Kjernekraft. Høsten 1942 dro de til Goodyear kunder som ønsket en slags luftballong, som de det amerikanske selskapet hadde begynt å produsere noen tiår tidligere og som også ble brukt til luftskip. De ville bare ikke ha den sfærisk eller avrundet i alle fall, men kubisk.
Det ser ut til at Goodyear-teknikerne var ganske stusset. De lurte sannsynligvis på "Hvordan ville en kubeballong fly?", og prøvde kanskje å overbevise kjøpere om å ombestemme seg. De kundene brydde seg faktisk ikke om flyturen. Faktisk kom de fra University of Chicago og jobbet på det topphemmelige prosjektet ledet av Enrico Fermi for utviklingen av den første kjernefysiske fisjonsreaksjonen, kjent som Chicago Pile-1.
De mente ikke å fly...
Det er derfor forståelig at de ikke kunne gi for mange detaljer om årsakene til kjøpet, at de ikke bare aldri ville ha måttet fly gjennom himmelen, men at de ville ha blitt værende i et underjordisk rom for å fungere som et hylster for å inneholde de rundt 45.000 50 grafittblokkene og de XNUMX tonnene mellom uranoksid og metallisk uran som utgjorde haugen.
Batteri som kom i drift for nøyaktig 80 år siden. Klokken 15:25 den 2. desember 1942, 23:25 i Italia, i et laboratorium som ligger under tribunen på den amerikanske fotballstadioneller Stagg Field fra University of Chicago - ikke brukt på den tiden - verden lærte å mestre energien til Atomfisjon takket være det grunnleggende bidraget til den italienske fysikeren. Mindre enn tre år senere, at energien på tragisk vis ville bli utnyttet i atombombene i Hiroshima og Nagasaki og, etter krigen, for fredelige formål i fisjonsreaktorene som i dag produserer omtrent 10 % av verdens elektrisitet.
Enrico Fermi og ideen om Amerika
Ved første øyekast ser det ut til at Enrico Fermi bestemte seg for å lande i USA utelukkende for et spørsmål om finansiering tildelt universiteter og forskningsinstitutter. Helt klart, ved begynnelsen av det XNUMX. århundre, var den vitenskapelige verden yr. Konsolidert, i de to første tiårene, det som kalles gammel kvanteteori, konseptene om kvantemekanikk tok form fra andre halvdel av 1920-tallet. Vitenskapelige oppdagelser etter hverandre og menneskesinnet projisert inn i den hensynsløse undersøkelsen av det uendelig små.
Instituttet på Via Panisperna, i hjertet av Roma, regissert av Enrico Fermi og med samarbeidspartnere som Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, trengte svært dyrt utstyr for å fortsette å konkurrere på det høyeste forskningsnivået. Å undersøke radioaktiviteten til elementene med riktig intuisjon for å bombardere kjerner med nøytroner krevde behovet for en partikkelakselerator som var i stand til å generere dem i stråler med tilstrekkelig energi og høy intensitet.
Det hele startet med kunstig radioaktivitet
Den vitenskapelige prosessen som førte til resultatet av 2. desember begynte rundt femten år tidligere, i 1926, med Fermis innkalling av Universitetet i Roma til den første italienske lederen for teoretisk fysikk. Der fødte Fermi guttegruppen Via Panisperna og ledet forskningen deres på kjernefysikk, som dukket opp der takket være arbeidet til mange europeiske fysikere. Stimulert av oppdagelsen av kunstig radioaktivitet av Irène Curie og Fréderéric Joliot, gjennomførte Fermi en serie innovative eksperimenter på midten av 1930-tallet som ga ham Nobelprisen i fysikk i 1938. Et år som endte med to hendelser som ville ha vært medvirkende i det som skjedde i Chicago for 80 år siden.
Historisk sammenheng
Til tross for de viktige midlene som ble gitt av staten til instituttet, tillot disse dem ikke å skaffe partikkelakseleratorer som var kompatible med målene til guttene fra Via Panisperna. Staten, faktisk. Fordi å neglisjere det italienske sosiopolitiske fotavtrykket på 30-tallet ville være en svært alvorlig logisk feil. Det radikale bruddet fullbyrdet av den reaksjonære bevegelsen ledet av Benito Mussolini i det foregående tiåret i et Italia ødelagt av første verdenskrig.
Nasjonalfascistpartiets ubestridte dominans og ideologiske tilhørighet til Adolf Hitlers nasjonalsosialistiske tyske arbeiderparti da han tok makten i et rasende Tyskland i 1933. Utsiktene for diplomatiske samtaler kollapset forståelig nok under uthulingen av dårlig skjulte sekulære gnisninger i konflikter og fremtid. prosjekter til de nye diktatorene. Dette er den forankrede europeiske rammen hvor vitenskapen står som en katedral i ørkenen. Halmen som brakk kamelens rygg var, for Enrico Fermi, kunngjøringen av raselovene i 1938, som så Laura Capon, hans jødiske kone, blant de direkte berørte..
Julaften, nøkkeldag å reise på
På julaften la Fermi og hans familie ut på Franconia-fartøyet til USA, tvunget til å forlate Italia av fascismens raselover. Et skip som for øvrig seilte flere ganger gjennom andre verdenskrigs urolige farvann: bringe til USA fysikeren som ville vært en av hovedpersonene i Manhattan-prosjektet, fraktet britiske tropper til forskjellige krigsfronter og vert for Churchill og den britiske delegasjonen i 1945 under Jalta-samtalene. Og alltid i juletiden Lise Meitner, briljant østerriksk fysiker som, som jøde, måtte flykte fra Tyskland til Sverige.
Enrico Fermi, Laura og Niels Bohr landet i New York 2. januar 1939. Dermed startet samarbeidet med Columbia University hvor Fermi skulle jobbe som en del av kjernefysisk forskerteam. Bak oppdagelsen av tyskerne O. Hahn og F. Strassmann om den spaltbare og/eller spaltbare naturen til tunge elementer, lanserte Fermi fullt ut i studiet av nøytronøkonomien i fisjonsreaksjonene til de forskjellige isotoper av uran.
atomhaugen
Fermi bekreftet hypotesen som ble reist av L.Szilard i 1933, om muligheten for å ha en rekke kjernefysiske kjedereaksjoner. Fisjonen av isotopen U 235 Den genererer i gjennomsnitt 2,8 raske nøytroner, med energi mellom 10 k eV og 10 MeV. Riktig termalisert (bremset) via varmespredning ved kollisjoner med moderatorkjerner, øker sjansen for å få andre U-kjerner til å fisjon 235. Ved å utsette studiet av dynamikken til kjernefysiske fisjonsreaksjoner til en fremtidig artikkel, vil det her være tilstrekkelig å slå fast at forskerne hadde muligheten til å bygge et batteri som skulle huse slike kjeder av selvopprettholdende reaksjoner.
En kjernefysisk reaksjon som, sammenlignet med en vanlig kjemisk forbrenningsreaksjon, frigjorde en energi som var rundt 10 millioner ganger større og hvis militære potensial umiddelbart ble sanset både i USA og i Nazi-Tyskland. Også takket være Fermis intuisjoner gikk det amerikanske programmet mye raskere frem og et grunnleggende stadium var nettopp utviklingen av atombatteriet.
Faktisk foregår det en rkjernefysisk kjedereaksjon. Spaltningen av urankjernen induseres av kollisjonen av et nøytron med den. Nedbrytningen av uran produserer lettere kjerner og flere nøytroner, i gjennomsnitt mellom to og tre. Når en tilstrekkelig mengde uran er konsentrert i et begrenset rom, kan kritiske forhold nås, hvor for hver fisjonsreaksjon, i gjennomsnitt, forårsaker minst ett av nøytronene som produseres en ny fragmentering. Avhengig av kritikalitetsnivået kan prosessen være selvopprettholdende og produsere energi på en kontrollert måte - som skjer i sivile reaktorer - eller vokse eksponentielt og plutselig frigjøre enorm kraft, slik det skjer i kjernefysiske enheter.
Chicago-Stack 1, kjernekraft
Haugen besto av 5,6 tonn uranmetall og 36 tonn uranoksidpellets. Disse ble vekslet med 350 tonn grafittblokker med modererende og strukturelle funksjoner. Den eneste måten å kontrollere reaksjonen og oppnå en kritisk holdning, som indikerer starten på den selvopprettholdende reaksjonen, er ved å justere bevegelsen til kontrollstengene i stabelen.
Haugen settes i drift 2. desember 1942. Tidlig på ettermiddagen når den en kritisk innstilling og slår seg av noen minutter senere ved å sette inn alle kontrollstengene igjen.. På den kalde dagen i de triste årene av andre verdenskrig, den italienske navigatøren ankom den nye verden. men Under epidermis til amerikansk kjernefysisk forskning lurte Manhattan-prosjektet.. Parallelt med den etiske bruken av atomenergi for produksjon av elektrisitet, er vi derfor vitne til immobilisering av plutonium i militære atomstridshoder. To av dem, Liten gutt y Feit mann, reduserte de først Hiroshima og deretter Nagasaki til støv.
Glede over oppdagelsen som litt senere ble en tragedie
Klokken 15:25 den 2. desember nådde Chicago Pile-1 kritikalitet på en fullstendig kontrollert måte, noe som demonstrerte gjennomførbarheten av prosessen. Eugene Wigner, en av fysikerne til stede, tok opp en flaske Chianti for å feire begivenheten, og hedret Fermis italienske opprinnelse. XNUMX tilstedeværende forskere signerte flaskens halmpakning, som fortsatt oppbevares ved University of Chicago. Men – som Leona Woods, en fysiker som deltok i prosjektet og deretter en tjuetre år gammel student, husker – det var en stille skål, fordi, som Wigner selv senere skulle erklære, "Vi visste at vi var i ferd med å slippe løs en gigant«. En gigant som på litt mer enn et par år ville ha avsluttet andre verdenskrig på den tragiske kostnaden av ødeleggelsen av Hiroshima og Nagasaki.
Vitenskapen har ikke skylden, men mennesket
En merkedag, den 2. desember 1942, derfor full av mening: et stort vitenskapelig eksperiment, som har hatt en enorm innvirkning på samtidshistorien. Historie kan ikke lages med «hvis», men det er sannsynlig at hvis USA ikke hadde bygget haugen i Chicago, kunne Nazi-Tyskland på et tidspunkt ha lykkes, med lett tenkelige konsekvenser for verden.
Å avsløre materiens mest intime hemmeligheter har vært en av de største prestasjonene til det menneskelige intellektet og hovedpersonen, med Relativitet og kvantemekanikk, av den enorme revolusjonen i vår forståelse av verden som fysikk utløste på XNUMX-tallet. I dag, takket være kjernefysikk, kureres sykdommer, menneskekroppen utforskes, og elektrisitet produseres ved fisjon i sivile reaktorer uten å frigjøre klimagasser. Det handler ikke om vitenskap, som har gitt og vil fortsette å gi enorme bidrag til menneskehetens velvære og som så ofte har vært et instrument for fred, men snarere bruken av resultatene og den følelsen av ansvar og dømmekraft som bør aldri mislykkes menneskeheten.