원자력 에너지. 1942년 가을에 그들은 갔다. 굿 이어 미국 회사가 수십 년 전에 생산을 시작했고 비행선에도 사용되는 것과 같은 일종의 열기구를 원하는 고객. 그들은 어떤 경우에도 구형이나 둥근 것을 원하지 않고 입방체를 원했습니다.
Goodyear 기술자가 꽤 당황한 것 같습니다. 그들은 아마도 "큐브 풍선이 어떻게 날까?"라고 궁금해했을 것입니다. 아마도 구매자가 마음을 바꾸도록 설득하려고 노력했을 것입니다. 사실, 그 고객들은 비행에 관심이 없었습니다. 사실, 그들은 시카고 대학에서 왔으며 Enrico Fermi가 이끄는 일급 비밀 프로젝트에 참여했습니다. 시카고 파일-1.
그들은 날아갈 의도가 없었습니다 ...
따라서 구매 이유에 대해 너무 많은 세부 정보를 제공하지 못한 것은 이해할 수 있습니다. 하늘을 날지 않아도 되었을 뿐만 아니라 지하 공간에 남아 케이싱 역할을 했을 것입니다. 약 45.000개의 흑연 블록과 더미를 구성하는 산화 우라늄과 금속 우라늄 사이의 50톤을 포함합니다.
정확히 80년 전에 가동된 배터리. 15년 25월 2일 오후 1942시 23분, 이탈리아 오후 25시 XNUMX분, 미식축구 경기장 스탠드 아래에 위치한 실험실또는 Stagg 필드 당시 사용되지 않았던 시카고 대학에서 세계는 에너지를 마스터하는 법을 배우고 있었습니다. 핵분열 이탈리아 물리학자의 근본적인 기여 덕분입니다. XNUMX년도 채 안되어, 그 에너지는 히로시마와 나가사키의 원자 폭탄에 비극적으로 이용될 것입니다. 그리고 전쟁 후에는 오늘날 세계 전력의 약 10%를 생산하는 핵분열 원자로에서 평화적인 목적을 위해 사용되었습니다.
Enrico Fermi와 미국의 아이디어
언뜻보기에 Enrico Fermi는 오로지 목적을 위해 미국에 상륙하기로 결정한 것 같습니다. 재정 문제 대학 및 연구 기관에 수여됩니다. 확실히, XNUMX세기 초에 과학계는 떠들썩했습니다. 처음 XNUMX년 동안 통합된 오래된 양자 이론, 양자역학의 개념은 1920년대 후반부터 구체화되기 시작했고, 과학적 발견이 속속 이루어지고 인간의 마음은 무한히 작은 것에 대한 무자비한 탐구에 투사되었다.
Enrico Fermi가 감독하고 Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino와 같은 협력자들과 함께 로마 중심부의 Via Panisperna에 있는 연구소는 최고 수준의 연구에서 계속 경쟁하기 위해 매우 비싼 장비가 필요했습니다.. 중성자로 핵을 폭격하는 정확한 직관으로 원소의 방사능을 조사하려면 적절한 에너지와 고강도 빔에서 방사능을 생성할 수 있는 입자 가속기가 필요했습니다.
모든 것은 인공 방사능에서 시작되었습니다
2월 1926일의 결과로 이어진 과학적 과정은 약 1930년 전인 1938년에 페르미가 로마 대학에서 이탈리아 최초의 이론물리학 의장으로 소집되면서 시작되었습니다. 그곳에서 Fermi는 Via Panisperna 소년 그룹을 탄생시켰고 많은 유럽 물리학자들의 작업 덕분에 그곳에서 등장한 핵물리학 연구를 지도했습니다. Irène Curie와 Fréderéric Joliot의 인공 방사능 발견에 자극을 받은 Fermi는 80년대 중반 일련의 혁신적인 실험을 수행하여 XNUMX년에 노벨 물리학상을 받았습니다. XNUMX년 전 시카고에서 일어난 일입니다.
역사적 맥락
국가가 연구소에 부여한 중요한 자금에도 불구하고 이들은 Via Panisperna에서 온 소년들의 목표와 호환되는 입자 가속기를 얻을 수 없었습니다.. 실제로 국가. 30년대 이탈리아의 사회정치적 발자취를 무시하는 것은 매우 심각한 논리적 오류이기 때문입니다. 지난 XNUMX년 동안 제XNUMX차 세계 대전으로 황폐화된 이탈리아에서 베니토 무솔리니가 이끄는 반동 운동에 의해 절정에 이른 급진적 단절.
1933년 분노한 독일에서 권력을 장악했을 때 국가 파시스트당의 독보적인 지배력과 아돌프 히틀러의 국가사회주의 독일 노동자당과의 이데올로기적 친화력. 새로운 독재자의 프로젝트. 이곳은 과학이 사막의 대성당과 같은 확고한 유럽 환경입니다. 낙타의 등을 부러뜨린 지푸라기는 Enrico Fermi에게 1938년 인종법의 공포였으며, 그의 유대인 아내 Laura Capon은 직접적인 영향을 받은 사람들 중 하나였습니다..
여행의 중요한 날, 크리스마스 이브
크리스마스 이브에 페르미와 그의 가족은 파시즘의 인종법에 따라 이탈리아를 떠나야 하는 미국행 프랑코니아 정기선에 승선했습니다. 그건 그렇고, 제XNUMX차 세계 대전의 험난한 바다를 여러 번 항해한 배: 맨하탄 프로젝트의 주역 중 한 명이었을 물리학자를 미국으로 데려오고, 영국군을 여러 전쟁 전선으로 수송하고, 1945년 얄타 회담에서 처칠과 영국 대표단을 접대했습니다. 그리고 항상 크리스마스 기간 동안에 뛰어난 오스트리아 물리학자인 Lise Meitner는 유대인이었기 때문에 독일에서 스웨덴으로 도망쳐야 했습니다.
Enrico Fermi, Laura 및 Niels Bohr는 2년 1939월 XNUMX일에 뉴욕에 상륙했습니다. 따라서 Fermi가 핵 연구 팀의 일원으로 일하게 될 Columbia University와의 협력이 시작되었습니다. 뒤에 중원소의 핵분열성 및/또는 핵분열성 성질에 관한 독일인 O. Hahn과 F. Strassmann의 발견, Fermi는 우라늄의 다양한 동위 원소의 핵분열 반응에서 중성자 경제 연구에 완전히 착수했습니다.
원자 더미
Fermi는 1933년 L.Szilard가 제기한 일련의 핵 연쇄 반응 가능성에 대한 가설을 확인했습니다. 동위 원소 U의 핵분열 235 평균 2,8개의 고속 중성자, 10k eV에서 10MeV 사이의 에너지를 생성합니다. 중재자 코어와의 충돌 시 열 분산을 통해 적절하게 열화(느려짐)되어 다른 U 코어가 핵분열될 가능성이 높아집니다. 235. 미래 기사를 위한 핵분열 반응의 역학에 대한 연구를 미루고, 여기에서 연구원들이 그러한 자체 지속 반응 체인을 수용할 배터리를 구축할 가능성이 있었다고 말하는 것으로 충분할 것입니다.
일반적인 화학 연소 반응과 비교하여 약 천만 배 더 큰 에너지를 방출하고 미국과 나치 독일에서 즉시 군사적 잠재력을 감지한 핵 반응입니다. 또한 Fermi의 직감 덕분에 미국 프로그램은 훨씬 더 빠르게 발전했으며 근본적인 단계는 정확히 원자 배터리의 개발이었습니다.
사실, 그것은 r에서 일어난다.핵분열 연쇄 반응. 우라늄 핵의 핵분열은 중성자와 충돌하여 유도됩니다. 우라늄의 붕괴는 더 가벼운 핵과 더 많은 중성자를 평균 XNUMX~XNUMX개 생성합니다. 제한된 공간에 충분한 양의 우라늄이 집중되면 모든 핵분열 반응에 대해 평균적으로 생성된 중성자 중 적어도 하나가 또 다른 조각화를 일으키는 임계 조건에 도달할 수 있습니다. 임계 수준에 따라 프로세스는 자체적으로 유지되고 민간 원자로에서 발생하는 것처럼 제어된 방식으로 에너지를 생성하거나 핵 장치에서 발생하는 것처럼 기하급수적으로 증가하고 갑자기 막대한 전력을 방출할 수 있습니다.
시카고 스택 1, 원자력
더미는 5,6톤의 금속 우라늄과 36톤의 우라늄 산화물 알갱이로 구성되었습니다. 이것들은 감속 및 구조적 기능을 가진 350톤의 흑연 블록으로 교체되었습니다. 반응을 제어하고 자립 반응의 시작을 나타내는 임계 자세를 달성하는 유일한 방법은 스택에서 제어봉의 이동을 조정하는 것입니다.
파일은 2년 1942월 XNUMX일에 작동을 시작합니다. 이른 오후에 파일은 임계 설정에 도달하고 모든 제어봉을 다시 삽입하여 몇 분 후에 종료됩니다.. 제XNUMX차 세계 대전의 슬픈 해의 그 추운 날에, 새로운 세계에 도착한 이탈리아 항해사. 그러나 미국 핵 과학 연구의 표피 아래에 맨해튼 프로젝트가 숨어 있었습니다.. 따라서 전기 생산을 위한 핵 에너지의 윤리적 사용과 병행하여 우리는 군용 핵탄두에 플루토늄이 고정되는 것을 목격하고 있습니다. 그들 중 두, 소년 y 뚱뚱한 남자, 그들은 먼저 히로시마와 나가사키를 먼지로 만들었습니다.
조금 후에 비극이 된 발견에 대한 기쁨
15월 25일 2:1에 Chicago Pile-XNUMX은 완전히 제어된 방식으로 임계점에 도달하여 프로세스의 실행 가능성을 보여주었습니다. 참석한 물리학자 중 한 명인 유진 위그너(Eugene Wigner)는 행사를 축하하기 위해 키안티 병의 코르크를 따서 페르미의 이탈리아 혈통을 기렸습니다. 참석한 XNUMX명의 과학자들이 아직까지 시카고 대학에 보관되어 있는 병의 밀짚 포장지에 서명했습니다. 그러나 이 프로젝트에 참여한 물리학자이자 XNUMX세 학생인 Leona Woods가 회상하듯이 그것은 조용한 축배였습니다.우리는 거인을 해방시키려 한다는 것을 알았습니다.«. 불과 몇 년 만에 히로시마와 나가사키의 파괴라는 비극적인 희생을 치르고 제XNUMX차 세계대전을 종식시켰을 거인입니다.
과학은 책임이 없지만 인간은
2년 1942월 XNUMX일 기념일은 현대사에 막대한 영향을 미친 위대한 과학적 실험이라는 의미로 가득 차 있습니다. "만약"으로 역사를 만들 수는 없지만 미국이 시카고에 더미를 쌓지 않았다면 어느 시점에서 나치 독일이 성공하여 세계에 쉽게 상상할 수 있는 결과를 가져왔을 것입니다.
물질의 가장 내밀한 비밀을 밝히는 것은 인간 지성과 주인공의 가장 위대한 업적 중 하나였습니다. 상대성이론과 양자역학, XNUMX세기에 물리학이 가져온 세계에 대한 우리의 이해에 엄청난 혁명이 일어났습니다. 오늘날 핵물리학 덕분에 질병이 치료되고 인체가 탐구되며 온실 가스를 배출하지 않고 민간 원자로에서 핵분열을 통해 전기가 생산됩니다. 인류의 복지에 막대한 공헌을 해왔고 계속해서 할 것이며, 종종 평화의 도구가 되어온 과학에 관한 것이 아니라 과학의 결과를 사용하는 것과 책임 의식과 분별력에 관한 것입니다. 결코 인류를 실패해서는 안됩니다.