I salutari effetti della bomba atomica

Una review (o rassegna) è un articolo particolare, speciale per certi versi. Uno o più ricercatori si immergono nella letteratura su un dato argomento, mettono insieme i dati, li confrontano e cercano di utilizzarli per produrre una sintesi, una sorta di punto di vista unitario su un dato argomento. Si è dunque portati a fidarsi delle review, proprio per questa sorta di distacco che lo studio di molte fonti dovrebbe fornire. La review di Luckey del 2008⁽¹⁾, però, che si concentra su un argomento spinoso come gli effetti delle bombe atomiche giapponesi, quelle cadute su Hiroshima e Nagasaki, non si mette a revisionare tutti gli studi prodotti sull'argomento, ma una sua porzione:

Questa rassegna esamina studi non pubblicizzati riguardo l'esposizione a basse dosi da bombe atomiche nei sopravvissuti giapponesi.⁽¹⁾

L'idea di Luckey è quella di testare il così detto paradigma LNT, da linear no threshold (lineare senza soglia), ovvero che tutta la radiazione ionizzante sia dannosa. Questo punto di vista, su cui per esempio si basano le informazioni giornalistiche o le decisioni dei legislatori, non sembra essere scientificamente corretto:

I consistenti benefici doviti all'esposizione a basse dosi di radiazione da bombe atomiche nega il paradigma LNT e indica che una singola esposizione a base dosi di radiazione produce un miglioramento della salute.⁽¹⁾

Per gli studi esaminati da Luckey sono importanti le popolazioni di controllo, e su queste si rileva che:

In alcuni casi le popolazioni di controllo sono state scarsamente selezionate. I controlli in città sono stati presi da popolazioni a 3 km dall'epicentro di ogni bomba. I controlli non in città da villaggi a più di 3 km dall'epicentro della bomba. Ciò ha un grande margine di errore: il fallout aveva raggiunto, per esempio, i 20 cGy in una città su una piccola montagna e a 3 km a est di Nagasaki.⁽¹⁾

Un'altra osservazione importante riguarda le esposizioni i campioni di controllo:

Un totale di 86543 persone sono state esposte nelle due città: 45148 hanno ricevuto fino a 1 cSv e sono state utilizzate come "controlli in città". Questi sopravvissuti erano spesso più in salute dei controlli esterni. Oltre il 90% degli esposti hanno ricevuto meno di 50 cSv.⁽¹⁾

Ritratti: Stanislaw Ulam

Considerato da molti il vero padre della bomba H, Stanislaw Ulam, matematico polacco, collaborò alla sua progettazione insieme con Edward Teller in quello che è giustamente definito come il progetto di Teller-Ulam. C'è chi considera, in questo senso, Teller più una madre che un padre, visto che seguì successivamente il progetto stesso. Ulam, in effetti, nel 1947 propose una idea decisamente più pacifica dell'uso dell'energia nucleare: utilizzarla per la propulsione dei razzi e per l'esplorazione dello spazio.
Andiamo, però, con ordine: Ulam nasce il 13 aprile del 1909 in Polonia da una famiglia ebrea. Sin da giovane si dimostra interessato alla scienza, fisica e astronomia in particolare, tanto che un suo zio gli regala per il 12.mo compleanno un telescopio. Sempre in quel periodo inizia a interessarsi della relatività ristretta (o speciale) di Einstein: per raggiungere il suo obiettivo, però, necessitava di conoscenze matematiche più approfondite e così all'età di 14 anni inizia a studiare la matematica:

(...) Avevo 16 anni quando imparai veramente il calcolo con tutto me stesso da un libro di Kowalevski, tedesco da non confondersi con Sonia Kovalevskaya (...) Allora lessi anche qualcosa sulla teoria degli insiemi in un libro di Sierpinski e pensai di averla compresa. Avevamo un buon professore alle superiori, Zawirski, che era un lecturer di logica nell'università. Parlai con lui allora e quando entrai al Politecnico.^{(1, 2)}

Un vero e proprio precursore di Jacob Barnett, 12enne talentuoso che, sembra, stia studiando e forse ampliando la relatività einsteiniana.
Torniamo a Ulam: armato della sua preparazione in fisica, astronomia e matematica, Stanislaw entra nel Politecnico di Lvov, la sua città natale, nel 1927. Sempre a Lvov ottiene, nel 1933, il dottorato studiando con Banach. Quest'ultimo aveva iniziato a lavorare su un vecchio problema di Lebesgue del 1902 riguardo l'intervallo [0,1]. Banach risolse la questione nel 1929, assumento una ipotesi del continuo generalizzata: Ulam, l'anno successivo, riuscì ad ottenere lo stesso risultato di Banach senza assumere l'ipotesi del continuo generalizzata usata dal suo maestro.
Nel 1935, su invito di von Neumann va all'Institute for Advanced Study di Princeton per alcuni mesi. Qui incontra Birkhoff, che lo invita ad Harvard. Ritornato in Polonia, inizia una intensa attività matematica:

La vita matematica polacca era molto intensa, i matematici si vedevano spesso nei caffé come lo Scottish Cafe e il Roma Cafe. Sedevamo lì per ore e facevamo matematica. Durante l'estate lo facevo di nuovo. E poi nel '39, lasciai veramente la Polonia circa un mese prima dell'inizio della Seconda Guerra Mondiale^{(1, 2)}.

E' il 1940 e Ulam arriva nel Wisconsin come assistant professor. Grazie all'interessamento di von Neumann, che lo invita a impegnarsi per lo sforzo bellico contro la Germania di Hitler, entra nel progetto Manhattan e lavora così con Teller: è il 1943, lo stesso anno in cui diventa cittadino statunitense. Stanislaw, così, si sposta ai Laboratori di Los Alamos.
E' in questo periodo che sviluppa il metodo Monte Carlo insieme con Nicholas Metropolis^{(3, 4)}, con lo stesso von Neumann e altri.
Risale al 1946-47 l'idea di utilizzare l'energia nucleare per la propulsione: evidentemente questa idea non era molto ben vista tra i responsabili del progetto Manhattan, visto che in quel periodo Rota⁽⁵⁾ rileva un cambiamento nel carattere di Ulam. Potremmo dire che questo fu il periodo in cui in effetti abbandonò il progetto sviluppato con Teller.
Essenzialmente questo progetto era strutturato in tre fasi principali:

1. separazione delle fasi in un trigger "primario" esplosivo e in uno "secondario" più potente,
2. compressione del "secondario" a causa dei raggi-X che provengono dalla fissione nucleare del "primario", un processo detto implosione di radiazione del "secondario", e
3. riscaldamento del secondario, dopo la compressione di raffreddamento, a causa della seconda esplosione della fissione all'interno del "secondario".
(da Wikipedia)

La geometria del progetto viene oggi recuperata dal NIF per usi pacifici all'interno della facility sulla fusione laser (di cui vi riferirò, spero presto, i primi risultati).
Ulam, invece, si dedicò al Progetto Orion. L'idea alla base del progetto venne proposta da Freeman Dyson che suggerì di far esplodere una piccola bomba atomica (0,1 chilotoni) all'interno di una camera di combustione del diametro approssimativo di 40 metri. Verrebbe poi iniettata dell'acqua all'interno della camera di combustione, surriscaldata dell'esplosione atomica, e quindi utilizzata per la propulsione vera e propria. Si dovrebbe ripetere il processo, e per ogni spinta generata da una esplosione atomica aumenterebbe la velocità del veicolo.