La storia dell'atomo

LA STORIA DELL' ATOMO

Leonardo R. Ciminelli e Alessandro Sinopoli

L' ATOMO NELLA FILOSOFIA

460-370 B.C.

341-270 B.C.

XX sec A.D.+

Riprende la teoria di Democrito e la approfondisce

Epicuro

Come il progresso scientifico influenza la filosofia dell'atomo

L'atomismo "scientifico"

L'atomòs come aché

Democrito e Leukippos

Gli atomisti dell'età antica e medievale si basavano su particelle invisibili, ma da quando furono effettivamente trovate, l'approcciò passò da poetico, filosofico e assoluto a sperimentale, scientifico e pratico. Di più su ciò nella slide successiva.

Epicuro aggiunge la componente del peso all' atomo, immaginando che essi "Cadano" nel vuoto per formare l'essere, e crede che tramite il libero arbitrio si può interagire col mondo in maniera extrameccanicistica.

Democrito propone come arché l'atomòs, categorizzandoli in 5 forme: Cubici, Sferici, Esagonali, Piramidali ed Eterei. δοκεῖ δὲ αὐτῶι τάδε· ἀρχὰς εἶναι τῶν ὅλων ἀτόμους καὶ κενόν, τὰ δ'ἀλλα πάντα νενομίσθαι [δοξάζεσθαι]. (Diogenes Laërtius, Democritus, Vol. IX, 44)

L' atomo nella scienza

SCOPERTA DEL NUCLEARE

Dalton e la prima teoria atomica

Thompson

Rutherford

Bohr

1808 A.D.

Fermi

Progetto Manhattan

Il futuro della fissione Nucleare

La fusione nucleare

1904 A.D.

1911 A.D.

1911-1919 A.D.

2007*2-Futuro

1986*-Futuro

1942-1945 A.D.

1901-1954 A.D.

Before/After Nuclear revolution

*) La data è quella del disastro di Chernobyl*2). La data è quella della fondazione del progetto ITER

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Il Progetto Manhattan, la potenza dell'atomo scatenata

Il 13 Agosto 1942 ha inizio il progetto Manhattan, una delle sfide a livelo fisico scientifico, che tramite una aggregazione delle più geniali menti dell'epoca dell'emisfero occidentale e non solo, ha portato allo svilluppo di un ordigno atomico per uso bellico militare. Uno dei primi grandi traguardi raggiunti dal progetto avvenne 2 dicembre 1942, quando il fisico Italiano Errico Fermi riuscì a mettere a punto la Chicago Pile 1, ossia una reattore che permetteva di avere una rezione a catena autosostenuta. La prima al mondo. Con il raggiungimento dei primi obbiettivi, di careattere scientifico,da parte del progetto; il governo degli stati uniti cominciò a capire l'importanza che quest'ultimo avrebbe potuto avere nel conflitto mondiale in corso. L'era atomica iniziò ufficialmente il 16 luglio 1945, quando venne testata nel sito Trinity ( deserto del New Mexico), la prima bomba atomica, nome in codice: GADGET; si trattava di un arma al plutonio la cui potenza era pari a circa 20 kilotoni. Agli occhi del governo il test Trinity risultò eccellente e poco dopo decise di usare la bomba atomica contro il giappone, a Hiroshima il 6 agosto del 1945 e tre gioni dopo a Nagasaki il 9 agosto del 1945.

Vantaggi della Fusione Nucleare:

• È ambientalmente sostenibile
• Ha prospettive energetiche incredibili

La fusione nucleare è il sistema con cui il Sole crea luce ed energia. In parole povere, si ottiene facendo collidere a velocità altissime due particelle d'idrogeno, rispettivamente di Deuterio e di Trizio, creando un atomo di elio e 1 neutrone di scarto per assicurare la reazione a catena. I principali problemi di questo metodo sono le infrastrutture (sono necessarie temperature altissime per effettuarla, tali da fondere qualsivoglia materiale che venga utilizzato per contenere le camere interne del reattore) e il netto di energia (al momento ci vuole molta più energia per effettuare la fusione nucleare rispetto a quella che si ottiene con il procedimento stesso.

La Fusione nucleare

Rutherford abbozza un nuovo modello di atomico dopoché ebbe scoperto il nucleo atomico. Non dà molta importanza agli elettroni e le loro orbite, l'innovazione sta nella presenza di un nucleo atomico molto piccolo e la presenza di tanto spazio vuoto all'interno dell'atomo, a differenza dello schema di Thompson.

Rutherford, si scopre il nucleo atomico

La dimensione del nucleo atomico è stata ingrandita di 10.000 volte rispetto all'atomo stesso, per chiarezza illustrativa

• Ogni porzione di materia è formata da atomi;
• Gli atomi non possono essere divisi;-
• Gli atomi non possono essere né creati né distrutti (principio di conservazione della materia)
• Le reazioni chimiche possono essere spiegate dal movimento, dall'unione e dalla separazione degli atomi.
• Tutti gli atomi di un determinato elemento (ad esempio tutti gli atomi di idrogeno) sono uguali poiché hanno tutti la stessa massa.Inoltre formula la legge delle proporzioni multiple, basandosi sulla legge di Proust.

Dalton riprende Democrito

Per spiegare le leggi della chimica introdotte da Lavoisier e Proust, John Dalton definisce la prima teoria atomica, riprendendo il termine dalla teoria atomica di Democrito. Le leggi che propone sono:

Curiosità:

• Vince il premio Nobel per la Fisica nel 1938;
• Crea il paradosso di Fermi sulla vita extraterrestre.

Gli studi di Enrico Fermi

Enrico Fermi è uno dei principali contributori agli studi sulla meccanica quantistrica e sull'energia nucleare. Gli si attribuisce la scoperta del decadimento beta e fu il primo a effettuare quella che poi sarà definita fissione nucleare, bombardando isotopi di Uranio e altri elementi radioattivi artificiali con neutroni lenti.Fu parte della Commissione del Progetto Manhattan

Nel 1904 Thompson propone il modello atomico a "Pudding di prugna" (Plum Pudding) per conciliare la scoperta degli elettroni nel 1879 e il fatto che l'atomo fosse, nel suo complesso, neutro."... the atoms of the elements consist of a number of negatively electrified corpuscles enclosed in a sphere of uniform positive electrification, ..."

Thompson, da pallina a budino

Niels Bohr nato a Copenaghen nel 1885 è stato un importante fisico, noto per l'elaborazione del modelo atomico "definitivo", anche detto modelo Rutherford-Bohr, poichè viene identificato come l'evoluzione del sistema di Rutherford, In base alle teorie di Rutherford infatti, Bohr rese pubblico il suo modello della struttura atomica, introducendo la teoria secondo cui gli elettroni si muovono in orbite ben definite, che corrispondono ai diversi stadi di energia intorno al nucleo dell'atomo. Bohr, inoltre, introdusse l'idea che un elettrone possa cadere da un'orbita di alta energia a una con energia più bassa, emettendo un fotone di energia "definita", da quì il nome del modello. Questo modello tuttavia non spiegava la stabilità degli atomi e la ragione per cui l’elettrone non “cade” nel nucleo ma mantiene sempre un livello minimo di energia.

Bohr: Il modello atomico "definitivo"

Einstenium, Numero atomico 99

3 sezioni: - il problema a chernobyl brevemente-In quali stati hanno abolito la fissione (e se vuoi anche inche modo e/o quali tipi di governi tipo centro/destra/sinistra/dittature etc)-Prospettive sulla fissione e sui reattori nel futuro.

Chernobyl, Fukushima: I rischi della fissione e il futuro dell'energia nucleare

I principali problemi dei reattori nucleari:

• La gravità dei danni in caso di problemi tecnici
• La quantità di scorie radioattive difficilmente smaltibili
• La complessità del sistema e la sua imprevedibilità, dunque la facilità con cui possono spuntare problematiche