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OLTRE L'URANIO OLTRE L'URANIO La chimica dei pesi massimi m Il chimico russo Mendeleev che compilò la Tavola periodica m degli elementi CHI scende in questi giorni all'aeroporto di Tolosa, in Francia, guardando fuori dal finestrino penserà di soffrire di allucinazioni vedendo due esemplari di un aereo incredibile: una immensa balena volante che sta effettuando i primi voli di collaudo in vista dell'omologazione prevista per il settembre '95. Il suo vero nome è Airbus A 300-600 St ed è attualmente il più grande aereo civile del mondo. E' derivato da un A 300, di cui conserva la metà inferiore, mentre la parte superiore, fino ai piani di coda è completamente nuova e, con 1400 metri cubi di volume utile, può trasportare carichi enormi: ad esempio la fusoliera completa di un A 320 odi un A 340. Finora ne sono stati ordinati quattro esemplari destinati appunto al trasporto dei diversi elementi degli Airbus tra le fabbriche dei quattro Paesi del Consorzio (Francia, Germania, Uk e Spagna) ma è molto probabile la vendita di altri in vari Paesi, inclusi gli Stati Uniti dove la produzione dei velivoli diviene sempre più una cooperazione tra ditte situate lontano tra loro, ciò che impone il trasporto di parti molto voluminose. I prossimi anni sembrano dover esser quelli dei nuovi aerei giganteschi. E' certo ormai che il programma americano Vlct (Very large commercial transport) proseguirà fino all'entrata in servizio tra il 2002 ed il 2003, ora che la Boeing ha ottenuto un ulteriore finanziamento dalla Nasa. Ma anche gli europei raggruppati nell'Airbus Industrie hanno deciso di proseguire gli studi dell'A3XX del quale è già stata definita la configurazione di base, molto simile al Vlct: un quadrimotore a due ponti più lungo di 6 metri del Jumbo 747, 3 metri più alto e 10 metri più largo, con un peso massimo al decollo di 520 tonnellate contro le 385 del 747, e in grado di trasportare - a seconda della distribuzione interna dei sedili nelle varie classi da 800 a circa 1000 passeggeri. Naturalmente il problema non consiste tanto nella capacità tecnica di progettare o produrre un simile aereo perché sia in grado di volare in tutta sicurezza ma negli obiettivi economici: 28 per cento di consumo in meno rispetto al 747 a un costo per passeggero trasportato inferiore del 15 per cento. Ciò implica lo sviluppo e l'impiego di nuovi materiali e di nuove tecniche per ridurre tutta la resistenza all'avanzamento ed il miglioramento delle prestazioni dei motori che saranno gli attuali General Electric CF6-80 o i Pratt e Whitney 4168. Molto difficile è stata la scelta del tipo di fusoliera che è ora definita ellittica (8,53 per 6,77 metri) con i due piani dove verranno sistemati i passeggeri, le scale anteriore e posteriore ed una zona dove ci si potrà muovere un po': un bar e forse un cinema a grande schermo. Alla Boeing si era pensato di eliminare tutti i finestrini: ciò faciliterebbe molto la costruzione della fusoliera rendendola più leggera e meno costosa. Questa è una vecchia idea che di tanto in tanto ritorna a tentare i costruttori di aerei civili e che finora non è mai stata at- tuata per il timore di un «rifiuto psicologico» da parte dei passeggeri, rifiuto che potrebbe indurre le compagnie aeree a non acquistare un aereo dove si viaggerebbe sempre con luce artificiale. E' bensì vero che ormai pochi passeggeri si affacciano ai finestrini durante i lunghi voli che questo apparec- II cargo della Airbus, con 1400 metri cubi di volume utile, è attualmente l'aereo più grande del mondo con applicazioni civili Ma la corsa ai giganti dell'aria ci riserverà nei prossimi anni molte sorprese chio dovrà affrontare, ma è molto difficile prevedere se la gente accetterebbe di entrare in un tubo sigillato per rivedere l'esterno solo dopo che l'aereo si è arrestato di fronte alla porta di imbarco. Ora una ditta americana ha messo a punto un sistema basato su di una speciale telecamera che può trasmettere agli schermi che simulano i finestrini esattamente ciò che si vedrebbe da ciascuno di essi e può diffondere una luce analoga a quella che si avrebbe dal vetro. E' molto probabile che in futuro, sempre più abituati a vivere in un mondo «televisivo» e sempre meno naturale, accetteremo di ammirare su un piccolo schermo il cielo e le nuvole che ci circondano o il meraviglioso spettacolo dell'alba e del tramonto visti da 40 mila piedi d'altezza. Sarebbe anche facile «trasformare» il mondo esterno, per esempio trasmettendo un cielo sereno e un ambiente rassicurante quando si va all'atterraggio attraversando un cumulo nembo poco simpatico, attorniato dai fulmini. CJ E' una nuova chimica ancora tutta da scoprire oltre il confine degli elementi più pesanti dell'uranio creati artificialmente dall'uomo? Un articolo uscito su Physical Review Letters e ripreso dal mensile Sapere fa supporre che la risposta sia sì. Secondo alcuni indizi recentemente acquisiti da Yuri Lazarev dell'Istituto per la ricerca nucleare di Dubna (Russia) e da Ron Lougheed del Lawrence Livermore Laboratory (California, Usa) gli elementi - ancora sconosciuti con numero atomico tra 112 e 118 potrebbero essere stabili e avere una vita abbastanza lunga da consentire ricerche accurate per stabilirne le caratteristiche chimiche, e forse anche applicazioni pratiche. La Tavola periodica degli elementi compilata da Mendeleev ci riserva ancora qualche sorpresa. La natura si è fermata all'elemento 92, l'uranio. Ma l'uomo ha già creato altri 17 elementi. Non però duraturi come quelli naturali. Vediamo perché. Il nucleo degli atomi è costituito da protoni e neutroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, i neutroni, come dice il loro nome, non hanno carica. Cariche dello stesso segno si respingono. I protoni dovrebbero dunque tendere ad allontanarsi distruggendo qualsiasi nucleo atomico. Ma entro un raggio molto breve, oltre all'interazione elettromagnetica, agisce un'altra forza fondamentale: l'interazione forte. Che è assai più intensa di quella elettromagnetica. Si spiega così perché possano-esistere atomi stabili, dal più leggero, l'idrogeno (un solo protone, numero atomico 1), all'uranio (92 protoni, numero atomico 92). Benché senza carica, anche i neutroni hanno un loro ruolo nella stabilità dei nuclei. La loro disposizione può rendere gli elementi chimici più o meno stabili. Il ferro è l'elemento più stabile in natura. Oltre un certo numero di protoni e di neutroni, però, i nuclei diventano così grandi che l'interazione forte, con il suo corto raggio d'intervento, non riesce più a tenerli insieme se non per tempi brevi. Negli ultimi cinquantanni sono stati creati artificialmente molti elementi transuranici, ma via via più instabili. L'elemento 97 berkelio, per esempio, ha una vita media di 1400 anni, il 98 californio di 890, il 99 einsteinio di 275 giorni e così via, fino al 109 meitnerio, che ha una vita media di appena tre millesimi di secondo. Sembrava che si fosse arrivati al limite oltre il quale non può più esserci chimica perché gli elementi diventano troppo effimeri. Creare elementi così volatili diventava un puro gioco di abilità fine a se stesso, una gratuita sfida alla natura. Ma ora la prospettiva sta cambiando. Lazarev ha prodotto un isotopo pesante dell'elemento 106, il seaborgio, che lascia intravedere una nuova inesplorata regione di stabilità dei nuclei atomici, appunto tra i 112 e i 118 protoni. Il seaborgio con peso atomico 263 (106 protoni e 157 neutroni) ha una vita media di appena 9 decimi di secondo. Ma il suo isotopo con peso atomico 266 vive da 10 a 30 secondi. Per via teorica si può supporre che ancora più stabile sarebbe un nucleo che avesse 114 protoni e 184 neutroni disposti in strati successivi e completi. Lazarev e i fisici russi hanno prodotto seaborgio 266 bombardando nuclei di californio 248, fornito dagli americani, con nuclei di neon 22. E' difficile, però, ottenerne una quantità apprezzabile: se ne fabbrica soltanto un atomo al giorno! Gli esperimenti vanno avanti. Gli alchimisti degli elementi ultrapesanti cercheranno ora di fondere insieme un atomo massiccio e uno leggero in modo che la loro somma dia un nucleo di 114 protoni e 184 neutroni. Se questo esotico elemento risultasse stabile, la nuova chimica diventerebbe realtà. Che l'uomo abbia più fantasia della natura? Piero Bianucci 1