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Batterie nucleari

Hanno creato degli ioni di bismuto con collisioni nucleari di alta energia e li hanno focalizzati nell'anello di accumulazione del centro di ricerca nucleare sugli ioni pesanti GSI di Darmstadt. L'anello consente infatti di controllare direttamente un singolo ione per diversi minuti per volta mentre circola ingabbiato nell'anello stesso. Si tratta di una possibilità unica al mondo, cioè quella di osservare singole particelle cariche, per un periodo di tempo abbastanza lungo. E di questa opportunità gli specialisti traggono vantaggio per studiare in modo approfondito le proprietà fondamentali della materia.

Un gruppo di scienziati inglesi e tedeschi ha preso di mira un isotopo instabile del bismuto, allo scopo di affinare il modello nucleare che ne spiega le proprietà. Quindi una ricerca di carattere 'fondamentale' mell'ambito della sofisticata modellistica nucleare. Grazie ai lunghi tempi di osservazione diretta, il problema di carattere fondamentale è stato risolto in modo tale da far pensare anche a una possibile futura applicazione pratica clamorosa. Infatti, nel caso particolare del Bismuto-212 si tratta di un isomero, cioè di un nucleo in uno stato eccitato, con tutta l'energia intrappolata al suo interno nel suo stato nucleare instabile. Si è visto quindi che l'anello di accumulazione ha funzionato, in questo caso, oltre che come una trappola per isomeri, anche come un immagazzinatore di energia, per di più di energia nucleare, quella legata allo stato eccitato dell'isomero, che è 'vissuto' nell'anello circolare molto a lungo.
Di qui l'idea del futuro sviluppo di una batteria 'nucleare', un dispositivo portatile, capace di immagazzinare energia un milione di volte superiore a quella delle attuali batterie chimiche. Con tutti i problemi connessi della miniaturizzazione di un dispositivo del genere e del suo controllo. Con alcune precisazioni sui termini, Gianluca Colò così commenta: 'Certamente il risultato è interessante e si presta ad essere divulgato. Tutti sanno cos'è un isotopo, cioè un nucleo con lo stesso numero atomico, ma diverso numero di massa, di un altro nucleo, con cui condivide la stessa casella nella tavola degli elementi. Per isobaro si intende un nucleo che ha lo stesso numero di massa, ma diverso numero atomico di un altro, che occupa una casella diversa. Infine un isomero è in realtà uno stato eccitato di un nucleo con dato numero atomico e di massa. Se vive abbastanza a lungo, un isomero è osservabile come una "diversa forma" del nucleo stesso. Per vivere a lungo, bisogna che il decadimento allo stato fondamentale sia poco probabile, e questo accade se lo stato eccitato ha una forma molto diversa dallo stato fondamentale. Nel caso specifico, l'isomero del 212Bi, di cui si parla, ha 18 unità di momento angolare, rispetto allo stato fondamentale che ne ha una. Un decadimento che porti via 17 unità di momento angolare è molto, ma molto poco probabile. Tanto è vero che l'isomero vive addirittura mezz'ora. Mentre i tempi tipici dell'interazione forte sono 10-22 secondi.... Trovare un isomero che vive mezz'ora vuol dire avere un oggetto che ha energia intrinseca, e la libera in un tempo "macroscopico". Un "interruttore" nucleare ? Ai posteri l'ardua sentenza....'.

LB

http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i12/e122502

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