Именно преди 75 години под прашителите на футболно игрище в университета в Чикаго учените направиха първата стъпка към извличането на силата на верижната реакция на ядрения делене. Изследванията им инициираха атомната епоха и започнаха сериозно състезанието на проекта на Манхатън към оръжие от невъобразима мощ. По-късно точно същата техника би стимулирала изграждането на атомните електроцентрали, които днес доставят 20 процента от енергията в Америка. От медицината до изкуството, страхотният и ужасен потенциал от разделянето на атома остави няколко аспекта от живота ни непроменени.
Историята започва в края на 1938 г., когато работата на химиците Ото Хан, Фриц Страсман и Лиз Мейтнер довежда до откритието, че атомът, чието само име произлиза от гръцки за „неделим”, всъщност може да бъде разделен. В отдалечено сътрудничество с Майтнер, еврейски бежанец от нацистка Германия, който се е настанил в Стокхолм, Швеция, Хан и Страсман бомбардираха големи, нестабилни атоми на уран с малки неутрони в Берлинския университет. За своя изненада те открили, че процесът може да произведе барий, елемент, много по-лек от урана. Това разкри, че е възможно разделянето на урановите ядра на по-малко масивни, химически различни компоненти.
Триото изследователи веднага разбраха, че са на нещо основно. Промяната на самата идентичност на елемент някога беше фантазията на алхимиците: сега това беше научна реалност. И все пак по онова време те имаха само подсказване на многото научни и културни революции, които биха предизвикали откритието им.
Теоретичната работа, предприета от Мейтнер и нейния племенник Ото Фриш, бързо се разширява върху тази първоначална констатация - документ, публикуван в Nature през януари 1939 г., очертава не само механиката на делене, но и удивителната му енергия. Докато тежки ядра на уран се спукват, преминавайки от нестабилни високоенергийни състояния в стабилни нискоенергийни състояния, те отделят огромни количества енергия. Нещо повече, целите атоми изплюват бездомни неутрони, които сами по себе си са способни да предизвикат делене в други близки ядра.
След като американски екип от Колумбийския университет бързо възпроизведе резултата в Берлин, стана ясно, че силата на разделянето на атомите не е шега. Като се има предвид наситен геополитически климат на времето, бързината да се възползва от тази нова технология придоби огромно значение. Самият свят приличаше на нестабилен атом на ръба на самоунищожението. В Съединените щати президентът Франклин Рузвелт става все по-загрижен за изкачването на харизматични тирани в чужбина.
Обемният реактор е издигнат под трибуните в Щагс Фийлд. (Чикагски университет) За някои химици и физици ситуацията се почувства още по-страшна. „Учените, някои от които [включително Алберт Айнщайн и унгарският физик Лео Силард] бяха бежанци от фашистка Европа, знаеха какво е възможно“, казва професорът по физика на Чикагския университет Ерик Айзекс. „Познаваха Адолф Хитлер. И с колегите си и техните връстници тук, в Америка, те много бързо разбраха, че сега, когато имаме делене, със сигурност би било възможно да използваме тази енергия по нечестиви начини. "
Особено плашеща беше възможността да се съединят верига от реакции на делене, за да се генерира достатъчно енергия, която да доведе до истинско унищожаване. През август 1939 г. тази тревога подтиква Айнщайн и Силард да се срещнат и да изготвят писмо до Рузвелт, като го предупреждават за опасността Германия да създаде ядрена бомба и го увещават да започне програма за интензивни вътрешни изследвания в Айнщайн в САЩ, които харесват Лиз Майтнер се беше отказал от професора си в Германия, тъй като антисемитските настроения се овладяваха, одобри сериозното послание, гарантирайки, че това ще остави дълбоко впечатление на президента.
Един месец по-късно армията на Хитлер премина в Полша, разпалвайки Втората световна война. Както Исаак описва, скоро неохотен Рузвелт се приближи до начина на мислене на Силард и видя необходимостта съюзниците да победят Германия с ядрено оръжие. За да постигне тази цел, той официално се ангажира с помощта на ангажирана, изключително талантлива група ядрени изследователи. „Съведох съвет“, пише Рузвелт в последващо писмо до Айнщайн, „за да проучи подробно възможностите на вашето предложение относно елемента на уран.“
„Писмото на Айнщайн отне малко време, за да се засели - казва Исак, - но след като се случи, финансирането започна. А Артур Холи Комптън, който беше ръководител на отдела по физика в Чикагския университет, успя да събере екип от мечти от учени - химици, физици, металурги - всички тук в университета до 1941 г. Включително Енрико Ферми, включително и Szilárd. Точно тук, в кампуса. И точно там направиха експеримента. "
Въздушен изглед на мемориалния четириъгълник, който сега възпоменава CP-1. В центъра му (или ядро) е луковичната скулптура на Хенри Мур „Ядрена енергия“. Околните черни тенджери съдържат временна инсталация, озаглавена „Ядрени прагове“, от Огридзяк Прилингер Архитекти. (Чикагски университет) Целта на екипа на мечтите беше да създаде самоподдържаща серия от събития на делене в контролирана среда: с други думи, ядрена верижна реакция. Хан и Страсман са наблюдавали делене в няколко изолирани атома. Сега Комптън, Ферми и Силард искаха да сплотят милиарди деления, като неутроните се освобождават от една реакция, предизвикваща следващите няколко. Ефектът ще нараства експоненциално, а също и неговата енергия.
За да извършат експеримента, те ще трябва да създадат първия в света ядрен реактор, кутия с графитни тухли и дърво с дължина около 60 фута и ширина и височина 30 фута. В рамките на устройството, кадмиевите контролни пръчки напояват излишните неутрони от реакциите на делене, предотвратявайки катастрофална загуба на контрол. В своята ниша под щандовете на стаговото поле на университета, реакторът - проектиран и изработен в рамките на един месец - успешно предизвика ядрена верижна реакция и се насочи към него, за да генерира енергия.
Работата на научния екип на всички звезди в Чикаго представляваше критичната първа стъпка към целта на проекта на Манхатън - разработване на ядрена бомба преди Оста. Тази цел ще бъде реализирана през 1945 г., когато Съединените щати хвърлят атомни бомби над Хирошима и Нагасаки, което доведе до смъртоносен и провокативен край на войната. ("Горко съм аз", Айнщайн е казал, че е чул новината.) И въпреки това, пробивът на Чикаго Pile-1, по прякор CP-1, представляваше повече от стъпка към по-голяма военна мощ за САЩ. Той демонстрира човечеството способност да се вмъкне в самите сърца на атоми за гориво.
Едно от най-очевидните наследства на експеримента CP-1 е растежът на ядрената енергетика, който физикът Енрико Ферми играе важна роля за ритминг след времето си с тайната изследователска екипировка в Чикаго. "Ферми наистина нямаше интерес към оръжията в дългосрочен план", казва Исаак. „Той, разбира се, работи по проекта в Манхатън и беше напълно отдаден, но когато войната приключи, той продължи да изгражда реактори с идеята, че те ще бъдат използвани за граждански цели, за производство на енергия.“
„Ядрена енергия“ на Хенри Мур, както се вижда отстрани. На заден план се издига куполът на библиотеката Джо и Рика Мансуето. (Чикагски университет) Isaacs отбелязва, че контролираното делене, демонстрирано с CP-1, също проправи пътя за включването на ядрената технология в медицината (помислете за рентгенови лъчи, компютърни компютърни тонове и други диагностични инструменти, както и за лечение на рак) и селското стопанство (Isaacs посочва като един например непрекъснати усилия за генетично разнообразяване на банани чрез тактическо облъчване на техните гени). И все пак едно от най-мащабните въздействия на CP-1 беше върху самата практика на науката.
„Ако помислите за случилото се веднага след войната - казва Айзъкс, - някои от първите неща, които бяха създадени, бяха федералните агенции, които финансират изследвания в тази страна: Комисията за атомна енергия, която сега се нарича Министерство на енергетиката, и години по-късно, Националните институти по здравеопазване и Националната научна фондация. ”Тези агенции се появиха след успеха на СР-1 и Манхатския проект по-широко проправиха пътя за обновена обществена вяра в науката и технологиите.
Научното сътрудничество на Prestige „dream team“ също се превърна в известност в резултат на усилията CP-1. Исаак вижда съвременните междуколективни изследвания на рака, например, като естествено продължение на модела на проекта Манхатън: обединете най-ярките умове от цялата страна и оставете магията да се случи. Благодарение на интернет съвременните изследователи често споделят данни и хипотези цифрово, а не физически, но бързата, целенасочена идея и прототипиране на Чикагската купчина-1 дни е много жива и здрава.
Stagg Field е затворен през 1957 г., избелвачите, които навремето приютиха първия изкуствен ядрен реактор в света, бяха разрушени. Сега сайтът представлява скромен сив четириъгълник, обграден от университетските изследователски центрове и библиотеки. В основата на това открито пространство строга бронзова скулптура със заоблен карапуз запомня атомните пробиви. Формата му може да се тълкува или като защитен щит или гребена на гъбен облак. Озаглавено „Ядрена енергия“, парчето е специално поръчано от абстрактния скулптор Хенри Мур.
„Разтваря ли се“, председателят на историята на изкуството на университета в Чикаго Кристин Мехринг пита за криптичната скулптура на Мур, „или тя се развива?“ В ядрения свят, който сега заемаме, в който ни бяха предадени тези преди 75 години, подобни въпроси изглеждат съдбовни преследват ни завинаги.
