La Russia sta potenziando un laser gigante per testare le sue armi nucleari

Andy Extance

Nella città chiusa di Sarov, a circa 350 chilometri a est di Mosca, gli scienziati sono impegnati a lavorare su un progetto per aiutare a mantenere operative le armi nucleari russe per molto tempo. All'interno di un'enorme struttura, alta 10 piani e che copre l'area di due campi da calcio, stanno costruendo quello che è ufficialmente noto come UFL-2M o, come lo hanno soprannominato i media russi, lo "Zar Laser". Se completato, sarà il laser con la più alta energia al mondo.

I laser ad alta energia possono concentrare l’energia su gruppi di atomi, aumentando la temperatura e la pressione per avviare reazioni nucleari. Gli scienziati possono usarli per simulare cosa succede quando una testata nucleare esplode. Creando esplosioni in piccoli campioni di materiale (campioni di ricerca o piccole quantità di armi nucleari esistenti) gli scienziati possono quindi calcolare le probabilità di funzionamento di una bomba in piena regola. Con una vecchia testata si può verificare che funzioni ancora come previsto. Gli esperimenti laser consentono di eseguire test senza far esplodere una bomba atomica. "Si tratta di un investimento sostanziale da parte dei russi nelle loro armi nucleari", afferma Jeffrey Lewis, ricercatore sulla non proliferazione nucleare presso il Middlebury Institute of International Studies in California.

Fino ad ora, la Russia è stata l’unica tra le potenze nucleari più affermate a non disporre di un laser ad alta energia. Gli Stati Uniti hanno il loro National Ignition Facility (NIF), attualmente il sistema laser più energetico del mondo. I suoi 192 raggi separati si combinano per fornire 1,8 megajoule di energia. Considerato in un certo senso, un megajoule non è una quantità enorme: equivale a 240 calorie alimentari, simili a un pasto leggero. Ma concentrare questa energia su un’area minuscola può creare temperature e pressioni molto elevate. La Francia nel frattempo ha il suo Laser Megajoule, con 80 raggi che attualmente forniscono 350 kilojoule, anche se punta ad avere 176 raggi che forniscono 1,3 megajoule entro il 2026. Il laser Orion del Regno Unito produce 5 kilojoule di energia; Laser cinese SG-III, 180 kilojoule.

Se completato, lo Tsar Laser li supererà tutti. Come il NIF, dovrebbe avere 192 raggi, ma con una potenza combinata maggiore di 2,8 megajoule. Attualmente, però, è stata avviata solo la prima fase. In una riunione dell’Accademia russa delle scienze nel dicembre 2022, un funzionario ha rivelato che il laser vanta 64 raggi nel suo stato attuale. La loro produzione totale è di 128 kilojoule, il 6% della capacità finale prevista. Il prossimo passo sarebbe testarli, ha detto il funzionario.

Quando si tratta di costruire laser per provocare reazioni nucleari, "più grandi sono, meglio è", afferma Stefano Atzeni, fisico dell'Università di Roma, Italia. Strutture più grandi possono produrre energie più elevate, il che significa che i materiali possono essere sottoposti a temperature o pressioni più elevate o che è possibile testare volumi maggiori di materiali. Ampliare i limiti degli esperimenti offre potenzialmente ai ricercatori nucleari dati più utili.

Negli esperimenti, questi laser fanno esplodere i materiali bersaglio in uno stato della materia ad alta energia noto come plasma. Nei gas, nei solidi e nei liquidi, gli elettroni sono solitamente fissati saldamente ai nuclei dei loro atomi, ma nel plasma vagano liberamente. I plasmi emettono radiazioni elettromagnetiche, come lampi di luce e raggi X, e particelle come elettroni e neutroni. I laser necessitano quindi anche di apparecchiature di rilevamento in grado di registrare quando e dove accadono questi eventi. Queste misurazioni consentono quindi agli scienziati di estrapolare come potrebbe comportarsi una testata completa.

Jeremy Bianco

Amos Barshad

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Personale CABLATO

Finora la mancanza di un tale laser da parte della Russia non ha rappresentato un grande svantaggio nel garantire il funzionamento delle sue armi. Questo perché la Russia è impegnata a ricostruire continuamente i “pozzi” di plutonio, i nuclei esplosivi presenti in molte testate nucleari, che prendono il nome dai centri duri di frutti come le pesche. Se è possibile sostituire facilmente i vecchi pozzi esplosivi con quelli nuovi, non sarà necessario utilizzare i laser per verificare quanto si sono degradati nel corso degli anni. "Negli Stati Uniti ricominceremmo anche le nostre armi nucleari, tranne per il fatto che non abbiamo la capacità di produrre un gran numero di pozzi", afferma Lewis. Il più grande impianto di produzione degli Stati Uniti, a Rocky Flats, in Colorado, ha chiuso nel 1992.