در مورد نخستین رآکتور هسته ای دنیا چه می دانید؟

دوم دسامبر سال ۱۹۴۲ میلادی سردترین روز شیکاگو ظرف پنجاه سال گذشته اش بود. در بعد از ظهر آن روز سرد جمعیتی از مردان و زنان که اتباع کشورهای دیگر بودند و از فرسنگ ها آنطرف تر به آمریکا آمده بودند در مجاورت دانشگاه شیکاگو گرد هم آمدند تا آتشی پنهانی را روشن کنند.

آنها اعضای آزمایشگاه متالوژی بودند؛ سازمانی که تنها چند ماه از تاسیسش می گذشت و برای راه اندازی جدیدترین نوآوری شان گرد هم آمده بودند. دست سازه این دانشمندان نیز ترکیبی غبار آلود از گرافیت، اورانیوم و دیگر تجهیزات علمی بود که به آن Pile می گفتند. امروزه اما از این کشف با نام دیگری یاد می شود و آن نخستین رآکتور هسته ای دنیاست.

اما بسیاری معتقد هستند آنچه توسط این گروه از دانشمندان ساخته شد مستحق دریافت چنین نامی بود. کل سیستم طراحی شده دربرگیرنده چهل هزار بلوگ گرافیت (با ابعاد ۷.۶ در ۶ متر) بود که درون یک فریم چوبی روی هم قرار داده شده بودند.

malltina

در داخل این محفظه حدودا نیمی از بلوک ها دارای حفره هایی بودند که مقادیر اندکی اکسید اورانیوم را درون خود داشتند و درون برخی دیگر از آنها نیز قطعاتی از فلز اورانیوم در نظر گرفته شده بود.

این سیستم امنیت بسیار اندکی داشت و تنها حفاظ ایمن دانشمندان در برابر تشعشعات رادیو اکتیو چند میله کادمیومی بودند که باید با دست درون محفظه قرار داده یا اینکه از درون آن برداشته می شدند. دانشمندان همچنین مجبور بودند که در زمان کار با سیستم تئوری ها و محاسبات تست نشده ای را به کار ببرند که همین مساله آنها را در معرض خطر بزرگی قرار می داد.

طبق یک گزارش دولتی که چندی بعد در همین رابطه منتشر شد هیچگونه راهنمایی مدونی در این رابطه موجود نبود و دانش قبلی در این باره نیز فراهم نبود تا از سوی دانشمندان به کار گرفته شود.

اما نکته جالب اینکه هم دانشگاه و هم مقامات شهری خبر نداشتند که آزمایشی با این مقیاس از خطر (که خود اجرا کنندگانش هم نسبت به خطراتش هشدار داده بودند) در قلب دومین شهر بزرگ ایالات متحده آمریکا در حال انجام بود.

خود آزمایش را می توان نوعی پاد اوج دانست؛ Pile کارش را آغاز کرده بود، انتقاداتی را نسبت به خود برانگیخته بود و بعد در کمتر از نیم ساعت یعنی قبل از آنکه حرارت فزاینده و پرتوهای آن بیش از اندازه خطرناک شوند، به کار خود خاتمه داد.

آزمایشگاه متالوژی که پیشتر از آن گفتیم برای ماه ها روی پروژه خود کار کرد و در نهایت تصمیم بر آن شد که Pile از هم باز شده و مجددا سر هم گردد. اما این بار به پوشش رادیو اکتیو مجهز شود و علاوه بر این در جایی نصب و راه اندازی گردد که تا شهر فاصله زیادی داشته باشد. سیستم جدید که Chicago Pile-2 نام داشت عاقبت راه اندازی شد و برای مدت بیش از یک دهه فعالیت کرد تا  اینکه کاملا برچیده شد و زیر خروارها چوب مدفون شد.

اما باید اعتراف کنیم که Pile یک دستاورد علمی انتزاعی نبود بلکه بخشی از یک برنامه بزرگ تر به نام پروزه منهتن به شمار می رفت؛ پروژه ای که هدفش ساخت ناوگانی از رآکتورهای هسته ای در حد و اندازه صنعتی بود. این پروژه نه برای تولید برق که به منظور تولید پلوتونیم (سوختی برای تسلیحات هسته ای) کلید خورد.

دانشمندان از اطلاعات و دانش به دست آمده در زمان ساخت Pile برای طراحی رآکتورهای آتی شان از جمله نمونه ای که پلوتونیم مورد نیاز برای تست نخستین سلاح های هسته ای تاریخ موسوم به Trinity را تامین کرد و همچنین بمب اتمی نابود کننده ناکازاکی بهره جستند.

اما سوء ظن و محرمانگی زمان جنگ در واقع بر تمامی جوانب فعالیت های آزمایشگاه متالوژی اثر می گذاشت. برای مثال ایالات متحده آمریکا برخی نیروهایش از جمله آرتور کامتون که پیشتر جایزه نوبل را دریافت کرده بود را به خاطر حفظ اطلاعات محرمانه اش از این تیم برکنار کرد. دیگر اعضای پروژه از جمله Leo Szilard فیزیکدان و Enrico Fermi نیز بعدها به عنوان بیگانگان معاند شناخته شدند چراکه سرزمین های مادری شان تحت قوانین فاشیستی اداره می شد.

Vannevar Bush مدیر و دانشمندی که بخش اعظمی از کارهای اولیه روی پروژه منهتن را هماهنگ کرده بود در ادامه درخواستی را تسلیم ارتش کرد تا به این نگرانی ها پایان بدهد. وی در نامه اش به ارتش گفته بود:

آیا بهتر نیست به جای آنکه اجازه دهیم کارشناسان هسته ای مان آزادانه برای خود تردد کنند آنها را تحت کنترل و نظارت قوی قرار دهیم و در واقع این کار را در مورد تمامی فیزیکدانانی که پیشینه فعالیت روی این موضوع دارند انجام دهیم.

عاقبت دولت با افتتاح تاسیسات تازه در یک محیط ایزوله تر به این نگرانی های امنیتی پایان داد تا فعالیت های هسته ای و حساس خود را در آنجا به انجام برساند. حاصل این تلاش آزمایشگاه لس آلاموس در نیومکزیکو بود.

به خاطر افتتاح مرکز تازه بسیاری از دانشمندان معتمد تیم شیکاگو راهی لس آلاموس شدند با این حال برخی از آنها نیز اجازه ورود به تاسیسات جدید را پیدا نکردند هرچند که بیکار هم ننشستند. آنها که بخش اعظمی از کار خود را در بخش های اولیه پروژه منهتن به اتمام رسانده بودند فرصت کافی در اختیار داشتند که به مسائل اجتماعی و سیاسی مطروحه در خصوص این تکنولوژی تازه پاسخ بدهند.

در ادامه جیمز فرانک فیزیکدان آلمانی برنده جایزه نوبل که روی تسلیحات شیمیایی در جنگ قبلی کار کرده بود گزارشی تهیه کرد و در آن مدعی شد که نخستین تسلیحات هسته ای نباید بدون هشدار روی شهرها انداخته شوند.

گزارش فرانک همچنین اختلاف نظرهایی را در سطوح بالاتر پروژه منهتن دامن زد اما هیچیک از برنامه های مربوط به این پروژه در نتیجه انتشار این گزارش تغییر نکرد. عاقبت بعد از آنکه جنگ خاتمه یافت این گزارش نیز برای عموم منتشر شد هرچند که ارتش آمریکا تغییراتی را در متن آن به وجود آورد.

بخشی از تمامی نسخه های مربوط به این گزارش قلم گرفته شد اما اگر برگه ها را در زاویه درست نگه می داشتید می شد آن را خواند. قسمت حذف شده به این مساله باز می گشت که اگر ایالات متحده آمریکا اولین کشوری باشد که از این تسلیحات در جنگ استفاده نماید ممکن است با رژیم آلمان نازی مقایسه یا برابر دانسته شود.

اما ذهن همه دانشمندان شیکاگویی هم تا این اندازه سیاه نبود. اعضای آزمایشگاه متالوژی همچنین از مزایای صلح آمیز اتم سخن به میان آورده بودند و رشته علمی و تکنولوژی تازه ای تحت عنوان «هسته شناسی» را متصور شده بودند که به باورشان میتوانست در علم پزشکی معجزه کند و می شد بعد از خرابی های ناشی از جنگ جهانی دوم از این فناوری به عنوان یک منبع انرژی ثانویه بهره گرفت.

آنها با در نظر داشتن همین مساله پیشنهاد تاسیس یک سیستم ملی-آزمایشگاهی را مطرح کردند تا مطمئن شوند سازمان هایی نظیر آزمایشگاه متالوژی در زمان صلح نیز می توانند فعالیت نمایند و همزمان لابی گری های گسترده ای را برای تدوین سیاست های عاقلانه در رابطه با تسلیحات اتمی آغاز کردند.

بولتن دانشمندان اتمی شیکاگو و همچنین فدراسیون دانشمندان اتمی (بعدها فدراسیون دانشمندان آمریکایی) نیز از دل این هوشیاری سیاسی سربرآوردند و جنبشی برای مسئولیت اجتماعی از جانب دانشمندان شکل گرفت.

پس از خاتمه جنگ دانشگاه شیکاگو پلاکی برنزی را به تجلیل از Pile در یکی از بخش های خود به دیوار آویخت. روی این پلاک نوشته شده بود:

در تاریخ دوم دسامبر سال ۱۹۴۲ میلادی بشر همینجا نخستین واکنش های زنجیره ی ای خود-پایدار را رقم زد و گام اول برای تولید انرژی هسته ای کنترل شده را برداشت. 

hamrah-mechanic

مطالب مرتبط

بسته‌های موج فضازمان؛ خلق کلاس جدید لیزر که قوانین فیزیک را زیرسوال می‌برد

دانشمندان موفق به ایجاد کلاس جدیدی از پرتو لیزر شده‌اند که ظاهرا قوانین فیزیک نور را نقض می‌کند. این کلاس جدید که «بسته‌های موج فضازمان» نام دارد، از قوانین متفاوت شکست نور پیروی می‌کند و می‌تواند منجر به ایجاد فناوری‌های ارتباطی جدید شود.نور با سرعت‌های متفاوتی از میان مواد مختلف عبور می‌کند و سرعت آن... ادامه مطلب

مونتاژ بزرگترین رآکتور همجوشی هسته‌ای جهان آغاز شد؛ شبیه‌سازی خورشید در فرانسه

از چندین دهه پیش دانشمندان در حال پژوهش پیرامون رآکتور همجوشی هسته‌ای هستند و حالا فرایند ساخت بزرگترین نمونه آن آغاز شده و تا سال ۲۰۲۵ به پایان می‌رسد.این رآکتور هسته‌ای با نام «ITER» یا «رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی» از سال ۱۹۸۵ در حال توسعه است و یکی از جاه‌طلبانه‌ترین پروژه‌های حوزه انرژی در تاریخ... ادامه مطلب

فیزیکدانان CERN نوع جدید و ناهنجاری از ذرات دارای چهار کوارک را کشف کردند

فیزیکدانان حین آزمایش در آشکارساز LHCb فرم جدیدی از ذره گریزان با چهار کوارک با نام «تترا کوارک» را شناسایی کردند که تا به امروز با چنین ذره‌ای روبه‌رو نشده بودند.این ذره جدید از چهار کوارک با مزه یکسان تشکیل شده و احتمالا اولین دسته از ذرات کشف نشده قبلی است. مقاله مربوط به این... ادامه مطلب

قانون دوم ترمودینامیک به چالش کشیده شد؛ آیا سفر در زمان امکان پذیر است؟

محققانی از سراسر دنیا شامل موسسات علمی مسکو، آمریکا و سوئیس چندی پیش در آزمایشی مشترک تلاش کردند وضعیت یک کامپیوتر کوانتومی را به اندازه کسری از ثانیه به عقب بازگردانند. آنها همچنین در این آزمایش احتمال سفر یک الکترون درون فضای خالی به گذشته نزدیک را بررسی کردند.آن تحقیق در واقع بخشی از مجموعه... ادامه مطلب

فیزیکدان انگلیسی موفق به ایجاد حالت پنجم ماده از خانه شد

شیوع ویروس کرونا بسیاری از ما را خانه‌نشین کرده، البته این موضوع نتوانسته فعالیت علمی برخی افراد را محدود کند. اخیرا یکی از فیزیکدانان در بریتانیا، دکتر «امریتا گج» از دانشگاه «ساسکس» از خانه خود موفق به ساخت حالت پنجم ماده شده است.این فیزیکدان که در فاصله چند کیلومتری از آزمایشگاه دانشگاه قرار داشته، توانسته با... ادامه مطلب

چطور انفجاری مثل بیگ بنگ به جای انهدام کامل، جهان را به وجود می‌آورد؟

تصور کنید شما یک مهره کاملا تخت روی یک صفحه شطرنج کاملا تخت و بسیار عظیم‌الجثه هستید. یک روز نگاهی به دور و برتان انداخته و از خودتان می‌پرسید: من چطوری سر از اینجا در آوردم؟ صفحه شطرنج چطور از اینجا سر در آورده؟ همه‌چیز از کجا آغاز شده؟ به این ترتیب تلسکوپ‌تان را برداشته... ادامه مطلب

نظرات ۶

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟