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Tutti sappiamo che il piccolissimo ciclotrone è facile da progettare e facile da costruire.
Al contrario: l'acceleratore lineare è complicatissimo da progettare e difficile da costruire.
Però il piccolissimo ciclotrone ha il difetto che smette di funzionare correttamente se la velocità delle particelle supera un decimo della velocità della luce.
Infatti superando 1/10 di c, l'aumento di massa delle particelle per causa della relatività diventa insostenibile per un corretto funzionamento del ciclotrone.
Questo problema con gli acceleratori lineari non esiste e neanche esiste nei cosi detti "sincrotroni".
Ma per superare la barriera coulombiana dei nuclei atomici quello che interessa veramente è l'energia di impatto e non tanto la velocità, anche se la velocità è un parametro dell'energia cinetica.
Energia cinetica = 1/2 * massa * V2
Di conseguenza, se volessimo superare la barriera coulombiana del nucleo del silicio usando particelle alfa... Non ci riusciremo MAI con un ciclotrone perché essendo la particella alfa molto leggera, per avere una energia sufficiente devo alzare di molto il parametro "velocità".
La furbata è usare nuclei atomici di mercurio che sono nuclei relativamente pesantissimi, e anche con basse velocità, ottengo grandi energie di collisione.
Il mercurio non è esattamente un gas, e per accelerare nuclei di mercurio con ciclotrone devo prima necessariamente vaporizzare il mercurio riscaldandolo.
Trasformare il mercurio liquido in mercurio gas è facile !
E' facile perché il mercurio bolle a soli 357 gradi, quindi basta mettere una resistenza elettrica di nichel-cromo che il mercurio vaporizza subito.
Lo stesso piccolissimo ciclotrone può essere tutto riscaldato a quella temperatura, e li dentro c'è il mercurio allo stato gassoso.
La tensione elettrica accelera i nuclei, il forte campo magnetico obbliga gli ioni di mercurio a girare in tondo ed accelerare sempre più.
Accelerare sempre più fino a quando la forza centrifuga prende il sopravvento e i nuclei fuggono dal campo magnetico andando a sbattere con estrema violenza contro un target di vetro, pardon... contro un target di silicio.
-------------------------
E' possibile in questo modo, produrre plutonio in quantità industriale, senza neanche la necessità di procurarsi l'uranio di scemo.
Però è necessario mercurio e vetro.
Pardon... Però è necessario mercurio e silicio.
Al contrario: l'acceleratore lineare è complicatissimo da progettare e difficile da costruire.
Però il piccolissimo ciclotrone ha il difetto che smette di funzionare correttamente se la velocità delle particelle supera un decimo della velocità della luce.
Infatti superando 1/10 di c, l'aumento di massa delle particelle per causa della relatività diventa insostenibile per un corretto funzionamento del ciclotrone.
Questo problema con gli acceleratori lineari non esiste e neanche esiste nei cosi detti "sincrotroni".
Ma per superare la barriera coulombiana dei nuclei atomici quello che interessa veramente è l'energia di impatto e non tanto la velocità, anche se la velocità è un parametro dell'energia cinetica.
Energia cinetica = 1/2 * massa * V2
Di conseguenza, se volessimo superare la barriera coulombiana del nucleo del silicio usando particelle alfa... Non ci riusciremo MAI con un ciclotrone perché essendo la particella alfa molto leggera, per avere una energia sufficiente devo alzare di molto il parametro "velocità".
La furbata è usare nuclei atomici di mercurio che sono nuclei relativamente pesantissimi, e anche con basse velocità, ottengo grandi energie di collisione.
Il mercurio non è esattamente un gas, e per accelerare nuclei di mercurio con ciclotrone devo prima necessariamente vaporizzare il mercurio riscaldandolo.
Trasformare il mercurio liquido in mercurio gas è facile !
E' facile perché il mercurio bolle a soli 357 gradi, quindi basta mettere una resistenza elettrica di nichel-cromo che il mercurio vaporizza subito.
Lo stesso piccolissimo ciclotrone può essere tutto riscaldato a quella temperatura, e li dentro c'è il mercurio allo stato gassoso.
La tensione elettrica accelera i nuclei, il forte campo magnetico obbliga gli ioni di mercurio a girare in tondo ed accelerare sempre più.
Accelerare sempre più fino a quando la forza centrifuga prende il sopravvento e i nuclei fuggono dal campo magnetico andando a sbattere con estrema violenza contro un target di vetro, pardon... contro un target di silicio.
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E' possibile in questo modo, produrre plutonio in quantità industriale, senza neanche la necessità di procurarsi l'uranio di scemo.
Però è necessario mercurio e vetro.
Pardon... Però è necessario mercurio e silicio.
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