Szilárd Leó, és az elsı atommáglyához vezetı út

Átírás

1 Szlárd Leó, és az elsı atommáglyához vezetı út Tartalom. Szlárd Leó életének fıbb állomása 2. A nukleárs kutatások hıskora és az elsı atommáglyához vezetı út 3. A láncreakcó és néhány sajátossága 4. A chcagó atommáglya 5. Szlárd Leó Tízparancsolata Szlárd Leó Született: Budapest február. Meghalt: La Jolla (Kalforna) május 30. Dr. Sükösd Csaba BME ukleárs Technka Tanszék 898. február..-én Budapesten született 2 ÉMETORSZÁGI ÉVEK Gyermekévet a Városlget fasor 33. sz. alatt házban töltötte 920. Berlnben tanul Ensten, Planck, von Laue elıadásat hallgatja 922. Doktor fokozatot szerez (dsszertácó: Fenomenologkus termodnamka) Asszsztens a Berln Egyetem Elmélet Szlárd 926-ban Fzka Intézetében 927. A Berln Egyetem docense lesz (Prvatdozent (Prvatdozent)) SZABADALMAK és TUDOMÁYOS FELFEDEZÉSEK Enstennel közös szabadalmuk az EnstenEnsten-Szlárd pumpa 928. Lneárs gyorsító (németország szabadalom) 929. Szabadalom a cklotronra (németország szabadalom) Ckk: "On the Decrease of Entropy n a Thermodynamc System by the Interventon of Intellgent Bengs," Bengs," Egységny nformácó entrópája = k ln2. A bt fogalma 93. Szabadalom az elektronelektron-mkroszkópra Elkészül az elsı mőködı EnstenEnsten-Szlárd hőtıgép (AEG) 933. márcus 3. Az utolsó vonattal Londonba utazk. 96 A budapest Reálskolában érettségzett Beratkozott vészmérnöknek a BMEBME-re 97 Behívták katonának, a frontra küldték 98 Betegség matt leszerelték 99 Folytatta tanulmányat a BMEBME-n Lelkesedett a Tanácsköztársaságért Annak bukása után megverték, elhagyta Magyarországot 3 4

2 LODOI ÉVEK A VILÁGHÁBORÚS ÉVEK (USA) 933. szept. 2: Tmes: Rutherford elıadása. A láncreakcó ötlete 934. márcus 2. Elsı szabadalm kérvénye a neutronos láncreakcóra Rutherford nem enged a Cavendsh laboratórumba. St. Bartholomew s Hosptalban kezd kísérletezn. Keres a megfelelı elemet.london, Southhampton Row Felfedez a SzlárdSzlárd-Chalmers reakcót 936. A láncreakcó szabadalmát a Brtsh Admraltáshoz adja be ttkosítást kérve. em skerül meggyızne E. Fermt és. BohrBohr-t, hogy a láncreakcó megvalósítható. Pedg ha gen, akkor a kutatásokat ellenırzn kellene! 937. James TuckTuck-al betatront tervez (elektrongyorsító) 938. Egy Egy évvel távozásom után Htler háborút ndít ndít mondta, és áttelepült az USAUSA-ba ban 5 A VILÁGHÁBORÚS ÉVEK (USA) (folyt.) Szlárd, Compton, Compton, Ferm, Wgner 943. ReaktorReaktor-tanácsadó Graft sugárkárosodásának megjósolása (késıbb wgnertsz, 957 Wndscale baleset) wgnertsz, 944. Javasolja a breeder elnevezést olyan reaktorra, amely breeder több hasadóanyagot termel, mnt amennyt elhasznál 945. Többször s megpróbálja a bomba bevetését megakadályozn Groves tábornok még kémügyet s próbál ellene ndítan 939. aug. 2. Wgner Jenıvel (és Teller Edével) rábírják Enstent a híres levél megírására F. D. Roosevelt elnöknek 6 A HIDEGHÁBORÚS ÉVEK (USA) 940. E. Fermvel bebzonyítják, hogy U-graft rendszerben fenntartható a láncreakcó 942. dec. 2. Chcago, elsı önfenntartó láncreakcó Metallurgcal Laboratory Laboratory 939. A hasadás felfedezése után azonnal átlátja, hogy uránnal mehet a láncreakcó láncreakcó Megtalálja a neutronokat (W. ZnnZnn-el közösen) Megkísérl ttkosítan az összes nyugat lyen rányú kutatás eredményt HIÁBA! HIÁBA! Elndul a verseny az atombombáért. E. Fermvel uránurán-víz rendszert vzsgálnak. Szlárd uránurán-graft rendszert javasol A heterogén atomreaktor ötlete s Szlárdtól származk tól Két rányú tevékenység: - Az emberség lelksmerete lelksmerete Pugwash mozgalom aktvstája levelek Sztálnnak, találkozás Hruscsovval, Kennedyvel forró drót. drót. Atoms for Peace Award (960) 950. ylvánosan ellenz a HH-bomba fejlesztését - Bofzka Prof. of Bophyscs Unv. Unv. of Chcago, majd saját labor a Chcago Egyetemen, végül Salk Insttute La Jolla, Jolla, Calforna (963) ben hólyagrákot dagnosztzálnak nála Megtervez saját sugárkezelését, sugárkezelését, teljesen kgyógyul. Ckkek: Az dısödés bológája, A memóra molekulárs alapja 964. május 30. Álmában meghal, szívroham következtében. A boncolás kmutatja, hogy a hólyagrákja teljesen gyógyult. gyógyult. 8 2

3 Út a chcagó atommáglyág A 9. század végére felépült a tudomány kastélya Kéma (alkíma): elemek állandósága atom- molekula hpotézs, Avogadro-szám C+O 2 =CO 2 Energa ~0~ 0-8 J Fzka: hıtan, (par forradalom), Energa megmaradása 896: Henr Becquerel: Radoaktvtás felfedezése Az urán külsı forrás nélkül folyamatosan energát ad le (kb mllószor akkorát, mnt a szén égése!) Energa - megmaradás? Az urán bomlásakor hélum, tórum és más elemek s keletkeznek Elemek állandósága? Egyszerre két erıs bástyát rombolt le! 9 0 Ernest Rutherford 9: Atommag felfedezése 99: Mesterséges magreakcó 932: eutron felfedezése (James Chadwck) 80 éve! eutronok: : elektromosan semlegesek ncs elektrosztatkus taszítás, de van vonzó magerı könnyen behatol az atommagba, magátalakulást okoz. 933: Lassú neutronok hatékonyabbak (Enrco( Ferm) 933: Szlárd Leó A láncreakcó ötlete: X + n Y + 2 n + energa agyon rtka, mert a poztív töltéső atommagok taszítják mást Több évg kereste, hogy mlyen anyag lehet az X 939: Maghasadás (Otto( Hahn, Fredrch Strassmann) 235 U n Y + Y + 2,4 n + energa U + n 239 bomlás U bomlás p β 239 β 239 Pu 0,7% U nat 99,29% U nat Az 238 U jelenléte matt természetes uránban csak lassú neutronokkal valósítható meg a láncreakcó! 2 3

4 Láncreakcó neutronokkal eutron-háztartás M történhet neutronnal? Kszökk a reaktorból Elnyelıdk Maghasadást okoz eutron generácók, 2, 3,, +, az -edk generácóban maghasadást okozó neutronok száma + eutron sokszorozás tényezı: k = (defnícó) Ha k <, a láncreakcó csökkenı ( szubkrtkus szubkrtkus ) =, a láncreakcó staconárus ( krtkus krtkus ) >, a láncreakcó növekvı ( szuperkrtkus szuperkrtkus ) k k 3 A láncreakcó dıbel lefolyása Két neutron-generácó között eltelt dı: Vszonylag szerő számolással: A változás gyorsaságát a ktevıben lévı kfejezés adja meg Prompt (azonnal) neutronoknál 4 a generácós dı l ~ 0 s em szabályozható! pl. ha k =,00, akkor s alatt ~24000-szeresre nı a teljesítmény Késı neutronok: töredékmagok β-bomlása után lépnek k. Megnövelk a generácós dıt. Kevés van belılük! ~0,64% Reaktor ndítható, ha < k <,006 t = l ( t) = e 0 (generácós dı) k t l 4 Láncreakcó megvalósításának lehetısége öveln kell az újabb hasítás részarányát. Ennek több módja van eutronok lelassítása (hasadás valószínősége nı) Elnyelıdés arányának csökkentése 235 U/ 238 (a felületen történk) (pl. 238 U csak elnyel, nem hasad) + k = 238 U arányának növelése (dúsítás( dúsítás) Kszökés arányának csökkentése agy méret (felület/térfogat) arány csökken Krtkus tömeg 5 eutron-lassításra olyan anyag jó, amelynek tömegszáma kcs ( ütközésben sok energát tud átvenn), jól szórja a neutronokat (a neutronok szívesen ütköznek vele) nem nyel el a neutronokat Az lyen anyag neve: moderátor. Legjobb moderátor a nehézvíz és a tszta graft (szén) (A könnyővízben a hdrogén el s nyel a neutronokat, nemcsak lassítja) Az önfenntartó láncreakcó megvalósíthatósága Üzemanyag (dúsítás) eutronlassító (moderátor) Természetes urán (0,7% 235 U) 3-5%-ra dúsított urán >40%-ra dúsított urán (>90%) ehézvíz, tszta graft Könnyővíz em kell moderátor (atomfver) Fontos megjezn: a moderátor SEGÍTI a láncreakcót! 6 4

5 942. dec. 2. Elsı atommáglya (Chcago) (Enrco Ferm, Szlárd Leó, Wgner Jenı, ) Üzemanyag: természetes urán (fém gömbök) Moderátor: tszta graft Szabályozó elemek: kadmum lemezek Hőtıközeg: nncs (max( max.. teljesítmény 2 W) Hogyan lehet megközelíten a krtkus állapotot? (Csak kcsvel szabad túllépn, nehogy prompt-krtkus len!) + Kndulás: k = Ebbıl: = k akkor, ha csak n-sokszorozás van! + Tünk be neutronforrást s,, amelynek ntenztása olyan, hogy S neutront bocsát k generácós dı alatt! Ekkor: k + forrásból < = S + k = S + k Amíg elıbb-utóbb azaz elızı generácóból utóbb ensúly áll be,, azaz ambıl Ezzel k mérhetıvé válk!! = = + S = k 7 8 Amíg < k ensúly áll be: S = k 942. dec. 2. (Decemberben lesz 70 éve!) Az olasz kormányos szerencsésen megérkezett az Új Vlágba. A bennszülöttek barátságosak (Rejtjelezett távrat a Fehér Házba) Amkor túlléptünk a krtkus állapoton, exponencáls növekedés ndul be: exponencáls kísérlet

6 Szlárd Leó Tízparancsolata. Ismerd fel a dolgok összefüggéset és az emberek cselekedetenek törvényet, hogy mndg tudd, mt s csnálsz 2. Tettedet méltó cél vezérelje, de ne azt kérdezd szüntelen, hogy elérhetı-e e ez a cél. Céljad modellek és mntaképek lenek, ne pedg cselekedeted mentsége. 3. Úgy szólj az emberekhez, mntha önmagadhoz szólnál. e szavad várható hatásával törıdj. Embertársadat ne zárd k a saját vlágodból. Mert ha elszgetelıdsz, elsklk szemed elıl az élet gaz értelme és elveszíted a teremtés tökéletességébe vetett htedet. 4. e rombold le, amt magad nem tudnál megalkotn. 5. e fordulj törvényszékhez, hacsak nem vagy nagyon éhes. (Szójáték: Gercht = törvényszék, étel) 6. e kívánd, amt úgysem tudsz megkapn. 7. e hazudj, ha nem föltétlenül szükséges. Szlárd Leó Tízparancsolata (folyt.) 8. Tszteld a gyermekeket. Tsztelettel fgyeld szavakat és végtelen szeretettel szólj hozzájuk. 9. Hat esztendın át munkálkodjál. A hetedk esztendıben vonulj el magányba vagy degenek közé, hogy barátad véleménye ne tartson vssza attól, hogy az légy, amvé váltál. l. 0. Gyengéd kézzel vezesd magad az életen át, és bármkor légy készen eltávozn belıle, amkor a hívó szó elhangzk. Köszönöm a megtsztelı fgyelmet!