Erreaktore nuklearraren asmakizuna XX. Aro atomikoaren egunsentia lehen arma nuklearraren eztandarekin hasi zen agian, baina momentu horren haziak eta ondorengo aldaketa soziopolitiko erraldoiak urte lehenago josi zituzten Enrico Fermi bezalako zientzialariek.

Izan ere, Fermi fisikari italiarrak, orduan Ameriketan lanean ziharduen Manhattan Proiektuan, bere ezinbesteko aurrerapena egin zuen 1942an, Chicagoko Unibertsitateko squash zelai batean gizakiak sortutako lehen erreakzio nuklearra sortuz. Fermiren erreaktorea Manhattan Proiektuaren aurrerapena ahalbidetu zuen proba erabakigarria izan zen, hiru urte geroago Trinity Testa (Mexiko Berriko arma nuklear baten lehen detonazioa) eta, jakina, Hiroshima eta Nagasakiren ondorengo bonbardaketak Mundua amaitu zuten. Bigarren Gerra.

Gazte prodigio bat

Erroman jaioa 1901ean, Enrico Fermi fisikako eta matematikarekiko interesa piztu zen bere nerabezaroan, matematika aurkezten zuen 900 orrialdeko liburu zahar bat aurkitu zuenean. mekanika klasikoa, astronomia, optika eta akustika 1840an argitaratu zenean ulertzen ziren moduan. Lilura handi hori bere aitaren lagun batek, Adolfo Amideik, ezagutu zuenzientziari buruz nahikoa mutil gaztearen distira aitortzeko. Amideik Fermi “prodigio bat, geometriari dagokionez behintzat” bezala deskribatu zuen eta bere gain hartu zuen Fermiren adimena lantzea, tutoretza eta liburu ugari eskainiz.

Enrico Fermi gaztea 1917an

Irudiaren kreditua: G. Cerri, Public domain, Wikimedia Commons bidez

Amideiren itxaropenak azkar gauzatu ziren. Fermi 1918ko uztailean graduatu zen batxilergoa, hirugarren ikasturtea erabat utzita, eta Pisako Scuola Normale Superiore-ko beka bat irabazi zuen. Bere laurea (doktore titulua) 20 urte ohiz gaztetan jasota, Fermik ibilbide akademiko ikaragarriari ekin zion. 1926an Pauliren esklusio-printzipioaren menpeko partikulak (gaur egun Fermion izenaz ezagutzen direnak) arautzen dituzten lege estatistikoak aurkitu zituen (gaur egun "Fermi estatistikak"). Urtebete beranduago Erromako Unibertsitateko Fisika Teorikoko katedradun hautatu zuten.

Erromako agintaldia amaitzean, nukleo atomikoaren azterketa berritzaileak aurrerapen garrantzitsu batzuk eman zituen, ez behintzat. bere 1934ko proposamena neutroiak (James Chadwick-ek bi urte lehenago aurkitu zuena) atomoak zatitzeko erabil zitezkeela. 1938an, Fermik, oraindik 37 urte besterik ez zituen, Fisikako Nobel Saria jaso zuen "neutroien irradiazioak sortutako elementu erradioaktibo berrien existentziari buruzko erakustaldiagatik, eta harekin lotutako aurkikuntzagatik.neutroi geldoek eragindako erreakzio nuklearrak”.

Italia faxistatik ihes egitea

Nobel saria jasotzea inoren bizitzako momentu aski garrantzitsua da, baina garrantzi gehigarria izan zuen Enricoren istorioan. Fermi. 1938an saria eman ziotenean, Bigarren Mundu Gerraren atarian, Benito Mussoliniren erregimenak bidaiak mugatu zituen segurtasun nazionalarentzat ezinbestekotzat zuten lana italiarrentzat. Baina Fermiren laudorioa nahikoa garrantzitsua izan zen, Suedia bisitatzeko baimena eman baitzion bere saria jasotzeko.

Alderdi Faxistako kidea zenez, Fermi deskantatuta zegoen 1938rako eta arraza erreformen kritika zorrotza zen. urtean aurkeztu zen. Batetik, Fermiren emaztea, Laura, judua zen eta ziurrenik jazarpena jasan zuen. Suediara bidaiatzeko aukera emanda, Laura eta haien bi seme-alabak eraman zituen berarekin. Ez ziren inoiz itzuli.

Benito Mussolini, Italiako erreinu faxistaren buruzagia

Irudiaren kreditua: Egile ezezaguna, Public domain, Wikimedia Commons bidez

Jaso ondoren bere Nobel Saria Stockholmen, Suedia, Fermi eta bere familia New Yorkera bidaiatu zuten eta bertan bost unibertsitatetan lanpostuak eskaini zizkioten berehala. Columbian eginkizun bat onartu zuen eta neutroien azterketa jarraitu zuen. Baina denbora lanpetua izan zen fisika atomikoan lan egiten zuen edonorentzat. Bere bizitza berrian finkatzeko astirik apenas izan zuenez, Alemaniako albisteek astindu zuten Fermiren lana. Hasieran1939 Otto Hahn-ek eta Fritz Strassmann-ek bario elementua detektatu zuten uranioa neutroiekin bonbardatu ostean, fisio nuklearraren aukera adierazten zuen emaitza horrek.

Neurri batean, aurkikuntzak Fermi lotsatu zuen, hiru urtez fisioaren aukera baztertu baitzuen. lehenago, baina azkar antzeman zuen aurkikuntzaren garrantzia eta bere ondorio handiak. Kontrolatutako kate-erreakzio nuklear baten balizko errealizazioak bultzatuta, lehen erreaktore nuklearra sortzea ekarriko zuten esperimentu sorta batean lanean hasi zen.

Fermik ere azkar ezagutu zuen Alemaniaren balizko aplikazio militarra. kimikarien aurkikuntza eta bere kezkak 1939ko martxoaren 18an Itsas Armada Sailean emandako hitzaldi batean adierazi zituen. Hilabete batzuk geroago, Leo Szilard fisikariak idatzitako gutun bat sinatu zuen (Albert Einstein, Edward Teller eta Eugene Wignerrekin batera) eta zuzendua. Franklin D. Roosevelt presidentea. Gutunak ohartarazi zuen Alemaniak bonba atomikoak garatu ditzakeela eta iradokitzen zuen AEBek bere programa nuklearra martxan jarri behar zutela.

Aro nuklearraren arkitektoa

1940ko otsailean, AEBetako Armadak Columbia Unibertsitateari 6.000 dolar eman zizkion finantzaketa, eta horietako gehienak Fermi eta Szilard-ek grafitoa erosteko gastatu zuten Hahn eta Strassmannen lana egiazta zezakeen erreaktore bat eraikitzeko.

Ernest O. Lawrence, Fermi (erdikoa) eta IsidorIsaac Rabi

Irudiaren kreditua: National Archives at College Park, domeinu publikoa, Wikimedia Commons bidez

Bi urteko esperimentu gertatu ziren, 6.000 dolar baino gehiagoko gastuak sortuz eta atomo ugari eraikitzea ekarri zuten. pilak', baina Chicagoko Stagg Field-en Chicago Pile-1 sortu zen arte, Chicagoko kanpoaldean, gehien erabiltzen ez den futbol zelai amerikarra, Fermik-ek azkenean kate-erreakzio nuklearra lortu zuen.

Fermik eta bere taldea lekuan kokatu zen –Stagg Field-eko harmailen azpian tarteka squash eta eskubaloi zelai gisa bakarrik erabiltzen zen espazio bat–, unibertsitateko jabetza gehienetan ez bezala, Chicagoko kanpoaldean zegoelako. Biztanle-gune batean erreaktore operatibo bat eraikitzeko arriskua ekiditeko gogotsu zeuden.

Fermik uranio eta uranio oxidoz osatutako erreaktore baten eraikuntza gainbegiratu zuen grafitoan txertatutako sare kubiko batean. Eraikuntza hau 25 oineko kubo formako globo baten barruan sartu zen, barruko airea karbono dioxidoaz ordezkatu ahal izateko. Proiektuaren dimentsioa kontuan hartuta, soldadutzara sartu aurretik diru pixka bat irabazteko gogotsu zeuden 30 batxilergoko ikasleen laguntzarekin egindako eraikuntza puntuala izan zen.

Une kritikoa abenduaren 2an iritsi zen. 1942. Goiz hartan esperimentua ohi bezala aurrera egin zuen: kontrol-barrak kendu zituzten pilatik banan-banan.bat, Geiger kontagailutik emaitza pozgarriak lortuz... Prozedurak bat-batean eten ziren arte. Kontrol automatikoko hagatxoa berriro sartu zen bere bidaia-maila baxuegi ezarrita zegoelako. Aurrerapen historiko baten atarian, Fermik bazkaltzeko atsedenaldirako deitzea erabaki zuen.

Esperimentua bazkal ostean berriro hasi zen eta goizeko aurrerapen zirikagarri itxaropentsuak laster egiaztatu ziren; Fermiren erreaktoreak kritikotasuna lortu zuen eta historia betiko aldatu zen. Taldeak Chianti botila bat ireki eta paperezko edalontziekin topa egin zuen euren aurrerapena.

Proiektu bereziko buru Arthur Comptonek James B. Conant Defentsa Nazionaleko Ikerketa Batzordeko presidenteari jakinarazi zion:

Compton: Nabigatzaile italiarra Mundu Berrian lehorreratu da.

Conant: Nola zeuden bertakoak?

Compton: Oso jatorra