Нуклеарна енергија. У јесен 1942. отишли су у Гоодиеар купцима који су желели неку врсту балона на врући ваздух, попут оних које је америчка компанија почела да производи неколико деценија раније и који су коришћени и за ваздушне бродове. Само нису хтели да буде сферни или заобљен у сваком случају, већ кубични.
Изгледа да су Гоодиеар-ови техничари били прилично збуњени. Вероватно су се питали „Како би летео коцкасти балон?“, можда покушавајући да убеде купце да се предомисли. У ствари, те муштерије није било брига за лет. У ствари, дошли су са Универзитета у Чикагу и радили на строго тајном пројекту који је водио Енрико Ферми за развој прве ланчане реакције нуклеарне фисије, познате као Цхицаго Пиле-1.
Нису хтели да лете...
Разумљиво је, дакле, да нису могли да дају превише детаља о разлозима своје куповине, да не само да никада не би морали да лете кроз небо, већ би остали у подземном простору да би деловали као кућиште за садрже отприлике 45.000 графитних блокова и 50 тона између уранијум-оксида и металног уранијума који су чинили гомилу.
Батерија која је пуштена у рад пре тачно 80 година. У 15 25. децембра 2. у 1942 у Италији, у лабораторији која се налази испод трибина стадиона америчког фудбала.или Стагг Фиелд са Универзитета у Чикагу – у то време није коришћен – свет је учио да овлада енергијом Нуклеарна фисија захваљујући фундаменталном доприносу италијанског физичара. Мање од три године касније, та енергија би била трагично искоришћена у атомским бомбама Хирошиме и Нагасакија а после рата у мирољубиве сврхе у фисионим реакторима који данас производе око 10% светске електричне енергије.
Енрико Ферми и идеја Америке
На први поглед изгледа да је Енрико Ферми одлучио да слети у Сједињене Америчке Државе искључиво због питање финансирања додељује универзитетима и истраживачким институтима. Свакако, у зору XNUMX. века научни свет је брујао. Консолидовано, у прве две деценије, оно што се зове стара квантна теорија, концепти квантне механике су се обликовали од друге половине 1920-их.Научна открића једно за другим и људски ум пројектовали су се у немилосрдно истраживање бесконачно малог.
Институту на Виа Панисперна, у срцу Рима, којим је управљао Енрико Ферми и са сарадницима као што су Сегре, Амалди, Понтецорво, Мајорана, Расетти, Д'Агостино, била је потребна веома скупа опрема да настави да се такмичи на највишем нивоу истраживања.. Испитивање радиоактивности елемената уз исправну интуицију бомбардовања језгара неутронима захтевало је потребу за акцелератором честица који би могао да их генерише у сноповима адекватне енергије и високог интензитета.
Све је почело вештачком радиоактивношћу
Научни процес који је довео до резултата 2. децембра почео је петнаестак година раније, 1926. године, Фермијевим сазивом на Универзитету у Риму на прву италијанску катедру теоријске физике. Тамо је Ферми изнедрио групу дечака Виа Панисперна и усмерио њихова истраживања на нуклеарну физику, која је тамо настајала захваљујући раду многих европских физичара. Подстакнут открићем вештачке радиоактивности од стране Ирене Цурие и Фредерериц Јолиот-а, Ферми је средином 1930-их спровео низ иновативних експеримената који су му донели Нобелову награду за физику 1938. године. у ономе што се догодило у Чикагу пре 80 година.
Историјски контекст
Упркос значајним средствима која је држава доделила Институту, она им нису омогућила да добију акцелераторе честица компатибилне са циљевима дечака из Виа Панисперне. Држава, заиста. Зато што би занемаривање италијанског друштвено-политичког отиска 30-их била веома озбиљна логичка грешка. Радикални слом који је у претходној деценији у Италији разореној у Првом светском рату извршио реакционарни покрет који је предводио Бенито Мусолини.
Неоспорна доминација Национал-фашистичке партије и идеолошка сродност са Националсоцијалистичком немачком радничком партијом Адолфа Хитлера када је преузео власт у разјареној Немачкој 1933. Изгледи за дипломатске разговоре су се разумљиво урушили под ерозијом лоше прикривених секуларних трвења сукоба и будућности. пројекти нових диктатора. Ово је укорењено европско окружење где наука стоји као катедрала у пустињи. За Енрика Фермија је кап која је прелила кичму била проглашење расних закона 1938. године, што је међу директно погођеним особама видело Лауру Капон, његову јеврејску жену..
Бадње вече, кључни дан за путовање
На Бадње вече, Ферми и његова породица су се укрцали на линију Франконија за Сједињене Државе, приморани да напусте Италију расним законима фашизма. Брод који је, иначе, неколико пута пловио немирним водама Другог светског рата: довођење у Сједињене Државе физичара који би био један од протагониста пројекта Менхетн, транспортовање британских трупа на различите ратне фронтове и гостовање Черчила и британске делегације 1945. током преговора на Јалти. И увек током божићног периода Лизе Мајтнер, бриљантна аустријска физичарка која је, пошто је била Јеврејка, морала да побегне из Немачке у Шведску.
Енрико Ферми, Лаура и Нилс Бор слетели су у Њујорк 2. јануара 1939. Тако је почела сарадња са Универзитетом Колумбија где ће Ферми радити као део нуклеарног истраживачког тима. Иза откриће Немаца О. Хана и Ф. Штрасмана о фисивној и/или фисионој природи тешких елемената, Ферми је у потпуности започео проучавање неутронске економије у реакцијама фисије различитих изотопа уранијума.
атомска гомила
Ферми је потврдио хипотезу коју је поставио Л.Сзилард 1933. године, о могућности низа нуклеарних ланчаних реакција. Фисија изотопа У 235 Он генерише у просеку 2,8 брзих неутрона, енергије између 10 к еВ и 10 МеВ. Правилно термализовано (успорено) путем дисипације топлоте при сударима са језгрима модератора, повећава шансе да изазову фисију других У језгара 235. Одлажући проучавање динамике реакција нуклеарне фисије за будући чланак, овде ће бити довољно да се наведе да су истраживачи имали могућност да направе батерију која би сместила такве ланце самоодрживих реакција.
Нуклеарна реакција која је, у поређењу са уобичајеном хемијском реакцијом сагоревања, ослободила енергију око 10 милиона пута већу и чији се војни потенцијал одмах осетио и у Сједињеним Државама и у нацистичкој Немачкој. Захваљујући и Фермијевој интуицији, амерички програм је напредовао много брже и темељна фаза је управо био развој атомске батерије.
У ствари, одвија се рланчана реакција нуклеарне фисије. Фисија језгра уранијума је изазвана сударом неутрона са њим. Распад уранијума производи лакша језгра и више неутрона, у просеку између два и три. Када се довољна количина уранијума концентрише у ограниченом простору, могу се постићи критични услови, где за сваку реакцију фисије, у просеку, најмање један од произведених неутрона изазива још једну фрагментацију. У зависности од нивоа критичности, процес може бити самоодрживи и производити енергију на контролисан начин - као што се дешава у цивилним реакторима - или експоненцијално расти и изненада ослобађати огромну снагу, као што се дешава у нуклеарним уређајима.
Цхицаго-Стацк 1, Нуклеарна енергија
Гомила се састојала од 5,6 тона металног уранијума и 36 тона пелета уранијум оксида. Они су се смењивали са 350 тона графитних блокова са модерационим и структуралним функцијама. Једини начин да се контролише реакција и постигне критички став, који указује на почетак самоодрживе реакције, је подешавањем хода контролних шипки у стеку.
Гомила почиње да ради 2. децембра 1942. У раним поподневним сатима достиже критично стање и неколико минута касније се гаси поновним убацивањем свих контролних шипки.. Тог хладног дана тужних година Другог светског рата, италијански морепловац је стигао у нови свет. Али Испод епидерме америчких нуклеарних научних истраживања крио се Менхетн пројекат.. Тако, упоредо са етичким коришћењем нуклеарне енергије за производњу електричне енергије, сведоци смо имобилизације плутонијума у војним нуклеарним бојевим главама. Њих двојица, Мали дечак y Дебели, прво су у прах претворили Хирошиму, а потом и Нагасаки.
Радост због открића које је мало касније постало трагедија
У 15:25 2. децембра, Цхицаго Пиле-1 је достигао критичност на потпуно контролисан начин, демонстрирајући изводљивост процеса. Јуџин Вигнер, један од присутних физичара, отчепио је флашу Кјантија да прослави овај догађај, одајући почаст Фермијевом италијанском пореклу. Четрдесет девет присутних научника потписало је сламнати омот флаше, који се још увек чува на Универзитету у Чикагу. Али – како се присећа Леона Вудс, физичарка која је учествовала у пројекту и тада двадесеттрогодишња студенткиња – то је била тиха здравица, јер, како ће сам Вигнер касније изјавити, „Знали смо да ћемо ослободити гиганта«. Гигант који би за нешто више од пар година окончао Други светски рат по трагичну цену уништења Хирошиме и Нагасакија.
Није крива наука, већ човек
Годишњица, она од 2. децембра 1942, дакле пуна значења: велики научни експеримент, који је имао огроман утицај на савремену историју. Историја се не може правити са „ако“, али је вероватно да би, да Сједињене Државе нису направиле гомилу у Чикагу, у неком тренутку нацистичка Немачка можда успела, са лако замисливим последицама по свет.
Откривање најинтимнијих тајни материје било је једно од највећих достигнућа људског интелекта и протагониста, са Релативност и квантна механика, о огромној револуцији у нашем разумевању света коју је донела физика у XNUMX. веку. Данас, захваљујући нуклеарној физици, болести се лече, људско тело се истражује, а електрична енергија се производи фисијом у цивилним реакторима без испуштања гасова стаклене баште. Не ради се о науци која је дала и која ће наставити да даје огроман допринос добробити човечанства и која је тако често била инструмент мира, већ се ради о употреби њених резултата и осећају одговорности и разборитости који никада не би требало да изневери човечанство.