Nükleer reaktörün icadı 20. yüzyılın belirleyici anlarından biriydi. Atom çağının şafağı ilk nükleer silahın patlatılmasıyla başlamış olabilir, ancak bu anın ve ardından gelen büyük sosyo-politik değişimlerin tohumları yıllar önce Enrico Fermi gibi bilim insanları tarafından atılmıştı.

Gerçekten de, Manhattan Projesi'nin kilit isimlerinden biri olarak Amerika'da çalışan İtalyan fizikçi Fermi, 1942 yılında Chicago Üniversitesi'ndeki bir squash kortunda insan yapımı ilk nükleer zincirleme reaksiyonu üreterek hayati buluşunu gerçekleştirdi. Fermi'nin reaktörü, Manhattan Projesi'nin ilerlemesini sağlayan ve Trinity Testi'ne (bir nükleer silahın ilk patlaması) yol açan çok önemli bir testtiNew Mexico'da) üç yıl sonra ve tabii ki İkinci Dünya Savaşı'nı sona erdiren Hiroşima ve Nagazaki bombalamaları.

Genç bir dahi

1901'de Roma'da doğan Enrico Fermi'nin fizik ve matematiğe olan ilgisi, ilk gençlik yıllarında matematik, klasik mekanik, astronomi, optik ve akustiği 1840'ta yayınlandıkları dönemde anlaşıldıkları şekliyle sunan 900 sayfalık eski bir kitap bulduğunda uyandı. Bu filizlenen hayranlık, bilim hakkında yeterince bilgisi olan babasının bir arkadaşı Adolfo Amidei tarafından fark edildi.Amidei, Fermi'yi "en azından geometri konusunda bir dahi" olarak tanımladı ve Fermi'nin zekâsını geliştirmeyi kendine görev edindi, akıl hocalığı ve bol bol kitap önerdi.

1917'de Genç Enrico Fermi

Resim Kredisi: G. Cerri, Kamu malı, Wikimedia Commons aracılığıyla

Amidei'nin beklentileri kısa sürede gerçekleşti. Fermi, üçüncü sınıfı tamamen atlayarak Temmuz 1918'de liseden mezun oldu ve Pisa'daki Scuola Normale Superiore'nin bursunu kazandı. 20 yaşında alışılmadık derecede genç bir yaşta laurea (doktorluk derecesi) alan Fermi, zorlu bir akademik kariyere başladı. 1926'da istatistiksel yasaları keşfetti (bugün 'FermiPauli'nin dışlama ilkesine tabi parçacıkları (şimdi Fermiyonlar olarak biliniyor) yöneten istatistik'). Bir yıl sonra Roma Üniversitesi'nde Teorik Fizik Profesörü seçildi.

Roma'daki görev süresinin sonunda, atom çekirdeği üzerine çığır açan çalışması, 1934'te nötronların (iki yıl önce James Chadwick tarafından keşfedilmişti) atomları bölmek için kullanılabileceği önerisi başta olmak üzere bir dizi önemli buluşa yol açtı. 1938'de, henüz 37 yaşında olan Fermi, "yeni radyoaktif elementlerin varlığına ilişkin kanıtları" nedeniyle Nobel Fizik Ödülü'nü aldı.Nötron ışınlamasıyla üretilen elementler ve yavaş nötronların neden olduğu nükleer reaksiyonlarla ilgili keşfi için".

Faşist İtalya'dan kaçış

Nobel Ödülü almak herkesin hayatında yeterince önemli bir andır, ancak Enrico Fermi'nin hikayesinde ekstra bir öneme sahip oldu. 1938'de, İkinci Dünya Savaşı'nın eşiğinde ödüle layık görüldüğünde, Benito Mussolini rejimi, çalışmaları ulusal güvenlik için hayati önem taşıyan İtalyanların seyahatlerini kısıtladı. Ancak Fermi'nin ödülü, ziyaret etmesine izin verilecek kadar önemliydiÖdülünü almak için İsveç'e gitti.

Faşist Parti'nin bir üyesi olan Fermi, 1938'e gelindiğinde hayal kırıklığına uğramıştı ve o yıl uygulamaya konan ırkçı reformları şiddetle eleştiriyordu. Bir kere, Fermi'nin karısı Laura Yahudi'ydi ve muhtemelen zulümle karşı karşıyaydı. İsveç'e gitme şansını elde edince Laura ve iki çocuğunu da yanına aldı ve bir daha geri dönmediler.

Benito Mussolini, faşist İtalya Krallığı'nın lideri

Resim Kredisi: Bilinmeyen yazar, Kamu malı, Wikimedia Commons aracılığıyla

Nobel ödülünü İsveç'in Stockholm kentinde alan Fermi, ailesiyle birlikte New York'a gitti ve burada kendisine hemen beş üniversiteden iş teklifi geldi. Columbia'daki görevini kabul etti ve nötronlar üzerindeki çalışmalarına devam etti. Ancak atom fiziği alanında çalışan herkes için yoğun bir dönemdi. Yeni hayatına alışmaya henüz vakit bulamayan Fermi'nin çalışmaları Almanya'dan gelen bir haberle sarsıldı.1939 Otto Hahn ve Fritz Strassmann uranyumu nötron bombardımanına tuttuktan sonra baryum elementini tespit etti ve bu sonuç nükleer fisyon olasılığına işaret etti.

Bu keşif, üç yıl önce fisyon olasılığını reddeden Fermi'yi bir dereceye kadar utandırdı, ancak bulgunun önemini ve devasa sonuçlarını çabucak fark etti. Kontrollü bir nükleer zincirleme reaksiyonun potansiyel olarak gerçekleşmesiyle harekete geçerek, ilk nükleer reaktörün yaratılmasına yol açacak bir dizi deney üzerinde çalışmaya başladı.

Fermi, Alman kimyagerlerin keşfinin potansiyel askeri uygulamalarını da fark etmekte gecikmedi ve 18 Mart 1939'da Donanma Bakanlığı'nda verdiği bir konferansta endişelerini dile getirdi. Birkaç ay sonra fizikçi Leo Szilard tarafından yazılan ve Başkan Franklin D. Roosevelt'e gönderilen bir mektubu (Albert Einstein, Edward Teller ve Eugene Wigner ile birlikte) imzaladı. Mektupta şu uyarıda bulunuluyorduAlmanya atom bombası geliştirebilir ve Amerika Birleşik Devletleri kendi nükleer programını başlatmalıdır.

Nükleer çağın mimarı

Şubat 1940'ta ABD Donanması Columbia Üniversitesi'ne 6.000 dolarlık bir fon sağladı ve Fermi ile Szilard bu fonun büyük bir kısmını Hahn ve Strassmann'ın çalışmalarını doğrulayabileceğini umdukları bir reaktörün inşası için grafit satın almaya harcadı.

Ernest O. Lawrence, Fermi (ortada) ve Isidor Isaac Rabi

Resim Kredisi: National Archives at College Park, Kamu malı, Wikimedia Commons aracılığıyla

İki yıl süren deneyler sonucunda 6.000 dolardan fazla harcama yapıldı ve çok sayıda 'atom kazığı' inşa edildi, ancak Chicago'nun eteklerinde büyük ölçüde kullanılmayan bir Amerikan futbolu sahası olan Stagg Field'da Chicago Kazığı-1 oluşturulana kadar Fermi nihayet bir nükleer zincir reaksiyonu elde edemedi.

Fermi ve ekibi, Stagg Field'ın tribünlerinin altında bulunan ve sadece ara sıra squash ve hentbol sahası olarak kullanılan bir alanda karar kıldılar çünkü üniversiteye ait çoğu mülkün aksine burası Chicago'nun dış mahallelerindeydi. Nüfusun yoğun olduğu bir bölgede operasyonel bir reaktör inşa etme riskinden kaçınmak istiyorlardı.

Fermi, grafit içine gömülü kübik bir kafes içinde uranyum ve uranyum oksitten oluşan bir reaktörün yapımını denetledi. Bu yapı, 25 metrelik küp şeklinde bir balonun içine yerleştirildi, böylece içindeki hava karbondioksit ile değiştirilebildi. Projenin büyüklüğü göz önüne alındığında, 30 lise terk gencin yardımıyla gerçekleştirilen oldukça derme çatma bir inşaat işiydi.askere alınmadan önce biraz para kazanmaya hevesliydiler.

Kritik an 2 Aralık 1942'de geldi. O sabah deney her zamanki gibi devam etti - kontrol çubukları yığından birer birer çıkarıldı ve Geiger sayacından cesaret verici sonuçlar elde edildi... Ta ki işlemler aniden durana kadar. Otomatik kontrol çubuğu, tetikleme seviyesi çok düşük ayarlandığı için kendini yeniden yerleştirmişti. Tarihi bir buluşun eşiğinde, Fermi bir araştırma yapmaya karar verdiöğle yemeği molası.

Deney öğle yemeğinden sonra yeniden başladı ve sabahki alaycı umut verici ilerleme kısa sürede doğrulandı; Fermi'nin reaktörü kritikliğe ulaştı ve tarih sonsuza dek değişti. Ekip bir şişe Chianti açtı ve kağıt bardaklarla buluşlarına kadeh kaldırdı.

Özel proje lideri Arthur Compton'ın Ulusal Savunma Araştırma Komitesi Başkanı James B. Conant'ı bilgilendirdiği kaydedildi:

İtalyan denizci Yeni Dünya'ya indi.

Conant: Yerliler nasıldı?

Compton: Çok arkadaş canlısı