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sabato 7 settembre 2013

Il Virus Industriale Stuxnet: Radioattività e Disastri Nucleari

Per molti la sicurezza informatica è ancora un argomento di poca importanza.
In tanti ritengono (sbagliando) che un attacco digitale possa provocare al massimo la scomparsa di denaro in uno o più conti correnti, nella peggiore delle ipotesi. D’altra parte televisione e cinema solo in poche occasioni hanno tentato, senza mai riuscire, a dimostrare quali siano i veri pericoli legati alla sicurezza digitale.


VIRUS COME DISASTRI NUCLEARI: STUXNET
Di solito di parla di questi temi più per raccontare come sia stata violata la protezione di un film in blu-ray, piuttosto che di come potenzialmente si potrebbe provocare un disastro di proporzioni bibliche. Qualche tempo fa il virus Stuxnet è stato programmato come arma militare.
E se, come sembra, il suo obiettivo sono le centrali nucleari (una in particolare, in Iran) allora un virus per computer può essere un’arma di distruzione di massa. Basta pensare all’incidente di Chernobyl per farsi venire la pelle d’oca. Questo virus ha le potenzialità per fermare il sistema di raffreddamento di una centrale. Da lì a un’esplosione il passo è breve, soprattutto se i tecnici non hanno gli strumenti per intervenire, o se il virus è disegnato in modo da impedire un intervento.
Questo virus venne scritto da qualcuno molto competente, sfrutta falle di Windows prima sconosciute, segno che qualcuno è stato in grado di analizzare il sistema operativo prima di mettersi a scrivere codice, e può infettare i Controller Elettronici Programmabili. Dispositivi che si trovano un po’ ovunque, dagli ascensori agli impianti industriali. Fino ad allora non esisteva, o non si conosceva, nulla del genere. Ammettiamo che, come qualcuno ipotizza, quella centrale nucleare sia usata davvero per produrre bombe atomiche. Quale sarebbe la portata di un eventuale incidente?


BREVI CENNI SULLA RADIOATTIVITA'
Qui diamo brevi cenni su elementi radioattivi.
A volte inconsciamente ci potrebbe capitare tra le mani un vero e proprio emettitore di radiazioni, specialmente se siamo appassionati collezionisti di vetri d'epoca. Le origini dell'emissione sono essenzialmente due: la contaminazione per permanenza in ambiente radioattivo e l'impiego di isotopi attivi nel processo di fabbricazione. Il primo caso è quantomeno sporadico, ed è piuttosto raro che possa capitarvi fra le mani un'ottica d'occasione precedentemente contaminata, a meno che non capiti di prelevare qualche lente da veicoli che hanno operato in zone di guerra.
Veniamo senza indugio alla fonte primaria di radiazioni ovvero all'utilizzo di materiali radioattivi nella costruzione, i principali elementi imputati sono sostanzialmente quattro: Lantanio, Torio, Cerio, Uranio e Plutonio.


LANTANIO, TORIO E CERIO: VETRI RADIATTIVI
Il Lantanio e il Cerio di per se non sono radioattivi però i composti da cui si ricavano contengono isotopi che a volte finiscono nel crogiolo assieme alle terre rare.
Il Torio presente nei vetri dopo 6 anni comincia a decadere ed emettere raggi gamma ma il bello che per avere un percettibile decadimento bisogna aspettare solo 10 anni alla 10^ potenza per dimezzare la sua radioattività. L'ossido di Torio fu impiegato a partire dal secondo conflitto mondiale poiché modifica sostanzialmente il numero di Abbe del vetro col quale è miscelato.
Più alto è il numero, minore è la dispersione del fascio luminoso rifratto: in pratica il Torio contrasta la caratteristica del vetro ottico rifrangente, curvo, di disperdere il raggio di luce bianca incidente in uno spettro, ovvero va a contrastare la formazione di frangiature di colore e aberrazioni varie.
La necessità di impiegare l'ossido di Torio è venuta in tempo di guerra per equipaggiare le lenti degli aerei di ricognizione che necessitavano oltre che di una notevole nitidezza, anche di una notevole correzione, in quanto venivano spesso usate emulsioni infrarosso o lenti rosso scure d'avanti per contrastare la foschia. Utilizzando il nuovo vetro al Torio nell'ultima lente si otteneva un miglioramento del contrasto, l'eliminazione delle varie aberrazioni, un notevole aumento della definizione, famoso in questo caso è l'Aero Ektar. Il secondo elemento contaminante, il Lantanio, aumentava, anche esso, sensibilmente l'indice di rifrazione dei vetri cui era miscelato, aprendo nuove strade a calcoli ottici più arditi e migliorando la correzione di ottiche già esistenti.
Sebbene il Lantanio non fosse di per se altamente radioattivo, nella sua lavorazione, dato che si ricava dalla monazite, è molto difficile separarne gli isotopi radioattivi quindi anche se in maniera minore rispetto al Torio, i vetri che contengono lantanio appartengono alla categoria delle lenti calde, alcuni di questi nomi di obiettivi storici a qualcuno suoneranno familiari: Elmar 50/2,8, ummilux-R 50/1,4 , Noctilux , per citarne alcuni.


URANIO E PLUTONIO: BOMBE ATOMICHE ED ARMI NUCLEARI
È un metallo argenteo radioattivo ed il suo isotopo 235U trova impiego come combustibile nei reattori nucleari e nella realizzazione di armi nucleari. La principale applicazione militare dell'Uranio è, nella sua forma molto arricchita nell'isotopo 235U, all'interno delle bombe atomiche o come innesco per le bombe termonucleari. La prima bomba atomica con 235U, Little Boy, venne realizzata durante gli anni della seconda guerra mondiale e venne sganciata nell'agosto del 1945 sulla città giapponese di Hiroshima(rasa al suolo). Un altro sottoprodotto importante con valore militare dell'Uranio è il Plutonio 239, che è prodotto dalle reazioni nucleari all'interno dei reattori nucleari.
Il Plutonio è utilizzato per costruire ordigni nucleari e come combustibile nei reattori nucleari.
Per via della sua facile fissione, il 239Pu è un componente fissile fondamentale delle moderne armi nucleari. La costruzione di una bomba atomica si svolge sostanzialmente in due passaggi.
Per prima cosa bisogna procurarsi il materiale fissile, che deve essere Plutonio sufficientemente puro o Uranio altamente arricchito. Ottenuto il materiale bisogna assemblare un ordigno in grado di esplodere. Dei due passaggi il primo è sicuramente il più complicato.
Per ottenere del materiale fissile in una quantità sufficiente si può procedere in due modi: o si costruiscono degli impianti di arricchimento dell’Uranio o si costruiscono dei reattori nucleari simili a quelli usati nelle centrali nucleari ad uso civile, e si ritratta chimicamente il combustibile nucleare usato nel reattore estraendone il Plutonio. Contrariamente a quanto di solito si pensi, la costruzione di una bomba non è una cosa elementare. Il problema è che le reazioni nucleari devono avvenire molto velocemente(cioè devono finire prima che il calore generato distrugga meccanicamente il nucleo esplodente). Di conseguenza l’innesco deve avvenire molto velocemente.
Al giorno d’oggi, le informazioni disponibili sono molto maggiori, e con un normale computer si possono fare delle simulazioni impensabili negli anni ’60.
Quindi assemblare una bomba atomica(avendo il materiale) non è semplice per l’uomo comune (non basta mettere insieme il materiale: lo si farebbe fondere e basta), ma è alla portata di qualsiasi stato o di qualsiasi gruppo terroristico ben organizzato.
La bomba assemblata sarebbe una bomba rudimentale, come quella di Hiroshima, avrebbe grosse dimensioni e potenziale non superiore a qualche Kiloton ma sarebbe comunque più che sufficiente a radere al suolo una città di qualche decina di migliaia di abitanti.
Con studi più accurati, con simulazioni numeriche e con qualche esperimento non nucleare si possono produrre design migliori, a innalzare l’energia dell’esplosione e ridurre le dimensioni.
Va ricordato, inoltre, che parte dell'Uranio a medio arricchimento prodotto nelle nazioni nucleari più avanzate, è utilizzato come combustibile per i reattori ospitati in navi e sottomarini da guerra, rappresentando di fatto un utilizzo indiretto di questo elemento per fini bellici.
L'altra importante applicazione militare dell'Uranio si basa sul cosiddetto Uranio impoverito, ovvero uranio in cui la percentuale di 235U è stata artificialmente ridotta.
L'Uranio è un metallo molto denso e pesante, e proprio per questo è utilizzato per rendere le corazzature dei carri armati particolarmente resistenti e per costruire munizioni anticarro.


DISASTRO NUCLEARE: CERNOBYL 1986.
Il disastro avvenne il 26 aprile 1986 alle ore 1:23:00, presso la centrale nucleare V.I.Lenin, situata in Ucraina settentrionale.
Le cause furono indicate variamente in gravi mancanze da parte del personale, sia tecnico che dirigente, in problemi relativi alla struttura e alla progettazione dell'impianto stesso e nella sua errata gestione economica ed amministrativa. Nel corso di un test definito "di sicurezza" (già eseguito senza problemi di sorta sul reattore n°3), il personale si rese responsabile della violazione di svariate norme di sicurezza e di buon senso, portando ad un brusco e incontrollato aumento della potenza (e quindi della temperatura) del nocciolo del reattore n°4 della centrale: si determinò la scissione dell'acqua di refrigerazione in idrogeno ed ossigeno a così elevate pressioni da provocare la rottura delle tubazioni del sistema di raffreddamento del reattore. Il contatto dell'idrogeno e della grafite incandescente delle barre di controllo con l'aria, a sua volta, innescò una fortissima esplosione.
Una nube di materiale radioattivo fuoriuscì dal reattore e ricadde su vaste aree intorno alla centrale, contaminandole pesantemente e rendendo necessari l'evacuazione e il reinsediamento in altre zone di circa 336.000 persone.
Si trattò di una liberazione di vapore surriscaldato ad altissima pressione che sparò in aria il pesante disco di copertura che chiudeva il cilindro ermetico contenente il nocciolo del reattore. All'esplosione del contenitore seguì il violento incendio della grafite contenuta nel nocciolo, incendio che in alcune ore disperse nell'atmosfera una enorme quantità di isotopi radioattivi, i prodotti di reazione fissili contenuti all'interno. Fu il primo incidente nucleare ad essere stato classificato come livello 7, il massimo livello della scala INES degli incidenti nucleari; il secondo caso ad essere classificato come livello 7 è quello accorso nella centrale nucleare di Fukushima in Giappone dell'11 marzo 2011.
Le esplosioni non furono di tipo nucleare bensì ebbero una causa chimica.
Il surriscaldamento del nocciolo dovuto all'improvvisa perdita di controllo sulla reazione nucleare portò al raggiungimento di elevatissime temperature che fecero arrivare la pressione del vapore dell'impianto di raffreddamento ad un livello esplosivo. Si innescarono inoltre reazioni fra le sostanze chimiche contenute (acqua e metalli), inclusa la scissione dell'acqua in ossigeno e idrogeno per effetto delle temperature raggiunte, che contribuirono a sviluppare grandi volumi di gas.
Nubi radioattive raggiunsero anche l'Europa orientale, la Finlandia e la Scandinavia, toccando anche l'Italia, la Francia, la Germania, la Svizzera e i Balcani, fino a porzioni della costa orientale del Nord America.


Per approfondire su alcune applicazioni tecnologiche inerenti la radioattività: 

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