Tenaga nuklear. Pada musim luruh tahun 1942 mereka pergi ke Goodyear pelanggan yang mahukan sejenis belon udara panas, seperti yang syarikat Amerika telah mula mengeluarkan beberapa dekad sebelum ini dan yang juga digunakan untuk kapal udara. Mereka tidak mahu ia berbentuk sfera atau bulat dalam apa jua keadaan, tetapi kubik.
Nampaknya teknologi Goodyear agak terkedu. Mereka mungkin tertanya-tanya "Bagaimanakah belon kiub akan terbang?", mungkin cuba meyakinkan pembeli untuk mengubah fikiran mereka. Sebenarnya, pelanggan itu tidak mengambil berat tentang penerbangan. Malah, mereka datang dari Universiti Chicago dan bekerja pada projek rahsia yang diketuai oleh Enrico Fermi untuk pembangunan tindak balas pembelahan nuklear rantai pertama, yang dikenali sebagai Chicago Pile-1.
Mereka tidak bermaksud untuk terbang...
Oleh itu, dapat difahami bahawa mereka tidak dapat memberikan terlalu banyak butiran tentang alasan pembelian mereka, bahawa bukan sahaja mereka tidak akan pernah perlu terbang di langit, tetapi mereka akan kekal di ruang bawah tanah untuk bertindak sebagai selongsong untuk mengandungi kira-kira 45.000 blok grafit dan 50 tan antara uranium oksida dan uranium logam yang membentuk longgokan.
Bateri yang mula beroperasi tepat 80 tahun yang lalu. Pada 15:25 p.m. pada 2 Disember 1942, 23:25 p.m. di Itali, di makmal yang terletak di bawah berdiri stadium bola sepak Amerikaatau Padang Stagg dari Universiti Chicago - tidak digunakan pada masa itu - dunia sedang belajar untuk menguasai tenaga Pembelahan nuklear terima kasih kepada sumbangan asas ahli fizik Itali. Tidak sampai tiga tahun kemudian, tenaga itu akan dieksploitasi secara tragis dalam bom atom Hiroshima dan Nagasaki dan, selepas perang, untuk tujuan aman dalam reaktor pembelahan yang hari ini menghasilkan kira-kira 10% daripada tenaga elektrik dunia.
Enrico Fermi dan idea Amerika
Pada pandangan pertama nampaknya Enrico Fermi memutuskan untuk mendarat di Amerika Syarikat semata-mata untuk persoalan pembiayaan dianugerahkan kepada universiti dan institut penyelidikan. Sudah tentu, pada awal abad ke-XNUMX, dunia saintifik menjadi heboh. Disatukan, dalam dua dekad pertama, apa yang dipanggil Teori Kuantum lama, konsep mekanik kuantum telah terbentuk dari separuh kedua tahun 1920. Penemuan saintifik satu demi satu dan minda manusia diunjurkan ke dalam penyiasatan kejam terhadap makhluk yang sangat kecil.
Institut di Via Panisperna, di tengah-tengah Rom, diarahkan oleh Enrico Fermi dan dengan kolaborator seperti Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, memerlukan peralatan yang sangat mahal untuk terus bersaing di peringkat tertinggi penyelidikan. Menyiasat keradioaktifan unsur-unsur dengan gerak hati yang betul mengebom nukleus dengan neutron memerlukan keperluan untuk pemecut zarah yang mampu menjananya dalam rasuk tenaga yang mencukupi dan keamatan tinggi.
Semuanya bermula dengan radioaktiviti buatan
Proses saintifik yang membawa kepada keputusan 2 Disember bermula kira-kira lima belas tahun lebih awal, pada tahun 1926, dengan konvokesyen Fermi oleh Universiti Rom ke kerusi Itali pertama fizik teori. Di sana Fermi melahirkan kumpulan lelaki Via Panisperna dan mengarahkan penyelidikan mereka tentang fizik nuklear, yang muncul di sana berkat kerja ramai ahli fizik Eropah. Dirangsang oleh penemuan radioaktiviti tiruan oleh Irène Curie dan Fréderéric Joliot, Fermi menjalankan satu siri eksperimen inovatif pada pertengahan 1930-an yang memberikannya Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1938. Tahun yang berakhir dengan dua peristiwa yang pastinya memainkan peranan penting. dalam apa yang berlaku di Chicago 80 tahun yang lalu.
Konteks sejarah
Walaupun dana penting yang diberikan oleh Negara kepada Institut, ini tidak membenarkan mereka mendapatkan pemecut zarah yang serasi dengan objektif kanak-kanak lelaki dari Via Panisperna. Negeri, sememangnya. Kerana mengabaikan jejak sosiopolitik Itali pada tahun 30-an akan menjadi kesilapan logik yang sangat serius. Pemecahan radikal yang disempurnakan oleh gerakan reaksioner yang dipimpin oleh Benito Mussolini pada dekad sebelumnya di Itali yang musnah akibat Perang Dunia Pertama.
Penguasaan yang tidak dapat dicabar oleh Parti Fasis Kebangsaan dan pertalian ideologi dengan Parti Pekerja Sosialis Jerman Kebangsaan Adolf Hitler apabila beliau merampas kuasa dalam kemarahan Jerman pada tahun 1933. Prospek untuk rundingan diplomatik boleh difahami runtuh di bawah penghakisan pergeseran sekular konflik dan masa depan yang tidak terselindung. projek diktator baru. Ini adalah persekitaran Eropah yang berakar umbi di mana sains berdiri seperti katedral di padang pasir. Jerami yang mematahkan punggung unta itu adalah, bagi Enrico Fermi, pengisytiharan undang-undang perkauman pada tahun 1938, yang menyaksikan Laura Capon, isteri Yahudinya, antara yang terjejas secara langsung..
Malam Krismas, hari penting untuk mengembara
Pada Malam Krismas, Fermi dan keluarganya memulakan kapal Franconia untuk Amerika Syarikat, terpaksa meninggalkan Itali oleh undang-undang perkauman fasisme. Sebuah kapal yang, dengan cara itu, belayar beberapa kali melalui perairan bergolak Perang Dunia II: membawa ke Amerika Syarikat ahli fizik yang akan menjadi salah seorang protagonis Projek Manhattan, mengangkut tentera British ke pelbagai medan perang dan menjadi tuan rumah Churchill dan delegasi British pada tahun 1945 semasa rundingan Yalta. Dan selalu dalam tempoh Krismas Lise Meitner, ahli fizik Austria yang cemerlang yang, sebagai seorang Yahudi, terpaksa melarikan diri dari Jerman ke Sweden.
Enrico Fermi, Laura dan Niels Bohr mendarat di New York pada 2 Januari 1939. Maka bermulalah kerjasama dengan Universiti Columbia di mana Fermi akan bekerja sebagai sebahagian daripada pasukan penyelidik nuklear. Di belakang penemuan orang Jerman O. Hahn dan F. Strassmann mengenai sifat fisil dan/atau fisil unsur berat, Fermi melancarkan sepenuhnya ke dalam kajian ekonomi neutron dalam tindak balas pembelahan isotop uranium yang berbeza.
longgokan atom
Fermi mengesahkan hipotesis yang dibangkitkan oleh L.Szilard pada tahun 1933, tentang kemungkinan mempunyai satu siri tindak balas rantai nuklear. Pembelahan isotop U 235 Ia menjana purata 2,8 neutron pantas, tenaga antara 10 k eV dan 10 MeV. Dipanaskan dengan betul (diperlahankan) melalui pelesapan haba pada perlanggaran dengan teras penyederhana, meningkatkan peluang menyebabkan teras U lain pembelahan 235. Menangguhkan kajian dinamik tindak balas pembelahan nuklear untuk artikel akan datang, cukuplah di sini untuk menyatakan bahawa para penyelidik mempunyai kemungkinan membina bateri yang akan menempatkan rantaian tindak balas yang dapat bertahan sendiri.
Tindak balas nuklear yang, berbanding dengan tindak balas pembakaran kimia biasa, mengeluarkan tenaga kira-kira 10 juta kali lebih besar dan potensi ketenteraannya segera dikesan di Amerika Syarikat dan di Jerman Nazi. Terima kasih juga kepada gerak hati Fermi, program Amerika maju dengan lebih pantas dan peringkat asas ialah pembangunan bateri atom.
Malah, ia berlaku rtindak balas rantai pembelahan nuklear. Pembelahan nukleus uranium disebabkan oleh perlanggaran neutron dengannya. Pereputan uranium menghasilkan nukleus yang lebih ringan dan lebih banyak neutron, secara purata antara dua dan tiga. Apabila jumlah uranium yang mencukupi tertumpu dalam ruang yang terhad, keadaan kritikal boleh dicapai, di mana bagi setiap tindak balas pembelahan, secara purata, sekurang-kurangnya satu daripada neutron yang dihasilkan menyebabkan pemecahan yang lain. Bergantung pada tahap kritikal, proses itu boleh berdikari dan menghasilkan tenaga dengan cara terkawal -seperti yang berlaku dalam reaktor awam- atau berkembang secara eksponen dan tiba-tiba melepaskan kuasa yang sangat besar, seperti yang berlaku dalam peranti nuklear.
Chicago-Stack 1, Kuasa Nuklear
Longgokan itu terdiri daripada 5,6 tan logam uranium dan 36 tan pelet uranium oksida. Ini berselang seli dengan 350 tan blok grafit dengan fungsi penyederhanaan dan struktur. Satu-satunya cara untuk mengawal tindak balas dan mencapai sikap kritikal, yang menunjukkan permulaan tindak balas mampan diri, adalah dengan melaraskan perjalanan rod kawalan dalam timbunan.
Longgokan ini mula beroperasi pada 2 Disember 1942. Pada awal petang ia mencapai keadaan kritikal dan ditutup beberapa minit kemudian dengan memasukkan semula semua rod kawalan.. Pada hari sejuk tahun-tahun sedih Perang Dunia II, pelayar Itali tiba di dunia baru. Tetapi Di bawah epidermis penyelidikan saintifik nuklear Amerika terselit Projek Manhattan.. Oleh itu, selari dengan penggunaan etika tenaga nuklear untuk pengeluaran tenaga elektrik, kita menyaksikan imobilisasi plutonium dalam kepala peledak nuklear tentera. Mereka berdua, Budak kecil y Lelaki gemuk, mereka mula-mula mengurangkan Hiroshima dan kemudian Nagasaki menjadi debu.
Kegembiraan untuk penemuan yang sedikit kemudian menjadi tragedi
Pada 15:25 pada 2 Disember, Chicago Pile-1 mencapai tahap kritikal dalam cara yang dikawal sepenuhnya, menunjukkan kebolehlaksanaan proses tersebut. Eugene Wigner, salah seorang ahli fizik yang hadir, membuka sumbat sebotol Chianti untuk meraikan acara itu, menghormati asal-usul Itali Fermi. Empat puluh sembilan saintis yang hadir menandatangani pembungkus straw botol itu, yang masih disimpan di Universiti Chicago. Tetapi – seperti Leona Woods, seorang ahli fizik yang mengambil bahagian dalam projek itu dan kemudian seorang pelajar berusia dua puluh tiga tahun, ingat – ia adalah roti bakar senyap, kerana, seperti yang Wigner sendiri kemudiannya akan mengisytiharkan, “Kami tahu kami akan melepaskan gergasi«. Sebuah gergasi yang dalam masa lebih sedikit daripada beberapa tahun akan menamatkan Perang Dunia Kedua dengan kos tragis kemusnahan Hiroshima dan Nagasaki.
Sains tidak boleh dipersalahkan, tetapi manusia
Ulang tahun, 2 Disember 1942, oleh itu penuh bermakna: percubaan saintifik yang hebat, yang mempunyai kesan yang besar terhadap sejarah kontemporari. Sejarah tidak boleh dibuat dengan "jika," tetapi kemungkinan besar jika Amerika Syarikat tidak membina cerucuk di Chicago, pada satu ketika Nazi Jerman mungkin berjaya, dengan akibat yang mudah dibayangkan untuk dunia.
Menyingkap rahsia kebendaan yang paling intim telah menjadi salah satu pencapaian terbesar intelek dan protagonis manusia, dengan Relativiti dan mekanik kuantum, tentang revolusi besar dalam pemahaman kita tentang dunia yang dibawa oleh fizik pada abad ke-XNUMX. Hari ini, terima kasih kepada fizik nuklear, penyakit disembuhkan, tubuh manusia diterokai, dan elektrik dihasilkan melalui pembelahan dalam reaktor awam tanpa melepaskan gas rumah hijau. Ia bukan tentang sains, yang telah membuat dan akan terus memberi sumbangan besar kepada kesejahteraan manusia dan yang sering menjadi instrumen keamanan, tetapi lebih kepada penggunaan hasil dan rasa tanggungjawab dan kebijaksanaan yang tidak boleh gagal manusia.