Energie nucleară. În toamna anului 1942 au mers la Goodyear clienții care își doreau un fel de balon cu aer cald, precum cele pe care compania americană începuse să producă cu câteva decenii mai devreme și care erau folosite și pentru dirijabile. Pur și simplu nu l-au vrut în niciun caz sferic sau rotunjit, ci cubic.
Se pare că tehnicienii Goodyear au fost destul de nedumeriți. Probabil că s-au întrebat „Cum ar zbura un balon cub?”, poate încercând să-i convingă pe cumpărători să se răzgândească. De fapt, acelor clienți nu le păsa de zbor. De fapt, ei au venit de la Universitatea din Chicago și au lucrat la proiectul extrem de secret condus de Enrico Fermi pentru dezvoltarea primei reacții de fisiune nucleară în lanț, cunoscută sub numele de Chicago Pile-1.
Nu au vrut să zboare...
Este de înțeles, așadar, că nu au putut da prea multe detalii despre motivele achiziției lor, că nu numai că nu ar fi trebuit niciodată să zboare prin cer, dar ar fi rămas într-un spațiu subteran pentru a acționa ca o carcasă pentru conțin cele aproximativ 45.000 de blocuri de grafit și cele 50 de tone dintre oxidul de uraniu și uraniul metalic care alcătuiau grămada.
Baterie care a intrat în funcțiune în urmă cu exact 80 de ani. La 15:25 pe 2 decembrie 1942, ora 23:25 în Italia, într-un laborator situat sub tribunele stadionului de fotbal americansau Stagg Field de la Universitatea din Chicago – nefolosită la acea vreme – lumea învăța să stăpânească energia Fiziune nucleară graţie contribuţiei fundamentale a fizicianului italian. La mai puțin de trei ani mai târziu, acea energie ar fi exploatată în mod tragic în bombele atomice de la Hiroshima și Nagasaki și, după război, în scopuri pașnice în reactoarele de fisiune care produc astăzi aproximativ 10% din electricitatea mondială.
Enrico Fermi și ideea Americii
La prima vedere s-ar părea că Enrico Fermi a decis să aterizeze în Statele Unite ale Americii doar pentru o chestiune de finantare acordate universităților și institutelor de cercetare. Cu siguranță, în zorii secolului al XX-lea, lumea științifică era agitată. Consolidat, în primele două decenii, ceea ce se numește vechea teorie cuantică, conceptele de mecanică cuantică luau contur din a doua jumătate a anilor 1920. Descoperirile științifice una după alta și mintea umană proiectată în investigarea nemiloasă a infinitului mic.
Institutul de pe Via Panisperna, în inima Romei, condus de Enrico Fermi și cu colaboratori precum Segrè, Amaldi, Pontecorvo, Majorana, Rasetti, D'Agostino, avea nevoie de echipamente foarte scumpe pentru a continua să concureze la cel mai înalt nivel de cercetare.. Testarea radioactivității elementelor cu intuiția corectă a bombardării nucleelor cu neutroni a necesitat necesitatea unui accelerator de particule capabil să le genereze în fascicule de energie adecvată și de mare intensitate.
Totul a început cu radioactivitate artificială
Procesul științific care a dus la rezultatul din 2 decembrie a început cu vreo cincisprezece ani mai devreme, în 1926, odată cu convocarea lui Fermi de către Universitatea din Roma la prima catedra italiană de fizică teoretică. Acolo, Fermi a dat naștere grupului de băieți Via Panisperna și și-a îndreptat cercetările asupra fizicii nucleare, care a apărut acolo datorită muncii multor fizicieni europeni. Stimulat de descoperirea radioactivității artificiale de către Irène Curie și Fréderic Joliot, Fermi a realizat o serie de experimente inovatoare la mijlocul anilor 1930 care i-au adus Premiul Nobel pentru Fizică în 1938. Un an care s-a încheiat cu două evenimente care ar fi fost esențiale. în ceea ce s-a întâmplat în Chicago acum 80 de ani.
Context istoric
În ciuda fondurilor importante acordate de stat Institutului, acestea nu le-au permis să obțină acceleratoare de particule compatibile cu obiectivele băieților de la Via Panisperna.. Statul, într-adevăr. Pentru că neglijarea amprentei sociopolitice italiene a anilor 30 ar fi o eroare logică foarte gravă. Ruptura radicală desăvârșită de mișcarea reacționară condusă de Benito Mussolini în deceniul precedent într-o Italia devastată de Primul Război Mondial.
Dominanța incontestabilă a Partidului Național Fascist și afinitatea ideologică cu Partidul Național Socialist al Muncitorilor Germani al lui Adolf Hitler, când acesta a preluat puterea într-o Germania furioasă, în 1933. Perspectivele pentru discuții diplomatice s-au prăbușit, în mod înțeles, sub eroziunea fricțiunilor seculare prost ascunse ale conflictelor și viitorului. proiectele noilor dictatori. Acesta este cadrul european înrădăcinat în care știința stă ca o catedrală în deșert. Punctul care a făcut paharul cămilei a fost, pentru Enrico Fermi, promulgarea legilor rasiale în 1938, care a văzut-o printre cei direct afectați pe Laura Capon, soția sa evreică..
Ajunul Crăciunului, zi cheie pentru călătorie
În ajunul Crăciunului, Fermi și familia sa s-au îmbarcat pe linia de linie Franconia pentru Statele Unite, forțați să părăsească Italia de legile rasiale ale fascismului. O navă care, de altfel, a navigat de mai multe ori prin apele tulburi ale celui de-al Doilea Război Mondial: aducerea în Statele Unite pe fizicianul care ar fi fost unul dintre protagoniștii Proiectului Manhattan, transportând trupe britanice pe diverse fronturi de război și găzduind pe Churchill și delegația britanică în 1945 în timpul discuțiilor de la Yalta. Și întotdeauna în perioada Crăciunului Lise Meitner, strălucită fiziciană austriacă care, fiind evreică, trebuia să fugă din Germania în Suedia.
Enrico Fermi, Laura și Niels Bohr au aterizat la New York pe 2 ianuarie 1939. Astfel a început colaborarea cu Universitatea Columbia unde Fermi avea să lucreze ca parte a echipei de cercetare nucleară. In spatele descoperirea germanilor O. Hahn și F. Strassmann asupra naturii fisionabile și/sau fisionabile a elementelor grele, Fermi sa lansat pe deplin în studiul economiei neutronilor în reacțiile de fisiune ale diferiților izotopi ai uraniului.
grămada atomică
Fermi a confirmat ipoteza ridicată de L.Szilard în 1933, despre posibilitatea de a avea o serie de reacții nucleare în lanț. Fisiunea izotopului U 235 Acesta generează în medie 2,8 neutroni rapizi, de energie între 10 k eV și 10 MeV. Termalizat corespunzător (încetinit) prin disiparea căldurii la coliziunile cu miezurile moderator, crește șansa de a provoca fisiunea altor miezuri U 235. Amânând studiul dinamicii reacțiilor de fisiune nucleară pentru un articol viitor, va fi suficient aici să afirmăm că cercetătorii au avut posibilitatea de a construi o baterie care să găzduiască astfel de lanțuri de reacții autosusținute.
O reacție nucleară care, în comparație cu o reacție chimică obișnuită de combustie, a eliberat o energie de aproximativ 10 milioane de ori mai mare și al cărei potențial militar a fost imediat simțit atât în Statele Unite, cât și în Germania nazistă. Datorită și intuițiilor lui Fermi, programul american a avansat mult mai repede și o etapă fundamentală a fost tocmai dezvoltarea bateriei atomice.
De fapt, are loc un rreacție în lanț de fisiune nucleară. Fisiunea nucleului de uraniu este indusă de ciocnirea unui neutron cu acesta. Dezintegrarea uraniului produce nuclee mai ușoare și mai mulți neutroni, în medie între doi și trei. Atunci când o cantitate suficientă de uraniu este concentrată într-un spațiu limitat, pot fi atinse condiții critice, unde pentru fiecare reacție de fisiune, în medie, cel puțin unul dintre neutronii produși provoacă o altă fragmentare. În funcție de nivelul de criticitate, procesul poate fi autosusținut și poate produce energie într-un mod controlat - așa cum se întâmplă în reactoarele civile - sau poate crește exponențial și eliberează brusc o putere enormă, așa cum se întâmplă în cazul dispozitivelor nucleare.
Chicago-Stack 1, Energie nucleară
Teancul era format din 5,6 tone de uraniu metalic și 36 de tone de pelete de oxid de uraniu. Acestea au fost alternate cu 350 de tone de blocuri de grafit cu funcții de moderare și structurale. Singura modalitate de a controla reacția și de a obține o atitudine critică, care indică începutul reacției de auto-susținere, este prin reglarea cursei tijelor de control în stivă.
Pila intră în funcțiune pe 2 decembrie 1942. La începutul după-amiezii ajunge la un nivel critic și se oprește câteva minute mai târziu prin reintroducerea tuturor tijelor de control.. În acea zi rece a anilor tristi ai celui de-al Doilea Război Mondial, navigatorul italian a ajuns în lumea nouă. dar Sub epiderma cercetării științifice nucleare americane se pândea Proiectul Manhattan.. Astfel, paralel cu utilizarea etică a energiei nucleare pentru producerea de energie electrică, asistăm la imobilizarea plutoniului în focoasele nucleare militare. Doi dintre ei, Baietel y Om gras, au făcut mai întâi praf Hiroshima și apoi Nagasaki.
Bucurie pentru descoperirea care puțin mai târziu a devenit o tragedie
La 15:25 pe 2 decembrie, Chicago Pile-1 a atins criticitatea într-un mod complet controlat, demonstrând fezabilitatea procesului. Eugene Wigner, unul dintre fizicienii prezenți, a desfundat o sticlă de Chianti pentru a sărbători evenimentul, onorând originile italiene ale lui Fermi. Patruzeci și nouă de oameni de știință prezenți au semnat ambalajul de paie al sticlei, care este încă păstrat la Universitatea din Chicago. Dar – după cum își amintește Leona Woods, un fizician care a participat la proiect și apoi o studentă în vârstă de douăzeci și trei de ani – a fost un toast tăcut, pentru că, după cum însuși Wigner va declara mai târziu, „Știam că eram pe cale să dezlănțuim un gigant«. Un gigant care în puțin mai mult de câțiva ani ar fi pus capăt celui de-al Doilea Război Mondial cu prețul tragic al distrugerii Hiroshima și Nagasaki.
Nu stiinta este de vina, ci fiinta umana
O aniversare, cea din 2 decembrie 1942, deci plină de sens: un mare experiment științific, care a avut un impact enorm asupra istoriei contemporane. Istoria nu poate fi făcută cu „dacă”, dar este probabil că dacă Statele Unite nu ar fi construit grămada la Chicago, la un moment dat Germania nazistă ar fi reușit, cu consecințe ușor de imaginat pentru lume.
Dezvăluirea celor mai intime secrete ale materiei a fost una dintre cele mai mari realizări ale intelectului și protagonistului uman, cu Relativitatea și mecanica cuantică, a revoluției enorme în înțelegerea noastră a lumii adusă de fizică în secolul al XX-lea. Astăzi, datorită fizicii nucleare, bolile sunt vindecate, corpul uman este explorat, iar electricitatea este produsă prin fisiune în reactoarele civile fără a elibera gaze cu efect de seră. Nu este vorba despre știință, care a adus și va continua să aducă contribuții enorme la bunăstarea umanității și care a fost atât de des un instrument al păcii, ci mai degrabă utilizarea rezultatelor sale și acel simț al responsabilității și discernământului pe care îl are. nu ar trebui să eșueze niciodată omenirea.