La invento de la nuklea reaktoro estis unu el la difinaj momentoj de la 20-a jarcento. La tagiĝo de la atoma epoko eble estis enkondukita kun la eksplodo de la unua nuklea armilo, sed la semoj por tiu momento kaj la grandegaj soci-politikaj ŝanĝoj kiuj sekvis estis kudritaj jarojn antaŭe fare de sciencistoj kiel Enrico Fermi.

Efektive, Fermi, itala fizikisto tiam laboranta en Ameriko kiel esenca persono en la Projekto Manhattan, faris sian decidan sukceson en 1942, produktante la unuan homfaritan atomĉenreakcion sur skvaŝotribunalo ĉe la Universitato de Ĉikago. La reaktoro de Fermi estis la decida testo kiu ebligis la akcelon de la Projekto Manhattan, kaŭzante la Trinity Test (la unua detonacio de atombombo en Nov-Meksiko) tri jarojn poste kaj, kompreneble, la rezultintaj bombadoj de Hiroŝimo kaj Nagasako kiuj finis World. Dua Milito.

Juna mirinfano

Naskita en Romo en 1901, la intereso de Enrico Fermi pri fiziko kaj matematiko vekiĝis en siaj fruaj adoleskojaroj kiam li trovis malnovan 900-paĝan libron kiu prezentis matematikon, klasika mekaniko, astronomio, optiko kaj akustiko kiel ili estis komprenitaj dum ĝia 1840 publikigo. Ĉi tiu burĝona fascino estis rimarkita de amiko de sia patro, Adolfo Amidei, kiu sciissufiĉe pri scienco por rekoni la brilecon de la juna knabo. Amidei priskribis Fermi kiel "mirinfanon, almenaŭ kun respekto al geometrio" kaj prenis sur si kultivi la intelekton de Fermi, ofertante mentoron kaj multajn librojn.

Juna Enrico Fermi en 1917

Bilda kredito: G. Cerri, Public domain, tra Wikimedia Commons

La atendoj de Amidei estis rapide realigitaj. Fermi studentiĝis ĉe mezlernejo en julio 1918, transsaltis la trian jaron tute, kaj gajnis kunecon de la Scuola Normale Superiore de Pizo. Ricevinte sian laurea (doktoreco) en la nekutime juna aĝo de 20, Fermi komencis enorman akademian karieron. En 1926 li malkovris la statistikajn leĝojn (hodiaŭ konatajn kiel la "Fermi-statistiko") regante la partiklojn submetitajn al la ekskludprincipo de Pauli (nun konata kiel Fermionoj). Jaron poste li estis elektita Profesoro pri Teoria Fiziko ĉe la Universitato de Romo.

Ĝis la fino de lia mandato en Romo, lia pionira studo pri la atomkerno donis kelkajn gravajn sukcesojn, ne laste. lia 1934 propono ke neŭtronoj (kiuj estis malkovritaj fare de James Chadwick du jarojn pli frue) povus esti uzitaj por disfendi atomojn. En 1938, Fermi, ankoraŭ nur 37-jara, ricevis la Nobel-premion pri fiziko pro siaj "demonstraĵoj pri la ekzisto de novaj radioaktivaj elementoj produktitaj per neŭtrona surradiado, kaj pro sia rilata eltrovo denukleaj reagoj estigitaj de malrapidaj neŭtronoj”.

Fupo el faŝisma Italio

Ricevo de Nobel-premio estas sufiĉe grava momento en la vivo de iu ajn, sed ĝi havis kroman signifon en la rakonto de Enrico. Fermi. Kiam al li estis premiita la premio en 1938, ĉe la rando de 2-a Mondmilito, la registaro de Benito Mussolini limigis vojaĝadon por italoj kies laboro estis rigardita kiel esenca por nacia sekureco. Sed la laŭdo de Fermi estis sufiĉe grava ke li ricevis permeson viziti Svedion por ricevi sian premion.

Estinte membro de la Faŝisma Partio, Fermi estis elrevigita antaŭ 1938 kaj li estis voĉa kritikisto de la rasaj reformoj. enkondukita tiun jaron. Unue, la edzino de Fermi, Laura, estis juda kaj verŝajne alfrontis persekuton. Koncedite la ŝancon vojaĝi al Svedio, li kunportis Laura kaj iliajn du infanojn. Ili neniam revenis.

Benito Mussolini, la gvidanto de la faŝisma Regno de Italio

Bilda kredito: Nekonata aŭtoro, Public domain, via Vikimedia Komunejo

Ricevinte lia nobelpremio en Stokholmo, Svedio, Fermi kaj lia familio vojaĝis al Novjorko kie al li tuj estis ofertitaj postenoj en kvin universitatoj. Li akceptis rolon en Columbia kaj daŭrigis sian studon de neŭtronoj. Sed estis okupata tempo por iu ajn laboranta en atoma fiziko. Apenaŭ havis tempon por ekloĝi en sian novan vivon, la laboro de Fermi estis skuita de novaĵoj de Germanio. Frue1939 Otto Hahn kaj Fritz Strassmann detektis la elementon bario post bombado de uranio per neŭtronoj, rezulto kiu signalis la eblecon de nuklea fisio.

Iagrade, la malkovro embarasis Fermi, kiu malakceptis la eblecon de fisio tri jarojn. pli frue, sed li rapide rekonis la gravecon de la trovo kaj ĝiaj grandegaj implicoj. Impulsita de la ebla realigo de kontrolita nuklea ĉenreakcio li komencis labori pri serio de eksperimentoj kiuj kondukus al la kreado de la unua nuklea reaktoro.

Fermi ankaŭ rapide rekonis la eblan armean aplikon de la germana. eltrovaĵo de kemiistoj kaj esprimis siajn zorgojn en prelego ĉe la Mararmea Sekcio la 18an de marto 1939. Kelkajn monatojn poste li kunsubskribis leteron (kune kun Albert Einstein, Edward Teller kaj Eugene Wigner) verkitan de la fizikisto Leo Szilard kaj adresita al Prezidanto Franklin D. Roosevelt. La letero avertis, ke Germanio povus disvolvi atombombojn kaj sugestis, ke Usono komencu sian propran nuklean programon.

La arkitekto de la nuklea epoko

En februaro 1940, la Usona Mararmeo aljuĝis al Universitato Kolumbio 6,000 USD da financado, la plej granda parto de kiuj Fermi kaj Szilard elspezis por aĉetado de grafito por la konstruado de reaktoro kiun ili esperis povus kontroli la laboron de Hahn kaj Strassmann.

Ernest O. Lawrence, Fermi (mezo), kaj IsidorIsaac Rabi

Bilda kredito: Naciaj Arkivoj ĉe College Park, Publika domeno, per Vikimedia Komunejo

Du jaroj da eksperimentoj sekvis, akuzantaj konsiderinde pli ol $6,000 en elspezoj kaj kaŭzante la konstruadon de multnombraj 'atomoj. stakoj', sed nur ĝis la kreo de la Ĉikaga Pile-1 ĉe Stagg Field, plejparte neuzata usona futbala tereno ĉe la periferio de Ĉikago, Fermi finfine atingis atomĉenreakcion.

Fermi kaj lia teamo decidis por la loko - spaco sub la standoj ĉe Stagg Field kiu estis nur foje utiligita kiel skvaŝo kaj handbaltribunalo - ĉar, male al la plej multaj universitat-posedataj trajtoj, ĝi estis sur la periferio de Ĉikago. Ili volis eviti la riskon konstrui funkciantan reaktoron en loĝata areo.

Fermi superrigardis la konstruadon de reaktoro kiu konsistis el uranio kaj uraniooksido en kuba krado enigita en grafito. Tiu konstrukcio estis enfermita ene de 25-futa kubforma balono tiel ke la aero ene povus esti anstataŭigita per karbondioksido. Konsiderante la grandecon de la projekto, ĝi estis sufiĉe improvizita konstrulaboro farita kun la asistado de 30 mezlernejaj ĉesuloj, kiuj estis fervoraj gajni iom da mono antaŭ esti dungitaj en la militistaron.

La kritika momento alvenis la 2an de decembro. 1942. Tiun matenon la eksperimento daŭrigis kiel kutime - kontrolstangoj estis forigitaj de la stako unu perunu, eltrovante kuraĝigajn rezultojn de la Geiger nombrilo... Ĝis la procedoj estis abrupte haltitaj. La aŭtomata kontrolstango reenmetis sin pro sia ekskurseca nivelo estanta tro malalta. Je la rando de historia trarompo, Fermi decidis alvoki tagmanĝan paŭzon.

La eksperimento rekomencis post la tagmanĝo kaj la matena moke esperiga progreso estis baldaŭ kontrolita; La reaktoro de Fermi atingis kritikon kaj historio estis ŝanĝita por ĉiam. La teamo malfermis botelon da Chianti kaj tostis sian sukceson per paperaj tasoj.

Speciala projektestro Arthur Compton estis registrita sciigante James B. Conant, prezidanton de la Nacia Defenda Esplorkomisiono:

Compton: La itala navigisto surteriĝis en la Novan Mondon.

Conant: Kiel estis la indiĝenoj?

Compton: Tre amika