L’attacco condotto da Israele contro infrastrutture militari e nucleari in Iran ha riacceso bruscamente l’attenzione internazionale sulla questione nucleare. L’azione militare di questi ultimi giorni, conseguenza di azioni precedenti condotte da ambo le parti, ha sollevato timori su un’escalation del conflitto e sulle reali capacità dell’Iran di dotarsi di un’arma atomica. In queste poche righe cerco di spiegare a modo mio, in modo semplice, in cosa consiste l’arricchimento dell’uranio e perché oggi l’Iran è drammaticamente una minaccia nucleare, non solo per Israele.

Cerchiamo di capire -a grandi linee- come funziona un ordigno atomico e perché sia (fortunatamente) così complesso da costruire. L’uranio naturale è composto quasi interamente da U-238 (più del 99%) e solo in minima parte da U-235 (0,7%), l’isotopo fissile necessario per sostenere una reazione nucleare a catena. Per essere utilizzato nei reattori o nelle armi l’uranio deve essere “arricchito”, cioè deve contenere una percentuale maggiore di U-235.

L’U-235 ha una struttura nucleare instabile che gli permette di fissionarsi facilmente se colpito da un neutrone lento, rilasciando energia e altri neutroni che innescano una reazione a catena. U-238, invece, non è fissile con neutroni lenti, ma è “fertile”: può trasformarsi in plutonio (che è fissile) se assorbe un neutrone.

Come noto l’importanza dei neutroni lenti è stata scoperta proprio in Italia, grazie al lavoro di Enrico Fermi e del gruppo di giovani scienziati noti come i “ragazzi di via Panisperna”. Negli anni ’30, Fermi scoprì che i neutroni rallentati da materiali come la paraffina erano molto più efficaci nell’indurre la fissione dell’uranio.

Si racconta che Fermi ed i suoi colleghi corressero nei corridoi del dipartimento di Fisica di via Panisperna – oggi un bellissimo museo che vi consiglio di visitare- con le provette per immergerle nella vasca dei pesci rossi nel parco antistante l’ingresso dell’istituto, usando appunto l’acqua come moderatore.

Il metodo più usato per l’arricchimento dell’uranio è la centrifugazione: l’uranio viene trasformato in gas e fatto ruotare ad altissima velocità in centrifughe, dove le molecole più leggere (U-235) si separano parzialmente dalle più pesanti (U-238). Più stadi successivi permettono di ottenere concentrazioni via via maggiori.

L’uranio poco arricchito utilizzato nelle centrali nucleari, ha un contenuto di U-235 compreso tra il 3% e il 5%. Questa concentrazione è sufficiente per alimentare una reazione a catena controllata nei reattori, dove la fissione avviene lentamente e l’energia viene rilasciata in modo costante. - L’uranio altamente arricchito invece, contiene oltre l’85% di U-235, e può raggiungere anche il 90% o più. Questo livello è necessario per ottenere una reazione a catena rapida e incontrollata, tipica delle esplosioni nucleari.

Dal punto di vista tecnico, la differenza tra un reattore nucleare e una bomba non è solo nella quantità di materiale, ma nella velocità e densità della reazione. Nei reattori, la reazione viene moderata per produrre calore in modo sicuro. In un ordigno, invece, il materiale viene compresso rapidamente per raggiungere la massa critica e generare una esplosione violenta.

Ma perché si teme che l’Iran sia molto vicino al raggiungimento dell’obbiettivo della costruzione della sua prima bomba?

La spiegazione sta nel fatto, poco intuitivo, che il 90% del lavoro e dello sforzo tecnico ed economico per produrre l’uranio necessario ad un ordigno consiste nell’arrivare al 20% di arricchimento di U-235, quindi solo il restante 10% del lavoro per andare dal 20% all'85-90% di arricchimento! 

Questo succede perché nei primi cicli di separazione, quindi partendo dall’uranio naturale -con una concentrazione di U-235 di solo lo 0,7%- occorre trattare grandi quantità di materiale, quindi utilizzare molta energia. Il processo avviene a tappe successive, e ogni incremento richiede l’uso di una rete complessa di centrifughe in cascata.

Man mano che ci si avvicina a concentrazioni più alte (es. 60% o 90%), il lavoro aggiuntivo è proporzionalmente inferiore, perché la massa da trattare è più piccola e la separazione più selettiva. Per questo, se un Paese arriva al 20%, il passaggio al 90% può avvenire in tempi brevi, anche in poche settimane, soprattutto se ha già centrifughe avanzate.

Una bomba all’uranio (come “Little Boy” su Hiroshima) è più semplice da costruire, grazie a un design a “cannone”: due masse subcritiche vengono unite rapidamente per formare una massa critica. Una bomba al plutonio (come “Fat Man” su Nagasaki) richiede un design a implosione, molto più complesso dal punto di vista tecnico, ma più efficiente.

L’Iran ha finora puntato sull’uranio, evitando plutonio per non dover costruire reattori appositi e impianti di riprocessamento.

Qualche giorno fa scrivevo “La Fisica conosce il peccato. 80 anni dopo Hiroshima e Nagasaki” (Leggi qui) per ripercorrere le tappe che 80 anni fa portarono alle prime bombe atomiche. 

Le capacità attuali dell’Iran sembrano ampiamente in grado di produrre un ordigno nucleare. Possiedono centrifughe avanzate che aumentano la velocità dell’arricchimento e soprattutto, secondo l’AIEA, Teheran ha già abbastanza uranio arricchito al 60% da poterlo convertire al 90% in poche settimane, aiutati sicuramente anche dal fatto che il programma nucleare iraniano ha oltre 20 anni di esperienza.

L’Iran è oggi una potenza di soglia nucleare, il confronto con altri casi storici (India, Pakistan, Corea del Nord) mostra che, una volta raggiunta la soglia tecnica, il passaggio all’arma è una questione soprattutto politica e strategica.

Con questa mia breve considerazione non voglio in nessun modo difendere le scelte strategiche militari di Netanyahu di questi ultimi giorni. Azioni che avranno probabilmente conseguenze di lungo termine non solo sul piano bellico e di vite umane sacrificate, ma anche su quello economico globale.

Dopo ottanta anni da quella lontana estate del 1945 il mondo si confronta ancora con l’ombra lunga della minaccia nucleare. Quelle due esplosioni non solo cambiarono il corso della Seconda guerra mondiale, ma inaugurarono una nuova era: un tempo in cui l’umanità ha acquisito il potere di autodistruggersi. Oggi, mentre l’Iran si avvicina pericolosamente alla soglia tecnologica dell’arma atomica, e mentre tensioni regionali come quelle con Israele riaccendono scenari da Guerra Fredda, ci rendiamo conto che l’equilibrio globale è ancora precario e il rischio concreto.

Hiroshima non è solo un ricordo doloroso: è un monito. La scienza, quando è piegata alla logica del potere, può produrre conseguenze irreversibili. Ottant’anni dopo, la responsabilità non riguarda più solo i governi, ma l’intera opinione pubblica: vigilare, informarsi, pretendere trasparenza e controllo internazionale sono oggi più che mai atti di cittadinanza globale. Perché prevenire una nuova Hiroshima non è un compito del passato, ma una sfida del nostro presente.