Enrico Fermi był całkowicie pochłonięty nauką. W schyłkowych latach chciał nawet napisać książkę o trudnych kwestiach fizyki, ale nie mógł. Enrico powiedział kiedyś, że zrobił tylko jedną trzecią tego, co dla niego zaplanowano. Później Bruno Maksimowicz Pontecorvo powie, że ten „trzeci” jest godny 6, a nawet 8 nagród Nobla, tak wielkie były osiągnięcia tego człowieka.
Na tym etapie rozwoju ludzkość nie wyobraża sobie życia bez energii jądrowej, ponieważ energia jądrowa jest wykorzystywana w każdym kraju, na wielu obszarach i jest bez przesady jednym z najważniejszych zasobów. Pomimo funkcjonowania wielu elektrowni cieplnych i hydroelektrowni, elektrownie jądrowe wykorzystujące głównie energię jądrową pod wieloma względami wyprzedzają pod względem kryteriów większość znanych sposobów wytwarzania energii. Ale przy tym wszystkim wiele osób nie zna twórcy pierwszego reaktora jądrowego.
Młodość i wczesne lata Fermiego
Bohater naszej historii urodził się w Rzymie 29 września 1901 r. w prostej włoskiej rodzinie. Jego rodzina oprócz Enrico miała jeszcze dwoje dzieci: starszą siostrę i starszego brata Giulio, z którymi byli bardzo przyjaźni. Chłopcy od dzieciństwa przeprowadzali eksperymenty fizyczne i projektowali silniki elektryczne. Niestety w 1915 Giulio zmarł w wyniku nieudanej skomplikowanej operacji medycznej. Potem postać Fermiego bardzo się zmieniła: chłopiec stał się bardziej wycofany, spędzając cały wolny czas na czytaniu książek o fizyce i matematyce. Wkrótce zauważył to jego ojciec, który z czasem zdołał pomóc synowi rozwinąć zainteresowania naukami ścisłymi, wybierając dla niego literaturę naukową. Młody człowiek z powodzeniem zdał egzaminy w Wyższej Szkole Normalnej w Pizie, a po 4 latach, po uzyskaniu doskonałego wykształcenia, z powodzeniem ukończył je, po czym otrzymał dyplom z badań rentgenowskich na uniwersytecie w Pizie.
Fermi był stażystą na wielu uczelniach, u wielu utalentowanych naukowców, zdobywając w ten sposób duże doświadczenie. W 1925 rozpoczął nauczanie na Uniwersytecie Rzymskim iw tym samym roku odkrył cząstki o spinie połówkowym, które później nazwano fermionami. Już w następnym roku Fermi został mianowany profesorem na Uniwersytecie Rzymskim.
„Rzymski” okres życia Enrico Fermi
Należy zauważyć, że ten okres jego życia był najbardziej owocny. Na przykład w latach 1929-1930 młody profesor opracował podstawowe zasady kwantowania pola elektromagnetycznego, wnosząc tym samym bardzo znaczący wkład w rozwój elektrodynamiki kwantowej. Co zaskakujące, w wieku 27 lat został członkiem słynnej Królewskiej Akademii Nauk Włoch. Od około 1932 roku Enrico rozpoczął pracę w dziedzinie fizyki jądrowej, a dwa lata później stworzył wstępną ilościową teorię rozpadu beta, która później, choć okazała się częściowo błędna, położyła podwaliny pod teorię oddziaływań słabych cząstki elementarne.
Niewątpliwie Enrico Fermi wzbogacił tę dziedzinę nauki, więc wcale nie jest dziwne, że duża liczba pojęć z tej dziedziny fizyki nosi jego imię, na przykład stała Fermiego, reguła selekcji Fermiego i pierwiastek chemiczny „Fermi”. W 1928 roku Enrico Fermi poślubił Żydówkę Laurę Capon, a szczęśliwy mąż i żona mieli dwoje dzieci, Nellę i Giulio. Jak wielu ówczesnych uczonych był członkiem partii faszystowskiej.
Otrzymanie Nagrody Nobla i przeprowadzka do USA
Osiągnięcia naukowe utalentowanego naukowca zadziwiły wielu naukowców, a w 1938 roku Fermi otrzymał Nagrodę Nobla za pracę nad otrzymywaniem pierwiastków promieniotwórczych. Prace te zostały nie tylko wysoko ocenione przez wielu naukowców, ale faktycznie położyły podwaliny pod nowoczesną naukę - fizykę neutronów. Aby odebrać nagrodę, rodzina Enrico wyjechała do Sztokholmu, a następnie postanowiła nie wracać do Włoch, ze względu na zaostrzenie się pozycji Żydów w kraju i wyjechała do Stanów Zjednoczonych Ameryki, gdzie Fermi otrzymał 5 ofert na raz, aby objąć profesury na różnych uniwersytetach.
Udana kariera czekała na fizykę w Ameryce. Naukowiec odpowiedział na zaproszenie Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku. W ten sposób Enrico Fermi i cała jego rodzina wyemigrowali do Stanów Zjednoczonych, przyjmując obywatelstwo amerykańskie w 1944 r. To właśnie ten okres w życiu wielkiego naukowca naznaczony był osiągnięciami naukowymi w dziedzinie reakcji jądrowych, ponieważ to w Ameryce Fermi stworzył reaktor jądrowy.
Budowa reaktora jądrowego
Fermi wysunął ideę, że przy rozszczepieniu jądra uranu liczba wytwarzanych neutronów może być większa niż liczba neutronów zaabsorbowanych, co w konsekwencji może prowadzić do reakcji łańcuchowej. Badanie przyniosło wynik, choć był on dość niejasny. Po pracy z rdzeniem uranowym Enrico przeszło do pracy w innym systemie - uranowo-grafitowym. Latem 1941 r. rozpoczęto serię prób, w sumie około trzydziestu, a latem 1942 r. określono wielkość mnożenia neutronów.
Ta wartość okazała się większa niż jeden, co wskazywało na pozytywny wynik, obecność reakcji łańcuchowej. Oznaczało to, że wysokiej jakości reakcję łańcuchową można było uzyskać w dość dużej sieci grafitowo-uranowej, a to z kolei oznaczało początek projektowania reaktora jądrowego. Przetworzone dane zostały przesłane do stworzenia reaktora, którego budowę rozpoczęto w Chicago i zakończono 2 grudnia 1942 r. Reaktor ten wykazywał samopodtrzymującą się reakcję łańcuchową. Praca laboratorium została zainicjowana przez rząd do celów wojskowych. Tak powstał pierwszy na świecie reaktor jądrowy.
