Nukleární energie. Na podzim 1942 odešli do Goodyear zákazníci, kteří chtěli druh horkovzdušného balónu, jako jsou ty, které americká společnost začala vyrábět o několik desetiletí dříve a které se používaly i pro vzducholodě. Jen to v žádném případě nechtěli kulovité nebo zaoblené, ale krychlové.
Vypadá to, že technici Goodyearu byli pěkně zaražení. Pravděpodobně se ptali „Jak by letěl balon s krychlí?“, možná se snažili přesvědčit kupce, aby změnili názor. Tito zákazníci se vlastně o let nestarali. Ve skutečnosti přišli z Chicagské univerzity a pracovali na přísně tajném projektu pod vedením Enrica Fermiho pro vývoj první řetězové jaderné štěpné reakce, známé jako Chicago Pile-1.
Nechtěli letět...
Je proto pochopitelné, že nemohli uvést příliš mnoho podrobností o důvodech své koupě, že nejen, že by nikdy nemuseli létat nebem, ale zůstali by v podzemním prostoru, kde by sloužili jako kryt. obsahují přibližně 45.000 50 grafitových bloků a XNUMX tun mezi oxidem uranu a kovovým uranem, které tvoří hromadu.
Baterie, která byla uvedena do provozu přesně před 80 lety. V 15:25 2. prosince 1942, 23:25 v Itálii, v laboratoři umístěné pod tribunami stadionu amerického fotbalunebo Stagg Field z University of Chicago – v té době nepoužívané – se svět učil ovládat energii z Jaderná fúze díky zásadnímu přispění italského fyzika. O necelé tři roky později, že energie by byla tragicky využita při atomových bombách v Hirošimě a Nagasaki a po válce pro mírové účely ve štěpných reaktorech, které dnes vyrábějí asi 10 % světové elektřiny.
Enrico Fermi a myšlenka Ameriky
Na první pohled by se zdálo, že se Enrico Fermi rozhodl přistát ve Spojených státech amerických výhradně kvůli otázka financování uděluje univerzitám a výzkumným ústavům. Jistě, na úsvitu XNUMX. století byl vědecký svět vzrušený. Upevnilo se v prvních dvou desetiletích to, co se nazývá stará kvantová teorie, koncepty kvantové mechaniky se formovaly od druhé poloviny 1920. let XNUMX. století Vědecké objevy jeden za druhým a lidská mysl se promítala do nelítostného zkoumání nekonečně malého.
Institut na Via Panisperna v srdci Říma, který řídil Enrico Fermi a se spolupracovníky jako Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, potřeboval velmi drahé vybavení, aby mohl pokračovat v soutěži na nejvyšší úrovni výzkumu.. Sondování radioaktivity prvků se správnou intuicí bombardování jader neutrony vyžadovalo urychlovač částic schopný je generovat ve svazcích odpovídající energie a vysoké intenzity.
Všechno to začalo umělou radioaktivitou
Vědecký proces, který vedl k výsledku 2. prosince, začal asi o patnáct let dříve, v roce 1926, Fermiho svoláním římské univerzity na první italské katedry teoretické fyziky. Fermi zde zrodil chlapeckou skupinu Via Panisperna a řídil jejich výzkum jaderné fyziky, která tam vznikla díky práci mnoha evropských fyziků. Fermi, stimulován objevem umělé radioaktivity Irène Curie a Fréderéricem Joliotem, provedl v polovině 1930. let řadu inovativních experimentů, které mu v roce 1938 vynesly Nobelovu cenu za fyziku. v tom, co se stalo v Chicagu před 80 lety.
Historický kontext
Navzdory významným finančním prostředkům poskytnutým státem Ústavu tyto neumožnily získat urychlovače částic kompatibilní s cíli chlapců z Via Panisperna.. Stát, opravdu. Protože opomíjet italský sociopolitický otisk 30. let minulého století by bylo velmi vážnou logickou chybou. Radikální zlom završený reakčním hnutím vedeným Benitem Mussolinim v předchozím desetiletí v Itálii zdevastované první světovou válkou.
Nesporná dominance Národní fašistické strany a ideologická spřízněnost s Nacionálně socialistickou německou dělnickou stranou Adolfa Hitlera, když se v roce 1933 chopil moci v rozběsněném Německu. Vyhlídky na diplomatická jednání se pochopitelně zhroutily pod erozí špatně skrývaných sekulárních třenic konfliktů a budoucnosti projekty nových diktátorů. Toto je zakořeněné evropské prostředí, kde věda stojí jako katedrála v poušti. Slámou, která zlomila velbloudovi hřbet, bylo pro Enrica Fermiho vyhlášení rasových zákonů v roce 1938, které vidělo Lauru Caponovou, jeho židovskou manželku, mezi přímo postižené..
Štědrý den, klíčový den pro cestování
Na Štědrý den se Fermi a jeho rodina nalodili na parník Franky do Spojených států, donuceni opustit Itálii rasovými zákony fašismu. Loď, která mimochodem několikrát proplula neklidnými vodami druhé světové války: přivést do Spojených států fyzika, který by byl jedním z protagonistů projektu Manhattan, přepravit britské jednotky na různé válečné fronty a hostit Churchilla a britskou delegaci v roce 1945 během rozhovorů na Jaltě. A vždy během vánočního období Lise Meitnerová, skvělá rakouská fyzička, která jako Židovka musela uprchnout z Německa do Švédska.
Enrico Fermi, Laura a Niels Bohr přistáli v New Yorku 2. ledna 1939. Tak začala spolupráce s Kolumbijskou univerzitou, kde Fermi pracoval jako součást jaderného výzkumného týmu. Za objev Němců O. Hahna a F. Strassmanna o štěpné a/nebo štěpné povaze těžkých prvkůFermi se naplno pustil do studia neutronové ekonomiky při štěpných reakcích různých izotopů uranu.
atomová hromada
Fermi potvrdil hypotézu vznesenou L. Szilardem v roce 1933 o možnosti mít sérii jaderných řetězových reakcí. Štěpení izotopu U 235 Generuje v průměru 2,8 rychlých neutronů o energii mezi 10 k eV a 10 MeV. Správně tepelná (zpomalená) prostřednictvím rozptylu tepla při srážkách s jádry moderátoru zvyšuje pravděpodobnost štěpení jiných jader U 235. Odkládáme-li studii dynamiky jaderných štěpných reakcí pro budoucí článek, bude zde stačit konstatování, že výzkumníci měli možnost postavit baterii, která by obsahovala takové řetězce samoudržujících reakcí.
Jaderná reakce, která ve srovnání s běžnou chemickou spalovací reakcí uvolnila energii asi 10milionkrát větší a jejíž vojenský potenciál okamžitě pocítili jak ve Spojených státech, tak v nacistickém Německu. I díky Fermiho intuici postupoval americký program mnohem rychleji a zásadní etapou byl právě vývoj atomové baterie.
Ve skutečnosti se odehrává v rřetězová reakce jaderného štěpení. Štěpení jádra uranu je vyvoláno srážkou neutronu s ním. Rozpad uranu produkuje lehčí jádra a více neutronů, v průměru mezi dvěma a třemi. Při koncentraci dostatečného množství uranu v omezeném prostoru lze dosáhnout kritických podmínek, kdy u každé štěpné reakce v průměru alespoň jeden z produkovaných neutronů způsobí další fragmentaci. V závislosti na úrovni kritičnosti může být proces soběstačný a produkovat energii kontrolovaným způsobem – jak se to děje v civilních reaktorech – nebo může růst exponenciálně a náhle uvolnit obrovskou energii, jako je tomu v jaderných zařízeních.
Chicago-Stack 1, jaderná energie
Hromada sestávala z 5,6 tun kovového uranu a 36 tun pelet oxidu uranu. Ty se střídaly s 350 tunami grafitových bloků s moderační a strukturní funkcí. Jediným způsobem, jak řídit reakci a dosáhnout kritického postoje, který indikuje začátek samoudržovací reakce, je nastavení dráhy regulačních tyčí ve stohu.
Hromada je uvedena do provozu 2. prosince 1942. Brzy odpoledne dosáhne kritického nastavení a o několik minut později se vypne opětovným vložením všech řídicích tyčí.. V ten chladný den smutných let druhé světové války, italský navigátor dorazil do nového světa. Ale Pod epidermis amerického jaderného vědeckého výzkumu se skrýval projekt Manhattan.. Paralelně s etickým využíváním jaderné energie k výrobě elektřiny jsme tedy svědky imobilizace plutonia ve vojenských jaderných hlavicích. Dva z nich, Chlapeček y Tlouštík, nejprve přeměnili na prach Hirošimu a poté Nagasaki.
Radost ze zjištění, které se o něco později stalo tragédií
15. prosince v 25:2 dosáhl Chicago Pile-1 plně kontrolovaným způsobem kritičnosti, což demonstrovalo proveditelnost procesu. Eugene Wigner, jeden z přítomných fyziků, odzátkoval láhev Chianti na oslavu této události, čímž ctil Fermiho italský původ. Čtyřicet devět přítomných vědců podepsalo slámový obal láhve, který je dodnes uložen na Chicagské univerzitě. Ale – jak vzpomíná Leona Woods, fyzička, která se na projektu podílela a tehdy třiadvacetiletá studentka – byl to tichý přípitek, protože, jak sám Wigner později prohlásil: „Věděli jsme, že se chystáme vypustit obra«. Obr, který by za něco málo přes pár let ukončil druhou světovou válku za tragickou cenu zničení Hirošimy a Nagasaki.
Na vině není věda, ale člověk
Výročí 2. prosince 1942, tedy plné významu: velký vědecký experiment, který měl obrovský dopad na soudobé dějiny. Historii nelze vytvořit pomocí „kdyby“, ale je pravděpodobné, že kdyby Spojené státy nepostavily tu hromadu v Chicagu, v určitém okamžiku by nacistické Německo mohlo uspět, se snadno představitelnými důsledky pro svět.
Odhalení nejintimnějších tajemství hmoty bylo jedním z největších úspěchů lidského intelektu a hlavního hrdiny. Relativita a kvantová mechanika, o obrovské revoluci v našem chápání světa, kterou přinesla fyzika ve XNUMX. století. Dnes se díky jaderné fyzice léčí nemoci, zkoumá se lidské tělo a elektřina se vyrábí štěpením v civilních reaktorech bez uvolňování skleníkových plynů. Nejde o vědu, která výrazně přispěla a bude nadále přispívat k blahu lidstva a která byla tak často nástrojem míru, ale spíše o využití jejích výsledků a smyslu pro odpovědnost a rozlišování, které lidstvo by nikdy nemělo selhat.