Nuklearna energija. U jesen 1942. otišli su u Goodyear kupaca koji su željeli neku vrstu balona na vrući zrak, poput onih koje je američka tvrtka počela proizvoditi nekoliko desetljeća ranije, a koji su se također koristili za zračne brodove. Samo ga nikako nisu htjeli sfernog ili zaobljenog, nego kubičnog.
Čini se da su tehničari Goodyeara bili prilično zbunjeni. Vjerojatno su se pitali "Kako bi kockasti balon letio?", možda pokušavajući uvjeriti kupce da se predomisle. Zapravo, tim kupcima nije bilo stalo do leta. Zapravo, došli su sa Sveučilišta u Chicagu i radili su na supertajnom projektu koji je vodio Enrico Fermi za razvoj prve lančane reakcije nuklearne fisije, poznate kao Chicago Pile-1.
Nisu mislili letjeti...
Razumljivo je stoga da nisu mogli iznijeti previše detalja o razlozima svoje kupnje, da ne samo da nikada ne bi morali letjeti nebom, nego bi ostali u podzemnom prostoru da djeluju kao kućište koje sadržavao je otprilike 45.000 50 grafitnih blokova i XNUMX tona između uranovog oksida i metalnog urana koji su činili hrpu.
Akumulator koji je pušten u rad prije točno 80 godina. U 15 25. prosinca 2. u 1942 u Italiji, u laboratoriju smještenom ispod tribina stadiona američkog nogometa.ili Stagg Field sa Sveučilišta u Chicagu - u to vrijeme nije korišteno - svijet je učio ovladati energijom Nuklearna riba zahvaljujući temeljnom doprinosu talijanskog fizičara. Nepune tri godine kasnije, ta bi energija bila tragično iskorištena u atomskim bombama Hirošime i Nagasakija a nakon rata u miroljubive svrhe u fisijskim reaktorima koji danas proizvode oko 10% svjetske električne energije.
Enrico Fermi i ideja Amerike
Na prvi pogled reklo bi se da je Enrico Fermi odlučio sletjeti u Sjedinjene Američke Države isključivo zbog pitanje financiranja dodjeljuje se sveučilištima i istraživačkim institutima. Svakako, na početku XNUMX. stoljeća znanstveni svijet je bio užurban. Konsolidirano, u prva dva desetljeća, što se zove stara kvantna teorija, koncepti kvantne mehanike poprimali su oblik od druge polovice 1920. Znanstvena otkrića jedno za drugim i ljudski um projiciran u nemilosrdno istraživanje beskonačno malog.
Institut na Via Panisperna, u srcu Rima, pod vodstvom Enrica Fermija i sa suradnicima kao što su Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, trebao je vrlo skupu opremu kako bi se nastavio natjecati na najvišoj razini istraživanja. Ispitivanje radioaktivnosti elemenata s ispravnom intuicijom bombardiranja jezgri neutronima zahtijevalo je potrebu za akceleratorom čestica koji bi ih mogao generirati u snopovima odgovarajuće energije i visokog intenziteta.
Sve je počelo s umjetnom radioaktivnošću
Znanstveni proces koji je doveo do rezultata 2. prosinca započeo je petnaestak godina ranije, 1926. godine, sa Fermijevim pozivom na Sveučilište u Rimu za prvu talijansku katedru teorijske fizike. Ondje je Fermi iznjedrio dječačku skupinu Via Panisperna i usmjerio njihovo istraživanje nuklearne fizike, koja je ondje nastajala zahvaljujući radu mnogih europskih fizičara. Potaknut otkrićem umjetne radioaktivnosti od strane Irène Curie i Fréderérica Joliota, Fermi je sredinom 1930-ih izveo niz inovativnih eksperimenata koji su mu donijeli Nobelovu nagradu za fiziku 1938. Godina koja je završila s dva događaja koja su bila ključna u onome što se dogodilo u Chicagu prije 80 godina.
Povijesni kontekst
Unatoč značajnim sredstvima koja je država dala Institutu, ona im nisu omogućila nabavu akceleratora čestica kompatibilnih s ciljevima dječaka s Via Panisperna. Država, dapače. Zato što bi zanemarivanje talijanskog sociopolitičkog traga 30-ih bila vrlo ozbiljna logička pogreška. Radikalni prekid koji je dovršio reakcionarni pokret predvođen Benitom Mussolinijem u prethodnom desetljeću u Italiji razorenoj u Prvom svjetskom ratu.
Neprikosnovena dominacija Nacionalne fašističke stranke i ideološka srodnost s Nacionalsocijalističkom njemačkom radničkom strankom Adolfa Hitlera kada je preuzeo vlast u bijesnoj Njemačkoj 1933. Izgledi za diplomatske razgovore razumljivo su propali pod erozijom loše prikrivenih sekularnih trvenja sukoba i budućnosti projekti novih diktatora. Ovo je ukorijenjeno europsko okruženje u kojem znanost stoji poput katedrale u pustinji. Kap koja je prelila čašu bilo je, za Enrica Fermija, proglašenje rasnih zakona 1938., koji su vidjeli Lauru Capon, njegovu suprugu Židovku, među onima koji su izravno pogođeni..
Badnjak, ključni dan za putovanje
Na Badnjak, Fermi i njegova obitelj ukrcali su se na brod Franconia za Sjedinjene Države, prisiljeni napustiti Italiju zbog rasnih zakona fašizma. Brod koji je, inače, nekoliko puta plovio nemirnim vodama Drugog svjetskog rata: dovođenje u Sjedinjene Države fizičara koji bi bio jedan od protagonista Projekta Manhattan, prijevoz britanskih trupa na razne ratne bojišnice i ugošćavanje Churchilla i britanske delegacije 1945. tijekom pregovora na Jalti. I uvijek tijekom božićnog razdoblja Lise Meitner, briljantna austrijska fizičarka koja je, kao Židovka, morala pobjeći iz Njemačke u Švedsku.
Enrico Fermi, Laura i Niels Bohr sletjeli su u New York 2. siječnja 1939. Tako je započela suradnja sa Sveučilištem Columbia gdje će Fermi raditi kao dio nuklearnog istraživačkog tima. Iza otkriće Nijemaca O. Hahna i F. Strassmanna o fisibilnoj i/ili fisionoj prirodi teških elemenata., Fermi je u potpunosti krenuo u proučavanje ekonomije neutrona u reakcijama fisije različitih izotopa urana.
atomska gomila
Fermi je potvrdio hipotezu koju je postavio L. Szilard 1933. o mogućnosti postojanja niza nuklearnih lančanih reakcija. Fisija izotopa U 235 Generira prosječno 2,8 brzih neutrona, energije između 10 k eV i 10 MeV. Ispravno termaliziran (usporen) rasipanjem topline pri sudarima s moderatorskim jezgrama, povećava mogućnost izazivanja fisije drugih U jezgri 235. Odgađajući proučavanje dinamike reakcija nuklearne fisije za neki budući članak, ovdje će biti dovoljno reći da su istraživači imali mogućnost izgraditi bateriju koja bi udomila takve lance samoodrživih reakcija.
Nuklearna reakcija koja je, u usporedbi s uobičajenom kemijskom reakcijom izgaranja, oslobodila oko 10 milijuna puta veću energiju i čiji su vojni potencijal odmah osjetili i u Sjedinjenim Državama i u nacističkoj Njemačkoj. Zahvaljujući i Fermijevoj intuiciji, američki program napredovao je puno brže, a temeljna faza bio je upravo razvoj atomske baterije.
Zapravo, odvija se rlančana reakcija nuklearne fisije. Fisija jezgre urana izazvana je sudarom neutrona s njom. Raspadom urana nastaju lakše jezgre i više neutrona, u prosjeku između dva i tri. Kada je dovoljna količina urana koncentrirana u ograničenom prostoru, mogu se postići kritični uvjeti, gdje za svaku reakciju fisije, u prosjeku, barem jedan od proizvedenih neutrona uzrokuje još jednu fragmentaciju. Ovisno o razini kritičnosti, proces može biti samoodrživ i proizvoditi energiju na kontrolirani način - kao što se događa u civilnim reaktorima - ili eksponencijalno rasti i iznenada oslobađati ogromnu snagu, kao što se događa u nuklearnim uređajima.
Chicago-Stack 1, Nuklearna energija
Hrpa se sastojala od 5,6 tona metalnog urana i 36 tona kuglica uranovog oksida. Oni su se izmjenjivali s 350 tona grafitnih blokova s moderirajućim i strukturnim funkcijama. Jedini način za kontrolu reakcije i postizanje kritičnog stava, koji ukazuje na početak samoodržive reakcije, jest podešavanjem hoda upravljačkih šipki u dimnjaku.
Pilot počinje s radom 2. prosinca 1942. U ranim poslijepodnevnim satima dostiže kritičnu postavku i gasi se nekoliko minuta kasnije ponovnim umetanjem svih kontrolnih šipki.. Tog hladnog dana tužnih godina Drugog svjetskog rata, talijanski moreplovac stigao je u novi svijet, ali Ispod epiderme američkog nuklearnog znanstvenog istraživanja krio se projekt Manhattan.. Tako, paralelno s etičkim korištenjem nuklearne energije za proizvodnju električne energije, svjedočimo imobilizaciji plutonija u vojnim nuklearnim bojevim glavama. Njih dvoje, Mali dječak y Debeljko, prvo su u prah pretvorili Hirošimu, a potom i Nagasaki.
Radost zbog otkrića koje je malo kasnije postalo tragedija
U 15:25 2. prosinca, Chicago Pile-1 dosegao je kritičnu točku na potpuno kontroliran način, pokazujući izvedivost procesa. Eugene Wigner, jedan od prisutnih fizičara, otvorio je bocu Chiantija kako bi proslavio događaj, odajući počast Fermijevom talijanskom podrijetlu. Četrdeset i devet prisutnih znanstvenika potpisalo je slamkasti omot boce koji se još uvijek čuva na Sveučilištu u Chicagu. Ali – kako se prisjeća Leona Woods, fizičarka koja je sudjelovala u projektu i tada dvadesettrogodišnja studentica – bila je to tiha zdravica, jer, kako će sam Wigner kasnije izjaviti, “Znali smo da ćemo osloboditi diva«. Div koji bi za nešto više od nekoliko godina završio Drugi svjetski rat po tragičnu cijenu razaranja Hirošime i Nagasakija.
Nije kriva znanost, nego čovjek
Obljetnica, ona od 2. prosinca 1942., dakle puna značenja: veliki znanstveni eksperiment, koji je imao golem utjecaj na suvremenu povijest. Povijest se ne može stvarati s "ako", ali je vjerojatno da bi Sjedinjene Države nisu izgradile gomilu u Chicagu, u jednom trenutku nacistička Njemačka mogla uspjeti, s lako zamislivim posljedicama za svijet.
Otkrivanje najintimnijih tajni materije jedno je od najvećih postignuća ljudskog intelekta i protagonista, s Relativnost i kvantna mehanika, o ogromnoj revoluciji u našem razumijevanju svijeta koju je donijela fizika u XNUMX. stoljeću. Danas se zahvaljujući nuklearnoj fizici liječe bolesti, istražuje se ljudsko tijelo, a električna energija se proizvodi fisijom u civilnim reaktorima bez ispuštanja stakleničkih plinova. Ne radi se o znanosti, koja je dala i nastavit će davati goleme doprinose dobrobiti čovječanstva i koja je tako često bila instrument mira, već o korištenju njezinih rezultata i tom osjećaju odgovornosti i razlučivanja koji čovječanstvo nikada ne bi trebalo iznevjeriti.