Enrico Fermi spustil první jaderný reaktor a podílel se na vzniku jaderné bomby

Enrico Fermi stál hned u několika prvenství jaderného věku. Pod jeho vedením byl spuštěn první jaderný reaktor s kontrolovanou štěpnou reakcí na světě. Říká se také, že na vývoji první jaderné bomby nesl podobně velký podíl jako Robert Oppenheimer. Americký fyzik italského původu Enrico Fermi zasvětil vědě celý život. Za výzkum radioaktivních prvků také získal Nobelovu cenu.

Úvodní fotografie: Enrico Fermi při výuce. Zdroj: Volné dílo Wikimedia Commons

Enrico Fermi se narodil 29. září 1901 v Římě. Jeho otec působil jako úředník na italské železnici. Měl dva starší sourozence. Zájem o přírodní vědy sdílel zejména se svým bratrem Giuliem, sestavovali spolu elektrické motory a prováděli nejrůznější pokusy. Když čtrnáctiletý Giulio náhle zemřel při lékařském zákroku, Enrica to velmi zasáhlo. Smutek mu pomohlo překonat studium a věda.

Profesor Fermi se zamiloval do studentky

Na univerzitu v Pise se přihlásil ve svých 17 letech a v náročném přijímacím řízení se umístil na prvním místě. Univerzitu úspěšně dokončil ve 21 letech. Díky stipendiu mohl dále pokračovat ve studiu v německém Göttingenu pod vedením profesora Maxe Borna a později také v Leidenu u Paula Ehrenfesta.

Ve svých 24 letech se stal docentem ve Florencii, o pár let později pak profesorem na univerzitě v Římě, kde se zamiloval do jedné ze studentek. V roce 1928 se s Laurou Capone oženil, měli spolu dvě děti.

Co nastartovalo vědecký životopis Enrica Fermiho?

Po roce 1930 má za sebou Enrico Fermi již celou řadu vědeckých úspěchů a publikací. Celkově byl ve svém oboru velmi všestranný. Věnoval se jak teoretickému, tak experimentálnímu výzkumu. Stále více jej to však táhlo k jaderné fyzice.

Navázal na objev umělé radioaktivity, která byla vyvolávaná ostřelováním atomových jader částicemi alfa. Za tímto objevem stáli Irene Joliot-Curie (dcera Marie Curie Sklodowské) a její manžel Frederick. Tato metoda měla však svá omezení a hodila se jen pro prvky s lehkými atomovými jádry. Fermi se rozhodl ke stejnému účelu použít neutrony, což znamenalo velký přelom.

Výroba radioaktivních izotopů získala Italovi Nobelovku

V průběhu roku 1934 provedl se svým týmem sérii testů, během nichž tímto způsobem ozařoval různé chemické prvky. Při experimentech s ozařováním stříbra si jednoho dne všimli, že na výsledek má rozhodující podíl materiál stolu, na kterém pokus probíhá. Začali potom testovat různé překážky, které dávali neutronům do cesty. Velmi se osvědčil parafín, který následně zvýšil aktivitu stříbra stonásobně. Zpomalené neutrony se totiž v jádru snadněji zachytí.

Efektivní způsob výroby radioaktivních izotopů byl na světě! Enrico Fermi se tímto objevem nesmazatelně zapsal do dějin jaderné fyziky a v roce 1938 díky němu získal Nobelovu cenu.

Emigraci do USA uspíšil židovský původ Fermiho ženy

Situace v nacistickém Německu a fašistické Itálii se začínala přiostřovat. Fermiho žena navíc pocházela z židovské rodiny. Po převzetí Nobelovy ceny ve Stockholmu se rozhodl pro emigraci do USA. Pro uznávaného vědce nebyl vůbec problém najít uplatnění na některé z místních univerzit, pro začátek si vybral Kolumbijskou v New Yorku. Z Německa mezitím přicházely zprávy o úspěšných pokusech s jaderným štěpením.

Brzy vypukla druhá světová válka a začalo se diskutovat o možnosti sestrojení jaderné zbraně. V té době nabyl Enrico Fermi přesvědčení, že dokáže postavit jaderný reaktor a ovládat řetězovou reakci.

První reaktor vyrostl v utajení pod povrchem Chicaga

První reaktor (nazvaný Chicago Pile-1) nebyl uveden do provozu někde v pustině, ale překvapivě právě naopak v hustě obydleném Chicagu v podzemních prostorách pod tribunami bývalého sportovního stadionu. Celá akce byla již součástí slavného projektu Manhattan, který byl zahájen na podzim roku 1942 a jeho cílem bylo sestrojení první atomové bomby.

Spuštění reaktoru doprovázela celá řada otazníků a bezpečnostních rizik, vše ale nakonec proběhlo úspěšně a bez problémů. Reaktor byl plně funkční. S konstrukcí dokonce pomáhali členové univerzitního fotbalového týmu, aniž by věděli, s čím si zahrávají. Pro ně šlo jen o cvičení s cílem zlepšit si kondici.

Oppenheimer a Fermi spolupracovali na sestrojení jaderné bomby

Od roku 1944 se Enrico Fermi v rámci projektu Manhattan přesunul do laboratoří v Los Alamos, kde působil jako zástupce vedoucího Roberta Oppenheimera. První zkouška bomby proběhla v červnu 1945 u Alamogorda, v srpnu následovalo svržení jaderných bomb na Hirošimu a Nagasaki.

Po válce se Fermi vrátil na univerzitu v Chicagu, kde působil jako profesor. Zabýval se neutronovou fyzikou, kosmickým zářením i problémem nukleon-mezonové interakce. Zároveň byl také členem generálního poradního výboru Komise pro jadernou energii, která se stala pokračovatelem projektu Manhattan. Zemřel na rakovinu žaludku 28. listopadu 1954 ve věku 53 let.

Fermiho paradox a další zajímavosti

• Enrico Fermi prý velmi lpěl na svých zvyklostech a denním režimu.
• Vždy jej zajímala především věda a jeho práce, nestaral se o politiku a nevyjadřoval se k politickým otázkám.
• Je známý vyslovením tzv. Fermiho paradoxu. Podle Fermiho je vyloučeno, abychom byli ve vesmíru sami. Když by ale život měl vzkvétat všude kolem nás, proč jsme ještě žádného mimozemšťana neviděli? Badatelé na tuto otázku v průběhu dalších desetiletí odpovídali různými způsoby.

• V roce 1944 získal americké občanství.
• Z hlediska náboženského přesvědčení se celý život cítil agnostikem, ačkoli byl v dětství pokřtěn v římskokatolickém kostele.
• Nikoho nenechal řídit svůj automobil až do prvního pokusného výbuchu jaderné bomby. Po návratu z prohlídky kráteru ve speciálním tanku byl natolik roztřesen, že nebyl schopen řídit a požádal o odvoz.
• Na jeho počest se v USA od roku 1956 uděluje Fermiho cena (Enrico Fermi Award) za významné vědecké zásluhy v oblasti energetiky. Jiné ocenění s podobným názvem uděluje od roku 2001 také Italská fyzikální společnost (Enrico Fermi Prize).
• Podle Fermiho je pojmenován 100. prvek periodické tabulky fermium a délková jednotka fermi (1 fermi = 10-15 m).