Pamiętając o stosie Chicago, pierwszym na świecie reaktorze jądrowym

2 grudnia 1942 roku, był najzimniejszy dzień w Chicago od prawie pięćdziesięciu lat.Tego mroźnego popołudnia załoga mężczyzn i kobiet—wielu z nich przybyło zkrajów oddalonych od oceanu, gdzie szalała II wojna światowa—zebrała się pod trybunami widokowymi na polu Stagg Uniwersytetu Chicago, aby rozpalić tajemniczy ogień. Byli oni członkami Laboratorium metalurgicznego, organizacji, która istniała dopiero od tego stycznia, a do ich powstania przyczyniły się zakurzone zbiory grafitu, uranu i sprzętu naukowego, które nazwali stosem. Dziś wiemy, że jest to coś innego: pierwszy na świecie reaktor jądrowy.

Zobacz więcej

Chicago Pile zasługuje na swoją niskobudżetową nazwę. Był to stos fortowych i grafitowych bloków, połączonych w drewnianą ramę, o szerokości dwudziestu pięciu metrów i wysokości dwudziestu stóp. Wewnątrz około połowy bloków znajdowały się bloki zawierające niewielkie ilości tlenku uranu, wewnątrz kilka innych znajdowały się bryłki rafinowanego metalu uranowego,którego produkcja była procesem sztalugowym. Stos miał niewiele zabezpieczeń. Jedyna ochrona przed promieniowaniem naukowców pochodziła z zestawu prętów kontrolnych kadmu,zaprojektowanych do ręcznego wkładania i usuwania, wraz z niezbadanymi historiami i obliczeniami. Jak później ujął to jeden z rządowych raportów: „nie było wytycznych do naśladowania i nie było wcześniejszej wiedzy, którą można by było zastosować.”Ani uniwersytetom, ani urzędnikom miejskim nie powiedziano, że w sercu drugiego co do wielkości miasta Stanów Zjednoczonych ma miejsce eksperyment, który nawet twórcy uznali za ryzykowny.

sam eksperyment był czymś w rodzaju rozczarowania. Stos został uruchomiony, doprowadzony do krytyczności (punkt, w którym reakcja nuklearna staje się samowystarczalna), a następnie zamknięty pół godziny później, zanim jego rosnące ciepło i radioaktywność stały się zbyt niebezpieczne. Laboratorium laboratoryjne eksperymentowało z nim przez kilka miesięcy, zanim został zmontowany i odtworzony—teraz z radioaktywnym ekranowaniem—w miejscu nieco bardziej oddalonym od miasta, gdzie stał się znany jako Chicago Pile-2. Ostatecznie reaktor działał przez ponad dekadę, zanim został ostatecznie zdemontowany i pochowany w lesie.

stos nie był abstrakcyjnym osiągnięciem naukowym. Częścią większego planu, opracowanego pod auspicjami projektu Manhattan,było zbudowanie floty przemysłowych reaktorów jądrowych-nie dla wytwarzania energii elektrycznej (co miało nastąpić znacznie później), ale wyprodukowanie plutonu, paliwa do broni jądrowej. Praktycznie z dnia na dzień Uniwersytet w Chicago stał się głównym wykonawcą wojennym. (Jedna z nich sama w sobie podwoiła budżet szkoły.) Dane ze stosu miały informować o projektowaniu późniejszych reaktorów, w tym o tym, który dostarczył pluton do pierwszej w historii broni jądrowej,znanej jako asTrinity, oraz o bombie atomowej zrzuconej na Nagasaki.

tajemnica wojenna i podejrzenia przeniknęły każdy aspekt pracy Metalurgicznejlaboratorium. Wojsko amerykańskie uznało część swojego personelu, w tym Arthura Comptona, laureata Nagrody Nobla, dyrektora ds. bezpieczeństwa. Inni członkowie projektu, w tym fizyk gadfly LeoSzilard, a nawet wybitny Enrico Fermi, byli uważani za „wrogich alienów”, ponieważ kraje, z których uciekli, były pod rządami faszystowskich. Vannevar Bush, Naukowiec-administrator, który współpracował z wieloma wczesnymi pracami nad projektem Manhattan, zaapelował do wojska, aby te obawy ominęły. Zamiast pozwolić nuclearexperts wędrować za darmo, nie byłoby lepiej, zasugerował, „aby wziąć i umieścić pod ścisłą kontrolą praktycznie każdego fizyka w kraju, który posiada podstawową wiedzę na ten temat”?

ostatecznie rząd rozwiązał swoje obawy dotyczące bezpieczeństwa, otwierając nowy obiekt w bardziej odizolowanym miejscu, gdzie można było wykonać naprawdę delikatną pracę. Stało się to laboratorium Los Alamos w Nowym Meksyku.Chociaż wielu najbardziej zaufanych naukowców z Chicago wyruszyło w podróż do Los Alamos, inni zostali-lub zostali-w tyle. Nie pozostawali jednak bezczynni. Ukończywszy większość swoich prac w ostatniej części projektu Manhattan i nie obciążeni wyzwaniami związanymi z konstrukcją bomby, mieli czas na refleksję nad społecznymi i politycznymi problemami nowej technologii. Raport na ten temat,pod przewodnictwem Jamesa Francka, laureata Nagrody Nobla Fizyka z Niemiec, który pracował nad bronią chemiczną w poprzedniej wojnie, doszedł do wniosku, że pierwsza broń atomowa nie powinna być wyrzucana do miast bez ostrzeżenia. Raport Francka wywołał pewne dyskusje na temat projektu Manhattan, jednak nie zmieniono jego planów. Ostatecznie, po wojnie, został wydany publicznie, z pewnymi zmianami dokonanymi przez wojsko. Jedna z linijek, która była zarysowana z każdej kopii raportu, ale jest widoczna tylko w oryginałach, trzymając ją pod odpowiednim kątem pod światło, twierdziła,że jeśli Stany Zjednoczone będą pierwszym krajem, który użyje broni jądrowej w wojnie, ” może to spowodować, że inne narody uznają nas za rodzące się Niemcy.”

nie wszystkie myśli naukowców z Chicago były tak mroczne. Członkowie theMetallurgical Laboratory pisali również raporty o pokojowych korzyściach atomu, wyobrażając sobie nową dziedzinę nauki i technologii,którą nazwali „nukleoniką”, wprowadzając przełomowe odkrycia medyczne i nowe dostawy energii po drugiej wojnie światowej. Zalecili stworzenie krajowego systemu laboratoriów, aby zapewnić, że organizacje takie jak Laboratorium metalurgiczne mogłyby istnieć w czasie, i energicznie lobbowali za tym, co uważali za mądrą politykę w zakresie broni atomowej. Bulletin of the Atomic Scientists of Chicago i Federacja naukowców atomowych (później Federacja naukowców amerykańskich) wyłoniły się z tego politycznego przebudzenia i narodził się ruch na rzecz społecznej odpowiedzialności w imieniu naukowców. Zespół Pileteam okazał się lepszy w budowaniu reaktorów, które zmieniały politykę publiczną, ale jego dziedzictwo aktywizmu i zaangażowania publicznego odbija się w dzisiejszym dyskursie o zmianie klimatu.

po zakończeniu wojny, a świat docenił uwolnioną moc, Uniwersytet w Chicago zainstalował bronzeplaque upamiętniający stos. Czytamy w nim: „2 grudnia 1942 r.przeprowadzono tu pierwszą samowystarczalną reakcję łańcuchową i zainicjowano kontrolowane uwalnianie energii jądrowej.”W odrzuconym pytaniu dyrektor university press zaproponował sformułowanie „na dobre i na złe”.”