Energi nuklir. Pada musim gugur 1942 mereka pergi ke Goodyear pelanggan yang menginginkan sejenis balon udara, seperti yang telah mulai diproduksi oleh perusahaan Amerika beberapa dekade sebelumnya dan yang juga digunakan untuk kapal udara. Mereka hanya tidak menginginkannya berbentuk bulat atau bulat, tetapi kubik.
Sepertinya teknisi Goodyear cukup bingung. Mereka mungkin bertanya-tanya "Bagaimana balon kubus bisa terbang?", mungkin mencoba meyakinkan pembeli untuk berubah pikiran. Sebenarnya, pelanggan tersebut tidak peduli dengan penerbangan tersebut. Faktanya, mereka berasal dari University of Chicago dan mengerjakan proyek sangat rahasia yang dipimpin oleh Enrico Fermi untuk pengembangan reaksi fisi nuklir berantai pertama, yang dikenal sebagai Chicago Tumpukan-1.
Mereka tidak bermaksud terbang...
Oleh karena itu, dapat dimengerti bahwa mereka tidak dapat memberikan terlalu banyak perincian tentang alasan pembelian mereka, bahwa mereka tidak hanya tidak akan pernah terbang melintasi langit, tetapi mereka akan tetap berada di ruang bawah tanah untuk bertindak sebagai pelindung. mengandung sekitar 45.000 blok grafit dan 50 ton antara uranium oksida dan logam uranium yang membentuk tumpukan.
Baterai yang mulai beroperasi tepat 80 tahun yang lalu. Pukul 15:25 tanggal 2 Desember 1942, 23:25 di Italia, di laboratorium yang terletak di bawah tribun stadion sepak bola Amerikaatau Lapangan Stagg dari University of Chicago - tidak digunakan pada saat itu - dunia sedang belajar menguasai energi Fisi nuklir berkat kontribusi mendasar dari fisikawan Italia. Kurang dari tiga tahun kemudian, energi itu akan dieksploitasi secara tragis dalam bom atom di Hiroshima dan Nagasaki dan, setelah perang, untuk tujuan damai di reaktor fisi yang saat ini menghasilkan sekitar 10% listrik dunia.
Enrico Fermi dan gagasan Amerika
Sepintas tampaknya Enrico Fermi memutuskan untuk mendarat di Amerika Serikat semata-mata untuk pertanyaan pembiayaan diberikan kepada universitas dan lembaga penelitian. Pastinya, pada awal abad ke-XNUMX, dunia ilmiah heboh. Konsolidasi, dalam dua dekade pertama, apa yang disebut Teori Kuantum lama, konsep mekanika kuantum mulai terbentuk dari paruh kedua tahun 1920. Penemuan ilmiah satu demi satu dan pikiran manusia diproyeksikan ke dalam penyelidikan kejam terhadap yang sangat kecil.
Institut di Via Panisperna, di jantung kota Roma, dipimpin oleh Enrico Fermi dan dengan kolaborator seperti Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, membutuhkan peralatan yang sangat mahal untuk terus bersaing di tingkat penelitian tertinggi. Menyelidiki radioaktivitas unsur-unsur dengan intuisi yang tepat untuk membombardir inti dengan neutron membutuhkan kebutuhan akan akselerator partikel yang mampu menghasilkan sinar dengan energi yang memadai dan intensitas tinggi.
Semuanya dimulai dengan radioaktivitas buatan
Proses ilmiah yang mengarah pada hasil 2 Desember dimulai sekitar lima belas tahun sebelumnya, pada tahun 1926, dengan pertemuan Fermi oleh Universitas Roma ke kursi Italia teoretis pertama di Italia. Di sana Fermi melahirkan kelompok anak laki-laki Via Panisperna dan mengarahkan penelitian mereka tentang fisika nuklir, yang muncul di sana berkat karya banyak fisikawan Eropa. Dirangsang oleh penemuan radioaktivitas buatan oleh Irène Curie dan Fréderéric Joliot, Fermi melakukan serangkaian percobaan inovatif pada pertengahan 1930-an yang membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1938. Satu tahun yang diakhiri dengan dua peristiwa yang akan sangat penting. dalam apa yang terjadi di Chicago 80 tahun yang lalu.
Konteks sejarah
Terlepas dari dana penting yang diberikan oleh Negara kepada Institut, ini tidak memungkinkan mereka untuk mendapatkan akselerator partikel yang sesuai dengan tujuan anak laki-laki dari Via Panisperna.. Negara, memang. Karena mengabaikan jejak sosial politik Italia tahun 30-an akan menjadi kesalahan logika yang sangat serius. Perpecahan radikal yang diwujudkan oleh gerakan reaksioner yang dipimpin oleh Benito Mussolini pada dekade sebelumnya di Italia yang hancur akibat Perang Dunia Pertama.
Dominasi Partai Fasis Nasional yang tak tertandingi dan afinitas ideologis dengan Partai Pekerja Jerman Sosialis Nasional pimpinan Adolf Hitler ketika ia merebut kekuasaan di Jerman yang geram pada tahun 1933. proyek para diktator baru. Ini adalah lingkungan Eropa yang mengakar di mana sains berdiri seperti katedral di padang pasir. Jerami yang mematahkan punggung unta adalah, bagi Enrico Fermi, pemberlakuan undang-undang rasial pada tahun 1938, yang melihat Laura Capon, istri Yahudinya, di antara mereka yang terkena dampak langsung..
Malam Natal, hari penting untuk bepergian
Pada Malam Natal, Fermi dan keluarganya menaiki kapal Franconia menuju Amerika Serikat, dipaksa meninggalkan Italia oleh hukum rasial fasisme. Omong-omong, sebuah kapal yang berlayar beberapa kali melewati perairan bermasalah Perang Dunia II: membawa ke Amerika Serikat fisikawan yang akan menjadi salah satu protagonis Proyek Manhattan, mengangkut pasukan Inggris ke berbagai front perang dan menjadi tuan rumah Churchill dan delegasi Inggris pada tahun 1945 selama pembicaraan Yalta. Dan selalu selama masa Natal Lise Meitner, fisikawan Austria brilian yang, sebagai seorang Yahudi, harus melarikan diri dari Jerman ke Swedia.
Enrico Fermi, Laura dan Niels Bohr mendarat di New York pada tanggal 2 Januari 1939. Maka dimulailah kerjasama dengan Columbia University dimana Fermi akan bekerja sebagai bagian dari tim peneliti nuklir. Dibalik penemuan orang Jerman O. Hahn dan F. Strassmann tentang sifat fisil dan/atau fisil unsur berat, Fermi meluncurkan sepenuhnya studi ekonomi neutron dalam reaksi fisi berbagai isotop uranium.
tumpukan atom
Fermi membenarkan hipotesis yang diajukan oleh L.Szilard pada tahun 1933, tentang kemungkinan terjadinya serangkaian reaksi berantai nuklir. Fisi isotop U 235 Ini menghasilkan rata-rata 2,8 neutron cepat, energi antara 10 k eV dan 10 MeV. Dipanaskan dengan benar (diperlambat) melalui pembuangan panas pada tabrakan dengan inti moderator, meningkatkan kemungkinan menyebabkan inti U lainnya terbelah 235. Menunda studi tentang dinamika reaksi fisi nuklir untuk artikel mendatang, cukuplah di sini untuk menyatakan bahwa para peneliti memiliki kemungkinan untuk membangun baterai yang akan menampung rangkaian reaksi mandiri semacam itu.
Reaksi nuklir yang, dibandingkan dengan reaksi pembakaran kimia biasa, melepaskan energi sekitar 10 juta kali lebih besar dan potensi militernya segera dirasakan baik di Amerika Serikat maupun di Nazi Jerman. Berkat intuisi Fermi, program Amerika maju lebih cepat dan tahap mendasar tepatnya adalah pengembangan baterai atom.
Bahkan, itu terjadi a rreaksi berantai fisi nuklir. Fisi inti uranium diinduksi oleh tumbukan neutron dengannya. Peluruhan uranium menghasilkan inti yang lebih ringan dan lebih banyak neutron, rata-rata antara dua dan tiga. Ketika jumlah uranium yang cukup terkonsentrasi di ruang terbatas, kondisi kritis dapat dicapai, di mana untuk setiap reaksi fisi, rata-rata, setidaknya satu neutron yang dihasilkan menyebabkan fragmentasi lainnya. Bergantung pada tingkat kekritisannya, proses tersebut dapat mandiri dan menghasilkan energi dengan cara yang terkendali -seperti yang terjadi pada reaktor sipil- atau tumbuh secara eksponensial dan tiba-tiba melepaskan daya yang sangat besar, seperti yang terjadi pada perangkat nuklir.
Chicago-Stack 1, Tenaga Nuklir
Tumpukan itu terdiri dari 5,6 ton logam uranium dan 36 ton pelet uranium oksida. Ini diselingi dengan 350 ton blok grafit dengan fungsi moderasi dan struktural. Satu-satunya cara untuk mengontrol reaksi dan mencapai sikap kritis, yang menunjukkan dimulainya reaksi mandiri, adalah dengan menyesuaikan perjalanan batang kendali di tumpukan.
Tumpukan mulai beroperasi pada tanggal 2 Desember 1942. Pada sore hari mencapai pengaturan kritis dan mati beberapa menit kemudian dengan memasukkan kembali semua batang kendali.. Pada hari yang dingin di tahun-tahun menyedihkan Perang Dunia II itu, navigator italia tiba di dunia baru. Tapi Di bawah epidermis penelitian ilmiah nuklir Amerika mengintai Proyek Manhattan.. Jadi, sejalan dengan penggunaan etis energi nuklir untuk produksi listrik, kita menyaksikan imobilisasi plutonium dalam hulu ledak nuklir militer. Dua dari mereka, Anak laki-laki y Pria gemuk, pertama-tama mereka mereduksi Hiroshima dan kemudian Nagasaki menjadi debu.
Kegembiraan atas penemuan yang beberapa saat kemudian menjadi tragedi
Pada pukul 15:25 tanggal 2 Desember, Chicago Pile-1 mencapai kekritisan dengan cara yang terkendali penuh, menunjukkan kelayakan proses tersebut. Eugene Wigner, salah satu fisikawan yang hadir, membuka tutup botol Chianti untuk merayakan acara tersebut, menghormati asal Italia Fermi. Empat puluh sembilan ilmuwan yang hadir menandatangani pembungkus sedotan botol, yang masih disimpan di Universitas Chicago. Tetapi - seperti yang diingat oleh Leona Woods, seorang fisikawan yang berpartisipasi dalam proyek tersebut dan kemudian seorang siswa berusia dua puluh tiga tahun - itu adalah roti panggang yang sunyi, karena, seperti yang kemudian dikatakan oleh Wigner sendiri, "Kami tahu kami akan melepaskan raksasa«. Raksasa yang dalam waktu kurang dari beberapa tahun akan mengakhiri Perang Dunia Kedua dengan kerugian tragis berupa kehancuran Hiroshima dan Nagasaki.
Bukan sains yang harus disalahkan, tapi manusianya
Sebuah peringatan, tanggal 2 Desember 1942, begitu penuh makna: sebuah eksperimen ilmiah yang besar, yang memiliki pengaruh besar pada sejarah kontemporer. Sejarah tidak dapat dibuat dengan "jika", tetapi kemungkinan besar jika Amerika Serikat tidak membangun tumpukan di Chicago, pada titik tertentu Nazi Jerman mungkin berhasil, dengan konsekuensi yang mudah dibayangkan bagi dunia.
Mengungkap rahasia materi yang paling intim telah menjadi salah satu pencapaian terbesar dari kecerdasan dan protagonis manusia, dengan Relativitas dan mekanika kuantum, tentang revolusi besar dalam pemahaman kita tentang dunia yang dibawa oleh fisika pada abad ke-XNUMX. Saat ini, berkat fisika nuklir, penyakit disembuhkan, tubuh manusia dieksplorasi, dan listrik dihasilkan oleh fisi di reaktor sipil tanpa melepaskan gas rumah kaca. Ini bukan tentang sains, yang telah dan akan terus memberikan kontribusi yang sangat besar bagi kesejahteraan umat manusia dan yang telah begitu sering menjadi instrumen perdamaian, melainkan penggunaan hasil-hasilnya dan rasa tanggung jawab serta kebijaksanaan itu. seharusnya tidak pernah mengecewakan umat manusia.