核エネルギー。 1942 年の秋、彼らは グッドイヤー アメリカの会社が数十年前に生産を開始し、飛行船にも使用されたような、一種の熱気球を望んでいた顧客. いずれにせよ、球形や丸みを帯びたものではなく、立方体にしたかったのです。
グッドイヤーの技術者はかなり困惑していたようです。 彼らはおそらく「立方体の気球はどのように飛ぶのだろうか?」と疑問に思い、購入者に考えを変えるよう説得しようとしたのでしょう。 実際、それらの顧客はフライトを気にしませんでした。 実際、彼らはシカゴ大学出身で、エンリコ・フェルミが率いる極秘プロジェクトに取り組み、最初の連鎖核分裂反応を開発しました。 シカゴ パイル-1.
彼らは飛ぶつもりはなかった...
したがって、空を飛ぶ必要がなかっただけでなく、地下空間に留まり、ケーシングとして機能したであろうという購入理由について、彼らがあまり詳細を示すことができなかったのは理解できます。約45.000個のグラファイトブロックと、山を構成する酸化ウランと金属ウランの間の50トンが含まれています。
ちょうど80年前に稼働したバッテリー。 15 年 25 月 2 日午後 1942 時 23 分、イタリアの午後 25 時 XNUMX 分、アメリカン フットボール スタジアムのスタンド下にある実験室でまたはスタッグフィールド シカゴ大学から - 当時は使用されていませんでしたが - 世界はそのエネルギーを習得することを学んでいました 核分裂 イタリアの物理学者の基本的な貢献に感謝します。 それからXNUMX年も経たないうちに、 そのエネルギーは広島と長崎の原子爆弾で悲劇的に利用されるだろう そして戦後は、現在世界の電力の約 10% を生産している核分裂炉で平和的な目的のために使用されています。
エンリコ・フェルミとアメリカの思想
一見すると、エンリコ・フェルミがアメリカ合衆国に上陸することを決めたように見えます。 資金調達の問題 大学や研究機関に贈られる。 確かに、XNUMX 世紀初頭の科学界は大騒ぎでした。 最初の XNUMX 年間に統合された、いわゆる 古い量子論、 1920年代後半から量子力学の概念が形になり、科学的発見が相次ぎ、人間の心は無限小の無慈悲な探求に投射されました。
エンリコ・フェルミが指揮し、セグレ、アマルディ、ポンテコルボ、マヨラナ、ラセッティ、ダゴスティーノなどの共同研究者と共に、ローマの中心部にあるパニスペルナ通りにある研究所は、最高レベルの研究で競争し続けるために非常に高価な機器を必要としました。. 中性子を原子核に衝突させるという正しい直感で元素の放射能を調べるには、適切なエネルギーと高強度のビームで原子核を生成できる粒子加速器が必要でした。
すべては人工放射能から始まった
2 月 1926 日の結果につながった科学的プロセスは、約 1930 年前の 1938 年に、ローマ大学によるイタリア初の理論物理学の椅子へのフェルミの召集で始まりました。 そこでフェルミは、パニスペルナ通りの少年グループを誕生させ、多くのヨーロッパの物理学者の仕事のおかげでそこで出現した原子核物理学の研究を指揮しました。 イレーヌ・キュリーとフレデリック・ジョリオによる人工放射能の発見に刺激されたフェルミは、80 年代半ばに一連の革新的な実験を実施し、XNUMX 年にノーベル物理学賞を受賞しました。 XNUMX年前にシカゴで起こったこと。
歴史的背景
国から研究所に与えられた重要な資金にもかかわらず、パニスペルナ通りの少年たちの目的に適合する粒子加速器を得ることができませんでした。. 確かに、州。 30 年代のイタリアの社会政治的足跡を無視することは、非常に重大な論理的誤りになるからです。 第一次世界大戦で荒廃したイタリアで、過去 XNUMX 年間にベニート・ムッソリーニが率いた反動運動によって完成された急進的な崩壊。
国民ファシスト党の揺るぎない優位性と、アドルフ・ヒトラーが 1933 年に激怒したドイツで権力を掌握したときの国家社会主義ドイツ労働者党とのイデオロギー的親和性。新しい独裁者のプロジェクト。 これは、科学が砂漠にある大聖堂のように立つ、確立されたヨーロッパの環境です。 エンリコ・フェルミにとって、ラクダの背中を壊したストローは、1938 年に人種法が公布されたことであり、ユダヤ人の妻であるローラ・カポンが直接影響を受けました。.
クリスマスイブ、旅行の重要な日
クリスマスイブに、フェルミと彼の家族は、ファシズムの人種法によってイタリアを離れることを余儀なくされた米国行きのフランコニア号に乗り出しました。 ところで、第二次世界大戦の荒れた海域を数回航海した船: マンハッタン計画の主役の 1945 人であったはずの物理学者を米国に連れてきて、英国軍をさまざまな戦線に輸送し、XNUMX 年のヤルタ会談中にチャーチルと英国代表団を迎えました。 クリスマスの時期には常に、オーストリアの優秀な物理学者リーゼ・マイトナーはユダヤ人であり、ドイツからスウェーデンに逃れなければなりませんでした。
エンリコ フェルミ、ローラ、ニールス ボーアは、2 年 1939 月 XNUMX 日にニューヨークに上陸しました。こうして、フェルミが核研究チームの一員として働くコロンビア大学との共同作業が始まりました。 背後に ドイツ人の O. Hahn と F. Strassmann による、重元素の核分裂性および/または核分裂性の性質に関する発見、フェルミは、ウランのさまざまな同位体の核分裂反応における中性子経済の研究に本格的に乗り出しました。
原子の山
フェルミは、一連の核連鎖反応の可能性について、1933 年に L.シラードによって提起された仮説を確認しました。 同位体Uの核分裂 235 平均 2,8 個の高速中性子を生成し、エネルギーは 10 k eV から 10 MeV の間です。 減速材コアとの衝突時の熱放散によって適切に熱化 (減速) され、他の U コアが分裂する可能性が高くなります。 235. 将来の記事のために核分裂反応のダイナミクスの研究を延期しますが、ここでは、研究者がそのような自立反応の連鎖を収容するバッテリーを構築する可能性があったことを述べるだけで十分です.
一般的な化学燃焼反応と比較して、約 10 万倍のエネルギーを放出する核反応であり、その軍事的可能性は、米国とナチス ドイツの両方ですぐに感知されました。 フェルミの直感のおかげで、アメリカの計画ははるかに速く進み、基本的な段階はまさに原子電池の開発でした。
実際、それはrで行われます核分裂連鎖反応. ウラン原子核の核分裂は、中性子の衝突によって引き起こされます。 ウランの崩壊は、より軽い原子核とより多くの中性子を、平均で XNUMX ～ XNUMX 個生成します。 十分な量のウランが限られたスペースに集中すると、核分裂反応ごとに、生成される中性子の少なくとも XNUMX つが平均して別のフラグメンテーションを引き起こすという臨界条件に到達する可能性があります。 臨界のレベルに応じて、このプロセスは自律的であり、制御された方法でエネルギーを生成する (民生用原子炉で発生する) か、指数関数的に成長し、核装置で発生するように突然巨大な電力を放出する.
シカゴスタック 1、原子力
この山は、5,6 トンのウラン金属と 36 トンの酸化ウランペレットで構成されていました。 これらは、減速機能と構造機能を備えた 350 トンのグラファイト ブロックと交互に配置されました。 反応を制御し、自律反応の開始を示す臨界姿勢を達成する唯一の方法は、スタック内の制御棒の移動を調整することです。
杭は 2 年 1942 月 XNUMX 日に運転を開始します。午後の早い時間に臨界設定に達し、数分後にすべての制御棒を再挿入して停止します。. 第二次世界大戦の悲しい年月のあの寒い日に、 イタリアの航海士は新世界に到着した。 しかし アメリカの核科学研究の表皮の下に、マンハッタン計画が潜んでいました。. このように、発電のための核エネルギーの倫理的利用と並行して、私たちは軍用核弾頭におけるプルトニウムの固定化を目の当たりにしています。 それらのXNUMXつ、 リトルボーイ y 太った男、彼らは最初に広島、次に長崎を粉々にしました。
少し後に悲劇になった発見の喜び
15 月 25 日の 2:1 に、シカゴ Pile-XNUMX は完全に制御された方法で臨界に達し、プロセスの実現可能性を示しました。 出席した物理学者の XNUMX 人である Eugene Wigner は、このイベントを祝うためにキャンティのボトルのコルクを抜いて、フェルミのイタリア起源を称えました。 出席した XNUMX 人の科学者がボトルのストロー ラッパーに署名し、現在もシカゴ大学に保管されています。 しかし、このプロジェクトに参加した物理学者で当時 XNUMX 歳の学生だったレオナ・ウッズが回想するように、それは静かな乾杯だった。私たちは巨人を解き放とうとしていることを知っていました«。 広島と長崎の破壊という悲劇的な代償を払って、数年と少しで第二次世界大戦を終わらせた巨人.
科学が悪いのではなく、人間が悪いのです
2 年 1942 月 XNUMX 日の記念日は、現代史に多大な影響を与えた偉大な科学実験であり、意味に満ちています。 「もし」で歴史を作ることはできませんが、米国がシカゴに山を築いていなかったとしたら、ある時点でナチスドイツが成功し、世界に容易に想像できる結果をもたらした可能性があります.
物質の最も親密な秘密を明らかにすることは、人間の知性と主人公の最大の成果の XNUMX つでした。 相対論と量子力学、XNUMX世紀に物理学によってもたらされた世界の理解における巨大な革命の。 今日では、核物理学のおかげで、病気が治り、人体が研究され、温室効果ガスを放出することなく民生用原子炉での核分裂によって電気が生成されています。 それは、人類の福祉に多大な貢献をしてきたし、今後も行い続け、平和の手段としてしばしば使われてきた科学ではなく、むしろその結果を利用すること、そして責任感と識別力が重要です。人類は決して失敗してはならない。