A Hét 1992/2 (37. évfolyam, 27-52. szám)
1992-08-21 / 34. szám
MINERVA A lánc reáhció atyja MAGYAROK AMERIKÁBAN Szilárd Leó nevének hallatán az atombomba születésének körülményeit ismerőknek az jut az eszébe, hogy a világhírű magyar fizikus fogalmazta meg a Roosevelt amerikai elnöknek szóló levelet, amelyet Albert Einstein írt alá. Ez a beadvány hívja fel az amerikai politikusok figyelmét arra a tényre, hogy a második világháború előestéjén a nád atombomba elkészítése elérhető közelségbe került, tehát itt az ideje, hogy a világbóke megőrzésének érdekében kifejlesszék az amerikai atombombát. Szilárd ezt követően tevékenyen részt vett az új bomba kifejlesztését célzó egyes kísérletekben, majd a háború végén ő ellenezte a leghevesebben az új fegyver bevetését. Kevesen tudják viszont, hogy senki alkalmasabb nem volt annak a bizonyos levélnek a megírására, tekintve, hogy a bomba működéséhez szükséges láncreakdókat épp Szilárd Leó szabadalmaztatta már öt évvel korábban. Oly sok pályatárshoz hasonlóan ő is, bár a budapesti műegyetemen kezdi el tanulmányait, azokat a korabeli Európa legszínvonalasabb oktatási intézményében, a berlini Technische Hochschulen fejezi be. Doktori disszertádóját az atomfizika egyik megalapítójánál, Max von Daus professzornál védi meg, aki néhány évvel korábban, 1914-ben kapta meg a fizikai Nobel-díjat a röntgensugarak szóródását érintő elméletével a kristályrácson. Ezt követően az ugyancsak világhírű Vilmos Császár Intézetben (Kaiser Wilhelm Institut) folytatja tevékenységét. Itt kerül kapcsolatba Albert Einsteinnel, aki ez idő tájt tudományos tevékenysége mellett a kutatóintézet igazgatói teendőit is ellátja. Hitler hatalomra jutását követően mindketten Angliába emigrálnak (bár előtte rövid időre Einstein a belga királyi családnál vendégeskedik, Szilárd Leó pedig pár hónapot Bécsben tölt el). Míg Einstein hamarosan a tengerentúlon, Princetonban folytatja tevékenységét, addig Szilárd Leó még öt évet marad a szigetországban. Itt olvassa a lapokban 1933 szeptemberében Ernest Ruthefordnak, az atommag-átalakítás úttörőjének, a Nobel-díjas fizikusnak a véleményét, amelyet egy tudományos konferencián hangoztatott, miszerint az atommag-átalakítás ugyan megoldható, viszont ilyen úton nagyobb mennyiségű hasznos energia kinyerésére nincs mód. A legenda szerint Szilárd Leó London utcáin sétálva gondolja tovább Rutheford véleményét, így jutva el a Southampton Road egyik útkereszteződéséhez. Mire a forgalmi lámpa pirosról zöldre váltott, agyában felvillant a megoldás: amennyiben találunk egy olyan elemet, amelyet neutronnal hasítanak ketté, miközben minden egyes elnyelt neutron helyett a maghasadás két újabbat generál, akkor egy megfelelő anyagmennyiség mellett a folyamat önfenntartóvá válik, vagyis láncreakció jön létre. A felfedezésben két forradalmian új mozzanat jelenik meg: az egyik a neutron alkalmazása volt, a másik az anyagmennyiség növelése egy bizonyos határ fölé, amit ő kritikus tömegnek nevezett el. Ez idő tájt állandóan folytak magátalakitási kísérletek, ezeket szinte kivétel nélkül pozitív töltésű protonokkal (alfa részecskékkel) végezték. A legnagyobb szenzációt kiváltó felfedezést Pierre Joliot-Curie és felesége Irene Joliot-Curie tették, akik 1933-ban nyilvánosságra hozták, hogy berilliumot alfa részecskékkel bombázva sugárzást észleltek, miközben új elem jött létre. Ezt hamarosan J. Chadwick értelmezi, aki rájön, hogy a folyamat eredményeképpen felszabadult Szilárd Leó 1934. évi angol szabadalma a láncreakció elvéről. A 17—18. sorban már szerepel a "chain reaction", azaz láncreakció kifejezés részecskék azonos tömegűek a protonnal, viszont semleges töltésűek, vagyis neutronok. Szilárd Leó a felfedezés hatása alatt úgy gondolta — miután az általa feltételezett neutron szabadult fel magreakció közben —, a berillium alkalmas lesz a láncreakció megvalósítására; a későbbiek folyamán derült csak ki, hogy erre az urán használható. A Joliot-Curie kísérlet értelmezését követően Szilárd Leó kidolgozza a láncreakció elméletét, amelyet 1934-ben Angliában szabadalmaztat. Szabadalmi kérvényében már a láncreakció és a kritikus tömeg megnevezéseket is használja. Attól való félelmében, hogy a náci Németország politikusai felismerik a láncreakcióban rejlő hatalmas hadiipari lehetőségeket — így megszerkesztetik tudósaikkal az atombombát —, a szabadalmat a hadügyminisztériumnak ajánlja fel azzal a kikötéssel, hogy helyezzék zár alá. Legnagyobb meglepetésére az ottani hivatalnokok semmi értelmét sem látják Szilárd szabadalmának eltitkolására, így a kétségbeesett tudós az Admiralitáshoz fordul. Ök végül eleget tesznek kérésének, így csupán tizenöt évvel később, 1949-ben jelenik meg a szabadalmi leírás a sajtóban, természetesen az eredeti, 1934. június 28-i dátummal. A háborús veszély növekedésével (az ausztriai Anschluss után) 1938-ban elhagyja Angliát, az Egyesült Államokban telepszik le. Ebben az időben fedezi fel Otto Hahn és Fritz Strassmann a berlini Kaiser Wilhelm Institutban, hogy a neutronokkal bombázott urán magreakciójában négy új elem jött létre. Legnagyobb meglepetésükre viszont nem rádiumot kaptak, mint ahogy azt várták, hanem a báriumhoz jutottak. Ez tulajdonképpen azt jelentette, hogy a láncreakció megvalósítása karnyújtásnyira került, ráadásul a hitleri birodalomban! Tudományos kísérletüket 1938 decemberében hozták nyilvánosságra a Naturwissenschaft című folyóiratban (ha a katonai elhárítás tudta volna, hogy mi van a cikk mögött!) azzal, hogy kételkedtek az eredmény helyességében. A Koppenhágába menekült Use Meitner és Otto Frisch jött rá arra, hogy az urán magja valójában báriumra és kriptonra hasadt, miközben nagy menynyiségű energia (a kötési energia matematikai úton pontosan meghatározható kontrollkísérlet elvégzése nélkül is, ez ma már iskolai tananyag) és néhány, a további hasadást előidéző neutron szabadult fel. Ezt megtudva Szilárd Leó ereiben megfagyott a vér: a gyakorlatban is bekövetkezett hajszál híján az, amit ő öt évvel korábban szabadalmaztatott. Ezek után teljesen érthető, hogy sietett Einsteinhez, hogy elküldjék azt a bizonyos, azóta híressé vált levelet Roosevelt elnöknek. Tevékenysége természetesen ebben nem merült ki: mint az atommagkutatás egyik legjobban felkészült szakértője, részt vesz az atommaghasadás törvényszerűségeinek felderítésében, Enrico Fermi oldalán, a Columbia Egyetem kutatólaboratóriumában. Hamarosan csatlakozik hozzájuk Wigner Jenő, hogy a Plutonium Project program keretén belül elkészítsék a világ első atomreaktorát. Tevékenységük közben szoros kapcsolatba kerülnek Albert Einsteinnel, Teller Edével és Neumann Jánossal is, akikkel elsősorban az Institut for Advanced Studies ülésein találkoznak. Háromévi megfeszített munka után 1942. december 2-án indítják be 200 Watt teljesítményű atommáglyájukat, amelyet a chicagói egyetem sportcsarnokának alagsorában építettek. Bár reaktoruk teljesítménye elhanyagolhatónak tűnik, tudományos jelentősége felbecsülhetetlen, hiszen ezzel sikerült a világon elsőként megvalósítani a szabályozott láncreakciót. Felfedezéseik nagy 20 A HÉT
