ฮิโรชิมารำลึก
(3)
เมื่อความลับเกี่ยวกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้ถูกค้นพบ
นักวิทยาศาสตร์ฝ่ายพันธมิตรต่างก็พยายามหาทางนำเอาพลังงานอันมหาศาลนี้มาใช้เป็นอาวุธ
ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์จึงถูกพัฒนาควบคู่ไปกับอาวุธมหาประลัย
![](device1_p3.jpg)
ภาพอุปกรณ์และโต๊ะทำงานในห้องทดลองของฮาห์นและชตราสมันน์
ผู้ค้นพบปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันอันนำไปสู่การพัฒนาเป็นอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาทั้งๆที่ทั้งคู่ทำงานวิจัยอยู่ในกรุงเบอร์ลินใต้จมูกของฮิตเลอร์นั่นเอง
ถ้าอย่างนั้นต้องทำอย่างไรล่ะ?
สิ่งที่เฟอร์มีมองไปในอนาคตก็คือทำอย่างไรจึงจะให้อะตอมยูเรเนียมจำนวนมากแตกตัวพร้อมๆกัน
พลังงานที่ได้นั้นแหละจึงจะเป็นพลังงานอันมหาศาลอย่างแท้จริง
คำตอบก็คือเมื่อยูเรเนียมถูกยิงด้วยนิวตรอนจนแตกตัว
จะได้นิวตรอนอิสระหลุดออกมาด้วย
ถ้านิวตรอนอิสระเหล่านั้นสามารถพุ่งชนอะตอมยูเรเนียมอะตอมอื่นๆให้แตกตัวได้ต่อไปในเวลาอันรวดเร็วจนเกือบจะพร้อมๆกันก็จะทำให้เกิดเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่
(chain reaction) ขึ้น แต่ปัญหานี้ใช่ว่าจะขบให้แตกได้ง่ายๆเพราะขั้นแรกจะต้องมียูเรเนียมที่บริสุทธิ์มากๆเป็นจำนวนมากเสียก่อนซึ่งเป็นเรื่องที่ยากเย็นมากในขณะนั้นจนแทบเป็นไปไม่ได้
และปัญหาที่ตามมาก็คือจะควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกิดขึ้นได้อย่างไร
เพราะถ้าควบคุมไม่ได้ก็ไม่สามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้
![](chainreaction_p3.jpg)
แบบจำลองของปฏิกิริยาลูกโซ่
นิวตรอนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันจะไปทำให้นิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียม-235
อะตอมอื่นๆแตกตัวตามไปด้วยเป็นทวีคูณ
ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานอันมหาศาลออกมา
จากการค้นคว้าในขั้นต่อมาทำให้เฟอร์มีทราบว่ายูเรเนียมที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้ดีนั้นคือยูเรเนียม-235
ซึ่งโดยปกติแล้วในธรรมชาติจะมีแต่ยูเรเนียม-238
เสียเป็นส่วนใหญ่และมียูเรเนียม-235
เจือปนอยู่ด้วยในอัตราที่ต่ำมาก
คือมีอยู่เพียงราวร้อยละ
0.7 ของยูเรเนียม-238
เท่านั้น (ยูเรเนียมทั้ง
2 ชนิดนี้ต่างก็เป็นธาตุยูเรเนียมเช่นเดียวกัน
แต่ต่างกันที่ในนิวเคลียสจะมีจำนวนนิวตรอนไม่เท่ากัน
เราเรียกสมาชิกของธาตุเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสไม่เท่ากันนี้ว่าไอโซโทป
(isotope) ยกตัวอย่างเช่นยูเรเนียม-238
มีนิวตรอนมากกว่ายูเรเนียม-235
อยู่ 3 ตัว) ซึ่งยูเรเนียม-238
นี้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้ยาก
ไม่เหมาะที่จะนำมาใช้ในการก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่
นอกจากนี้ เมื่ออะตอมของยูเรเนียมเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันขึ้น
นิวตรอนที่หลุดออกมาจะสามารถทำให้เกิดนิวเคลียร์ฟิชชันของยูเรเนียมอะตอมอื่นๆต่อไปได้ถ้านิวตรอนนี้มีความเร็วไม่มากนัก
เฟอร์มีจึงคิดว่าถ้าใส่ธาตุเบาๆบางตัวเช่นกราไฟต์อันเป็นคาร์บอนชนิดหนึ่งผสมเข้ากับยูเรเนียม
เมื่อนิวตรอนของยูเรเนียมวิ่งไปชนถูกอะตอมของกราไฟต์ก็จะกระดอนไปมาและถูกลดความเร็วลง
เมื่อมีความเร็วต่ำพอก็จะสามารถกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันเป็นลูกโซ่ต่อไปได้
แต่นการทดลองเพื่อยืนยันสมมติฐานดังกล่าวต้องใช้กราไฟต์ที่บริสุทธิ์มากซึ่งในยุคนั้นก็ยังไม่เคยมีใครผลิตเช่นกัน
อย่างไรก็ดี
เฟอร์มีไม่รอช้าที่จะเริ่มโครงการทดลองตามความคิดของตนและพยายามแก้ไขปัญหาต่างๆที่เกิดขึ้นเพื่อให้การทดลองเดินหน้าต่อไป
สงครามโลกครั้งที่
2 ประทุ
หลังจากที่เยอรมนีได้ครอบครองดินแดนส่วนหนึ่งของเชโกสโลวะเกียในปี
ค.ศ. 1938 แทนที่ฮิตเลอร์จะพอใจและอยู่อยางสงบตามความคิดของอังกฤษและฝรั่งเศส
ตรงกันข้าม
ในปีต่อมา ฮิตเลอร์กลับไปหาเรื่องกับโปแลนด์โดยเรียกร้องให้โปแลนด์คืนรัฐดานซิคซึ่งเคยเป็นของเยอรมนีมาก่อนคืน
แต่โปแลนด์ปฏิเสธ
และในขณะเดียวกันก็หันไปทำสัญญากติกาไม่รุกรานซึ่งกันและกันกับรัสเซียซึ่งเดิมเป็นไม้เบื่อไม้เมากันมาก่อน
ทำให้ดุลอำนาจในยุโรปเปลี่ยนไป
แม้สหรัฐอเมริกาซึ่งถือว่าตนเองอยู่วงนอกมาตลอดก็ยังไม่อาจอดใจได้
โดยประธานาธิบดีในขณะนั้นคือแฟรงกลิน
ดี. รูสเวลต์
(Franklin D. Roosevelt) ถึงกับส่งสาสน์ส่วนตัวไปวอนฮิตเลอร์เพื่อให้ระงับความคิดก่อสงคราม
แต่คำวิงวอนของรูสเวลต์ไม่เป็นผล
เพราะหลังจากนั้นเพียงไม่กี่วัน
เมื่อวันที่
1 กันยายน ค.ศ.
1939 เยอรมนีภายใต้การนำของฮิตเลอร์ก็ได้เคลื่อนพลบุกเข้ายึดโปแลนด์
ชาวโปแลนด์ไม่ยอมสยบจึงเกิดสงคราม
เป็นเหตุให้ผู้คนล้มตายเป็นจำนวนมาก
ความหายนะของโปแลนด์หลัง
การบุกของกองทัพเยอรมัน
|
|
ในวันรุ่งขึ้น
ลีโอ ซิลลาร์ด
(Leo Szilard) นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันได้ขอให้ไอน์สไตน์เขียนจดหมายเตือนประธานาธิบดีรูสเวลต์
ซิลลาร์ดเพิ่งลี้ภัยเข้ามาตั้งรกรากในสหรัฐอเมริกาเมื่อปี
ค.ศ. 1938 พร้อมเพื่อนนักวิทยาศาสตร์อีกหลายคน
ด้วยความที่เพิ่งจากเยอรมันมาไม่นานจึงรู้ความเป็นในเยอรมันเป็นอย่างดีและรู้ดีว่าเยอรมันก็สนใจเรื่องปฏิกิริยานิวเคลียร์อยู่เหมือนกันและมีศักยภาพที่นำเอาปฏิกิริยานิวเคลียร์มาใช้สร้างเป็นอาวุธอันมีอานุภาพร้ายแรงได้
เหตุที่ซิลลาร์ดเลือกไอน์สไตน์ให้เป็นผู้ออกหน้าเพราะขณะนั้นไอน์สไตน์ซึ่งอยู่ในวัย
60 ปีเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงก้องโลก
คำพูดของไอน์สไตน์จึงมีน้ำหนักมากกว่าคำพูดของคนอื่นๆ
ด้วยเหตุนี้ไอน์สไตน์จึงเขียนจดหมายถึงประธานาธิบดีรูสเวลต์ในวันที่
2 กันยายน ใจความของจดหมายเตือนให้รูสเวลต์ทราบว่าทางเยอรมนีกำลังค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับยูเรเนียมอยู่
เป็นไปได้ว่าเยอรมนีอาจพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์อันเป็นอาวุธที่ร้ายแรงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนขึ้นมา
ซึ่งไอน์สไตน์ได้กล่าวในอีกหลายปีให้หลังว่าเรื่องผิดพลาดร้ายแรงในชีวิตของตนเรื่องหนึ่งก็คือเรื่องที่ส่งจดหมายถึงประธานาธิบดีรูสเวลต์นั่นเอง
เพราะผลของจดหมายฉบับนั้นทำให้สหรัฐอเมริกาได้ครอบครองอาวุธปรมาณูอันทรงอานุภาพทำลายล้างอย่างรุนแรงและส่งผลให้ผู้คนต้องล้มตายหลายแสนคน
แต่ก็เป็นเรื่องที่ไม่มีทางเลือกเพราะถ้าไม่ทำเช่นนั้นเยอรมนีก็อาจได้เป็นผู้ที่ครอบครองอาวุธมหาประลัยแทน
ต่อมาในวันรุ่งขึ้น
ชนวนสงครามที่ฮิตเลอร์ได้จุดเอาไว้เมื่อวันที่
1 ก็ได้ระเบิดขึ้น
เพราะอังกฤษและฝรั่งเศสต่างก็หมดความอดทนและประกาศสงครามกับเยอรมนี
สงครามโลกครั้งที่
2 จึงอุบัติขึ้น
ในขณะนั้นประเทศญี่ปุ่นได้ออกมาประกาศว่าไม่ขอยุ่งเกี่ยวกับการศึกในครั้งนี้
ในขณะที่อังกฤษและฝรั่งเศสร่วมกันทำสงครามกับเยอรมนี
จดหมายของไอน์สไตน์ที่ส่งถึงประธานาธิบดีรูสเวลต์ก็ยังเงียบอยู่
เป็นเวลากว่า
1 เดือนกว่าที่จดหมายของไอน์สไตน์จะได้รับการตอบสนอง
แม้ในขณะนั้นสหรัฐอเมริกาจะอยู่ในฐานะผู้ดูวงนอก
ไม่ได้เข้าร่วมในสงครามโลก
แต่ในที่สุด
ประธานาธิบดีรูสเวลต์ก็เห็นชอบกับการที่สหรัฐอเมริกาจะพัฒนาเทคโนโลยีทางนิวเคลียร์รวมทั้งอาวุธนิวเคลียร์ขึ้นมา
โดยในชั้นแรกได้อนุมัติเงินจำนวน
6,000 ดอลลาร์เพื่อให้เฟอร์มีและทีมงานที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียจัดหากราไฟต์มาใช้ในการทดลอง
แต่เงินจำนวนนั้นกล่าวได้ว่าเป็นจำนวนเพียงน้อยนิด
เพราะแร่ที่สำคัญยิ่งกว่ากราไฟต์คือยูเรเนียม
ในสมัยนั้นยูเรเนียมและเรเดียมมีราคาแพงมาก
แร่เรเดียมอันเป็นสารกัมมันตรังสีอีกตัวหนึ่งมีราคาสูงถึงออนซ์ละ
3 ล้านดอลลาร์ทีเดียว
เฟอร์มีเองมียูเรเนียมอยู่ราวร้อยกิโลกรัมเท่านั้น
อีกทั้งยังไม่บริสุทธิ์เพียงพอ
ซึ่งในการทดลองคงต้องใช้ยูเรเนียมและกราไฟต์นับเป็นตันๆ
|
เอนริโก
เฟอร์มี นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี
ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี
ค.ศ.
1938 เป็นผู้มีบทบาทสำคัญในการนำเอา
พลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์
เฟอร์มีเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งอันเกิด
จากการคลุกคลีกับรังสีเป็นเวลานาน
ด้วยวัยเพียง
53 ปี
|
แต่อย่างไรก็ดี
ได้น้อยก็ดีกว่าไม่ได้เอาเสียเลย
เฟอร์มีและกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ยังคงมุ่งหน้าทำงานวิจัยเกี่ยวกับการสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่ต่อไปอย่างไม่ย่อท้อ
มีนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจเข้ามาร่วมทีมงานมากขึ้นเรื่อยๆ
แม้รัฐบาลสหรัฐอเมริกาเองจะยังไม่สนใจเรื่องปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้นัก
ดังจะเห็นได้จากจำนวนเงินที่ให้การสนับสนุน
แต่ทางฝ่ายรัสเซียดูเหมือนให้ความสนใจยิ่งกว่า
เพราะต่อมาถึงกับส่งสายลับมาทำการจารกรรมข้อมูลงานวิจัยของเหล่านักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาเพื่อส่งไปให้นักวิทยาศาสตร์ในรัสเซียศึกษา
ดังนั้นรัสเซียจึงรู้ความเป็นไปและได้รับความรู้เรื่องนิวเคลียร์จากสหรัฐฯมากพอควร
(โปรดอ่านต่อในตอนที่
4)