Introducere
Născut în 1901, Enrico Fermi a fost un adevărat om de știință al secolului al XX-lea. Povestea copilăriei, educației și carierei sale pare familiară și „modernă”. La fel ca mulți oameni de știință străluciți din vremea sa, Fermi a văzut evenimentele care aveau loc în Europa ca pe un stimulent în plus pentru a lucra în America. Pierderea Europei a fost câștigul Americii. În New York și Chicago, Fermi a găsit mediul și tehnologia de care avea nevoie pentru a avansa și a-și demonstra teoriile. În 1947, Fermi era un om de știință celebru, cunoscut în întreaga lume pentru progresele sale în fizica teoretică și experimentală.
Cine a fost Enrico Fermi? Care au fost contribuțiile sale la fizica teoretică și experimentală?
Un elev excepțional
Enrico Fermi s-a născut la 29 septembrie 1901, la Roma, Italia; a fost cel mai mic dintre cei trei copii ai lui Alberto Fermi, un funcționar al căilor ferate, și Ida de Gattis, o profesoară de școală primară cu așteptări ferme.
Moartea fratelui său, Giulio, în 1915, în timpul unei intervenții chirurgicale minore, a fost o lovitură zdrobitoare pentru familie. În timp ce mama sa era profund îndurerată, Enrico a umplut golul pe care îl simțea cu studiul. Citirea textelor de fizică și matematică a devenit hobby-ul său. Soția sa, Laura Fermi, l-a descris odată pe Enrico povestindu-i cum obișnuia să se așeze pe mâini pentru a se încălzi acasă în timp ce studia și cum „întorcea paginile cărții cu limba.”
Un coleg al tatălui său, Ingegner Amidei, l-a încurajat pe tânărul Enrico în studiile sale și l-a îndrumat către Reale Scuolo Normale Superiore, o filială a Universității din Pisa, care viza în mod special studenții promițători și talentați și îi admitea prin concursuri de admitere. Când Enrico Fermi a prezentat un eseu despre corzile vibrante care l-a uimit pe profesorul examinator, a fost admis la școală și a fost declarat „excepțional”. Astfel, la 17 ani, s-a mutat de la Roma la Pisa, locul unde Galileo făcuse celebrele experimente cu sute de ani mai devreme.
În timp ce se afla la Universitatea din Pisa, Fermi a avansat în abordarea sa teoretică a spectroscopiei. El a obținut un doctorat de la universitate în iulie 1922 cu teza sa despre investigarea razelor X.
Tânărul cercetător rafinat
Înapoi la Roma, Fermi a făcut cunoștință cu Orso Mano Corbino, directorul școlii de inginerie a Universității din Roma și senator în guvernul națiunii. Guvernul italian i-a acordat lui Fermi burse de studii și burse care au permis efectuarea de studii avansate cu doi specialiști în mecanica cuantică: Profesorul Max Born, laureat al premiului Nobel pentru fizică, la Universitatea din Gottingen și Dr. Paul Ehrenfest la Universitatea din Leiden. Werner Heisenberg a fost coleg de clasă la Gottingen.
Întorcându-se în Italia în 1924, în timp ce se forma guvernul fascist al lui Mussolini, Fermi, încă protejat al lui Corbino, a acceptat postul special creat de Catedra de Fizică Teoretică la Universitatea din Roma. Obiectivul lui Corbino era refacerea prestigiului științific diminuat al Italiei și a început să recruteze cei mai buni tineri oameni de știință pentru a-i construi lui Fermi un departament de fizică remarcabil.
La început, grupul lui Fermi a lucrat cu fenomene spectroscopice și mecanică cuantică. În această perioadă, înainte de descoperirea neutronului și în timp ce teoria cuantică era încă în curs de dezvoltare, Fermi și-a concentrat atenția asupra proprietăților electronilor. Teoria sa privind statistica lui Fermi se referă la probabilitatea de distribuție a electronilor la anumite niveluri în cadrul atomului. El a stabilit că fermionii care îi poartă numele, particulele subatomice de bază ale materiei, se supun principiului de excludere Pauli.
Laura Capon, studentă la chimie, și Enrico Fermi s-au căsătorit în 1928, iar copiii lor, Nella și Giulio, s-au născut în 1931 și în 1936.
Fermi a vizitat pentru prima dată Statele Unite în 1930 pentru a lua cuvântul la un simpozion de vară despre teoria cuantică; a revenit în verile din 1933 și 1935 până în 1937.
Vă interesează să aflați mai multe despre Enrico Fermi? Aflați mai multe despre premiul său Benjamin Franklin
De la teoretic la experimental
În urma descoperirii neutronului în 1932 și apoi a descoperirii radioactivității artificiale în 1934, Fermi s-a hotărât să experimenteze producerea de radioactivitate artificială prin înlocuirea bombardamentului cu neutroni cu metoda particulelor alfa pe care o folosiseră cercetătorii francezi. Acest lucru a însemnat o schimbare a priorității sale academice de la știința teoretică la știința experimentală.
A conceput o procedură de producere a neutronilor din combinația de radon și beriliu, a construit un contor Geiger pentru a măsura radioactivitatea produsă și a început să bombardeze elemente, procedând sistematic prin tabelul periodic. Primul succes în detectarea radioactivității a fost înregistrat cu fluorul (număr atomic=9), iar cel mai notabil a fost cu uraniul (număr atomic=92). Dezintegrarea uraniului a produs un element trecător și instabil cu numărul atomic 93, a cărui existență nu fusese cunoscută până atunci. Descoperirea a fost urmată imediat de o publicitate mondială cu privire la acest „nou element”, dar Fermi a considerat această publicitate atât prematură, cât și nepotrivită. El a considerat la fel de nejustificate și afirmațiile conform cărora succesul științific s-ar fi datorat mediului fascist. Impactul deplin al descoperirii dezintegrării uraniului avea să urmeze câțiva ani mai târziu.
Descoperire
Investigațiile au continuat și, în octombrie 1934, au fost observate rezultate neregulate în timpul experimentelor de iradiere a argintului. Radioactivitatea rezultată a metalului a depins de plasarea acestuia în interiorul recipientului protector din plumb. Astfel, au fost înființate experimente pentru a compara radioactivitatea produsă atunci când diverse materiale au fost introduse între sursa de radon și ținta de argint. La 22 octombrie, ca alternativă la metalul greu plumb, care prezenta o ușoară creștere a activității, Fermi a sugerat un material ușor: ceara de parafină. Alegerea sa accidentală a funcționat bine. Contorul Geiger a arătat că radioactivitatea artificială a acestei probe de argint a crescut de până la o sută de ori – entuziasmul a crescut. Explicația lui Fermi a fost că atomii multipli de hidrogen din parafină au „încetinit” efectiv neutronii până la o stare care a permis mai multe coliziuni cu atomii de argint. Următoarea posibilitate uimitoare de expunere controlată sau „exploatată” la radiații prin bombardament cu neutroni era aproape.
Văzând ramificațiile acestei descoperiri, Corbino a insistat ca un brevet să fie solicitat imediat. Cererea a fost depusă la 26 octombrie 1934.
Această descoperire epocală a fost urmată de alte lucrări, dar grupul de oameni de știință s-a dispersat treptat, pe măsură ce ritmul de experimentare a încetinit; cei mai mulți au călătorit în America de Nord. Climatul politic incert din Italia și probabilitatea unui război au cântărit asupra celor de la Fermis. Odată cu instaurarea Axei Roma-Berlin, în 1938 a început o cruciadă de antisemitism. Laura Fermi era evreică.
Energie extraordinară
La 10 noiembrie 1938, Enrico Fermi a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru „identificarea de noi elemente radioactive și pentru descoperirea, făcută în legătură cu această lucrare, a reacțiilor nucleare efectuate de neutroni lenți”. Cunoscuse anterior această posibilitate și intrase în contact cu universități americane cu privire la posibilitățile de angajare. Familia Fermi a primit permisiunea guvernamentală de a călători la Stockholm pentru prezentarea Premiului Nobel. Ei nu s-au mai întors în Italia. În schimb, după ce l-au vizitat pe Niels Bohr la Copenhaga, s-au îmbarcat pe 10 decembrie pentru Statele Unite și noua catedră a lui Fermi la Universitatea Columbia.
Între timp, în Germania, se descoperise că bombardarea cu neutroni a uraniului are ca rezultat doi produși cu greutate atomică similară. Așteptarea fusese un produs apropiat de uraniu în tabelul periodic plus mici produse de dezintegrare. Reacția care avea loc acum a fost descrisă mai adecvat ca fisiune, nu dezintegrare.
Fermi a început să înțeleagă implicațiile acestei știri și a continuat să formuleze ipoteza că scindarea unui atom de uraniu cu un neutron are ca rezultat eliberarea a doi neutroni. Fiecare dintre acești neutroni va scinda apoi un alt atom, rezultând patru neutroni, și așa mai departe. Această reacție în lanț care se autoperpetuează ar produce o energie extraordinară. Importanța sa nu a fost pierdută de comunitatea științifică. Într-o atmosferă de război iminent, a apărut posibilitatea unor noi arme de o intensitate inimaginabilă.
Fermi a început să își testeze ipoteza la Universitatea Columbia, folosind ciclotronul de acolo ca generator de neutroni; în câteva luni, ipoteza lui Fermi a fost confirmată.
Lucrări de război
În altă parte, pericolul războiului era în creștere, oamenii de știință germani aveau experiență cu fisiunea nucleară. Deși aplicațiile de armament ale acestui fenomen erau îndepărtate, ele existau. Astfel de considerente i-au determinat pe fizicienii de la Columbia să apeleze la ajutorul lui Albert Einstein pentru a informa guvernul Statelor Unite despre evoluții. Președintele Roosevelt a reacționat prin înființarea unui Comitet consultativ pentru uraniu (Comitetul pentru uraniu).
Până atunci, Marea Britanie și coloniile sale se aflau în război cu Germania și, șase luni mai târziu, și cu Italia. Cercetările lui Fermi au devenit „muncă de război” odată cu intrarea Statelor Unite în război, la 8 decembrie 1941. De asemenea, el a devenit automat un „străin inamic”, cu complicațiile pe care le presupunea acest lucru.
La 12 octombrie 1942, statutul de „inamic” a fost ridicat pentru italieni; Fermi a devenit cetățean al Statelor Unite la 11 iulie 1944.
Atomic Pile
La Columbia, Fermi și echipa sa au continuat cercetările privind fezabilitatea reacțiilor în lanț controlate din fisiunea nucleară. Experimentele i-au determinat să construiască o „grămadă atomică”, pornind de la un teanc de cărămizi de grafit pur care înconjoară o sursă de neutroni. Acest prim pas a permis examinarea efectului grafitului asupra activității neutronice: absorbție și reemisie, cantități, fisiuni. Al doilea pas a fost adăugarea uraniului la experiment. Stiva originală a fost refăcută, unele dintre cărămizile de grafit fiind însămânțate cu bucăți de uraniu. Observațiile privind efectul grafitului au fost reluate. Rezultatele i-au arătat lui Fermi că era nevoie de o stivă mai mare decât actuala versiune „pilot” pentru a produce o reacție nucleară în lanț măsurabilă și a început căutarea unor instalații mai mari.
Extinderea de la Columbia a fost încetinită de decizia guvernului american de a accelera și centraliza cercetarea atomică. Activitatea lui Fermi s-a mutat în cele din urmă la Universitatea din Chicago în 1942. Secretul a acoperit toate eforturile din această locație, etichetată în mod amuzant drept Laboratorul Metalurgic. Fizicienii care s-au adunat în noua instalație s-au concentrat pe cercetarea atomică fundamentală ca o ramură a nou-numitului Proiect Manhattan, primul exemplu de „știință mare”, cu cercetarea, producția de materiale și personalul de sprijin consolidate și direcționate către un singur scop.
Acum, Fermi avea spațiul necesar pentru pila sa atomică extinsă. Acel spațiu – cu o suprafață de aproximativ 200 de metri pătrați și o înălțime de peste 6 metri, în terenul de squash nefolosit de sub tribuna de vest a stadionului Stagg Field, în mijlocul unui oraș cu peste 3 milioane de locuitori – era destinat unei faime de durată.
Grupul lui Fermi din Chicago a construit și a examinat grămezi mici, devenind încrezător că toți parametrii pentru a crea o grămadă de mărimea și compoziția critică pentru o reacție în lanț susținută erau cunoscuți. Într-o perioadă de doar șase săptămâni, a fost construită grămada finală, având o înălțime de puțin mai puțin de 6 metri și fiind complet învelită într-un imens balon pătrat de pânză cauciucată. La 2 decembrie 1942, Fermi a condus operațiunea istorică, dirijând îndepărtarea treptată a barelor de control și monitorizând creșterile consecvente ale radioactivității. Cum totul decurgea conform planului, Fermi, o creatură a obișnuinței, a declarat o pauză pentru prânz. Lucrările au fost reluate după prânz, iar la ora 3:20 după-amiază, ultima tijă de control fusese retrasă cu grijă, în trepte de un metru, când Fermi a dat instrucțiunea finală de a o îndepărta complet. Toate instrumentele de monitorizare au arătat o radioactivitate în creștere – reacția în lanț de fisiune nucleară controlată fusese realizată!”
Mesajul de raportare a succesului trimis de directorul Arthur Compton către Biroul de Cercetare și Dezvoltare Științifică spunea: „Navigatorul italian a ajuns în Lumea Nouă”. Un toast cu Chianti a fost ridicat în semn de sărbătoare.
Între timp, programul de prăbușire pentru a dezvolta arme care să încorporeze această realizare a continuat. O bombă atomică, cu o explozie nucleară necontrolată, a fost imaginată.
Mr. Farmer
Fermi a călătorit acum prin țară vizitând situri cruciale pentru efortul de război – Hanford, Oak Ridge, Argonne și Los Alamos. El a meritat, de asemenea, o gardă de corp constantă, John Baudino, și numele de cod „Mr. Farmer”. În vara anului 1944, familia Fermi s-a mutat din Chicago la Los Alamos. Au rămas acolo până la 31 decembrie 1945.
16 iulie 1945 a fost data primului test cu bombă atomică la Trinity, în deșertul New Mexico. Fermi l-a observat din tabăra de bază aflată la aproximativ 16 km de locul exploziei. El a descris că avea o placă largă cu o inserție de sticlă de sudură de culoare închisă pentru a-și proteja fața și că a simțit senzația de căldură pe părțile expuse ale corpului său.
Întotdeauna om de știință, Fermi s-a întrebat despre puterea exploziei. El a descris testul simplu pe care l-a făcut:
„La aproximativ 40 de secunde după explozie, suflul de aer a ajuns la mine. Am încercat să-i estimez puterea lăsând să cadă de la aproximativ doi metri mici bucăți de hârtie înainte, în timpul și după trecerea undei exploziei. Deoarece, în acel moment, nu era vânt, am putut să observ foarte distinct și să măsor efectiv deplasarea bucăților de hârtie care erau în curs de cădere în timpul trecerii exploziei. Deplasarea a fost de aproximativ 2,5 metri, ceea ce, la momentul respectiv, am estimat că ar corespunde exploziei care ar fi fost produsă de zece mii de tone de T.N.T. „1
După explozie, Fermi a examinat la 800 ft. diametru al craterului din siguranța unui tanc Sherman căptușit cu plumb, observând suprafața glazurată a deșertului – nisipul se topise și se resolidificase.
O utilizare alternativă
>La 6 august 1945, bomba atomică a fost lansată asupra Hiroshimei, iar următoarea asupra Nagasaki trei zile mai târziu. Japonia a capitulat la 14 august, punând capăt celor șase ani ai celui de-al Doilea Război Mondial. Germania capitulase anterior, la 7 mai 1945. Deși oamenii de știință germani fuseseră proeminenți în descoperirea și identificarea fisiunii nucleare, eforturile lor de aplicare pe timp de război nu au avut succes.
Specialiștii în științe atomice au subliniat, de asemenea, utilizarea pe timp de pace a fisiunii nucleare ca o alternativă la petrol și cărbune în furnizarea energiei de transfer de căldură pentru a crea abur pentru turbine în generarea de electricitate. A început un program de construcție de centrale nucleare.
Înapoi în Chicago postbelic, Fermi a devenit profesor la Institutul de Studii Nucleare din cadrul universității. Interesul său era acum legat de natura și originea razelor cosmice: particulele de mare energie, de mare viteză, care bombardează Pământul din spațiul cosmic. Construcția ciclotronului gigantic din Chicago, în 1947, a oferit o sursă convenabilă de particule subatomice pentru studiu. Fermi a teoretizat că particulele de raze cosmice încep și își dobândesc viteza în urma coliziunilor cu norii de magnetism din spațiul cosmic. Procesul de transport Fermi-Walker descrie această condiție în termenii relativității generale.
Enrico Fermi a murit la Chicago din cauza unui cancer la stomac la 28 noiembrie 1954. De atunci, explorarea spațială a crescut și s-a intensificat, iar acum, razele cosmice din spațiu sunt examinate direct. Hardware-ul pentru crearea artificială a razelor cosmice nu mai este esențial, dar cei care dezvoltă noi teorii stau pe umerii lui Fermi în extinderea cunoștințelor despre universul particulelor subatomice.
Antecedente
Fermi a crescut în vremuri înfloritoare de noi teorii și idei în fizica atomică. Descoperirea electronului de către Thomson a fost făcută în 1897; în 1910 a venit percepția lui Rutherford despre nucleul central, minuscul, care conține toată masa și sarcina pozitivă a atomului; descoperirea neutronului de către Chadwick; apoi Pauli descriind comportamentul celor trei tipuri de particule care alcătuiesc atomul: electronul, protonul și neutronul.
Enrico Fermi, omul de știință complet, și-a combinat pe tot parcursul carierei sale aptitudinile atât pentru deducția teoretică, cât și pentru experimentare, începând cu teoria pură a statisticii Fermi-Dirac, trecând prin deducții ale rezultatelor experimentale în bombardamentul cu neutroni, proiectarea cu succes a pilelor atomice, explicarea rezultatelor finale ale fisiunii nucleare și terminând cu motivele pentru accelerarea razelor cosmice.
Statistica Fermi-Dirac
În timpul studiilor postuniversitare de la Universitatea din Gottingen, Fermi a dezvoltat modelul statistic distinct bazat pe comportamentul unui gaz perfect, prezicând acțiunile norilor mari de electroni și arătând că aceștia au o activitate diferită față de alte particule subatomice – o caracteristică fundamentală a materiei. Astfel de particule elementare, elementele de bază ale materiei, sunt numite fermioni după Fermi.
Dezintegrarea beta
Radiația „alfa” și „beta” a fost descrierea dată fenomenelor nou-descoperite la începutul cercetărilor privind radioactivitatea. Mai exact, particula alfa este nucleul atomului de heliu care are doi protoni și doi neutroni, iar particula beta, de energie mult mai mare, este un electron eliberat din atom.
Teoria Fermi a dezintegrării beta descrie probabilitatea de dezintegrare, sau de tranziție, în termeni de statistică a forțelor nucleare în momentul dezintegrării. În calculele sale, Fermi a propus o nouă particulă, neutrino, pentru a explica ușoara pierdere de energie a electronului observată în timpul procesului și pentru a păstra principiul conservării energiei.
La 25 de ani după teoria lui Fermi, s-a ajuns la o înțelegere detaliată a mecanismului de dezintegrare beta și teoria a fost confirmată. Această teorie se mai numește și regula de aur a lui Fermi.
Neutroni lenți
Radioactivitatea naturală a fost descoperită de Becquerel în 1896 și caracterizată de Pierre și Marie Curie doi ani mai târziu, în izolarea poloniului și a radiului. Radioactivitatea artificială a fost descoperită aproximativ treizeci de ani mai târziu de fiica lor, Irene, și de soțul ei, Frederic Joliot. În cadrul unui experiment, aceștia au bombardat borul cu particule alfa, transformând o parte din el în azot și confirmând apoi că radioactivitatea din bor s-a transferat în azot. Această metodă a fost eficientă și asupra aluminiului, dar nu și asupra elementelor mai grele, din cauza energiei scăzute a particulelor alfa. Particulele alfa au dezavantaje ca „gloanțe”. Fiind nuclee de heliu încărcate pozitiv, acestea sunt încetinite de interferențele electrice ale electronilor din jur și întâmpină rezistență din partea nucleelor țintă încărcate pozitiv. Viteza, puterea și distanța lor efectivă sunt diminuate.
Din aceste informații, Enrico Fermi a speculat că neutronii, cu polaritate neutră și viteză mai mare, ar fi „gloanțe” mai eficiente decât particulele alfa. Abordarea sa experimentală a constat în parcurgerea metodică a tabelului periodic, supunând fiecare element unui bombardament cu neutroni.
Primul obstacol a fost conceperea unei surse fiabile de neutroni, care se obțin din ciocnirile particulelor alfa cu anumite elemente. Fermi a luat radon din dezintegrarea unei surse de radiu, l-a amestecat cu pulbere de beriliu și l-a sigilat într-un tub de sticlă. Tubul a fost sursa sa de neutroni. El a construit contorul Geiger folosit pentru a măsura rezultatele radioactivității și a adunat proceduri chimice pentru a separa și identifica elementele create prin dezintegrare.
Fluorul, al nouălea, a fost primul element care a prezentat radioactivitate în urma bombardamentului cu neutroni; scopul era să examineze cât mai multe din toate cele 92 de elemente naturale din tabelul periodic.
Metoda a constat în bombardarea unei probe, măsurarea radioactivității rezultate, separarea chimică a probei iradiate și măsurarea radioactivității fiecărui element separat. S-a demonstrat că elementul prezent după dezintegrare avea un număr atomic apropiat de cel al eșantionului țintă inițial. Acest rezultat s-a menținut până când proba-țintă a fost uraniu; amestecul de după bombardament conținea o serie de elemente, inclusiv unul cu greutatea atomică 93. Se pare că a fost creat un nou element – chiar și unul instabil.
Următoarea descoperire a echipei a venit atunci când un om de știință a observat că amplasarea eșantionului și a obiectelor din jurul acestuia a influențat rezultatul radiațiilor. Intrigată de acest lucru, echipa a început o nouă cale de investigație, variind materialele dintre sursa de neutroni și o țintă de argint și măsurând radioactivitatea rezultată.
În timpul experimentelor, Fermi a sugerat să se încerce folosirea unui material ușor, cum ar fi ceara de parafină, ca material intermediar în jurul sursei de neutroni, în locul metalului greu, plumbul. Rezultatele au fost uluitoare – radioactivitatea argintului a crescut de o sută de ori. Teoria lui Fermi, pornind de la aceste rezultate, a introdus conceptul de neutron lent.
Cerul de parafină, un amestec solid de hidrocarburi, conține un procent ridicat de atomi de hidrogen. Nucleii acestor atomi, protoni unici, au masa egală cu cea a neutronilor. Atunci când neutronii pătrund în ceară, conținutul ridicat de hidrogen asigură un număr mare de coliziuni, iar similitudinea dimensiunilor particulelor încetinește viteza neutronilor atunci când au loc coliziuni. Neutronii „lenți” care lovesc ținta vor avea mai multe șanse de a intra în coliziune cu atomii de argint; coliziunile sporite au ca rezultat o radioactivitate mai mare.
În aceste experimente, atenția echipei lui Fermi a fost concentrată pe testarea elementelor adiacente periodic din descompunere, mai degrabă decât a elementelor mai îndepărtate din tabelul periodic. Posibilitatea existenței altor produse de descompunere a trecut neobservată. A fost lăsat pe seama lui Hahn, Strassman și Meitner, doi ani mai târziu, să descopere că iradierea uraniului provoacă fisiunea nucleară. Concluzia a fost că noul element despre care se credea că a fost descoperit era de fapt un amestec de produse de descompunere a uraniului.
Reacția în lanț
La aflarea descoperirii fisiunii nucleare, Fermi, lucrând cu Szilard, a adăugat imediat o nouă ipoteză la lista sa. Explicația sa provizorie pentru energia mare generată de atomul de uraniu la scindare presupunea că atomul unic original care a provocat scindarea a produs doi neutroni. Ar fi fost posibil ca aceștia doi să se ciocnească apoi cu alți atomi de uraniu și să producă patru neutroni, și astfel lanțul de reacții ar fi crescut, la fel ca și numărul de neutroni. Procesul ar continua până când toți atomii de uraniu ar fi epuizați. Fiecare coliziune nucleară eliberează cantități uriașe de energie.
Ipoteza lui Fermi a descris o condiție ideală. Trebuia să se recunoască faptul că, în situații reale, producția de energie și ratele de reacție ar fi reduse prin coliziuni ratate din cauza vitezei nucleare ridicate și a interacțiunii încetinite de absorbția intra-nucleară, așa cum Fermi descoperise deja în experimentele sale cu ceară de parafină.
Confirmarea experimentală a necesitat o sursă de neutroni fiabilă, un recipient adecvat pentru a găzdui reacția în lanț și o metodă de control, sau de moderare, a vitezei de reacție. Sursa de neutroni a fost creată prin bombardarea beriliului cu deuteroni (nuclee de atomi de deuteriu) puternic accelerați, creați într-un ciclotron. Recipientul a fost o grămadă de grafit ultrapură de mărimea unei încăperi, însămânțată cu o rețea de uraniu, iar moderatorii au fost tije de grafit detașabile inserate la intervale de timp în grămadă.
Reacția în lanț are loc la masa critică, punctul în care există doar un număr suficient de neutroni pentru a susține reacția, după luarea în considerare a pierderilor de neutroni din grămadă datorate scăpării și absorbției. Grămada care a furnizat prima reacție în lanț a fost o grămadă sferică cu diametrul de aproape 6 metri.
Credite
Prezentarea Enrico Fermi este posibilă datorită sprijinului oferit de The Barra Foundation și Unisys.
Acest site este efortul unei echipe interne de proiecte speciale de la Institutul Franklin, care lucrează sub conducerea lui Carol Parssinen, vicepreședinte senior al Centrului pentru Inovare în Învățarea Științei, și Bo Hammer, vicepreședinte al Centrului Franklin.
Membrii echipei de proiect special din cadrul departamentului de tehnologie educațională sunt:
Karen Elinich, Barbara Holberg și Margaret Ennis.
Membrii echipei speciale a proiectului din cadrul departamentului de curatoriat sunt:
John Alviti și Andre Pollack.
Membrii consiliului consultativ al proiectului sunt:
Ruth Schwartz-Cowan, Leonard Rosenfeld, Nathan Ensmenger și Susan Yoon.
.