Tappo da 50 ohm

Se prendete un fisico sperimentale qualunque e gli chiedete un tappo da 50 ohm, allora comincerà a cercare tra cassetti e porta oggetti fin tanto che non trova uno di questi comuni strumenti. Non chiedetegli a cosa serve perché probabilmente dopo un dieci minuti buoni di arrampicamento sui vetri, vi dirà che in fondo non è così fondamentale sapere a cosa serve, ma l'importante è che funzioni. Se poi gli provate a chiedere quando va usato e quando no, la risposta sarà ancora più pragmatica: va usato quando serve, ovvero quando mettendolo tutte le cose funzionano come dovrebbero. Si potrebbe usare la storia dei 50 ohm come discriminante tra fisici e ingegneri!

In realtà la mia era un'esagerazione e si riferiva solo al fisico sperimentale quadratico medio. Ce ne sono di quelli che credono sia un sughero per Champagne pregiati e altri che invece sanno perfettamente lo scopo e l'utilizzo di queste terminazioni.


Settimana scorsa abbiamo sostituito uno dei nostri amplificatori di potenza per radiofrequenza, perché era un po' spompo e non riusciva più ad arrivare alla potenza massima secondo specifiche. Oggi ho cominciato a guardare come è fatto dentro per capire quale potrebbe essere la parte guasta e ho preparato tutto il materiale e gli strumenti che mi servono per portare a termine il test. Ebbene quello nella foto è un tappo a 50 ohm, ma che supporta fino a 500 watt di potenza.

Quindi la prossima volta che mi chiedete un tappo da 50, vi conviene presentarvi muniti di carrello!

Diesel o Benzina? Gas grazie...

Qualche giorno fa, Toto ha pubblicato un bel post che tratta delle sesazioni che abbiamo con i diversi carburanti (potenziati e normali) e delle diverse catene. 

Secondo me, vale la pena cercare una distributore/marca buoni per trovare un ottimo compromesso tra il costo e la qualita’.

Comunque per fare piu’ risparmi e nello stesso tempo far diventare le noste macchine meno inquinanti ci sono altre soluzioni..

La domanda dal titolo sta diventando sempre più comune in Argentina, Brasile, Pakistan, ma anche in Europa. I motori diesel di ultima generazione sono tecnicamente più avanzati rispetto a quelli a benzina: raggiungono potenze più elevate e il loro papà, tale Rudolf Diesel, sarebbe orgoglioso della sua creatura.

Un automobilista diesel deve però essere disposto a pagare all'inizio qualcosina in più per questa tipologia di propulsore (TDI, CDTI, CDI, DI...). Quasi tutti sono "common rail", ovvero gli iniettori vengono rinforzati da un contenitore dove la pressione del gasolio viene portata intorno a 1900 bar. Inoltre il controllo elettronico dell'iniezione garantisce una precisione maggiore nel dosaggio del carburante e rende possibile l'iniezione più di una volta per ciclo Otto, aumentando la resa del motore, riducendo il suo rumore e specialmente il suo consumo.

 
Detta così sembra che il gasolio sia il miglior propellente per auto al mondo, ma gli stessi obiettivi si possono raggiungere anche seguendo un'altra strada. Quale? Quella del gas! Vediamo insieme cosa sono questi gas...

Quando parliamo di gas naturale usiamo spesso il termine metano, ma sarebbe più opportuno chiamarlo CNG, ovvero gas naturale compresso - in inglese. Infatti il gas naturale è una miscela di gas formata in larghissima parte da metano (dal 90 al 98%) mentre il resto è etano, propano, butano e azoto. La combustione di metano nei motori non da problemi e oltre a risultare in una riduzione dei componenti novici allo scarico è anche responsabile di una riduzione di 3dB circa della rumorosità del motore. Il GPL, invece, è costituito da propano (60%) e butano (40%), ma le proporzioni variano da Paese e Paese, per esempio in Italia sono esattamente l'opposto di quanto riportato tra parentesi.

 Analizziamo gli scarichi comparandoli ad un motore diesel.

La combustione nei motori a gas metano risulta in una riduzione delle emissioni di CO del 80%, il dimezzamento degli idrocarburi, un decremento del 80% degli ossidi di azoto (NOx) e la completa sparizione del fumo, ovvero le particelle e dell'anidride solforosa. 

Un paragone con un motore a benzina fa oppure impressione. Delle emissioni di CO si riducono del 70%, il 90% nel caso degli idrocarburi, il dimezzamento degli ossidi di azoto (NOx) e del 25% del anidride carbonica (CO2).

Nel caso del GPL, CO2 si riduce solo del 10%, mentre idrocarburi e NOx si dimezzano. Delle emissioni di CO si riducono intorno del 80%.

I motori dei veicolo devono essere appositamente adattati per la combustione a gas. Il consumo di carburante in generale aumenta, sopratttto per il CNG a causa della bassa densità d'energia dei combustibili gassosi. Giusto per dare qualche cifra: il CNG, quando è compresso a 20 MPa (circa 200 bar) raggiunge una densità di energia di 7 kJ/dm3, da comparare ai 25 kJ/dm3 del GPL e ai 30 kJ/dm3 della benzina.   

È proprio lo stoccaggio ad alta pressione che rende i serbatoi per il metano molto più ingombranti - addio bagagliaio - rispetto a quelli del GPL. Inoltre, mentre il GPL, è conservato allo stato liquido, il metano è ancora aeriforme. Dal punto di vista della sicurezza, però, il metano vince sul GPL, perché il gas naturale, in caso di perdita dal serbatoio, tende a disperdersi nell'aria senza accumularsi per terra come il GPL e l'accensione accidentale è poco probabile visto il suo alto punto di infiammabilità (650 C). La sicurezza è anche aumentata dal fatto che la distribuzione del metano può avvenire attraverso gas dotti e non cisterne come per il GPL (vedi il triste episodio dell'esplosione a Viareggio).

Non ci resta che aspettare che la catena di distribuzione del gas naturale compresso prenda forma in tutte le regioni del nostro Bel Paese, perché gli automibilisti hanno sempre più una coscienza bio!

Quando un giorno è lungo una settimana

E due sono quasi un mese! 

Vi è mai capitata quella strana sensazione di credere di aver fatto una determinata cosa qualche giorno o settimana prima e invece era accaduta solo ieri o qualche ora fa? A me capita spesso specialmente quando vivo giornate estremamente intense fatte di frenetiche attività e in cui il succedersi degli avvenimenti è talmente rapido che si fa fatica a tenere il ritmo. Ecco, i miei ultimi due giorni sono stati proprio così...

Martedì aveva inizio il Cycleur meeting, ovvero un workshop organizzato dal nostro laboratorio con lo scopo di invitare tutti i ciclotronistri (questo neologismo mi fa sorridere, specie se penso a Corona seduto in sala di controllo...) d'Europa a sedersi intorno ad un tavolo e discutere di quello che si fa, di quello che si potrebbe fare e di come poterlo fare meglio. Questa tipologia di workshop ha raggiunto la sua quinta edizione e con il tempo la comunità è andata sempre più rafforzandosi come lo prova il fatto che quello di quest'anno ha segnato il record nel numero di istituti partecipanti e tra i presenti c'era un gran numero di giovani scienziati.

La tradizione vuole che il nostro ciclotrone (nella foto), che è donna e in quanto tale molto permalosa, in occasione del Cycleur meeting, si senta messo un po' in disparte da tutti questi discorsi su macchine nuove, più potenti, più economiche, più stabili e voglia far sentire la sua presenza dandonci qualche grattacapo. La tradizione è stata rispettata anche quest'anno. Martedì mattina, ore 8.45, appena giunto nella sala del meeting, vengo raggiunto dal mio capo che mi dice: questa notte abbiamo avuto un problema con il vuoto, c'erano forti oscillazioni che probabilmente sono il risultato di piccole goccioline d'acqua che fuoriescono dalla sorgente. Ci consegna una lista (lui direbbe un listino) di una decina di verifiche da effettuare e, il mio collega ed io, abbandoniamo il meeting prima ancora che questo abbia inizio. La cosa non è mi è dispiaciuta più del necessario, perché preferisco sempre far andare le mani piuttosto che ascoltare tante chiacchiere.

Sono circa le quattro del pomeriggio quando arriviamo in fondo alla lista delle verifiche. Un aspetto che dovete considerare è che quando si parla di vuoto bisogna armarsi di santa pazienza perché ogni operazione eseguita deve essere seguita da un'abbondante dose di attesa. Manco a dirlo il problema non si è più verificato e nemmeno la sua possibile causa si è manifestata. Così torniamo al meeting per sentirci le ultime due presentazioni e per poter partecipare alla cena di gala.

Sono le otto quando arriviamo al ristorante. Entro e con uno sguardo il capo mi domanda: quanto è il vuoto? Rispondo prontamente 3.7 in 10 alla meno 7 millibar. Un vuoto di tutto rispetto per il ciclotrone. Ma la gioia dura poco, perché appena passate le dieci suona il cellulare del boss: è l'operatore del turno di notte che lo avvisa che il vuoto non c'è più, tutto il sistema è bloccato e non riesce a capire cosa sia la causa. Abbandoniamo le posate per tornare al laboratorio e armarci di ben altri strumenti di lavoro. Quando arriviamo troviamo una situazione veramente critica: il ciclotrone in sé è ancora perfettamente sotto vuoto, ma la valvola che lo collega alla linea principale di distribuzione del fascio si rifiuta di aprirsi perché la linea stessa è ad una pressione vicina a quella atmosferica. Questo è un meccanismo di protezione automatica che impedisce la ventilazione accidentale dell'acceleratore.

Verifichiamo tutto l'ovvio: che la valvola non sia guasta, che il sensore da vuoto non sia rotto e quindi misuri qualcosa di inesatto, che le pompe stiano ancora funzionando eccetera. Ma non c'è niente di ovvio, quindi procediamo con il meno ovvio: la ricerca del buco. Trovare una perdita di vuoto è generalmente un affare piuttosto delicato e molto spesso si ricorre all'uso di strumenti sofisticati come spettrometri di massa e rivelatori di elio. Montiamo tutti questi sussidi tecnologici, ma non ci sono per niente d'aiuto: la perdita è talmente grande e la pressione residua così alta che non possiamo nemmeno accendere gli strumenti. Non ci resta che affidarci al buon vecchio metodo: l'orecchio. Un piccolo buco attraverso il quale passa un notevole flusso di aria emette un fischio caratteristico che è in generale udibile dall'orecchio umano. Peccato che la sala ciclotrone con tutte le pompe in funzione e la ventilazione forzata non sia un luogo quieto e silenzioso.

È l'una di notte, è già mercoledì, quando decidiamo che l'unica possibilità è di sezionare il problema riducendo il volume di indagine e cominciamo a smontare le linee di fascio secondarie. Per darvi l'idea, il fascio viaggia sulla linea principale dal ciclotrone fino ad un magnete di curvatura (bending magnete) che ha un tubo in ingresso e sette in uscita, esattamente come un gigantesto polipo da 4 tonnellate. Cominciamo a tagliare i tentacoli del polipone e cresce in noi la paura che possa essere nel magnete stesso la perdita, questo vorrebbe dire utilizzare la gru montata sul soffitto per aprirlo e ispezionarlo sospesi ad una fune.

Quando sezioniamo la settima e penultima linea di fascio, senza trovare la fuga, siamo quasi certi che il problema sia il magnete e visto che sono le due e trenta decidiamo, con sommo rammarico, di annullare entrambe le produzioni notturne e di rinviare l'intervento al giorno dopo. La decisione è seguita da un intenso traffico telefonico: laboratori radiofarceutici di tutta la zona vengono contattati per rintracciare qualche dose di backup per assicurare ai pazienti i loro esami e tutto il personale tecnico/scientifico è convocato in laboratorio per il mattino successivo.

Sono le otto e mezza di mercoledì quando riprendiamo a lavorare. Tagliamo anche l'ultima linea, lasciata per ultima a causa della sua alta radioattività; isoliamo completamente il magnete di curvatura e tiriamo un sospiro di sollievo quando scopriamo che tiene il vuoto. Ma allora dove è la perdita? Ci restano solo due punti da guardare, una faraday cup, ovvero uno strumento per la misura della corrente del fascio e un collimatore mobile, montato sulla linea ma non utilizzato da anni. Puntiamo diritti sulla prima, perché è costantemente utilizzata anche ad alte correnti di irraggiamento e anche se è radioattiva come una bomba è il punto più probabile. La smontiamo, ma niente... non ci sono segni evidenti che possano essere la causa della rottura del vuoto.

Non ci resta che il collimatore, lo apriamo e mentre stiamo svitando il bulloni che lo mantengono allineato cominciamo a capire il quadro del problema: i bulloni sono bagnati! Il vuoto era pessimo non per una perdita d'aria, ma d'acqua: stavamo buttando acqua in un tubo a vuoto! Inutile dire che finalmente è tornato il sorriso sulle nostre facce. Il problema ancora non era stato risolto, ma per lo meno sapevamo chi era il colpevole e tutto cominciava a diventera chiaro ai nostri occhi. Allora via, divisi in tre squadre torniamo al lavoro: una squadra per aggiustare il collimatore, una squadra a pulire e rimontare tutte le linee di fascio e una squadra a cambiare l'olio di tutte le pompe che per due giorni hanno aspirato acqua anziché aria!

Dovete sapere che per mantenere il vuoto non solo tutte le superfici di contatto devono essere perfettamente levigate, ma tutto deve essere maniacalmente pulito per evitare che particelle di sporco sulle pareti interne possano rilasciare gas (outgassing) durante lo svuotamento. Sono le 16 e le attività sono ancora frenetiche, quando i partecipanti al workshop, di cui tutti noi ci eravamo bellamente scordati, vengono a fare visita al nostro acceleratore, che trovano come un paziente sotto i ferri... Fanno foto a destra e a manca, come se fossero turisti giapponesi in visita ad una città d'arte e noi a bisbigliare alla nostra ciclotrona: su dai non te la prendere, per noi sei bellissima anche così!

Sono le 17, tutto è pronto per riaccendere i gruppi di pompaggio. Venti occhi sono fissi sull'ago di un misuratore da vuoto, al momento a fondo scala, in attesa che il capo pigi il pulsante dell'accensione. E poi come un miracolo la lancetta di si muove, prima lentamente, poi sembra prendere coraggio e va giù, sempre più giù fino a 10 alla meno 4 millibar dove sapevamo si sarebbe fermata e per qualche tempo. A quella pressione infatti succede un fenomeno strano: nel vuoto l'acqua bolle a temperatura molto bassa, molto vicina a quella di congelamento: quando parte di una gocciolina d'acqua evapora ruba calore al resto della gocciolina che immediatamente ghiaccia, e questo processo di sublimazione può richiede svariate ore di pompaggio. Ma ormai siamo sulla strada buona e solo questione di pazienza.

Sono le 18 e trenta quando riconsegniamo la macchina agli operatori della notte, stanchi morti, ma convinti di aver fatto il nostro dovere. Il meeting è finito e il ciclotrone è tornato a funzionare...

Dio mio, come mi piace questa sensazione!

Berlusconi: perché tanto odio?

Ieri sera ho scoperto guardando il Tg che Silvio Berlusconi era stato attaccato da uno psicopatico proprio al termine di uno dei suoi comizi. Sono rimasto colpito. A leggere con distacco la notizia l'aggressione è in realtà piuttosto lieve specie se comparata con quelle che quasi quotidianamente avvengono sotto la spinta della malavita organizzata. Ma il fatto che la vittima in questione fosse il Presidente del Consiglio ha aumentato in me il senso di preoccupazione.

Poco dopo, leggevo su Facebook le considerazioni e i commenti di alcuni - pochi a dire il vero - di amici che dicevano più o meno così: sono contro alla violenza, ma gli sta bene perché se l'è cercata. È vero che ma è una congiunzione avversativa, però non riesco proprio a conciliare le due metà di questa affermazione.

Questa mattina il Corriere.it riportava la notizia che il popolo dei Social Network non ha esitato ad esprimere la propria opinione a volte usando anche parole pesanti. Su Twitter, un utente italiano metteva come suo stato (in lingua inglese): perché la gente odia così tanto Berlusconi? In un primo momento non ho dato peso a questa domanda, ma poi ho voluto provare a rispondere.

Si tratta davvero di odio? 

La mia prima considerazione è: ma è davvero odio? Insomma mi sembra addirittura normale che un elettore del partito X possa provare un po' di antipatia per il leader del partito Y, specie quando questo leader è anche il capo del governo. La destra dice che questo clima d'odio è tutta colpa della sinistra che invece di far opposizione si ostina a dare addosso a Berlusconi. Secondo voi,  assalire un esponente politico è semplice antipatia? Secondo me no. Mi dispiace, ma sta volta si è esagerato.

Quali le ragioni dell'odio? 

Come già detto, qualcuno afferma che in fondo, il Berlusca questo odio se lo è cercato con le sue dichiarazioni e con il suo atteggiamento. Devo ammettere che Berlusconi non è una persona particolarmente simpatica, ha spesso atteggiamenti strafottenti e supponenti. Ma non ci credo che questo possa giustificare una statuina in faccia. Forse mi sbaglio, ma dovete cercare di convincermi.

Mi piacerebbe scavare nelle origini di questi sentimenti. È perché è di destra? Direi di no, anche Fini e La Russa sono di destra: trovano l'opposizione politica degli esponenti di sinistra, ma nessuno inneggia alla loro morte (come gruppo su Facebook). 

È perché è al potere? Mi sentirei di dire di no, perché quando al governo c'era Prodi ho visto tanti scontri, ma nessuno di questi è finito con qualcuno all'ospedale e qualcun'altro in galera.

È perché è ricco? Credo che questa sia una buona motivazione. Berlusconi è pieno di soldi, li ha fatti in modi più o meno leciti e con più o meno sudore della fronte; quello che ha voluto lo ha sempre ottenuto. E noi, o almeno quelli che lo odiano, soffrono di un complesso di invidia: lui ha e noi non abbiamo. Lui vuole e ottiene, noi desideriamo, soffriamo e non sempre otteniamo la giusta ricompensa della nostra fatica.

Io non trovo altre motivazioni, ma magari voi avete dei buoni suggerimenti da darmi. Cosa dite facciamo un bel sondaggio come ai bei vecchi tempi?

Bonroll al forno

A tutti quelli che stanno già storcendo il naso perché questa non è proprio una ricetta casalinga, ma piuttosto la preparazione di un piatto semi-pronto, rispondo che è talmente buono, almeno al palato, che vi assicuro vale la pena cucinare. E poi se continuiamo di questo passo arriveremo a dire che anche l'arrosto è un piatto semi-pronto perché mica lo avete allevato voi in casa il maiale, vero?

Quello che serve è ovviamente una confezione di Bonroll Aia che trovate in ogni supermercato. È costituito da un misto di carni bianche e quindi compatibile anche con la mia rigorosa dieta a basso contenuto di colesterolo. Noi ci abbiamo aggiunto anche delle patate e una manciata di sapori e odori che non possono mancare in un piatto gustoso.

Preparate il forno bello caldo. Il nostro, visto che ha appena compiuto i 40 anni, ha sempre bisogno di un po' di incoraggiamento prima di arrivare a temperatura, quindi lo accendiamo sempre ben in anticipo anche se non sempre ci ricordiamo di spegnere gli altri elettrodomestici ad alto assorbimento, tipo lavatrice, lavastoviglie, ferro da stiro e sempre finiamo al buio. Preparate le patate tagliate a pezzettoni, metteteli nella teglia che avete unto con un filo di olio extravergine. Mettete l'arrostino in mezzo alla teglia e spolverate il tutto con rosmarimo, origano, aglio e un filo di pepe. Aggiungete anche un bicchiere di vinoIl sale aggiungetelo solo a cottura quasi terminata. Infornate per una mezzora coprendo la teglia con un foglio di carta stagnola per poi rimuoverla negli ultimi 15 minuti di cottura. A metà cottura girate la carne e le patate, ma fate attenzione a non romperle!

A cottura terminata, impiattate e gustate, vi assicuro che non ve ne pentirete affatto! 

ps. I piselli che vedete nel piatto non sono un miraggio, ma un avanzo di ieri sera!

Il reattore naturale a fissione

A conclusione della nostra miniserie nucleare vorrei proporvi un ultimo breve articolo sui reattori nucleari naturali. Nella puntata precedente abbiamo già scoperto che le stelle sono dei giganteschi reattori a fusione che noi terrestri stiamo cercando di copiare da anni senza ancora riuscirci. Siamo invece riusciti a costruire reattori a fissione in cui ricaviamo energia spaccando atomi grandi in elementi più piccoli. La domanda sorge spontanea... esistono dei reattori naturali a fissione?

La fissione in natura

Chi ha un'infarinatura di fisica e di radioattività, saprà che gli atomi giganti come l'uranio e i suoi fratelli tendono naturalmente a spaccarsi in due parti secondo quel processo che i fisici chiamano fissione spontanea. Questo fenomeno però manca di una caratteristica fondamentale in un reattore nucleare: infatti non si riesce a sostenere una reazione a catena basandosi esclusivamente sulla fissione spontanea.

Abbiamo già affrontato questo argomento quando abbiamo discusso la necessità dell'arricchimento dell'uranio: perché il combustibile nucleare possa essere considerato tale, allora deve essere in grado di sostenere una reazione a catena, ovvero i neutroni espulsi da un evento di fissione devono essere in numero e qualità (leggi energia) appropriati per stimolare un altro evento di fissione e così via. Nel caso dell'uranio, la condizione di criticità è raggiunta quando il rapporto tra uranio 235 e 238 è dell'ordine del 6% e visto che l'uranio naturale contiene solo lo 0.7% dell'isotopo 235 allora possiamo stare tranquilli che in nessun giacimento di uranio si possa verificare accidentalmente e naturalmente la condizione di criticità.

Ma è sempre stato così?

L'uranio 238 decade con una vita media lunghissima (4.5 miliardi di anni) mentre il suo isotopo 235 decade dieci volte più velocemente il che fa si che nel passato molto passato la percentuale di uranio 235 in natura fosse molto superiore, anche fino a raggiungere e superare la soglia di criticità. Quindi qualche miliardo di anni fa, non c'era bisogno di arricchire l'uranio per renderlo fissile: l'uranio naturale era già utilizzabile così com'era! Prima di continuare voglio tranquillizzarvi: oggi una cosa del genere non può più succedere perché il tempo passa per tutti, uranio compreso.

Ma sono esistiti reattori nucleari naturali?

Il fatto che in passato l'uranio fosse già arricchito a sufficienza, di per sé non basta per fare un reattore nucleare. Ma la risposta è sì, almeno un reattore naturale è esistito due miliardi di anni fa in un giacimento di uranio a Oklo in Gabon. Il reattore ha funzionato per qualche centinaia di migliaia di anni prima di arrestarsi definitivamente e ha dovuto aspettare quasi due miliardi di anni prima che l'uomo lo scoprisse...

Ma se ha funzionato miliardi di anni fa, come abbiamo fatto a scoprirlo?

È successo un po' per caso anche se l'esistenza di tali reattori era già stata ipotizzata. Un centro di arricchimento francese aveva acquistato un campione di uranio da Oklo e stava svolgendo le analisi di composizione isotopica di routine. A causa del fatto che l'uranio può essere utilizzato per costruire ordigni atomici, tutti i campioni vengono accuratamente analizzati: infatti se un campione contiene troppo poco uranio 235, allora è possibile che qualcuno lo abbia già tolto per altri scopi. L'uranio di Oklo è troppo impoverito. Scatta subito un'indagine per scoprire chi sta rubando il prezioso uranio quando gli scienziati scoprono altre stranezze isotopiche: nel campione ci sono concetrazioni di neodimio e rutenio assolutamente differenti da quelle che si trovano in natura, ma molto simili a quelli che si ritrovano nel combustibile nucleare estinto. Gli scienziati hanno fatto 2 + 2 e si sono resi conto che non si trattava di un Paese canaglia ladro di uranio, ma di un reattore naturale spento.

Ma come ha fatto il reattore a partire?

Abbiamo detto che la sola presenza del carburante non basta, servono anche altri elementi per fare partire la reazione. Innanzitutto l'acqua. Questa infatti gioca il ruolo del moderatore, ovvero del mezzo che permette di rallentare i neutroni veloci emessi dalla fissione portandoli all'energia giusta per causare un altro evento di fissione.

Uno dei problemi noti del ciclo del combustibile nucleare è la formazione dei veleni: ovvero di quei prodotti della fissione che altro non sono che nuclei con una enorme sezione d'urto per la cattura dei neutroni. In parole più semplici, questi veleni catturano i neutroni prodotti dalla fissione e inizialmente rallentano e poi addirittura bloccano la reazione a catena. Nei reattori artificiali questo problema viene in parte ovviato cambiando la geometria delle barre di combustile e in parte riprocessandole, ma in quello naturale di Oklo nessuna delle due possibilità poteva accadere. Rimaneva una sola alternativa: aspettare pazientemente che i veleni decadessero e quindi sparissero da soli; durante questi lunghi anni di attesa il reattore rimaneva spento per poi riaccendersi quando la concentrazione di veleni tornava a permetterlo.

Come mai non si è fuso il reattore naturale?

Nei reattori moderni e artificiali, una delle più grosse preoccupazioni è che la temperatura del cuore del reattore possa salire in modo incontrollato e portare alla fusione di tutta la struttura portante con conseguenze disastrose. Per questo motivo i reattori sono dotati di sofisticati sistemi di sicurezza e decine di ingegneri e tecnici nucleari tengono sotto controllo giorno e notte il cuore del reattore. La domanda spontanea è perché il reattore naturale che non aveva nessun sistema di controllo e nessun tecnico a guardarlo non si è fuso? La risposta è che la natura lo ha dotato di un arguto sistema di controllo che gli ingegneri elettronici direbbero con retroazione negativa. Poche righe fa, abbiamo detto che l'acqua che pervadeva il giacimento giocava il ruolo di moderatore di neutroni, ma anche quello di stabilizzatore termico. Infatti, non appena la temperatura del combustibile cominciava a crescere troppo, l'acqua iniziava ad evaporare in quantità sempre maggiori ed evaporando si allontanava e non agiva più da moderatore rallentando la reazione a catena. Insomma un gioco di precisi equilibri talmente delicati da sembrare impossibile non essere studiati da mani di uomo.

La sorgente dei protoni

Corpo di mille balene, è la mappa di un tesoro. Ci sono migliaia di dobloni d'oro e pietre preziose in quantità che ci aspettano in fondo al mar dei Sargassi.

Così forse avrebbe esordito il capitano Jack Sparrow vedendo l'immagine in fotografia, ma si sarebbe sbagliato di grosso: non si tratta né di una mappa né tanto meno di un tesoro. E' uno degli oltre mille blueprint che compongono la documentazione tecnica del ciclotrone. Ad essere precisi si dovrebbe dire whiteprint, perché, come vedete, il disegno ha le linee di colore blu su fondo bianco, mentre la tecnica di blueprinting originale era esattamente il contrario. Ma tralasciamo un po' di forma per arrivare alla sostanza.

Quello che vedete in primo piano è il disegno tecnico della sorgente di ioni del nostro acceleratore e il motivo per cui si trova in questo post è che nelle ultime due settimane ci ha dato talmente tanti problemi che siamo arrivati al punto quasi di odiarla.

Da dove arrivano le particelle accelerate?

Se siete assidui lettori del nostro blog allora avrete sicuramente già sentito nominare quelle macchine, a volte dalle dimensioni esagerate, che sono gli acceleratori di particelle. Per farla molto semplice, queste non fanno altro che prendere delle particelle sub-atomiche, come i protoni, e farle correre a velocità sempre più elevate con lo scopo di farle scontrare contro un bersaglio o contro altre particelle. Ma vi siete mai domandati da dove arrivino queste particelle? Cioè dov'è che gli scienziati vanno a comprare le particelle da accelerare? In natura, di protoni liberi ce ne sono anche parecchi, sono atomi ionizzati di idrogeno, ma questi dopo poco tempo tendono a catturare dalla materia circostante un elettrone e tornare ad essere un atomo di idrogeno neutro.

In genere la soluzione a questo problema ce la offfre la fisica dei plasmi. Un plasma è uno stato della materia in cui tutti, o gran parte, degli atomi sono ionizzati, ovvero sono carichi o positivamente o negativamente. Un plasma di idrogeno è una miscela di protoni, di elettroni e di ioni idrogeno negativi. Un esempio di plasma che tutti hanno visto e possono capire è il fulmine, quella scarica elettrica che congiunge la terra alle nubi nel cielo durante i temporali. La sorgente di protoni negli acceleratori di particelle e un piccolo fulmine in regime controllato. All'interno della struttura di rame che vedete nella foto e che noi colloquialmente chiamiamo camino viene creata una colonna di gas idrogeno mentre tutto attorno all'interno del ciclotrone viene mantenuto il vuoto. Una forte differenza di potenziale crea il fulmine e in pochi istanti il gas si trasforma in plasma con tutti i suoi ioni che continuano a oscillare su è giù per il camino. Alcuni ioni attraverseranno la piccola finestrella di tungsteno - anch'essa visibile nella foto - ed inizieranno la loro folle corsa attraverso l'acceleratore fino al bersaglio.

E noi non possiamo fare altro che augurare loro buon viaggio!