Атомна енергія. Восени 1942 р. вирушили до с Goodyear Клієнти, які хотіли створити повітряну кулю на зразок тих, які американська компанія почала виробляти кілька десятиліть тому, і які також використовувалися для дирижаблів. Вони просто не хотіли, щоб він був сферичним чи округлим, а кубічним.
Схоже, техніки Goodyear були спантеличені. Ймовірно, вони задавалися питанням: «Як літає повітряна куля-куб?», можливо, намагаючись переконати покупців змінити свою думку. Власне, ці клієнти не дбали про рейс. Насправді вони прийшли з Чиказького університету та працювали над надсекретним проектом під керівництвом Енріко Фермі щодо розробки першої ланцюгової реакції поділу ядер, відомої як Чиказька паля-1.
Вони не хотіли летіти...
Тому зрозуміло, що вони не могли надати занадто багато деталей про причини своєї покупки, що їм не тільки ніколи не довелося б літати по небу, але вони б залишилися в підземному просторі, щоб служити кожухом для містить приблизно 45.000 50 графітових блоків і XNUMX тонн між оксидом урану та металевим ураном, які складали купу.
Акумулятор, який почав працювати рівно 80 років тому. О 15:25 2 грудня 1942 року, 23:25 в Італії, в лабораторії, розташованій під трибунами стадіону американського футболу.або Stagg Field з Університету Чикаго - на той час не використовувався - світ навчався оволодівати енергією Ядерний риб завдяки фундаментальному внеску італійського фізика. Менш ніж через три роки, ця енергія буде трагічно використана в атомних бомбах Хіросіми та Нагасакі а після війни — для мирних цілей у реакторах поділу, які сьогодні виробляють близько 10% світової електроенергії.
Енріко Фермі та ідея Америки
На перший погляд може здатися, що Енріко Фермі вирішив приземлитися в Сполучених Штатах Америки виключно заради питання фінансування присуджено університетам і науково-дослідним інститутам. Звичайно, на зорі XNUMX-го століття науковий світ вирував. Зведено, в перші два десятиліття, що називається стара квантова теорія, концепції квантової механіки формувалися з другої половини 1920-х рр. Наукові відкриття одне за одним і людський розум проектувався на безжальне дослідження нескінченно малого.
Інститут на Віа Панісперна, у центрі Риму, яким керував Енріко Фермі та співпрацював із такими співробітниками, як Сегре, Амальді, Понтекорво, Майорана, Разетті, Д'Агостіно, потребував дуже дорогого обладнання, щоб продовжувати конкурувати на найвищому рівні досліджень.. Щоб дослідити радіоактивність елементів за допомогою правильної інтуїції бомбардування ядер нейтронами, знадобився прискорювач частинок, здатний генерувати їх у вигляді пучків достатньої енергії та високої інтенсивності.
Все почалося зі штучної радіоактивності
Науковий процес, який призвів до результату 2 грудня, розпочався приблизно п’ятнадцять років тому, у 1926 році, коли Фермі скликав Римський університет на першу італійську кафедру теоретичної фізики. Там Фермі дав початок групі хлопчиків Via Panisperna і керував їхніми дослідженнями ядерної фізики, яка зароджувалася там завдяки роботі багатьох європейських фізиків. Стимулюваний відкриттям Ірен Кюрі та Фредеріком Жоліо штучної радіоактивності, Фермі в середині 1930-х років провів серію інноваційних експериментів, які принесли йому Нобелівську премію з фізики в 1938 році. Рік завершився двома подіями, які мали б важливе значення. у тому, що сталося в Чикаго 80 років тому.
Історичний контекст
Незважаючи на значні кошти, надані державою Інституту, це не дозволило їм отримати прискорювачі елементарних частинок, сумісні з цілями хлопців з Віа Панісперна. Держава, справді. Тому що нехтування італійським соціально-політичним слідом 30-х років було б дуже серйозною логічною помилкою. Радикальний розрив, здійснений реакційним рухом під проводом Беніто Муссоліні в попереднє десятиліття в Італії, спустошеній Першою світовою війною.
Беззаперечне домінування Національної фашистської партії та ідеологічна спорідненість із Націонал-соціалістичною німецькою робітничою партією Адольфа Гітлера, коли він захопив владу в розлюченій Німеччині в 1933 році. Перспективи дипломатичних переговорів, зрозуміло, зазнали краху через розмивання погано прихованих світських суперечок щодо конфліктів і майбутнього. проекти нових диктаторів. Це вкорінене європейське середовище, де наука стоїть, як собор у пустелі. Краплею, яка зламала спину верблюда, стало для Енріко Фермі проголошення расових законів у 1938 році, серед яких безпосередньо постраждала Лаура Капон, його дружина-єврейка..
Святвечір, ключовий день для подорожей
Напередодні Різдва Фермі та його сім’я вирушили на лайнер «Франконія» до Сполучених Штатів, змушені покинути Італію через расові закони фашизму. Корабель, який, до речі, кілька разів проплив через неспокійну воду Другої світової війни: привезти до Сполучених Штатів фізика, який мав бути одним із головних героїв Мангеттенського проекту, транспортувати британські війська на різні фронти війни та прийняти Черчилля та британську делегацію в 1945 році під час переговорів у Ялті. І завжди під час Різдва Ліза Мейтнер, геніальний австрійський фізик, яка, будучи єврейкою, мусила втекти з Німеччини до Швеції.
Енріко Фермі, Лаура і Нільс Бор приземлилися в Нью-Йорку 2 січня 1939 року. Так почалася співпраця з Колумбійським університетом, де Фермі працюватиме як частина ядерної дослідницької групи. Позаду відкриття німців О. Гана і Ф. Штрассмана про подільну та/або подільну природу важких елементівФермі повністю почав вивчати економію нейтронів у реакціях поділу різних ізотопів урану.
атомна купа
Фермі підтвердив гіпотезу, висунуту Л.Сілардом у 1933 р., про можливість виникнення серії ланцюгових ядерних реакцій. Поділ ізотопу U 235 Він генерує в середньому 2,8 швидких нейтронів з енергією від 10 к еВ до 10 МеВ. Правильно термалізований (уповільнений) через розсіювання тепла під час зіткнень із сповільнювальними ядрами збільшує ймовірність поділу інших ядер U 235. Відкладаючи дослідження динаміки ядерних реакцій поділу на майбутню статтю, тут достатньо сказати, що дослідники мали можливість побудувати батарею, яка б містила такі ланцюжки самопідтримуваних реакцій.
Ядерна реакція, яка, порівняно зі звичайною хімічною реакцією горіння, вивільнила приблизно в 10 мільйонів разів більше енергії, і чий військовий потенціал одразу відчули як у Сполучених Штатах, так і в нацистській Німеччині. Завдяки інтуїції Фермі американська програма просувалася набагато швидше, і фундаментальним етапом стала саме розробка атомної батареї.
Насправді це відбувається a rланцюгова реакція ядерного поділу. Поділ ядра урану викликається зіткненням з ним нейтрона. У результаті розпаду урану утворюються легші ядра та більше нейтронів, у середньому від двох до трьох. Коли достатня кількість урану зосереджена в обмеженому просторі, можуть бути досягнуті критичні умови, коли для кожної реакції поділу в середньому принаймні один із утворених нейтронів викликає іншу фрагментацію. Залежно від рівня критичності, процес може бути самопідтримуваним і виробляти енергію контрольованим способом - як це відбувається в цивільних реакторах - або зростати експоненціально і раптово вивільняти величезну потужність, як це відбувається в ядерних пристроях.
Чикаго-Стек 1, ядерна енергетика
Купа складалася з 5,6 тонн металевого урану і 36 тонн таблеток оксиду урану. Вони чергувалися з 350 тоннами графітових блоків зі сповільнювальними та структурними функціями. Єдиний спосіб контролювати реакцію та досягти критичного ставлення, яке вказує на початок самопідтримуючої реакції, полягає в регулюванні ходу керуючих стрижнів у стеці.
Паля починає працювати 2 грудня 1942 року. Рано вдень вона досягає критичного значення і вимикається через кілька хвилин, вставляючи всі керуючі стрижні.. У той холодний день сумних років Другої світової війни, італійський мореплавець прибув до нового світу. Але Під епідермісом американських ядерних наукових досліджень ховався Манхеттенський проект.. Таким чином, паралельно з етичним використанням ядерної енергії для виробництва електроенергії, ми спостерігаємо іммобілізацію плутонію у військових ядерних боєголовках. Два з них, Маленький хлопчик y Товстун, вони спочатку перетворили на порох Хіросіму, а потім Нагасакі.
Радість за відкриття, яке трохи згодом стало трагедією
О 15:25 2 грудня Chicago Pile-1 повністю контрольовано досяг критичного рівня, демонструючи здійсненність процесу. Юджин Вігнер, один із присутніх фізиків, відкоркував пляшку К’янті, щоб відсвяткувати подію, вшановуючи італійське походження Фермі. Сорок дев'ять присутніх вчених підписали солом'яну обгортку пляшки, яка досі зберігається в Чиказькому університеті. Але, як згадує Леона Вудс, фізик, яка брала участь у проекті, а тоді була двадцятитрирічна студентка, це був мовчазний тост, тому що, як сам Вігнер пізніше заявив, «Ми знали, що збираємось випустити гіганта«. Гігант, який трохи більше ніж за пару років завершив би Другу світову війну трагічною ціною знищення Хіросіми та Нагасакі.
Винна не наука, а людина
Річниця, 2 грудня 1942 року, тому має багато значення: великий науковий експеримент, який мав величезний вплив на сучасну історію. Історію не можна творити за допомогою «якщо», але цілком імовірно, що якби Сполучені Штати не побудували купу в Чикаго, у якийсь момент нацистська Німеччина могла б досягти успіху з легко уявними наслідками для світу.
Розкриття найпотаємніших таємниць матерії було одним із найбільших досягнень людського інтелекту та головного героя, з Теорія відносності і квантова механіка, про величезну революцію в нашому розумінні світу, здійснену фізикою у XNUMX столітті. Сьогодні завдяки ядерній фізиці лікують хвороби, досліджують людський організм і виробляють електроенергію шляхом розщеплення в цивільних реакторах без виділення парникових газів. Мова йде не про науку, яка зробила і продовжуватиме робити величезний внесок у добробут людства і яка так часто була інструментом миру, а про використання її результатів і почуття відповідальності та проникливості, які людство ніколи не повинно підводити.