Yoshio Nishina: Lo scienziato che tentò di scongiurare Nagasaki

Nishina (a destra) implora inutilmente i militari americani di non gettare i ciclotroni nella baia di Tokyo

Parleremo di questo argomento con gli amici di Radio3Scienza alle 11:30 italiane del 6 Agosto:  http://www.radio3.rai.it/dl/portaleRadio/media/ContentItem-1314fddc-9281-42dc-9229-297d4febf5c8.html?refresh_ce

Il 6 Agosto 1945 la città di Hiroshima fu rasa al suolo dal primo ordigno nucleare della storia: circa 140.000 giapponesi furono uccisi istantaneamente dall’esplosione o morirono successivamente a causa delle ustioni e delle radiazioni.

La bomba, denominata Little boy, era di concezione semplice quanto efficace: un esplosivo convenzionale lanciava un cilindro cavo di uranio verso una serie di dischi dello stesso materiale. Il materiale fissile raggiungeva un peso complessivo di 64 chili, superiore alla massa critica necessaria per innescare una reazione nucleare a catena dal potere distruttivo di 11 chilotoni, equivalente cioè a 11.000 tonnellate di esplosivo convenzionale.

Solo grazie agli enormi mezzi ed investimenti degli Usa – più di due miliardi di dollari dell’epoca, convogliati nel segretissimo progetto Manhattan – fu possibile impiegare a fini bellici le ultime scoperte della fisica nucleare. Liberando le energie che tengono insieme i nuclei atomici, si sviluppava una forza distruttiva milioni di volte più potente di quella degli esplosivi chimici basati sui meri legami molecolari.

A posteriori, la corsa agli armamenti nucleari del Secondo conflitto mondiale, non ebbe contendenti: nonostante i molti tentativi, i tedeschi non si avvicinarono mai all’arma finale sognata da Hitler. Nel marzo 1945, quando la disfatta era ormai vicina, i nazisti imbarcarono le loro ultime scorte di ossido di uranio, poco più di mezza tonnellata, sull’U-Boot 234 e lo spedirono verso il Giappone. Il sottomarino non giunse però mai a destinazione: nel maggio 1945, mentre era in viaggio, la Germania capitolò ed il sottomarino si arrese alla marina statunitense. Due ufficiali giapponesi presenti a bordo del vascello, Hideo Tomonaga e Shoji Genzo si suicidarono piuttosto che cadere in mano al nemico.

Anche il Giappone aveva ben due programmi di sviluppo di armi nucleari, il Ni-go, progetto numero 2, gestito dal fisico teorico Yoshio Nishina, presso il Riken, istituto di ricerca di Tokyo, ed il progetto 'F' presso l'università di Kyoto, sotto la guida di Bunsaku Arakatsu, già allievo di Einstein e costruttore di uno dei primi acceleratori di particelle giapponesi. Nishina – considerato il padre della fisica moderna in Giappone – disponeva al Riken di un laboratorio con circa cento persone e due ciclotroni ma la maggior parte delle sue attività rimase a livello di ricerca pura, senza applicazioni belliche.

Il problema principale della costruzione di ordigni nucleari è infatti quello di separare gli isotopi di uranio e plutonio utilizzabili per scopi bellici. La carenza di fondi e di materie prime non consentirono ai progetti giapponesi di fare molti passi avanti. I pochi progressi fatti si interruppero poi nell'aprile 1945, quando la maggior parte degli edifici del Riken fu distrutta a seguito dei continui bombardamenti su Tokyo. La maggior parte delle città giapponesi, infatti, erano già state rase al suolo da bombardamenti convenzionali: il solo raid del 9 marzo sulla capitale causò più di 125.000 morti, soprattutto a causa degli incendi innescati dall’enorme quantità di bombe incendiarie costitute di semplici ma speciali tondini imbevuti di sostanze incendiarie.

Hiroshima, invece, fino a quel momento era stata risparmiata dalle distruzioni della guerra perché i militari statunitensi volevano conoscere con precisione i danni causati dal nuovo tipo di bomba. Dopo l’esplosione, Nishina riuscì a raggiungere quello che restava di Hiroshima solo il 7 agosto. Già altri suoi colleghi avevanoconfermato, in una serie di rapporti, che l'ordigno utilizzato era – come peraltro dichiarato dal presidente Usa Truman – di tipo nucleare. Le evidenze, incontrovertibili,  furono indicate in una dettagliata lista redatta dal fisico giapponese: tegole fuse(che implicavano temperature superiori a 2000 gradi), l’elevata radiazione residua nell'area colpita(talmente intensa da riuscire ad impressionare le lastre a raggi X negli ospedali) e l’impressionante onda d’urto, in grado di spazzare via tutti gli edifici nel raggio di 1,6 chilometri, risparmiando solo alcune costruzioni in cemento armato.

Tuttavia i rapporti che raggiungevano Tokyo erano contrastanti e  i militari giapponesi, che speravano di poter continuare la guerra ad ogni costo,  preferirono ipotizzare su bombe al fosforo o al magnesio piuttosto che ammettere l’esistenza di una bomba atomica. Il resoconto di Nishina, che implorava la resa, arrivò solo il 9 agosto, troppo tardi per prevenire il bombardamento di Nagasaki, avvenuto in quello stesso giorno. In questo caso l’ordigno, Fat Man, era basato sul plutonio, con un innesco ad esplosivo convenzionale per comprimere la sfera di 6 kg di materiale fissile oltre il raggio critico. La complessità della bomba era tale che un prototipo era stato fatto esplodere poco meno di un mese prima nel Nuovo Messico. L'esplosione di Nagasaki fu pari a 21 chilotoni con più di 65.000 morti; fu solo la conformazione del terreno ad evitare danni maggiori e molte più vittime.

Il ciclotrone (a sinistra) viene gettato nella baia di Tokyo (destra)

A 50 km dal luogo dell'esplosione fu rinvenuta una capsula – lanciata da un aereo di scorta del bombardiere – contenente una lettera indirizzata a Ryokichi Sagane, fisico del Riken che prima della guerra aveva lavorato in California. Si trattava di un messaggio personale di tre ricercatori statunitensi che chiedevano a Sagane di convincere lo Stato maggiore giapponese alla cessazione delle ostilità. Sagane ricevette la lettera solo un mese dopo, e nel 1949 uno degli autori, Luis Alvarez – premio Nobel per la fisica nel 1968 – appose la sua firma autogafa su quella commovente quanto inutile missiva.

È ancora storicamente dibattuto se la resa immediata del Giappone dopo Hiroshima avrebbe potuto evitare il bombardamento di Nagasaki e soprattutto se la cessazione delle ostilità sia avvenuta per 'merito' delle armi nucleari o piuttosto sia stata causata dall'entrata in guerra della Russia sul fronte della Manciuria, sempre in quel fatidico 9 agosto 1945.

Con la cessazione delle ostilità, gli americani confiscarono i ciclotroni del Riken in quanto formalmente coinvolti nel programma bellico giapponese. Nonostante la strenua opposizione di Nishina i ciclotroni furono gettati nella baia di Tokyo. A distanza di anni questo gesto fu di aiuto agli scienziati giapponesi: sull'onda dell'indignazione di tutto il mondo per il sopruso dei militari, infatti, riuscirono ad ottenere finanziamenti per costruire nuovi e più potenti acceleratori. Negli anni successivi il Riken divenne uno degli istituti di frontiera in questo campo dando poi vita al KEK, Istituto degli acceleratori di alte energie, e realizzando enormi e modernissime strutture come la sorgente di luce di sincrotrone Spring-8, un impianto che viene utilizzato in tutti i campi scientifici, tecnici ed ingegneristici, spaziando dalla fisica applicata alla biologia, dalla geologia all’ingegneria.