Jéki László | Fermi, az atomenergia felszabadítója

Népszerű tudomány

Fermi, az atomenergia felszabadítója

Száz éve, 1901. szeptember 29-én született Rómában a 20. század egyik legnagyobb fizikusa, Enrico Fermi. A kísérleti és az elméleti fizikában egyaránt kiemelkedő eredményeket ért el. 1938-ban fizikai Nobel-díjat kapott, 1942-ben az Egyesült Államokban Szilárd Leóval együtt elsőként valósított meg szabályozott nukleáris láncreakciót. Még a közhasznú lexikonokban is nevével kezdődő címszavak sora követi életrajzát: Fermi-Dirac statisztika, Fermi-energia, Fermi-felület, Fermi-folyadék, Fermi-gáz, Fermi-gömb, Fermi-hőmérséklet, Fermi-szint. Nevét viseli az elemi részecskék egyik családja (fermionok), egy kémiai elem, a mesterségesen előállított, 100 rendszámú elem (fermium), egy távolságegység (fermi), az USA Energiaügyi Minisztériumának díja (Enrico Fermi-díj), egy amerikai nemzeti laboratórium (Fermi National Laboratory, Batavia, Illinois) …

Fermi szorgalmas, tehetséges tanuló volt, már a középiskolában elhatározta, hogy fizikus lesz. A Pisai Egyetemen 21 évesen doktorált a röntgensugarakról írt értekezésével. A Firenzei Egyetemen matematikát tanított, majd 1926-ban meghívták a Római Egyetem elméleti fizika professzorának. 1929-ben az akadémia alapításának évében, legfiatalabbként lett tagja az Olasz Királyi Akadémiának. 1938-ban fizikai Nobel-díjat kapott. Végleg elhagyta Olaszországot, Stockholmból családjával együtt az Egyesült Államokba utazott. 1944-től amerikai állampolgár, Los Alamosban dolgozott az atomboma létrehozására szervezett Manhattan program keretében. 1946-tól haláláig a Chicagói Egyetem professzora.

Valamennyi vagy akár csak legfontosabb eredményének számbavétele helyett mindössze egyetlen tételt emelünk itt ki és mutatunk be részletesebben, mégpedig az első atommáglya, az olasz Fermi és a magyar Szilárd Leó történetét.

“E. Fermi és L. Szilárd bizonyos új munkái alapján, amelyekkel kéziratban volt alkalmam megismerkedni, arra a következtetésre jutottam, hogy az uránium elem a legközelebbi jövőben új, fontos energiaforrássá válhat. … Az utóbbi négy hónap során Joliot munkái Franciaországban, Fermié és Szilárdé Amerikában valószínűvé tették, hogy nagy tömegű urániumban lehetséges nukleáris láncreakciót megvalósítani …” – írta Albert Einstein 1939. augusztus 2-án F. D. Rooseveltnek, az Egyesült Államok elnökének. Ez az a sokszor idézett történelmi levél, amelynek megírását Szilárd Leó, Wigner Jenő és Teller Ede érte el.

Szilárd Leó 1933-ban, röviddel a neutron felfedezése után ismerte fel a nukleáris láncreakció lehetőségét. Olyan elemet keresett, amelyik egyetlen neutron hatására széthasad és két neutront bocsát ki, elgondolását szabadalmaztatta is. Azonnal felmerült benne a láncreakcióra alapozott bomba gondolata is, de ekkor még nem tudta, hogy melyik elemmel lehet láncreakciót létrehozni. 1934-ben Szilárd és Chalmers Londonban sugárzott be különböző elemeket neutronokkal, de Szilárdnak nem sikerült elegendő pénzt szereznie ahhoz, hogy szisztematikusan végigvizsgálhassák az összes elemet, alkalmas-e neutronokkal kiváltott magreakciókra.

Szilárd attól tartott, hogy a nukleáris robbanóanyag még valószínűbbé teszi a háborút és Németország csinálhat először bombát. Ezért vette rá Einsteint a levél megírására. Memorandumban foglalta össze az atomkutatás eredményeit és perspektíváit, javaslatokat dolgozott ki az atombomba-gyártás programjának beindítására. Nagyvolumenű kísérletet javasolt a láncreakció elvének ellenőrzésére. 1940 nyarán döntött az amerikai kormányzat a kísérletek mellett, Fermi lett a felelős a Columbián végzett kísérletekért, Szilárd hozta az új elgondolásokat, szervezte az urán és a grafit beszerzését. Ferminek nem tetszett, hogy Szilárd nem volt hajlandó semmiféle kétkezi munkára. Fermi munkatársaival együtt hordta a grafittéglákat, Szilárd pedig csak tanácsokat adott.

1942-től Chicagóban folytatták a kísérleteket. A Chicagói Egyetem Metallurgiai Laboratóriumában egy stadionban építették meg az első atomreaktort, akkori nevén atommáglyát. Tudománytörténészek azóta már kielemezték, hogy az első láncreakció megvalósításához milyen gondolatokkal járult hozzá Fermi és mi köszönhető Szilárdnak. A részleteket itt mellőzve, az egyértelmű, hogy mindketten kulcsszereplők voltak. Szilárd így jellemezte később szerepüket: “Fermi egyértelműen és világos módon a tudomány embere. Ez a pozíció megtámadhatatlan, mert monolitikusan egységes … Fermi és én együttműködésünk első pillanatától kezdve eltérő nézeteket képviseltünk minden olyan nem szigorúan tudományos kérdésben, amely a cselekvés elveire vonatkozott egy fenyegető háború küszöbén. Ha a nemzet egyáltalán hálás lehet nekünk valamiért – ami egyáltalán nem biztos -, akkor csakis azért, hogy kitartottunk egymás mellett, ameddig szükséges volt.”

Az első láncreakció létrehozásának történetét a szemtanú Wigner Jenő így jegyezte le: “Ezen a szerdán reggel 8.30 táján közel 50 ember gyűlt össze a 10 m x 20 m méretű teremben. Középen egy nagy máglya volt, fekete grafittéglákból és fagerendákból építve. … Ebbe voltak beágyazva az urántömbök. … A komoly munka 9.45 körül indult. 11.30-ra már majdnem megvalósult az önfenntartó láncreakció, de a reaktorba beengedett kontrollrudak megállították azt. Fermi mindnyájunkat ebédelni küldött. 2.00-kor jöttünk vissza. A balkon egyik végén logarléccel a kezében állt Fermi két főmunkatársával, Zinnel és Andersonnal. Mellettük állt Compton, az atomenergia-program igazgatója. Mi, a többi negyvenen a balkon másik végén gyűltünk össze, köztünk volt régi barátom, Szilárd Leó is. Délután 3.30-kor a neutronok számának emelkedését figyelve Fermi kiadta az utasítást, hogy a kadmiummal borított kontrollrudakat 25 cm-es lépésekben emeljék. A neutronszámláló ketyegett: pit-a-pat, pit-a-pat, pit-a-pat. Mind jobban megközelítettük az önfenntartó neutron-láncreakciót. Amikor a kontrollrudat teljesen kihúzták, a számláló minden korábbinál szaporábban ketyegett, ekkor tudtuk: a nukleáris láncreakció megvalósult! Kiszabadítottuk és sikeresen ellenőrzésünk alatt tartottuk az atommag energiáját. Az emberek mosolyogtak, egy-két taps is elhangzott. De mintegy 30 percen keresztül főként figyeltünk. A jelenet egyáltalán nem volt teátrális. …” (Radnóti Miklós sorai jutnak eszünkbe: “Mikor Kolumbusz a zsivajgó partra lépett / s követték társai, az ittas tengerészek, / … / érezte már, hogyan kezdődik az öröklét. / Megvillant nagy szeme, fáradt szemhéja égett. / Legyintett. S hátraszólt valami semmiséget.”)

Továbbra is Wigner Jenőt idézzük: “Ezt a pillanatot előre látva, tíz hónappal korábban Princetonban vettem egy üveg olasz vörösbort; chiantit és azt magammal hoztam Chicagóba. … A chiantit egy barna papírzacskóban tartottam a hátam mögött. Most előhúztam a zacskóból és a palackot Ferminek adtam. Ő megköszönte, kihúzta a dugót és valakit papírpoharakért küldött. … Nyugodtan koccintottunk a siker tiszteletére és azt kívántuk, hogy az atomenergia tegye az emberek életét boldogabbá, lecsökkentve káros előítéleteinket. Fermi ráírta nevét a chianti-címke tetejére. Ezután a palack körbejárt a teremben, és mindnyájan ráírtuk a nevünket. A történelmi eseményről nem készült feljegyzés. A chianti-címkén levő névsor tette csak lehetővé, hogy utólag rekonstruálják: ki volt jelen az első atommáglya megindulásánál.”

A sikerről így adott hírt telefonon a programot irányító Compton: “Az olasz hajós partot ért az Új Világban.” Kolumbuszhoz hasonlóan ő is új világot fedezett fel, az atomenergia felszabadítását.

Print Friendly, PDF & Email

Hozzászólások

Nincs hozzászólás ehhez: “Fermi, az atomenergia felszabadítója”



Szóljon hozzá!



Archívum

Hirdetés

Legutóbbi hozzászólások