Uranium - Nhiên liệu của thế kỷ XX (Phần 4)
#Trong phần 3 chúng ta đã tìm hiểu các tính chất phân hạch của Urani cũng như khả năng tự phân hạch của nó. Những tiền đề cho phản ứng dây chuyền đầu tiên trên thế giới. [phần 1 | phần 2]
#Trong phần 4 này chúng ta sẽ khám phá lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới tại Chicago, Hoa Kỳ. Cùng với nó là sự khởi đầu cho thời đại bom nguyên tử, một trong những vết đen trong tiểu sử của người anh em Urani.
(Thử nghiệm lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới Chicago Pile 1)
Dự án lò phản ứng hạt nhân đầu tiên
Cuối những năm 30, cũng như nhiều nhà bác học lớn khác, Fecmi đã buộc phải xuất dương sang Mỹ để thoát khỏi nạn dịch hạch Hitle. Ông dự định tiếp tục các cuộc thực nghiệm quan trọng nhất của mình ở đây. Nhưng muốn vậy thì phải có nhiều tiền. Cần phải làm cho chính phủ Mỹ tin rằng, những thí nghiệm của Fecmi sẽ giúp ích cho việc chế tạo thứ vũ khí nguyên tử mạnh nhất mà có thể dùng để chống lại chủ nghĩa phát xít. Nhà bác học có tên tuổi bậc nhất thế giới là Anbe Anhxtanh (Albert Einstein) đã đảm nhận sứ mệnh này. Ông viết cho tổng thống Mỹ Franclin Ruzơven (Franklin Roozvelt) một bức thư mà mở đầu bằng những lời : “Thưa ngài ! Công trình sắp làm của E. Fecmi và L. Xinlac (L. Szilard) mà tôi đã tìm hiểu qua bản phác thảo cho phép hy vọng rằng, trong tương lai rất gần đây, nguyên tố urani có thể trở thành một nguồn năng lượng mới rất quan trọng …”. Trong thư, nhà bác học đã kêu gọi chính phủ Mỹ tài trợ cho các công trình nghiên cứu về urani. Do uy tín rất lớn của Anhxtanh và tính chất nghiêm trọng của tình hình thế giới, Ruzơve đã đồng ý.
Cuối năm 1941, dân chúng Chicago nhận thấy trên phần đất của một sân vận động có sự nhộn nhịp khác thường mà không hề có chút quan hệ gì với thể thao. Từng tốp xe chở hàng tấp nập đi đến cổng sân vận động. Một đội vệ binh rất đông không để cho người lạ nào đến gần hàng rào sân vận động. Tại đây, trên các sân quần vợt nằm dưới khán đài phía tây, Enricô Fecmi đang chuẩn bị thí nghiệm nguy hiểm nhất của mình – thực hiện phản ứng dây chuyền phân hạch hạt nhân urani có kiểm soát. Công việc xây dựng lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới đã được tiến hành suốt ngày đêm trong vòng một năm.
(Tranh vẽ của John Cadel về quá trình chuẩn bị của Chicago Pile 1)
Buổi sáng ngày 2 tháng 12 năm 1942 đã đến. Suốt đêm, các nhà bác học đã không chợp mắt, họ cứ kiểm tra đi kiểm tra lại các phép tính. Không thể đùa được: sân vẫn động nằm ngay trong trung tâm thành phố nhiều triệu dân, và mặc dầu các phép tính đã cho phép tin rằng, phản ứng trong lò nguyên tử sẽ xảy ra chậm, nghĩa là không mang tính chất một vụ nổ, nhưng không ai có quyền thí mạng hàng trăm ngàn người. Trời đã sáng từ lâu, đã đến giờ ăn sáng, nhưng mọi người đã quên điều đó – tất cả đều nóng lòng bắt tay vào trận tấn công nguyên tử càng nhanh càng tốt.
Tuy nhiên, Fecmi không vội vã : cần phải để cho những người đã mệt mỏi được nghỉ ngơi, cần phải thoải mái một chút để rồi sau đó lại cân nhắc và suy nghĩ cho kỹ lưỡng. Phải thận trọng và thận trọng hơn nữa. Và đây, trong lúc mọi người đang chờ lệnh bắt đầu cuộc thí nghiệm thì Fecmi cất câu nói nổi tiếng của mình – câu nói từng đi vào lịch sử chinh phục nguyên tử chỉ vẻn vẹn có vài từ : “Đi ăn sáng nhé !”. (lúc này là khoảng 11h25, vì là mùa đông nên trời sáng muộn hơn)
Khởi động thành công lò phản ứng hạt nhân đầu tiên
Ăn xong, mọi người trở lại vị trí của mình – cuộc thí nghiệm bắt đầu. Các nhà bác học dán mắt vào các khí cụ. Những phút chờ đợi thật căng thẳng. Cuối cùng, các máy đếm nơtron gõ lách cách như súng liên thanh. Dường như chúng bị “sặc” vì lượng nơtron quá lớn, không đếm kịp! Phản ứng dây chuyền đã bắt đầu ! Điều đó xảy ra vào lúc 15 giờ 25 phút giờ Chicago. Ngọn lửa nguyên tử được phép cháy trong 28 phút, sau đó, theo lệnh của Fecmi, phản ứng dây chuyền được dừng lại.
Một trong những người tham gia cuộc thí nghiệm đi đến máy điện thoại và thông báo với cấp trên bằng một câu mật hiệu đã quy ước từ trước : “Nhà hàng hải người Italia đã cập bến Tân đại lục!”(*). Điều đó có nghĩa là nhà bác học xuất sắc người Italia Enricô Fecmi (và các cộng sự) đã giải phóng được năng lượng hạt nhân nguyên tử và đã chứng minh được rằng, con người có thể kiểm soát và sử dụng năng lượng này theo ý muốn của mình.
(Enricô Fecmi và các cộng sự Chicago Pile 1, ngày 2-12-1946)
Sự phát triển lệch lạc - bom hạt nhân
Nhưng ý muốn - có ý muốn tốt ý muốn xấu. Trong những năm xảy ra những sự kiện kể trên, phản ứng dây chuyền trước hết được coi như một chặng trên con đường đi đến việc chế tạo bom nguyên tử. Công việc của các nhà bác học nguyên tử ở Mỹ đã đi tiếp tục theo chính hướng này.
Bầu không khí trong giới khoa học có liên quan với công việc này đã cực kỳ căng thẳng. Và ngay cả ở đây cũng không tránh khỏi những chuyện tức cười.
Mùa thu năm 1943, người ta đã quyết định đưa nhà vật lý học cỡ lớn nhất Nin Bo (Niels Bohr) từ nước Đan Mạch đang bị quân Đức chiếm đóng sang Mỹ để tận dùng kiến thức uyên bác và tài năng của ông. Được một tầu ngầm của Anh bí mật hộ tống, nhà bác học cải trang làm người đánh cá vào một đêm tối đen “như mực”, rồi từ đó người ta đưa ông vượt biển sang nước Anh bằng máy bay và cuối cùng sang Mỹ. Toàn bộ hành lý của Bo chỉ vẻn vạn có một cái chai. Đây là cái chai màu xanh thông thường, vốn là chai đựng bia Đan Mạch, trong đó, nhà bác học bí mật che mắt bọn Đức đã đựng thứ nước nặng vô cùng quý giá mà ông giữ gìn như chính con ngươi của mắt mình: theo ý kiến của nhiều nhà bác học nguyên tử thì chính nước nặng này có thể dùng để làm giảm tốc độ của nơtron trong phản ứng hạt nhân. Bo đã phải vất vả chịu đựng sự mệt nhọc trong chuyến bay, và khi vừa mới hồi sức thì việc đầu tiên của ông là kiểm tra xem cái chai nước nặng có còn nguyên vẹn nữa hay không. Thật là buồn phiền hết chỗ nói, nhà bác học đã chợt nhận ra là mình đã trở thành nạn nhân của tính đãng trí của chính mình : trong tay ông là cái chai đựng bia Đan Mạch chính cống, còn cái chai nước nặng thì vẫn nằm trong tủ lạnh ở nhà ông.
Khi mảnh urani - 235 cỏn con đầu tiên dùng cho bom nguyên tử vừa được điều chế xong tại các nhà máy khổng lồ ở thành phố Oak Ridge nằm trong bang Tennessee, nó được gửi theo một người liên lạc đặc trách đến một nơi kín đáo giữa các thung lũng của bang New Mexico là thị trấn Los Álamos - nơi chế tạo vũ khí reo rắc sự chết chóc. Người liện lạc phải tự mình lái ô tô, chẳng ai nói cho y biết cái gì nằm trong chiếc hộp nhỏ mà người ta đưa cho y, nhưng đã nhiều lần y được nghe những câu chuyện khủng khiếp về các “tia giết người” bí hiểm sản sinh ra ở Oak Ridge. Càng đi xa, nỗi lo lắng vây bọc lấy y càng chặt. Cuối cùng y quyết định, hễ có dấu hiệu khả nghi về hành vi của chiếc hộp đằng sau, y sẽ bỏ ô tô mà chạy thục mạng. Khi xe chạy qua một chiếc cầu dài, bỗng nhiên, người lái xe nghe thấy một tiếng nổ lớn đằng sau. Dường như đã bị bật tung lên, y nhảy ra khỏi ô tô và chạy nhanh đến mức mà y không thể tưởng tượng nổi. Nhưng khi đã chạy được một quãng khá xa, y dừng lại vì kiệt sức và tin chắc rằng, mình vẫn còn nguyên vẹn và vô sự, thậm chí còn dám ngoái cổ nhìn lại. Lúc ấy, sau ô tô của y, đoàn xe cứ kéo dài mãi và sốt ruột bóp còi inh ỏi. Y đành phải quay lại và tiếp tục cuộc hành trình. Nhưng vừa ngồi vào buồng lái thì lại vang lên một tiếng nổ lớn, bản năng tự vệ lại một lần nữa vứt kẻ bất hạnh ra khỏi xe và thúc y chạy thật nhanh khỏi cái hộp tai ác ấy. Mãi đến khi người cảnh sát giận dữ đuổi kịp y bằng mô tô và xem xét giấy tờ thì người lái xe hốt hoảng ấy mới biết rằng, những phát nổ kia là từ trường bắn cạnh đấy vọng sang, vì lúc này người ta đang bắn thử đạn pháo mới ở đó.
Công việc ở thị trấn Los Álamos được tiến hành trong điều kiện bí mật tuyệt đối. Tất cả các nhà bác học lớn ở đây đều mang những biệt danh. Như Nin Bo chẳng hạn, ở Lôt - Alamôt người ta chỉ biết đó là ông già Nicola Bâycơ, Enrico Fecmi là Henri Facmơ, Ujin Vigne thành ra Ujin Vagne. Một hôm, Fecmi xuất trình giấy chứng minh mang tên Facmơ, còn Vigne thì không tìm thấy giấy tờ của mình. Người lính gác có danh sách những ai được ra vào nhà máy. Y hỏi: “Tên ông là gì ?”. Nhà bác học đãng trí chợt nói lẩm bẩm “Vigne” theo thói quen nhưng bỗng nhớ ra và cải chính là “Vagne”. Điều đó đã làm cho tên lính gác nghi ngờ bằng - Vagne thì có trong danh sách còn Vigne thì không. Y quay sang phía Fecmi mà y đã quen mặt, rồi hỏi: “Ông này tên là Vagne điều đó cũng đúng, cũng như tôi tên là Facmơ”. Nhịn cười, Fecmi trịnh trọng nói làm cho tên lính phải tin như thế rồi y cũng để cho hai nhà bác học đi qua.
(Cổng chính của phòng thí nghiệm chế bom nguyên tử - Los Álamos)
Vào khoảng giữa năm 1945, công việc chế tạo bom nguyên tử mà chi phí lên đến hai tỷ đô la đã hoàn thành. Ngày 6 tháng 8, trên bầu trời thành phố Hirosima ở Nhật Bản hiện lên một cây nấm lửa khổng lồ cuốn theo mấy chục ngàn sinh mạng. Và 3 ngày sau đó trên bầu trời thành phố Nagasaki cũng diễn ra cảnh tượng tương tự. Hai ngày đó đã trở thành những ngày đen tối nhất trong lịch sử nền văn minh. Thành tựu vĩ đại nhất đã sinh ra tấn thảm kịch khủng khiếp nhất của loài người.
(Máy bay và quả bom Little Boy được thả xuống Hiroshima)
Trước các nhà bác học, trước toàn thế giới, một câu hỏi đã được đặt ra: làm gì nữa đây? Tiếp tục hoàn thiện vũ khí hạt nhân, chế tạo các phương tiện giết người khủng khiếp hơn nữa ư?
## Ngoài lề: dự án bom hạt nhân đầu tiên trên thế giới còn được biết đến với tên "dự án Manhattan" nhằm chế tạo ra những quả bom nguyên tử đầu tiên trong Thế chiến II, chủ yếu do Hoa Kỳ thực hiện với sự giúp đỡ của Anh và Canada (từ năm 1942 tới năm 1946).
Có thông tin cho rằng: dù dự án Manhattan được tiến hành dưới vỏ bọc an ninh chắc chắn, nhưng các điệp viên nguyên tử Liên Xô vẫn thâm nhập thành công vào chương trình, và bắt đầu phát triển bom hạt nhân Liên Xô.
Xem thêm bài viết "Kurchatov - Tiểu sử" để tìm hiểu về sự phát triển bom hạt nhân Liên Xô.
