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ARMI NUCLEARI

MASTER DI MEDICINA N.B.C. Firenze 2011. ARMI NUCLEARI. Ten. Col. MED Daniele Laganà Dipartimento Militare di Medicina Legale. CENNI DI FISICA E TECNOLOGIA NUCLEARE. L’atomo. L’atomo. A-Z. N=1,5 Z. Z = N. Z. Rapporto A/Z. Fino ad A=20 rapporto p:n =1:1 cioè A=2Z A/Z = 2

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Presentation Transcript

  1. MASTER DI MEDICINA N.B.C. Firenze 2011 ARMI NUCLEARI Ten. Col. MED Daniele Laganà Dipartimento Militare di Medicina Legale

  2. CENNI DI FISICA E TECNOLOGIA NUCLEARE

  3. L’atomo

  4. L’atomo

  5. A-Z N=1,5 Z Z = N Z Rapporto A/Z Fino ad A=20 rapporto p:n =1:1 cioè A=2Z A/Z = 2 A > 20 aumenta il numero di n pertanto rapporto p:n = 1:1,5 A/Z varia da 2 a 2,6

  6. Forza nucleare forte

  7. Il Difetto di Massa Peso Atomico n + n + p + p = 4,03304 Peso Atomico 2He4 = 4,00277 Difetto di Massa ( M ) = 0,0307 1 u.m.a.= 931 MeV He = 931 x 0.0307 = 28,2 MeV (W) W/A = 28,2 / 4 = 7,05 MeV M

  8. W/A (MeV) 9 8 He 7 6 5 4 3 2 1 Curva Energia di Legame per nucleone U

  9. La Fissione Nucleare

  10. La Fissione Nucleare

  11. Energia rilasciata dalla Fissione Nucleare U235 + n → frammenti + 2 or 3 n + 200 MeV • 165 Mev En. Cinetica prodotti di fissione • 7 Mev Raggi gamma • 6 Mev En. Cinetica dei neutroni • 7 Mev En. Dei prodotti di fissione • 6 Mev Raggi gamma dai prodotti di fissione • 9 Mev Antineutrini dai prodotti di fissione • 200 Mev

  12. La Reazione a Catena

  13. La Massa Critica

  14. La Reazione a Catena Controllata

  15. La Reazione a Catena nell’Ordigno Nucleare

  16. Il decadimento radioattivo

  17. Gun-Type Bomb

  18. Little Boy: A Gun-Type Bomb

  19. Implosion-Type Bomb

  20. Implosion-Type Bomb

  21. Fat Man: Implosion-Type Bomb

  22. La Fusione Nucleare

  23. La Fusione Nucleare

  24. La Fusione Nucleare H3 + H2 = (2He5) = 2He4 + n1 + 17,6 MeV Resa energetica (Energia prodotta / u.m.a. impiegata) Fissione vs Fusione 201/238 = 0.8 MeV 17.6/5 = 3.5 MeV

  25. The Hydrogen Bomb Based on model of Edward Teller and Stanislaw Ulam

  26. I combustibili nucleari In natura gli elementi esistono in varie forme isotopiche

  27. I combustibili nucleari Uranio naturale U238 (99,27%) non fissile U235 (0,718%) fissile U234 (0,0056%) non fissile,

  28. Il ciclo di produzione dell’uranio

  29. The yellow cake Solid U3 O8

  30. I combustibili nucleari Arricchimento Separazione di isotopi con diffusione gassosa o centrifugazione di UF6

  31. Arricchimento U235 aumento dal 3 al 5 % - Reattori nucleari

  32. Arricchimento U235 aumento fino al 90 % - Armi nucleari

  33. I combustibili nucleari Fertilizzazione 92U238 92U239 n + 92U239 93Np239 - 94Pu239 93Np239 -

  34. Arricchimento: i materiali di scarto Uranio Impoverito - DU U238 (99,8) U235 (0,199) U234 (0,0010)

  35. Uranio Impoverito • Bassa Attività: 14 mBq/mg • Densità elevatissima (19 g/cm3, 1.7 volte maggiore della densità del Pb • Duttile • Piroforico

  36. Contenitori di UF6 negli USA (560.000 t) Paducah, Kentucky Portsmouth, Ohio Oak Ridge, Tennessee

  37. Impieghi in ambito civile del DU • Medicina - schermatura di sorgenti di radiazioni • Mineralogia - pesi per le perforazioni • Industria aerospaziale - contrappesi e superfici di controllo degli aerei (1500 Kg sul Boeing 747)

  38. Impieghi militari del DU • Munizioni anticarro ad alto potere penetrante • Blindatura di parti sensibili del carro M-1 Abrams

  39. Esposizione esterna al DU

  40. Contaminazione con DU

  41. Gli Ordigni Nucleari TIPO MECCANISMO D'AZIONE POTENZA A fissione 10-150 Kt H fusione (termonucleare o tn) 0.5-10 Mt U fisso-fuso-fissione (tn) 1-100 Mt N fusione E.R.R.B.W. (tn) 0.1-5 Kt 1 Kiloton = 109 Calorie 1 Megaton = 1012 Calorie

  42. Esplosione Nucleare • Aspetti quantitativi 1 ton: energia liberata dall’esplosione “simultanea” di 1 t di TNT • Aspetti qualitativi Tipologia degli effetti

  43. Gli effetti dell’esplosione nucleare • Effetto meccanico • Effetto termico-luminoso • Effetto radiologico diretto • Effetto radiologico ritardato • Effetto elettromagnetico

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