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Intelligenze Artificiali e nucleare

Aggiornato il: nov 14

(di Luca Sciocchetti)


I progressi nell'intelligenza artificiale stanno abilitando capacità precedentemente inattuabili e sono potenzialmente in grado di destabilizzare i delicati equilibri internazionali. La convergenza di sistemi autonomi e armi nucleari non è del tutto nuova, già negli anni '60 gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica videro che il campo delle A.I. poteva svolgere un ruolo nello sviluppo e nel mantenimento di quelle che erano le loro capacità strategiche. Le prime applicazioni dell'intelligenze artificiali includevano l'automazione del rilevamento delle minacce, la trasmissione degli ordini di lancio e il targeting (centrale nelle operazioni militari per identificare gli obiettivi e definire gli effetti da produrre). Ma rimaneva di fondamentale importanza la presenza umana nel circuito in caso di un guasto al sistema.


1) Le applicazioni

Lo sviluppo recente dell'intelligenza artificiale potrebbe essere sfruttato in tutti gli aspetti del nucleare. L'apprendimento automatico potrebbe potenziare le capacità di rilevamento dei sistemi di allarme rapido già esistenti e migliorare la possibilità per gli analisti umani di effettuare una analisi incrociata dei dati per lo spionaggio, la sorveglianza e la ricognizione e migliorare la protezione delle architetture di comando e controllo dagli attacchi informatici. Inoltre, tale sviluppo potenzierebbe le capacità dei mezzi convenzionali dei sistemi di fesa aerea, di jammering e cibernetico. I sistemi autonomi senza pilota come droni aerei o veicoli sottomarini sono una potenziale alternativa ai tradizionali sottomarini nucleari, bombardieri strategici e missili intercontinentali. Relativamente alle ricerche sulle tecnologie di ultra – persistenza l'applicazione di sistemi di propulsione nucleare permette di raggiungere autonomie di navigazione estremamente superiori (rispetto all'utilizzo di idrocarburi) ed una maggiore capacità di carico (sia per armamenti che per sistemi di sorveglianza). Uno degli aspetti negativi della propulsione nucleare sono gli elevati costi operativi che però in parte sono ammortizzati dalla riduzione dei costi dei sistemi di supporto, senza avere così la necessità di stabilire delle installazioni per i rifornimenti (spesso in aree remote e ostili). Stati Uniti, Russia, Israele e Cina sono i principali paesi impegnati nella ricerca e sviluppo di sistemi d'arma controllate dalle A.I. I recenti progressi dell'apprendimento automatico e dei sistemi autonomi migliorano la stabilità strategica in quanto forniscono agli stati delle informazioni e strumenti decisionali / diagnostici migliori per situazioni critiche, riducendo così il rischio di errori di calcolo e inoltre possono generare nuove possibilità per la comunità internazionale di monitorare gli sviluppi relativi alle armi nucleari e condurre operazioni di verifica. L'applicazione dell'Intelligenza Artificiale si sta espandendo e sta lentamente guadagnando rilevanza nel mondo militare promettendo un significativo vantaggio nella capacità di “cyber offensive” per incrementare i danni sia ai software che agli hardware avversari. L'hacking informatico, con l'avvento dell'apprendimento automatico, rappresenta un efficace ed efficiente strumento per svolgere attività di targeting delle vulnerabilità dei sistemi bancari, economici, dei trasporti e i programmi che gestiscono reattori nucleari e le forniture energetiche. I radar ad alta sensibilità e la trasmissione dei dati quasi istantanea hanno ridotto drasticamente il tempo di reazione tra il rilevamento e la decisione di risposta ad un eventuale attacco. L'applicazione delle moderne tecnologie a particolari sistemi d'arma come i siluri che sfruttano il fenomeno della cavitazione, aerei e missili da crociera ipersonici stanno riducendo ancora di più i tempi decisionali dei leader. In questo contesto caratterizzato da rapidi cambiamenti, l'idea è quella di utilizzare un sistema basato sull'intelligenza artificiale per annullare eventuali attacchi a sorpresa o di rappresaglia del nemico. Consegnare però i codici nucleari a un'intelligenza artificiale potrebbe avere molti effetti collaterali negativi. Uno di questi è il pregiudizio dell'automazione (è una particolare classe di errori che una persona potrebbe commettere in un ambiente altamente automatizzato), la tendenza all'automazione è la propensione per gli esseri umani a favorire i suggerimenti dei sistemi decisionali automatizzati e a ignorare le informazioni contraddittorie rese senza automazione, anche se corrette. Se si considera una intelligenza artificiale come un tradizionale software, allora sarà necessaria una tecnologia hardware molto più evoluta in quanto gli algoritmi complessi richiedono una elevata capacità computazionale. Nei processi di simulazione di diversi scenari di fondamentale importanza è l'elaborazione dei dati e applicando i principi della meccanica quantistica è possibile immagazzinare mediante lo “stato di sovrapposizione quantistica” un enorme quantitativo di informazione in delle particelle (Qbit). A livello pratico, i processori quantistici, sui quali si trovano i Qbit sono particolarmente delicati e necessitano per il loro funzionamento particolari condizioni, come ad esempio una temperatura più bassa di quella presente nello spazio interstellare. Affinché l'intelligenza artificiale sia in grado di dominare qualsiasi campo è necessaria un'enorme quantità di dati esatti e precisi da elaborare.


2) Un nuovo sviluppo del nucleare

Il futuro ruolo dell'energia nucleare sta attirando una nuova attenzione. Diverse recenti valutazioni della politica climatica hanno concluso che è impossibile soddisfare il crescente fabbisogno mondiale di energia ed ottenere effettive riduzioni delle emissioni globali di gas a effetto serra senza una rapida crescita dell'energia nucleare, insieme all'impiego delle energie rinnovabili. I nuovi reattori dovranno inoltre essere meno costosi, più facili e più veloci da costruire, meno vulnerabili alle minacce degli attacchi cibernetici, più adatti alle esigenze dei paesi in via di sviluppo e più compatibili con le caratteristiche in rapida evoluzione delle reti elettriche. La Cina sta inoltre determinando il passo in altri campi della tecnologia nucleare avanzata e sta cavalcando un'ondata di innovazione che potrebbe cambiare il gioco dell'energia nucleare e del mix energetico delle nazioni. I piccoli reattori modulari S.M.R. (Small Modular Reactor) sono fondamentali per il futuro dell'energia nucleare. Gli S.M.R. e altri progetti di reattori avanzati statunitensi offrono numerosi vantaggi, tra cui la capacità di fornire flessibilità e resilienza alla rete. Gli Stati Uniti stanno sviluppando progetti di reattori all'avanguardia con una versatilità senza precedenti, possono essere abbinati a fonti di energia rinnovabili, sono inoltre molto meno costosi e bruciano i rifiuti come risorsa energetica. Nu Scale Power's è un piccolo esempio di reattore modulare avanzato di S.M.R. Il suo sistema di raffreddamento passivo di sicurezza è un punto di svolta e sostanzialmente rende il reattore più sicuro, senza alcuna azione richiesta da un operatore per arrestare il sistema in sicurezza. Con l'entrata in linea di nuovi reattori avanzati VHTR (Very High Temperature Reactor), vengono sviluppati nuovi carburanti che possono funzionare in modo più efficiente a temperature più elevate (es. combustibile nucleare TRISO). Le compagnie elettriche non sono molto interessate all'innovazione nucleare a seguito delle tecnologie distribuite di energia solare ed eolica, sistemi intelligenti di gestione dell'energia residenziale e l'ascesa di una nuova classe di fornitori di servizi energetici distribuiti. Nonostante ciò per il mondo nel suo insieme, è necessario mantenere l'energia nucleare nel mix e con la crescente richiesta di energia proveniente maggiormente dai paesi in via di sviluppo è ancora più necessario. I progressi nella scienza dei materiali contribuiranno nella ricerca sull'energia, la tradizionale fusione calda richiede temperature incredibilmente elevate per funzionare ma è possibile individuare altre possibilità. La ricerca sui sistemi LENR (Low Energy Nuclear Reaction) per reazioni nucleari a bassa energia, ha lo scopo di studiare delle reazioni alla fusione che possano essere incitate in modo efficiente e ripetibile a temperature molto più basse rappresentando così la massima promessa di energia libera e abbondante. Attualmente nessuno è riuscito a riprodurre la fusione fredda in modo indipendente i risultati, nonostante ciò tale ricerca ha permesso di studiare nuovi metodi sperimentali al fine di misurare variazioni termiche in condizioni estreme. La maggior parte della crescita della domanda di energia nei prossimi decenni avverrà in quei paesi in via di sviluppo, in cui i governi e le aziende energetiche dovranno affrontare enormi difficoltà nel soddisfare le aspirazioni di miliardi di persone che mirano a standard di vita più elevati, cercando simultaneamente di rispettare i rigorosi limiti di emissione di carbonio. Tra le sfide cui si trova attualmente confrontata l'Unione Europea nel settore dell'energia figurano la crescente dipendenza dalle importazioni, la diversificazione limitata, i prezzi elevati e volatili dell'energia, l'aumento della domanda di energia a livello mondiale, i rischi per la sicurezza nei paesi di produzione e di transito, le crescenti minacce poste dai cambiamenti climatici, la lentezza dei progressi nel settore dell'efficienza energetica, nonché la necessità di una maggiore trasparenza e di una ulteriore integrazione e interconnessione dei mercati energetici. Il nucleo della politica energetica dell'UE è costituito da un'ampia gamma di misure volte a realizzare un mercato energetico integrato ed a garantire la sicurezza dell'approvvigionamento energetico e la sostenibilità del settore energetico promuovendo una politica di decarbonizzazione. In materia di efficienza energetica sono previsti meccanismi di incentivazione rivolti ai consumatori ed operatori con il fine di incrementare la produzione di elettricità da fonti rinnovabili.


3) L'impatto del nucleare negli equilibri strategici

Un reattore nucleare consuma determinati isotopi fissili specifici per produrre energia ed i tre tipi più comuni di combustibile per reattori nucleari sono: L'uranio-235 purificato e cioè che viene arricchito riducendo la quantità di uranio-238 (la maggior parte dell'energia nucleare è generata utilizzando l'uranio a basso arricchimento, mentre l'uranio ad alto arricchimento è necessario per le armi); Il plutonio-239, trasmutato da uranio-238; L'uranio-233, trasmutato dal torio-232. Relativamente all' uranio-233, il ciclo del combustibile al torio offre enormi vantaggi in termini di sicurezza energetica a lungo termine, grazie al suo potenziale di essere un combustibile autosufficiente senza la necessità di reattori a neutroni veloci. Si tratta quindi di una tecnologia importante e potenzialmente praticabile che sembra in grado di contribuire alla costruzione di scenari di energia nucleare credibili a lungo termine, inoltre in ambito militare è possibile usare l'uranio-233 come materiale fissile di un'arma nucleare. Una testata termonucleare è in grado di creare un impulso elettromagnetico nucleare NEMP (terza generazione di armi nucleari). Una “esplosione” di radiazione elettromagnetica è in grado di far variare rapidamente i risultanti campi elettrici e magnetici producendo così dei picchi di tensione dannosi per sistemi elettrici ed elettronici. Le caratteristiche specifiche di un particolare evento EMP (Electro Magnetic Pulse) nucleare variano in base a una serie di fattori, il più importante dei quali è l'altitudine della detonazione. Generalmente una bomba elettromagnetica è un'arma progettata per colpire i componenti elettronici (come CPU, transistor ed induttori) mediante un impulso elettromagnetico. Inoltre, le esplosioni nucleari ad alta quota HANE (High-Altitude Nuclear Explosions) sono in grado di generare forti impulsi elettromagnetici capaci di causare gravi danni sia ai satelliti artificiali in orbita ed in generale alla Terra ad ai sui abitanti. Nel 1967 fu firmato il Trattato sullo spazio extra – atmosferico che proibì il dispiegamento, l'utilizzo ed i test di armi nucleari nello spazio e limita l'uso della Luna e di tutti gli altri corpi celesti a soli scopi pacifici. Già da tempo, negli arsenali delle nazioni più potenti dal punto di vista militare, sono presenti armi dedicate al disfacimento delle capacità operative satellitari (non comprendono solo missili anti satellite ma anche operazioni di disturbo dei segnali provenienti da e per i satelliti). Durante l'amministrazione Trump il 18 giugno 2018 è stata posta, al Dipartimento della Difesa ed al Pentagono, la direttiva ufficiale ad avviare l’iter di manovre necessarie alla creazione della Space Force, molto in linea con la Strategic Defense Initiative (SDI) proposta dal presidente Ronald Reagan nel 1983 L'iniziativa si focalizzava sulla difesa strategica piuttosto che sulla dottrina strategica previamente accettata della Mutual Assured Destruction (MAD). Sulla base di queste esperienze sono nati ed hanno attraversato un periodo di notevole sviluppo i generatori di onde elettromagnetiche. Grazie ai vari dispositivi jammer si è in grado di disturbare o generare interferenze nel raggio di una paio di chilometri ma questi strumenti, a differenza delle testate nucleari, valgono soltanto per impedire comunicazioni e l’innesco di ordigni esplosivi tramite l’ausilio dei segnali Gsm, 3G, 4G/Lte, Wi-fi, Bluetoot e GPS (quest'ultimo grazie al sistema di jamming satellitare). Con la fine della Guerra Fredda, venne sollevata la questione se ci fosse ancora un ruolo per la strategia nucleare. La complessità del sistema internazionale attuale e con l'aumento delle tensioni tra Russia, USA, Cina e UE diviene possibile immaginare circostanze in cui una grande guerra di potere possa scoppiare, il che a seguito di attacchi cibernetici comporterebbe un rischio di escalation nucleare.

E' necessario riflettere sull'opportunità del nucleare e delle tecnologie avanzate. L'abbondante disponibilità di risorse nucleari, la capacità di produrre grandi quantità di energia con piccole quantità di carburante e livelli molto bassi di produzione di gas serra. Inoltre, il nucleare può anche rendere i paesi industrializzati meno dipendenti dalle fonti energetiche convenzionali che devono principalmente essere importate da altre parti del mondo. Quando si tratta di elaborare politiche per l'impiego dell'energia nucleare, dobbiamo affrontare diverse questioni etiche riguardanti per le generazioni future. Si dovrebbe essere consapevole dello stato tecnologico e dei costi che lo sviluppo di una certa tecnologia, desiderabile o meno, crea non solo per il futuro.


Fonti

https://www.focus.it/tecnologia/innovazione/intelligenza-artificiale-e-armi-nucleari

http://www.ansa.it/canale_scienza_tecnica/notizie/energia/2019/04/24/lintelligenza-artificiale-in-campo-per-la-fusione-nucleare-_e58467a8-de46-4789-9475-8ee13ae1f0e5.html

https://notiziescientifiche.it/intelligenza-artificiale-deve-decidere-lancio-di-armi-atomiche-secondo-due-ricercatori-americani/

https://mytech.panorama.it/intelligenza-artificiale-guerra-nucleare/

https://fondazioneleonardo-cdm.com/it/ricerche-e-progetti/umanesimo-tecnologico-e-intelligenza-artificiale/

https://it.qwertyu.wiki/wiki/Nuclear_fuel#TRISO_fuel

http://www.associazioneitaliananucleare.it/tecnologie-nucleari-innovative-i-reattori-smr-prospettive-di-utilizzo/

http://www.rinnovabili.it/energia/mini-centrali-nucleari-uk/

https://www.atomicheritage.org/history/chinese-nuclear-program

https://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/china-nuclear-power.aspx

https://it.wikipedia.org/wiki/Generazione_distribuita

https://www.scientificamerican.com/article/nasa-pushes-for-nuclear-powered-space-missions/

https://www.nasa.gov/press-release/demonstration-proves-nuclear-fission-system-can-provide-space-exploration-power/

http://eai.enea.it/archivio/decarbonizzazione/la-transizione-dell2019unione-europea-verso-un-nuovo-modello-energetico-eco-sostenibile-tra-scelte-politiche-regolazione-e-dinamiche-di-mercato

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