אנרגיה גרעינית. בסתיו 1942 הם הלכו ל גודייר לקוחות שרצו מעין כדור פורח, כמו אלה שהחברה האמריקאית החלה לייצר כמה עשורים קודם לכן ושימשו גם לספינות אוויר. הם פשוט לא רצו את זה כדורי או מעוגל בכל מקרה, אלא מעוקב.
נראה שהטכנאים של Goodyear היו די מבולבלים. הם כנראה תהו "איך יעוף בלון קובייה?", אולי ניסו לשכנע את הקונים לשנות את דעתם. למעשה, ללקוחות האלה לא היה אכפת מהטיסה. למעשה, הם הגיעו מאוניברסיטת שיקגו ועבדו על הפרויקט הסודי ביותר בראשות אנריקו פרמי לפיתוח תגובת הביקוע הגרעיני השרשרת הראשונה, הידועה בשם שיקגו ערימת-1.
הם לא התכוונו לעוף...
מובן, אם כן, שהם לא יכלו למסור יותר מדי פרטים על הסיבות לרכישתם, שלא רק שהם לעולם לא היו צריכים לעוף בשמיים, אלא שהם היו נשארים בחלל תת קרקעי כדי לשמש כמארז. מכילים את כ-45.000 גושי הגרפיט ואת 50 הטונות בין תחמוצת אורניום לאורניום מתכתי שהרכיבו את הערימה.
סוללה שנכנסה לפעולה בדיוק לפני 80 שנה. בשעה 15:25 ב-2 בדצמבר 1942, 23:25 באיטליה, במעבדה הממוקמת מתחת ליציעים של אצטדיון הפוטבול האמריקאי.או Stagg Field מאוניברסיטת שיקגו - לא היה בשימוש באותה תקופה - העולם למד לשלוט באנרגיה של ראייה גרעינית הודות לתרומתו הבסיסית של הפיזיקאי האיטלקי. פחות משלוש שנים מאוחר יותר, שהאנרגיה תנוצל בצורה טראגית בפצצות האטום של הירושימה ונגסאקי ולאחר המלחמה, למטרות שלום בכורי הביקוע המייצרים היום כ-10% מהחשמל בעולם.
אנריקו פרמי והרעיון של אמריקה
במבט ראשון נראה כי אנריקו פרמי החליט לנחות בארצות הברית של אמריקה אך ורק בשביל שאלה של מימון מוענק לאוניברסיטאות ומכוני מחקר. אין ספק, עם שחר המאה ה-XNUMX, העולם המדעי היה סוער. ביצע, בשני העשורים הראשונים, את מה שנקרא תורת הקוונטים הישנה, המושגים של מכניקת הקוונטים התגבשו מהמחצית השנייה של שנות ה-1920. תגליות מדעיות בזו אחר זו והמוח האנושי הוקרנו לתוך החקירה חסרת הרחמים של הקטן לאין שיעור.
המכון ב-Via Panisperna, בלב רומא, בניהולו של אנריקו פרמי ועם משתפי פעולה כמו Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, נזקק לציוד יקר מאוד כדי להמשיך להתחרות ברמה הגבוהה ביותר של מחקר.. בדיקה של הרדיואקטיביות של היסודות עם אינטואיציה נכונה של הפצצת גרעינים בניוטרונים הצריכה את הצורך במאיץ חלקיקים המסוגל לייצר אותם באלומות בעלות אנרגיה נאותה ובעוצמה גבוהה.
הכל התחיל ברדיואקטיביות מלאכותית
התהליך המדעי שהוביל לתוצאה של ה-2 בדצמבר החל כחמש עשרה שנים קודם לכן, ב-1926, עם כינוסו של פרמי על ידי אוניברסיטת רומא לראשות הקתדרה האיטלקית הראשונה לפיזיקה תיאורטית. שם ילדה פרמי את קבוצת הבנים ויה פאניספרנה והנחה את מחקרם על פיזיקה גרעינית, שצמח שם הודות לעבודתם של פיזיקאים אירופאים רבים. מעורר על ידי גילוי הרדיואקטיביות המלאכותית על ידי אירן קירי ופרדריק ג'וליוט, פרמי ביצע סדרה של ניסויים חדשניים באמצע שנות ה-1930 שזיכו אותו בפרס נובל לפיזיקה לשנת 1938. שנה שהסתיימה בשני אירועים שהיו חשובים ביותר. במה שקרה בשיקגו לפני 80 שנה.
הקשר היסטורי
למרות הכספים החשובים שהעניקה המדינה למכון, אלו לא אפשרו להם להשיג מאיצי חלקיקים התואמים את מטרותיהם של הנערים מ-Via Panisperna. המדינה, אכן. כי הזנחת החותם הסוציו-פוליטי האיטלקי של שנות ה-30 תהיה טעות לוגית חמורה מאוד. השבר הרדיקלי שסיימה התנועה הריאקציונרית בראשות בניטו מוסוליני בעשור הקודם באיטליה שנחרבה במלחמת העולם הראשונה.
הדומיננטיות הבלתי מעורערת של המפלגה הפשיסטית הלאומית והזיקה האידיאולוגית למפלגת הפועלים הגרמנית הלאומית-סוציאליסטית של אדולף היטלר, כאשר תפס את השלטון בגרמניה הזועמת ב-1933. הסיכויים לשיחות דיפלומטיות קרסו באופן מובן תחת שחיקתם של חיכוכים חילונים שאינם מוסתרים בצורה לא טובה של סכסוכים ועתיד. פרויקטים של הדיקטטורים החדשים. זוהי התפאורה האירופית המושרשת שבה המדע עומד כמו קתדרלה במדבר. הקש ששבר את גב הגמל היה, עבור אנריקו פרמי, פרסום חוקי הגזע ב-1938, אשר ראה את לורה קאפון, אשתו היהודייה, בין הנפגעים ישירות..
ערב חג המולד, יום המפתח לטיולים
בערב חג המולד, פרמי ומשפחתו עלו על אוניית הפרנקוניה לארצות הברית, נאלצו לעזוב את איטליה על פי חוקי הגזע של הפשיזם. ספינה, אגב, שטה מספר פעמים במים הסוערים של מלחמת העולם השנייה: הבאת לארצות הברית את הפיזיקאי שהיה אחד מגיבורי פרויקט מנהטן, הובלת חיילים בריטים לחזיתות מלחמה שונות ואירוח של צ'רצ'יל והמשלחת הבריטית ב-1945 במהלך שיחות יאלטה. ותמיד בתקופת חג המולד ליז מייטנר, פיזיקאית אוסטרית מבריקה, שבהיותה יהודייה נאלצה לברוח מגרמניה לשוודיה.
אנריקו פרמי, לורה ונילס בוהר נחתו בניו יורק ב-2 בינואר 1939. כך החל שיתוף הפעולה עם אוניברסיטת קולומביה שם פרמי יעבוד כחלק מצוות המחקר הגרעיני. מאחורי ה גילוי של הגרמנים או. האן ופ. שטרסמן על אופיים בקיע ו/או בקיע של יסודות כבדים, פרמי פתח במלואו בחקר כלכלת הנייטרונים בתגובות הביקוע של האיזוטופים השונים של אורניום.
ערימת האטום
פרמי אישר את ההשערה שהעלה L.Szilard ב-1933, לגבי האפשרות שיש סדרה של תגובות שרשרת גרעיניות. ביקוע האיזוטופ U 235 הוא מייצר בממוצע 2,8 נויטרונים מהירים, של אנרגיה בין 10k eV ל-10 MeV. תרמיל נכון (האטה) באמצעות פיזור חום בהתנגשויות עם ליבות מנחה, מגדיל את הסיכוי לגרום לבקעות של ליבות U אחרות 235. דחיית חקר הדינמיקה של תגובות ביקוע גרעיני למאמר עתידי, יספיק כאן לציין שלחוקרים הייתה אפשרות לבנות סוללה שתכיל שרשראות כאלה של תגובות המקיימות את עצמן.
תגובה גרעינית שבהשוואה לתגובת בעירה כימית נפוצה, שחררה אנרגיה גדולה פי 10 מיליון ואשר הפוטנציאל הצבאי שלה הורגש מיד גם בארצות הברית וגם בגרמניה הנאצית. הודות גם לאינטואיציות של פרמי, התוכנית האמריקאית התקדמה הרבה יותר מהר ושלב בסיסי היה דווקא פיתוח הסוללה האטומית.
למעשה, זה מתרחש ב-rתגובת שרשרת של ביקוע גרעיני. הביקוע של גרעין האורניום נגרם כתוצאה מהתנגשות של נויטרון איתו. התפרקות האורניום מייצרת גרעינים קלים יותר ויותר נויטרונים, בממוצע בין שניים לשלושה. כאשר מרוכזת כמות מספקת של אורניום בחלל מוגבל, ניתן להגיע לתנאים קריטיים, שבהם עבור כל תגובת ביקוע, בממוצע, לפחות אחד מהנייטרונים המיוצרים גורם לפיצול נוסף. בהתאם לרמת הקריטיות, התהליך יכול להתקיים מעצמו ולייצר אנרגיה בצורה מבוקרת - כפי שקורה בכורים אזרחיים - או לגדול באופן אקספוננציאלי ולפתע לשחרר כוח עצום, כפי שקורה במכשירים גרעיניים.
Chicago-Stack 1, כוח גרעיני
הערימה כללה 5,6 טון מתכת אורניום ו-36 טון כדורי תחמוצת אורניום. אלה הוחלפו עם 350 טון של גושי גרפיט עם פונקציות מתינות ומבניות. הדרך היחידה לשלוט בתגובה ולהשיג גישה ביקורתית, המעידה על תחילתה של התגובה המקיימת את עצמה, היא על ידי התאמת המהלך של מוטות הבקרה בערימה.
הערימה נכנסת לפעולה ב-2 בדצמבר 1942. בשעות אחר הצהריים המוקדמות היא מגיעה למצב קריטי ונכבה כעבור מספר דקות על ידי הכנסת כל מוטות הבקרה מחדש.. באותו יום קר של השנים העצובות של מלחמת העולם השנייה, הנווט האיטלקי הגיע לעולם החדש. אבל מתחת לאפידרמיס של מחקר מדעי הגרעין האמריקאי הסתתר פרויקט מנהטן.. לפיכך, במקביל לשימוש האתי באנרגיה גרעינית לייצור חשמל, אנו עדים להשבתה של פלוטוניום בראשי נפץ גרעיניים צבאיים. שניים מהם, ילד קטן y איש שמן, תחילה הם צמצמו את הירושימה ואחר כך את נגסאקי לאבק.
שמחה על הגילוי שהפך מעט מאוחר יותר לטרגדיה
בשעה 15:25 ב-2 בדצמבר, Chicago Pile-1 הגיעה לקריטיות בצורה מבוקרת לחלוטין, והדגימה את היתכנות התהליך. יוג'ין ויגנר, אחד הפיזיקאים הנוכחים, פתח את הפקק של בקבוק קיאנטי כדי לחגוג את האירוע, לכבוד מוצאו האיטלקי של פרמי. XNUMX מדענים הנוכחים חתמו על עטיפת הקש של הבקבוק, שעדיין נשמרת באוניברסיטת שיקגו. אבל - כפי שמזכירה ליאונה וודס, פיזיקאית שהשתתפה בפרויקט ולאחר מכן סטודנטית בת עשרים ושלוש, זו הייתה כוסית כוסית אילמת, כי, כפי שהכריז מאוחר יותר ויגנר עצמו, "ידענו שאנחנו עומדים לשחרר ענק«. ענק שתוך קצת יותר משנתיים היה מסיים את מלחמת העולם השנייה במחיר הטראגי של הרס הירושימה ונגסאקי.
המדע אינו אשם, אלא האדם
יום נישואין, זה של 2 בדצמבר 1942, לכן מלא משמעות: ניסוי מדעי גדול, שהייתה לו השפעה עצומה על ההיסטוריה בת זמננו. אי אפשר לעשות היסטוריה עם "אם", אבל סביר להניח שאם ארה"ב לא הייתה בונה את הערימה בשיקגו, בשלב מסוים גרמניה הנאצית אולי הייתה מצליחה, עם השלכות שניתן להעלות על הדעת בקלות על העולם.
חשיפת הסודות האינטימיים ביותר של החומר הייתה אחד ההישגים הגדולים ביותר של האינטלקט והגיבור האנושי, עם תורת היחסות ומכניקת הקוונטים, של המהפכה העצומה בהבנתנו את העולם שהביאה הפיזיקה במאה ה-XNUMX. כיום, הודות לפיזיקה הגרעינית, מחלות נרפאות, גוף האדם נחקר, וחשמל מופק על ידי ביקוע בכורים אזרחיים מבלי לשחרר גזי חממה. לא מדובר במדע, שתרם וימשיך לתרום תרומה עצומה לרווחתה של האנושות ואשר היה כל כך הרבה פעמים כלי לשלום, אלא בשימוש שנעשה בתוצאותיו ובתחושת האחריות וההבחנה הזו. לעולם לא צריך להיות כשל האנושות.