estensione della zona interessata dipendendo dalle condizioni meteorologiche. La polvere più minuta sale nella stratosfera ricadendo solo dopo mesi od anni ed interessando tutta la Terra.

Tutte queste particelle di terreno e detriti sono mescolati a materiali fortemente radioattivi (gli svariati isotopi) prodotti dall'esplosione. Inoltre il terreno stesso è diventato radioattivo a seguito della radiazione neutronica prodotta dall'esplosione. Se l'esplosione avviene ad alta quota, non si ha praticamente fall out locale ma solo mondiale. La quantità di fall out locale e mondiale dipende dalla quota a cui avviene l'esplosione e dalle condizioni meteorologiche.



EFFETTI DELLE RADIAZIONI

Le morti a seguito di esposizione a radiazione dipendono dal tipo di sorgente radioattiva, dall'intensità della sorgente e dal tempo di esposizione. Una delle unità in uso è il rem. A scadenza di poche settimane una dose di 600 rem subita durante 6÷7 giorni, porta nel 90% dei casi alla morte. Una dose di 450 rem produce lo stesso effetto nel 50% dei casi. Una dose di 300 rem nel 10% dei casi.　Sempre alla scadenza suddetta, dosi inferiori a 300 rem producono nausea e vomito oltre ad una forte debilitazione del sistema immunitario. Alla scadenza di alcuni anni, invece, anche dosi di soli 50 rem sono in grado di produrre tumori tra lo 0,5% ed il 2,5% della popolazione esposta.

Per quel che riguarda gli　effetti biologici　delle radiazioni, occorre subito dire che la radiologia non è una scienza molto sviluppata e molte cose ancora non si conoscono bene e, di conseguenza, sono solo possibili conclusioni di ordine generale. Tali effetti si distinguono in somatici e genetici. Gli　effetti somatici　si osservano nell'individuo esposto e si esauriscono con lui. Gli　effetti genetici　si osservano nelle generazioni future a seguito di alterazioni delle cellule germinali (o genetiche).

Il danno somatico sembra dovuto ad una rottura del cromosoma che si trova vicino alla zona d'impatto della radiazione. Una volta divisi i due monconi del cromosoma, essi hanno le seguenti possibilità: saldarsi insieme nuovamente (restituzione); attaccarsi a monconi di altri cromosomi (aberrazione a due rotture); rimanere separati (aberrazione ad una rottura). Quest'ultima possibilità fa perdere al nucleo cellulare tutte le informazioni in esso contenute. Gli effetti possono essere immediati o ritardati. Altro possibile effetto è il rallentamento o l'arresto della crescita della cellula ad un particolare stadio del suo ciclo.
Sul danno genetico si sa molto poco. Esso è conseguente ad alterazioni delle cellule germinali e consiste nella produzione di mutanti, cioè di individui con alcune informazioni genetiche variate rispetto a quelle dei genitori. In caso di esplosione tali effetti si farebbero sentire per svariate generazioni.