Sembrava un gas qualunque. In realtà, era la chiave segreta per costruire la bomba atomica. E per anni, anche pronunciare il suo nome era un reato.
Durante la Seconda guerra mondiale, la corsa per ottenere uranio arricchito era una delle più frenetiche e riservate della storia. A prima vista, l’arricchimento poteva sembrare un processo chimico standard. Ma la realtà era molto più complessa. Per separare l’isotopo fissile U-235 dal molto più comune U-238, serviva un trucco: trasformare l’uranio in gas.
E fu così che un composto poco noto — l’esafluoruro di uranio (UF?) — divenne l’elemento decisivo nella realizzazione della bomba atomica.
Perché serve arricchire l’uranio?
L’uranio naturale contiene solo lo 0,7% di U-235, l’isotopo capace di sostenere una reazione a catena nucleare. Il restante 99,3% è U-238, un isotopo “inattivo” in questo senso.
Per costruire una bomba (o anche solo per far funzionare un reattore nucleare ad acqua leggera), occorre aumentare drasticamente la percentuale di U-235. Ma i due isotopi sono chimicamente identici: non si possono separare con reazioni classiche.
L’unica differenza? La massa atomica.
U-235 è leggermente più leggero di U-238. Ma come sfruttarla?
L’intuizione geniale: far diventare l’uranio un gas
Nel 1940, i ricercatori scoprirono che l’uranio combinato con il fluoro forma un composto chiamato UF?, un gas tossico, corrosivo, radioattivo… e perfetto per essere separato tramite centrifugazione.
L’esafluoruro di uranio ha una particolarità straordinaria: è l’unico composto di uranio volatile a temperatura moderata. Questo lo rendeva l’unica sostanza manipolabile in fase gassosa per separare U-235 da U-238 sfruttando la leggera differenza di peso molecolare tra le due versioni.
Le tecniche segrete di separazione
Negli impianti del Progetto Manhattan — in particolare a Oak Ridge, nel Tennessee — vennero sviluppate due tecniche basate su UF?:
- Diffusione gassosa Il gas UF? veniva spinto attraverso migliaia di barriere porose. Il composto contenente U-235 passava un po’ più velocemente a ogni stadio, accumulandosi lentamente. Servivano decine di migliaia di passaggi per ottenere uranio arricchito all’80-90%.
- Centrifugazione In un rotore ad alta velocità, il gas veniva separato sfruttando la forza centrifuga. L’U-238 tendeva ad accumularsi verso l’esterno, mentre l’U-235 rimaneva più centrale. Questa tecnica, molto più efficiente, fu sviluppata in seguito — e ancora oggi è la tecnologia dominante a livello mondiale.
Un gas pericolosissimo
Nonostante la sua utilità, l’UF? è altamente instabile. È corrosivo, reagisce violentemente con l’acqua (persino l’umidità dell’aria) e libera acido fluoridrico, una delle sostanze più pericolose per i polmoni e le mucose.
Gli impianti dove si lavorava con UF? richiedevano tubi speciali in nichel, sistemi di ventilazione estremi e protocolli di sicurezza rigidissimi.
Ma durante la guerra, la priorità era una sola: battere la Germania nella corsa nucleare.
Il gas che non si poteva nominare
Durante il Progetto Manhattan, "UF?" era classificato come informazione segretissima. I tecnici che ci lavoravano usavano nomi in codice, come “gas A” o “materiale speciale”.
Persino tra gli scienziati stessi, parlare apertamente di esafluoruro poteva essere considerato sospetto.
La sua importanza era tale che la sicurezza militare lo equiparava all’equivalente di una testata nucleare in forma chimica.
Dopo la guerra: da bomba a reattore
Dopo il 1945, l’esafluoruro di uranio non scomparve. Venne utilizzato nell’arricchimento per usi civili, con l’avvento delle centrali nucleari. Ancora oggi, le centrali a fissione che usano uranio arricchito devono passare per il gas UF? nel ciclo di produzione del combustibile.
Incredibilmente, l’intero comparto nucleare civile mondiale è ancora legato a un gas inventato per scopi bellici.
