原子炉の発明は、20世紀を代表する出来事である。 原子時代の幕開けは、最初の核兵器の爆発によってもたらされたかもしれないが、その瞬間とその後の社会・政治の大きな変化の種は、エンリコ・フェルミなどの科学者によって何年も前に蒔かれていたのだ。

フェルミは、1942年にシカゴ大学のスカッシュコートで人類初の核連鎖反応を起こし、マンハッタン計画を推進する上で重要な役割を果たした。 フェルミの原子炉は、トリニティ実験（核兵器の初爆発）につながるマンハッタン計画の進展を可能にする重要な実験だった。その3年後にはニューメキシコ州）、そしてもちろん、第二次世界大戦を終結させた広島と長崎への原爆投下も。

若き天才

1901年、ローマに生まれたエンリコ・フェルミは、10代の初めに、数学、古典力学、天文学、光学、音響学が1840年の出版当時と同じように紹介されている900ページの古い本を見つけて、物理と数学に興味を持った。 この芽生えた魅力に、父親の友人のアドルフォ・アミデイは、科学について十分に理解しており、次のように言っている。アミデイ氏はフェルミ氏を「少なくとも幾何学に関しては天才」と評し、指導を行い、多くの書物を提供するなどして、フェルミ氏の知性を育てた。

1917年、若き日のエンリコ・フェルミ。

画像引用：G. Cerri、パブリックドメイン、ウィキメディア・コモンズ経由

1918年7月、3年生を飛び級で卒業したフェルミは、ピサ高等師範学校の奨学生となり、20歳という若さで博士号を取得した。 1926年には、統計法則（今日では「フェルミ法則」として知られている）を発見し、その法則に従った実験に成功した。パウリの排他律に従う粒子（現在のフェルミオン）を支配する「統計学」を研究し、1年後にローマ大学の理論物理学教授に就任した。

1934年には、チャドウィックが2年前に発見した中性子を用いて原子を分割することを提案した。 1938年、まだ37歳だったフェルミは、「新しい放射性物質の存在を証明した」という業績でノーベル物理学賞を受賞したのである。中性子照射によって生成される元素と、それに関連した低速中性子による核反応の発見」。

ファシスト国家イタリアからの脱出

ノーベル賞を受賞することは、誰にとっても人生の一大事であるが、エンリコ・フェルミの場合は、さらに重要な意味を持つことになった。 フェルミが受賞した1938年は、第二次世界大戦のさなか、ベニート・ムッソリーニ政権によって、国家の安全に関わる仕事をするイタリア人の旅行が制限されていた。 しかし、フェルミの受賞は重要であり、彼はイタリアへの訪問許可を得たのであった。スウェーデンで受賞

1938年、ファシスト党員だったフェルミは、この年に導入された人種差別撤廃策を批判した。 妻のラウラがユダヤ人であり、迫害を受ける可能性が高かったからだ。 スウェーデン行きの機会を得たフェルミは、ラウラと2人の子供を連れて行ったが、結局帰らぬ人となってしまった。

イタリア・ファシスト王国の指導者、ベニート・ムッソリーニ

画像引用元：作者不詳、パブリックドメイン、ウィキメディア・コモンズ経由

スウェーデンのストックホルムでノーベル賞を受賞したフェルミは、家族とともにニューヨークに渡り、すぐに5つの大学から職を得、コロンビア大学で中性子の研究を続けた。 しかし、この時期は原子物理学の研究者にとっては忙しい時期だった。 新しい生活に慣れる間もなく、フェルミの研究はドイツからの知らせで揺らいでしまったのだ。1939年 オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンは、ウランに中性子を照射してバリウムという元素を検出し、核分裂の可能性を示唆する結果を得た。

3年前に核分裂の可能性を否定していたフェルミは、この発見に困惑したが、すぐにこの発見の重要性とその意味の大きさを理解した。 制御された核連鎖反応の実現の可能性に駆り立てられ、彼は最初の原子炉の作成につながる一連の実験に取り掛かったのである。

フェルミは、ドイツの化学者の発見が軍事的に応用される可能性をいち早く察知し、1939年3月18日の海軍省での講演で懸念を表明した。 数ヵ月後、物理学者レオ・シラードが書いたフランクリンDルーズベルト大統領宛の手紙（アルベルト・アインシュタイン、エドワード・テラー、ユージン・ウィグナーとともに）に署名し、警告した。 この手紙は次のように警告している。ドイツが原爆を開発する可能性があり、アメリカも自国の核開発を始めるべきだと提案した。

核時代の立役者

1940年2月、米海軍はコロンビア大学に6,000ドルの資金を与えた。フェルミとシラードは、そのほとんどを、ハーンとストラスマンの研究を検証するための原子炉建設のための黒鉛購入に充てた。

アーネスト・O・ローレンス、フェルミ（中央）、イシドール・アイザーク・ラビ

Image Credit: National Archives at College Park, Public domain, via Wikimedia Commons.

その後、2年間かけて6,000ドル以上の経費をかけ、数多くの「原子炉の山」を作ったが、フェルミがついに核連鎖反応を起こしたのは、シカゴ郊外のほとんど使われていないアメリカンフットボール場スタッグフィールドに「シカゴパイル1」を作ってからだった。

フェルミたちは、スタッグ・フィールドのスタンドの下、スカッシュやハンドボールのコートとしてたまに使われる程度のスペースに決めた。 大学が所有する他の場所と違い、シカゴ郊外にあるため、人口の多い地域に実稼働炉を建設するリスクを避けようと考えたのである。

フェルミは、ウランと酸化ウランを立方格子の黒鉛に埋め込んだ原子炉を、25フィートの立方体の風船の中に入れ、中の空気を二酸化炭素に置き換える実験を監督した。 プロジェクトの大きさからすると、高校を中退した30人の若者たちの協力で行われたかなりにわかな工事であったが、フェルミは、この実験が成功したことを誇りに思う。徴兵される前にお金を稼いでおこうというわけだ。

1942年12月2日、正念場が訪れた。 その日の朝、実験はいつも通り行われた。制御棒が1本ずつ山から取り外され、ガイガーカウンターの結果が良好だった。 しかし、突然実験が中断された。自動制御棒のトリップレベルが低すぎたため、再び挿入されたのだ。 歴史的大発見を目前に、フェルミ委員会は、「この実験に参加するのは難しい」と決断する。昼休み

フェルミの原子炉は臨界に達し、歴史は大きく変わった。 チームはキャンティを開け、紙コップで乾杯をした。

特別プロジェクトリーダーのアーサー・コンプトン氏が、国防研究委員会の委員長であるジェームズ・B・コナント氏に通告した記録が残っている。

コンプトン：イタリアの航海士が新大陸に上陸しました。

コナン：原住民はどうだった？

コンプトン： とてもフレンドリー