captcha

Jūsų klausimas priimtas

Libertas Klimka. Apie grandininę reakciją, įžiebtą gruodžio 2 d.

Gruodžio 2-oji yra žmonijai reikšminga mokslo ir technologijų sukaktimi. Prieš 72 metus įžengta į atominės energetikos erą. Data svarbi ir mūsų kraštui, juk tebeturime didžiausią pasaulyje atominę jėgainę. Nors ji ir uždaryta, bet kas žino, kaip spręsime energetikos problemas ateityje.
T. Urbelionio (BFL) nuotr.
T. Urbelionio (BFL) nuotr.

Gruodžio 2-oji yra žmonijai reikšminga mokslo ir technologijų sukaktimi. Prieš 72 metus įžengta į atominės energetikos erą. Data svarbi ir mūsų kraštui, juk tebeturime didžiausią pasaulyje atominę jėgainę. Nors ji ir uždaryta, bet kas žino, kaip spręsime energetikos problemas ateityje.

Gruodžio 2-ąją 1942 m. pirmą kartą istorijoje buvo įvaldyta urano branduolių skilimo grandininė reakcija. Tai įvyko Čikagos universitete įsteigtoje slaptoje laboratorijoje, kuriai vadovavo italų fizikas Enrico Fermi. Darbą spartino II pasaulinio karo įvykiai. Mat garsusis mokslininkas Albertas Einsteinas, emigravęs iš nacistinės Vokietijos į Ameriką, perspėjo prezidentą Rooseveltą, kad vokiečių mokslininkai ir inžinieriai gali sukurti labai galingą ginklą – atominę bombą.

Fizikams buvo žinoma, kad urano izotopo branduolį, kurio masės skaičius yra 235, galima suskaldyti lėtu neutronu. Tada uranas dalijasi į du lengvesnius branduolius ir dar pabyra 2–3 laisvi neutronai. Nes jų urano branduolyje yra net 143. Laisvieji savo ruožtu skaldo kitus urano branduolius. Taigi reakcija plėsis, todėl ir pavadinta grandinine.

Pirmieji tokią galimybę 1938 metais aptiko vokiečių fizikai Otto Hahnas ir Fritzas Strassmannas. Kiekvieno branduolio skilimo metu išsiskiria daug energijos; ji išreiškiama garsiąja Einsteino formule: branduolių masių skirtumu, padaugintu iš šviesos greičio kvadrato. Didžiausias Visatoje greitis, ir dar pakeltas kvadratu! Vieno branduolio skilimo energija milijoną kartų viršija anglies ir deguonies reakcijos, vadinamos degimu, energiją. Visu milijonu!

Vadinasi, iš atomo galima išpešti tiek energijos, kiek pakaktų žmonijos reikmėms, kompensuojant tolydžio senkančias kuro žemėje atsargas – kitados organinių tvarinių sukauptus naftos telkinius bei akmens anglies klodus – vadinamuosius „Saulės energijos konservus“.

Įdomu, kad lietuviškoje spaudoje – „Gamtos“ žurnale – jau 1940-aisiais jaunas fizikas Henrikas Horodničius aprašė urano dalijimosi reakciją, net išdėstė samprotavimus apie superbombos sukūrimo galimybes. Bet tuomet tai atrodė praktiškai neįmanoma. Manyta, kad užkurti reakciją prireiks daugiau energijos, negu bus jos išgauta.

Tačiau vokiečių mokslinė spauda staiga liovėsi publikavusi darbus šia tema. Galima buvo numanyti, kad kažkas slapta jau daroma... Štai kodėl JAV vyriausybė rimtai reagavo į A. Einsteino žodžius – subūrė į kolektyvą žymiausius atomo fizikos specialistus, tiek amerikiečius, tiek atvykusius į šalį iš karo niokojamos Europos. Branduolinį reaktorių reikėjo statyti, kad ištirtų urano dalijimosi reakciją ir jos energetiką, o taip pat plutoniui iš urano gaminti.

Būtent šis elementas tinka atominei bombai, nes turi žymiai mažesnę kritinę masę sprogimui.

Urano „katilas“ buvo įrengtas dengtame teniso korte, po universitetinio stadiono tribūnomis. Jį sudarė grafito ir urano sluoksniai. Grafitas lėtina išsiskiriančius reakcijos metu neutronus – tokie efektyviau skaldo branduolius.

Kad reakcija nevirstų sprogimu, reikėjo kaip nors reguliuoti išsiskiriančių neutronų skaičių. Todėl iš viršaus į išgręžtas kiaurymes būdavo nuleidžiami strypai, apkalti kadmio skarda – neutronų gaudyklės. Prie didžiausio strypo, fizikų pavadinto „mirksniu“, stovėjo laborantas su kirviu; jei reakcija išsismarkautų, jis turėjo nukirsti strypą laikantį lyną. O kitas laborantas laikė kibirą su boro skiediniu, pasiruošęs užlieti reaktorių. Tokia tad buvo pirmoji atominės jėgainės saugumo sistema! O tos jėgainės galia tesiekė 240 W, taigi galėjo uždegti tik keletą elektros lempučių.

Bet netrukus atomo galia įžiebė „tūkstantį saulių“. 1945 m. liepos 16 d. virš dykumos Naujosios Meksikos valstijoje buvo susprogdinta pirmoji atominė bomba. Plieninių konstrukcijų bokštas, kuriame ji buvo įtaisyta, nuo karščio ištirpo. Paradoksalu, kad bombos sukūrimą inicijavo ir spartino mokslininkai, nuoširdžiai siekę taikos, demokratijos įsiviešpatavimo pasaulyje. Naiviai jų manyta, kad užteks pademonstruoti įvaldytą atominę energiją ir karo agresoriai – Vokietija ir Japonija – bematant kapituliuos.

Deja, mokslininkų kūriniu ėmus disponuoti politikams, Japonijos miestams teko patirti atominio bombardavimo siaubą. Sovietų šnipai sugebėjo išvogti bombos paslaptį, tad žmonijai vėliau teko išgyventi ne vieną baisią akimirką, kai buvo balansuojama ant atominio karo katastrofos slenksčio. Šaltasis karas vyko, nuolat didinant branduolinį arsenalą bei tobulinant bombų gabenimo raketas.

Pirmoji atominė elektrinė ėmė veikti 1956 m. Anglijoje. Kiek anksčiau atominė elektrinė ėmė veikti Rusijos mieste Obninske, bet kartu gamindama ir plutonį. „Taikus“ atomas irgi pasirodė pavojingas, atnešęs Černobylio ir Fukošimos nelaimes. Tačiau šiuolaikiniame pasaulyje energijos troškulys yra nepasotinamas.

Grandininę reakciją įžiebęs žmogus E. Fermi buvo nepaprastai talentingas žmogus – turėjo ir teoretiko, ir eksperimentatoriaus gabumų. Nobelio premiją jis gavo 1938-aisiais už elektronų statistikos kietame kūne teoriją. Bet manoma, kad dar penkeri jo atradimai yra verti tokio pat įvertinimo. Ir net dešimt E. Fermi mokinių tapo Nobelio premijos laureatais.

Bet savo pasiekimais mokslininkas niekada nesipuikuodavo. Žurnalisto užklaustas, ar tai jis esąs tas garsusis fizikas, atsakė: „Tokio, deja, nepažįstu“. Kitą kartą, dar gyvendamas Italijoje, negalėjo nusigauti automobiliu į laboratoriją, nes vyko paradas kažkurio fašistų vaduko garbei. Tai jis policijai išdidžiai prisistatė esąs pono Fermi vairuotoju, skubančiu atvežti garsenybę į šias iškilmes.

Mokslininko bendradarbiai jį juokais buvo praminę „popiežiumi“, nes seminaruose jis tardavo lemiamą žodį, o jo išvados visada būdavo neklaidingos. Fizika buvo E. Fermi gyvenimo būdas, – apie tai jo žmona parašė knygą „Atomai mūsų namuose“. Toks tasai  mokslininkų pasaulis...

Čikagos universiteto stadionas šiandien pavirtęs žaliąja veja – ten ir kuklus paminklas grandininės reakcijos gimimo vietai.

Komentaras skambėjo per LRT Radiją.

Komentarai

Spausdami siųsti mygtuką sutinkate su Taisyklėmis ir atsakomybe

Nuomonės

 

Susiję įrašai

 
Visi įrašai
Kraunasi ...
 
GrojaraštisIrašaiKeisti
Kraunasi ...
  
VartotojasPašalinti
Kraunasi ...