Fysikeren Enrico Fermi producerer den første atomkædereaktion

Fysikeren Enrico Fermi producerer den første atomkædereaktion


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Enrico Fermi, den italienskfødte nobelprisvindende fysiker, leder og kontrollerer den første atomkædereaktion i sit laboratorium under blegerne på Stagg Field ved University of Chicago, der indleder atomalderen. Efter vellykket afslutning af eksperimentet blev der sendt en kodet besked til præsident Roosevelt: "Den italienske navigator er landet i den nye verden."

Efter Englands Sir James Chadwick's opdagelse af neutronen og Curies 'produktion af kunstig radioaktivitet fokuserede Fermi, en fuldtids professor i fysik ved University of Florence, sit arbejde med at producere radioaktivitet ved at manipulere hastigheden af ​​neutroner, der stammer fra radioaktivt beryllium . Yderligere lignende eksperimenter med andre elementer, herunder uran 92, frembragte nye radioaktive stoffer; Fermis kolleger mente, at han havde skabt et nyt "transuranisk" element med et atomnummer 93, resultatet af uran 92, der fangede et neuron, mens det var under bombardement, og dermed øgede dets atomvægt. Fermi forblev skeptisk over for hans opdagelse, på trods af entusiasmen fra sine medfysikere. Han blev troende i 1938, da han blev tildelt Nobelprisen i fysik for "sin identifikation af nye radioaktive elementer." Selvom rejser var begrænset for mænd, hvis arbejde blev anset for afgørende for den nationale sikkerhed, fik Fermi tilladelse til at forlade Italien og tage til Sverige for at modtage sin præmie. Han og hans kone, Laura, der var jøde, vendte aldrig tilbage; både frygtede og foragtede Mussolinis fascistiske regime.

Fermi immigrerede til New York City-Columbia University, specifikt, hvor han genskabte mange af sine eksperimenter med Niels Bohr, den danskfødte fysiker, der foreslog muligheden for en atomkædereaktion. Fermi og andre så de mulige militære anvendelser af en sådan eksplosiv kraft og skrev hurtigt et brev, der advarede præsident Roosevelt om farerne ved en tysk atombombe. Brevet blev underskrevet og leveret til præsidenten af ​​Albert Einstein den 11. oktober 1939. Manhattan -projektet, det amerikanske program til at skabe sin egen atombombe, var resultatet.

Det faldt på Fermi at producere den første atomkædereaktion, uden hvilken en sådan bombe var umulig. Han oprettede et jury-rigget laboratorium med det nødvendige udstyr, som han kaldte en "atombunke" i en squashbane i kælderen på Stagg Field ved University of Chicago. Da kolleger og andre fysikere kiggede på, producerede Fermi den første selvbærende atomkædereaktion, og atomkraftens "nye verden" blev født.

LÆS MERE: Atombombehistorie


Fysikeren Enrico Fermi producerer den første atomkædereaktion - HISTORIE

Fermi skaber kontrolleret atomreaktion
1942

Foto af Bortzells Esselte, høflighed AIP Emilio Segre Visual Archives.

Enrico Fermi (1901-1954) forlod Italien i 1938 for at modtage Nobelprisen for fysik i Sverige. Han gik aldrig tilbage. Han og hans kone flyttede til USA for at undslippe Italiens stigende fascisme og antisemitisme.

Fermi indså blandt andre, at atomfission blev ledsaget af frigivelse af kolossale mængder energi fra omdannelse af masse til energi (ifølge Einsteins masseenergi-ligning E = mc 2). Da forskere overbeviste præsident Roosevelt om dette, blev Fermi udnævnt til at lede et forskerhold som led i et hemmeligt projekt for at udvikle en atombombe. Fermis opgave var imidlertid at skabe en kontrolleret atomreaktion, det vil sige at splitte atomet uden at skabe en dødelig eksplosion.

Teoretisk var det muligt. Under fission opdeler en hurtigt bevægelig neutron et atoms kerne, hvilket resulterer i frigivelse af energi og yderligere neutroner. Disse udstødte neutroner kan splitte andre kerner, som frigiver andre neutroner til at splitte endnu andre kerner og så videre: en selvbærende kædereaktion. Hvis denne kædereaktion gik for hurtigt, blev det en atomeksplosion, men under kontrol kunne det producere en jævn strøm af energi. (Hvis kædereaktionen startede med uran, skabte det også et biprodukt, plutonium, et bedre brændstof til et atomvåben.)

På University of Chicago arbejdede Fermi sammen med et team for at finde en måde at kontrollere kædereaktionen på. Det gjorde han ved at opsætte udstyret-atombunke-så han kunne indsætte et neutronabsorberende materiale midt i fissionsprocessen for at bremse det eller stoppe det helt. Han fandt ud af, at stænger lavet af cadmium ville absorbere neutroner. Hvis kædereaktionen blev fremskyndet, kunne cadmiumstængerne indsættes for at bremse den og kunne fjernes for at accelerere den igen.

I slutningen af ​​1942 var holdet klar til sin første test. Udstyret blev opsat i en squashbane ved University of Chicago. Det var 2. december. Øjeblikket var spændt: hvis deres teorier og eksperimenter indtil nu viste sig at være forkerte, kunne de sprænge halvdelen af ​​Chicago. Et par af stængerne blev trukket ud, og reaktionen begyndte. Flere stænger kom ud. Reaktionen var selvbærende. Holdet kunne øge eller reducere energiproduktionen ved at justere stængerne. Fermis idé havde virket, og den første kontrollerede, selvbærende atomkædereaktion-den første kontrollerede strøm af energi fra en anden kilde end Solen-blev opnået.

En kodet besked fortalte regeringen om denne succes: "Den italienske navigator er lige landet i den nye verden."

Siden da er Fermis teori blevet udvidet og forfinet. Atomreaktorer er blevet bygget i mange lande for at levere energi til militære formål såsom atomubåde og civile anvendelser som almindelig elektricitet. Men hændelser gennem årene viste farerne ved processen og dets affaldsprodukter, og atomkraft mistede meget af sin oprindelige popularitet.


10 spændende fakta om verden 's første atomkædereaktion

Se hvordan verdens første kontrollerede, selvbærende atomkædereaktion udspillede sig i denne "mursten" -video af Argonne National Laboratory.

Den 2. december 1942 fandt verdens første selvbærende, kontrollerede atomkædereaktion sted, der banede vejen for en række fremskridt inden for atomvidenskab.

Eksperimentet fandt sted på University of Chicagos fodboldstadion under ledelse af Enrico Fermi-en nobelprisvindende videnskabsmand.

Chicago Pile-1 var verdens første atomreaktor, der gik kritisk og gav næring til fremtidig forskning fra energidepartementets nationale laboratorier for at hjælpe med at udvikle tidlige flåde- og atomreaktorer.

Femten år til denne historiske dag blev Amerikas første atomkraftværk i fuld skala kritisk den 2. december 1957, da nationen begyndte at høste fordelene ved ren og pålidelig atomkraft.

Her er 10 spændende fakta, du sandsynligvis ikke vidste om verdens første kontrollerede frigivelse af atomkraft.

1. Forsøget fandt sted kl. 15:36. i en ombygget squashbane ved University of Chicagos forladte Stagg Field i Chicago, Illinois.

2. 39 forskere, ledet af Fermi, var til stede til arrangementet. Leona Marshall var den eneste kvindelige forsker.

3. Ordet "bunke" blev brugt i de første par år af atomalderen og vendte gradvist til "reaktor" for at identificere den centrale enhed, der styrer atomfissionsreaktionen.

Tegning af CP-1, verdens første atomreaktor.

4. Reaktoren blev bygget med grafitblokke, hvoraf nogle indeholdt små skiver af uran.

5. Forskere overvåger reaktionen på instrumenter opkaldt efter Nalle Puh -karaktererne - Piglet, Tigger og Pooh.

6. Videnskabsmand George Weil trak den cadmiumbelagte kontrolstang tilbage, og frigjorde den første kontrollerede kædereaktion.

7. Reaktoren havde tre sæt kontrolstænger. Den ene var automatisk og kunne styres fra balkonen. En anden var en nødsikkerhedsstang. Den tredje stang (betjent af Weil) holdt faktisk reaktionen i skak, indtil den blev trukket tilbage den korrekte afstand.

8. Gruppen fejrede med en flaske Chianti, der blev hældt i papirkopper. De fleste af deltagerne underskrev vinflaskens etiket. Dette var den eneste skriftlige registrering af, hvem der havde deltaget i forsøget.

9. I forløbet til dette eksperiment hjalp et brev fra Albert Einstein til præsident Franklin D. Roosevelt til at føre til Manhattan -projektet - et regeringsforskningsprojekt, der producerede de første atombomber. Det var også frøet, der voksede til det moderne amerikanske Department of Energy nationale laboratoriesystem.

10. Energiafdelingens Fermi National Accelerator Laboratory er navngivet til ære for Enrico Fermi for hans bidrag til atomfysik og videnskabelig succes ved det nærliggende University of Chicago.

Lær mere om Argonne National Laboratory's arv inden for kernevidenskab.


Fysiker Enrico Fermi producerer den første atomkædereaktion - HISTORIE

1853 - Man har længe troet, at Jorden ikke er mere end et par titusinder af år gammel. Fra 1820'erne er mange geologer og biologer dog kommet til at tro, at Jorden er meget ældre end tidligere antaget, måske i flere hundrede millioner år. (Darwin anslår Jordens alder til 300 millioner år i den første udskrivning af Origin of Species.) Disse estimater er baseret på en øget bevidsthed om, hvor meget langsomt geologiske og biologiske processer som erosion eller evolution opstår, og derfor hvor enormt gamle jorden må være til at rumme dem.

Den fremtrædende fysiker William Thompson (også kendt som Lord Kelvin - grader Kelvin er opkaldt efter ham) er stærkt imod evolution. Han begynder at samle teoretiske beviser mod Darwin. Han udfører klassiske termodynamiske beregninger, der beviser, at hvis Jorden var så gammel som Darwin og andre påstår, så ville den for længst have afkølet til en inert sten, og ingen geologiske aktiviteter som vulkanisme eller varmtvandskilder ville være mulige. Andre fysikere deltager snart i kampen. Hermann Helmholtz, der kun seks år tidligere havde udtalt princippet om energisamtale, beregner, hvor meget varme solen ville udstråle, hvis dens energi kommer fra langsom sammentrækning og dermed konverterer tyngdekraftens potentielle energi til varme. Han beregner en alder på kun 18 millioner år.

Den enorme kløft mellem geologi og biologi på den ene side og teoretisk fysik på den anden side (hvad angår estimering af Jordens alder) vil vare i 50 år. I lyset af den hårde kritik fra velrenommerede fysikere fjerner Darwin al omtale af enhver specifik alder for Jorden i senere tryk af Arternes Oprindelse.

1896 - Henri Becquerel, en fransk fysiker, læser af William Roentgens eksperimenter med røntgenstråler og erfarer, at de kan få visse materialer til at fluorescere. (Teknisk note-Røntgenstrålerne var kun spændende spektrale linjer i de fluorescerende materialer, ligesom de gasrør, jeg viser i klassen, undtagen med røntgenstråler i stedet for elektricitet.)

Becquerel undrer sig, udsender fosforescerende materialer røntgenstråler, mens de lyser? (Teknisk note - det gør de ikke.) For at teste sin idé får Becquerel nogle materialer, der lyser efter at have været udsat for lys, ligesom de magiske dekoderringe, som de stadig putter i kornkasser. Han udfører nogle eksperimenter, hvor han først sætter materialerne ud i solen for at starte dem med at gløde og derefter sætter dem oven på en fotografisk plade indpakket i sort papir for at se, om de udsender røntgenstråler. Becquerel opnår nogle positive resultater, og nogle negative, hvilket er forvirrende.

En dag, hvor det er grumset, lægger han et af de mineraler, der har givet ham positive resultater, i en skuffe med en ikke -eksponeret fotografisk plade - og beslutter derefter på et indfald at udvikle det og forventer kun at se en svag kontur siden solen var så svag den dag. I stedet opdager han ved et uheld, at pladen er blevet helt tåget, selvom mineralet slet ikke var blevet udsat for lys og slet ikke glødede! Mineralet er tilfældigt kaliumuranyldisulfat, og Becquerel opdager til sidst, at uran i denne forbindelse er den magiske ingrediens. Alle forbindelser med uran i dem vil tåge en fotografisk pladeforbindelser uden uran vil ikke. Becquerel kalder derfor den nye stråling for "uranstråler".

Teknisk note - Den egenskab, der får nogle forbindelser til at "gløde i mørket" efter at have været udsat for lys, har at gøre med deres molekylære struktur og har slet ikke noget at gøre med hverken røntgenstråler eller med radioaktivitet. Kort fortalt viser nogle molekyler en markant "tidsforsinkelse" mellem, hvornår de er begejstrede for indgående lys, og til de udsender deres molekylære spektrallinjer. I stedet for øjeblikkeligt at frigive al deres lagrede energi og gå ud efter at strømmen er fjernet, som et neonskilt gør, frigiver fosforescerende materialer forsigtigt deres energi et stykke tid efter at stimulus er blevet fjernet. Det var en ren ulykke, at Becquerel brugte en "glød i mørket" forbindelse, der tilfældigvis havde uran i den.

1897 - Ernest Rutherford, en fysiker oprindeligt fra New Zealand, men arbejder i Canada, undersøger Becquerels "uranstråler" og opdager, at de faktisk er en blanding af to komponenter: en meget tung komponent, der let absorberes af stof og har en positiv ladning og en meget lettere, mere gennemtrængende komponent, som ikke så let absorberes og har en negativ ladning. Rutherford kalder disse komponenter og efter de to første bogstaver i det græske alfabet.

1898 - Pierre og Marie Curie, to franske fysikere, der studerer Becquerels "uranstråler", opdager, at thorium også afgiver "uranstråler". De foreslår det nye udtryk "radioaktivitet" for at beskrive elementer, der har egenskaben at afgive stråler. De arbejder fra prøver af pitchblend og isolerer og opdager to nye elementer, der er meget mere intensivt radioaktive end uran: Curies kalder dem polonium (efter Maries hjemland Polen) og radium (på grund af dets stærkt radioaktive kraft).

1899 - Den franske kemiker Andre Debierne, en nær ven af ​​Curies, isolerer endnu et radioaktivt element fra pitchblende. Han kalder det actinium efter det græske ord for ray.

Becquerel, der har fortsat med at studere "uranstråler", indser, at b -partiklerne i Rutherford er så meget som elektroner, at de skal være elektroner, omend elektroner med meget høj energi.

Den franske fysiker Paul Villard opdager, at uran afgiver endnu en tredje komponent, en som ikke påvirkes af magneter og derfor tilsyneladende ikke er ladet. De er betydeligt mere gennemtrængende end enten -partikler eller -partikler, og Villard kalder dem (forudsigeligt) -stråler efter det tredje bogstav i det græske alfabet. Villard formoder, at -stråler er elektromagnetisk stråling med utrolig kort bølgelængde, endnu kortere end røntgenstråler. (Han har ret.)

Teknisk note -Vi bruger stadig udtrykkene "-partikler", "-partikler" og "-stråler" til at referere til de tre former for stråling, selvom vi ved det -og -partikler er egentlig bare heliumkerner (to protoner og to neutroner) og elektroner.

1901 - Curies måler energien, der afgives af radioaktive elementer, og opdager, at et gram radium afgiver den utrolige mængde på 140 kalorier i timen. Så vidt de kan fortælle, fortsætter denne energi på magisk vis ved og ved, uformindsket, i måned efter måned. Radium ser ikke ud til at ændre sig på nogen måde. Hvor kommer al denne energi fra? Krænkes bevarelse af energi?

1903 - Ernest Rutherford er den første til at indse, at den mangeårige strid om jordens alder mellem biologer og geologer på den ene side og fysikere på den anden side kan løses, hvis man antager, at Jordens indre indeholder små spor af radioaktive elementer. Størstedelen af ​​Jorden og den dårlige termiske ledningsevne for de stenede materialer, der for det meste udgør den, betyder, at selv et lille tilførsel af varme ville være nok til at holde det geologisk aktivt i langt længere tid end de tider, beregnet af William Thompson (hvem af naturligvis antaget, at Jordens indre var fuldstændig inert). Rutherford antager, at den (tilsyneladende uudtømmelige) energi produceret af radioaktive malme i virkeligheden er præcis den varmekilde og dermed sidder med biologerne og geologerne vedrørende Jordens alder.

Faktisk, inden for få år, kommer Rutherford og andre fysikere, der undersøger radioaktive malme, til den konklusion (baseret på de meget lange halvdele af nogle af de isotoper, de har fundet), at Jordens alder meget vel kan være i milliarder år frem for blot hundredvis af millioner. (De har ret - den aktuelt accepterede værdi for Jordens alder er omkring 4,2 milliarder år.)

1906 - Rutherford opdager, at -partikler, når de standses inde i en beholder, bliver til heliumatomer. Med andre ord består en -partikel af to protoner og to neutroner (som er kernen i et heliumatom), der bevæger sig med høj hastighed. Hvis og når -partiklen sænkes og fanger et par elektroner et eller andet sted, bliver den genkendelig som almindeligt helium.

Heliumkernernes meget høje hastighed og den høje hastighed af elektronerne (strålerne), der udsendes af radioaktive elementer, og elektromagnetisk stråling med høj energi, og varmemålingerne fra Curies, indikerer, at der sker noget i disse elementer, som faktisk er meget energiske. Men hvad? Rutherford er ikke klar over, at svaret allerede er blevet offentliggjort af Einstein i 1905 (indirekte), i form af E = mc 2.

1909 - Eugene Marsden og Hans Geiger er to kandidatstuderende, der arbejder med Ernest Rutherford i Manchester, England, hvor Rutherford er flyttet. De udfører en række eksperimenter, hvor -partikler er skudt i en guldfolie. I modsætning til forventningerne går de fleste partikler gennem guldet, som om det ikke var der, men et par stykker afbøjes gennem store vinkler, og meget få vender endda rundt og hopper lige tilbage, som om de har ramt en uigennemtrængelig barriere. Dette får Rutherford til at foreslå atomets "solsystem" -model, hvor atomet i det væsentlige er tomt, men har en meget lille og utrolig tæt kerne. (Se tidslinjen for kvantemekanik for flere detaljer.)

1913 - Den britiske kemiker Frederick Soddy og den amerikanske kemiker Theodore Richards belyser begrebet atomvægt. Da folk fortsatte med at studere radioaktivitet, var det blevet mere og mere tydeligt, at der var flere varianter af elementer. For eksempel er der både radioaktive og ikke -radioaktive versioner af kulstof. Soddy og Richards beviser, at forskellen ligger i vægten af ​​atomkernen - der kan være forskellige versioner af det samme element med forskellige vægte. De forskellige versioner er døbt isotoper, fra de græske ord, der betyder "samme sted".

Teknisk note - Et elements kemiske egenskaber bestemmes udelukkende af antallet af protoner i en kerne, fordi det er de positivt ladede protoner, der interagerer med elektronskyen omkring kernen, og det er elektronskyen, der producerer kemi. Kerner kan også indeholde neutroner, der har omtrent samme masse som protoner, men ikke har ladning. Neutroner kan således påvirke vægten af ​​en kerne og dens radioaktive egenskaber, men har ingen effekt på dens kemiske egenskaber.

1915 - Den amerikanske kemiker William Harkins bemærker, at massen af ​​et heliumatom faktisk ikke ligefrem er fire gange massen af ​​en proton. Det er lidt mindre. Han oplyser, at den overskydende masse er blevet omdannet til energi via Einsteins E = mc 2, og at dette er kilden til atomkraft.

1919 -Rutherford, stadig i gang med at bombardere ting med -partikler (se 1897, 1906, 1909) lykkes med at få en -partikel (dvs. en heliumkerne) til at reagere med en nitrogenkerne for at producere en proton (dvs. en brintkerne) ) og en iltkerne. Rutherford har medført den første menneskeligt konstruerede atomreaktion. Dette gør ham også til den første person i historien til at ændre et element til et andet.

1930 - Den britiske fysiker Paul Dirac forsøger at kombinere relativitet og kvantemekanik. Det lykkes ham, og den relativistiske kvanteligning kaldes som konsekvens Dirac -ligningen. Han bemærker, at hans ligning forudsiger eksistensen af ​​"negative" tilstande for elektronen og protonen, og han forudsiger således eksistensen af ​​antimateriale.

1931 - I over et årti har fysikere kæmpet med et meget forvirrende problem med -emission. Elektronerne udsendt af -decay har ikke altid den samme kinetiske energi, i modsætning til partiklerne, der udsendes i -decay. Elektronerne kommer snarere ud med en klokke-kurve-type fordeling af energier, hvilket betyder, at (1) energi tilsyneladende ikke bevares, og (2) mængden af ​​manglende energi varierer på en sandsynlig måde. Det ser ud til, at noget af atomkraft -forfaldet går et andet sted end den udsendte elektron. Men hvor? Der gøres omfattende forsøg på at opdage varme eller elektromagnetisk stråling fra prøverne - men hver indsats mislykkes. Nogle få fysikere begynder for alvor at spekulere på, om -forfald virkelig bryder bevarelse af energi, og Niels Bohr går så langt som til at udarbejde et muligt scenarie for, hvordan Solens energi kan genereres ved massiv energibesparelse, der skyldes -forfald.

Den tyske fysiker Wolfgang Pauli og den italienske fysiker Enrico Fermi foreslår, at b -forfald producerer to partikler, der deler den kinetiske energi: en elektron og en usynlig partikel, som Fermi døber som en neutrino, fra italiensk for "lille neutral". Partiklen antages at være meget let såvel som neutral, så den kan trænge ind i stof så let, at det er næsten umuligt at opdage.

1932 - Engelsk fysiker James Chadwick bombarderer beryllium med a -partikler for at slå frie neutroner ud og bliver dermed den første fysiker til at opdage neutroner direkte.

1932 - Den amerikanske fysiker Carl Anderson studerer kosmiske stråler, da han bemærker nogle spor på sine fotografiske plader, der ligner nøjagtigt elektronspor, bortset fra at de krummer i den forkerte retning. Han indser, at han har opdaget en positivt ladet elektron, det vil sige antielektronen forudsagt af Dirac. Anderson kalder den nye partikel en positron.

Teknisk note - Elektroner og positroner er nøjagtigt ens, bortset fra at de har modsatte ladninger og modsatte kvantetal. Det og en anden lille ting. Hvis en elektron og en positron berører, tilintetgør de øjeblikkeligt hinanden i et glimt af g -stråler. Med andre ord omdannes de begge til ren energi. Det er derfor, positroner ikke holder ret længe efter, at de er skabt.

Star Trek Note - Alle partikler har antipartikler, så der er også negativt ladede antiprotoner og så videre. Forbundets stjerneskibe er angiveligt drevet af stof-antimateriale reaktioner, hvilket sandsynligvis er derfor, at de altid blæser så spektakulært. Hvis Jordi lader sit antimateriale spilde ud af sin magnetbeholder, har han store problemer.

1934 -Frederic Joliot og hans kone Irene Curie, datter af Marie Curie, bombarderer aluminium med a -partikler for at producere fosfor -30, det første kunstigt radioaktive element.

1935 - Den japanske fysiker Hideki Yukawa foreslår, at neutronerne og protonerne i atomkerner holdes sammen af ​​en stærkt kraftig kraft, som han kalder den stærke kraft. Ved at arbejde med Dirac -teorien indser han, at de grundlæggende kræfter skal bæres af kvanta, dvs. de kan ikke eksistere som klassiske "linjer" af kraft. Den eneste måde for sådanne kvanter at eksistere og stadig være forenelige med klassisk fysik er, hvis de "stjæler" deres energi ved at poppe ind og ud af eksistensen så hurtigt, at bevarelse af energi ikke krænkes, fordi den er maskeret af Heisenberg Usikkerhedsprincippet. (Med andre ord gælder usikkerhedsprincippet også for tomt rum - hvordan ved du, at det virkelig er "tomt", når princippet ikke vil lade dig måle dets energi nøjagtigt?) Yukawa forudsiger, at den stærke kraft "bæres" af hvad han kalder en "udvekslingspartikel". Ud fra de kendte størrelser af atomer og ved at antage, at udvekslingspartiklen normalt bevæger sig nær lysets hastighed, beregner han, at den skal have en masse omkring 200 gange elektronens.

1938 - Det er nu bredt anerkendt, at den beregning foretaget af Hermann Helmholtz for over 60 år siden, der har en alder på omkring 18 millioner år for Solen, er langt fra mærket af nøjagtig samme grund som Thompsons beregning for Jordens alder var så langt væk: både Jorden og Solen har atomkraftkilder. Men spørgsmålet er stadig: hvordan driver atomkraft solen? Dens enorme energiudbytte er alt for stort til at blive skabt af spor af radioaktive elementer, som på Jorden.

Den tysk-amerikanske fysiker Hans Bethe beregner detaljeret, hvordan atomfusion frem for atomfission kan drive solen. Han udleder en sekvens i tre trin, som vi nu kalder proton-protonkæden:

  1. To protoner kolliderer så voldsomt, at en atomomdannelse finder sted. En af protonerne omdannes til en neutron og smelter sammen med den anden proton til dannelse af et deuteron, dvs. "tungt" brint, 2 H. For at bevare ladning og leptontal udsendes en antielektron og et neutrino. Neutrinoen flygter fra Solen, men antielektronen forstyrrer straks med en elektron og frigiver energi.
  2. Deuteron kolliderer med en højenergiproton og de to smelter sammen til 3 He. Massen på 3 He er lidt mindre end 2 H og en proton hver for sig, og den overskydende masse omdannes til højenergi gammastråler.
  3. To energiske 3 He -atomer kolliderer, og i den resulterende nano -nukleare ildkugle kommer en a -partikel (4 He -atom) og to protoner frem. Masseforskellen før og efter kollisionen er betydelig: den frigiver omtrent det dobbelte af energien fra de to første trin tilsammen. Energien manifesterer sig primært i efterprodukternes kinetiske energi, dvs. som varme.
  4. Nettoeffekten af ​​kæden er, at fire hydrogenatomer er blevet omdannet til et heliumatom, og 0,7% af brintens oprindelige masse er blevet omdannet til energi. Det svarer til 175 millioner kilowattimer energi fra hvert kilo brint.

1938 - Østrigske fysikere Otto Hahn og Lise Meitner bombarderer uran med neutroner og opdager nuklear fission. Kort sagt, uran er et meget stort atom med over 230 protoner og neutroner, så hvis du slår det med en neutron "kugle", kan det få det til at dele sig i to. Meitner, der er jøde, flygter til Sverige, da Tyskland invaderer Østrig og forbereder et papir ved hjælp af sin nevø, fysiker Otto Frisch. Frisch fortæller Bohr (se 1913) om avisen, som igen spreder ordet i USA under en konference i januar 1939.

1939 - Den ungarske fysiker Leo Szilard, efter at have flygtet fra det nazistisk besatte Europa til USA, får kendskab til nuklear fission og indser, at den kan bruges til at producere en kædereaktion. Han starter straks en kampagne for at overbevise amerikanske forskere om, at de frivilligt skal holde deres atomforskning hemmelig, så nazisterne ikke kan lære af det. Han har stort set succes.

1940 - Amerikanske fysikere Edwin McMillan og Philip Abelson bombarderer uran med neutroner for at producere plutonium. Uran er element nummer 92, og plutonium er element nummer 93, så McMillan og Abelson er de første fysikere til at producere et nyt element. I sine bestræbelser på at isolere plutoniet begynder Abelson at udvikle metoder til at adskille sjældne radioaktive isotoper fra deres mere almindelige brødre. Han har taget det første skridt mod fremstilling af beriget uran.

1941 - Delvist som reaktion på et brev underskrevet af Albert Einstein og andre fremtrædende fysikere, der advarer om faren, hvis Nazi -Tyskland opdager atomfission, underskriver præsident Franklin D. Roosevelt en hemmelig ordre, der starter Manhattan -projektet.

1942 - Enrico Fermi (se 1931), der nu er flygtet fra det fascistiske Italien til USA, bliver gjort til hovedforskeren ansvarlig for at producere en kædereaktion for Manhattan -projektet. Fermi og hans team arbejder i et hemmeligt laboratorium, der ligger under tribunerne på University of Chicagos fodboldstadion, og konstruerer verdens første atombunke (såkaldt, fordi det bogstaveligt talt er en enorm bunke omhyggeligt arrangerede uran-, grafit- og cadmiumblokke). Kl. 15.45 den 2. december er det tilladt at gå kritisk i blot et par sekunder, hvilket viser, at praktisk udnyttelse af atomkraft er mulig. Som en sikkerhedsforanstaltning står tre unge fysikere på stilladser over bunken med spande vand indeholdende opløste cadmiumsalte-de får at vide, at de skal hælde deres vand i bunken, hvis reaktoren begynder at have en løbende reaktion. (Retfærdigvis skal jeg bemærke, at bunken også havde en mere konventionel automatisk slukningsenhed. Men i betragtning af at ingen nogensinde havde skruet en reaktor op før, syntes holdet, at det var bedst at spille det sikkert.)

1945 - Den 16. juli, lige før daggry, detonerer verdens første atombombe på et teststed i ørkenen 60 miles nordvest for Alamogordo, New Mexico. Fermi foretager et øjeblikkeligt skøn over sin effekt ved at smide nogle papirstykker i luften på tidspunktet for tændingen og derefter observere, hvor langt bitene blæses af sprængningen. (Fermi var cirka 10 miles fra jorden nul.) Denne begivenhed følger tre års vanvittigt arbejde på hemmelige faciliteter i Hanford, Washington Oak Ridge, Tennessee og Los Alamos, New Mexico.

Knap en måned senere udslettede atombomber næsten Hiroshima og Nagasaki og dræbte over 100.000 mennesker. Japans kejserrige overgiver sig kort tid efter. (Billedet er fra Nagasaki, Japan, den 9. august 1945.)


Inde i den røde barons sind

Krigens uforanderlige natur

Spy Factory: Ekspert Q & ampA

I 1942 var den forladte squashbane placeret under det nedlagte fodboldstadion ved University of Chicago lidt mere end et øje ømt. Men hvor eleverne så rester af squashspil forbi, så fysikeren Enrico Fermi et ideelt sted for et eksperiment, hvis resultater ville ændre anden verdenskrigs bane og indlede en ny, fyldig geopolitisk æra.

Det forstærkede murstensrum var perfekt dimensioneret til at rumme en pænt stablet bunke med 40.000 grafitsten, nogle indeholdende uran, andre borede med huller designet til at passe til 14 -fod lange cadmium -belagte rør.

En arbejder står ved siden af ​​grafitblokke, der dannede rygraden i Chicago Pile-1, en primitiv atomreaktor.

Den 2. december stablede Fermi og næsten 50 andre videnskabsfolk ind i blegerne. Geiger tæller i hånden, de så målingerne skyrocket, da de neutronabsorberende rør blev fjernet en efter en. Uden cadmiumbufferne var neutroner fra splittende uranatomer uhæmmet, fri til at styrte ind i andre uranatomer og frigive endnu flere neutroner, der forårsagede endnu flere kollisioner.

Da det sidste rør blev fjernet kl. 15.25, holdt bunken en jævn strøm af atomenergi. Dette var ikke længere en squashbane. This was home to the world’s first manmade nuclear reactor and the provenance of the Atomic Age.

Today marks the 75 th anniversary of the Chicago Pile-1 chain reaction, a scientific breakthrough that made nuclear power and weaponry possible. It also opened up entire new avenues of research in medicine, engineering, and aeronautics. Though that initial reaction only generated about half a watt of power, the event marked a turning point. Later developments would give humankind access to unprecedented levels of power while forcing us confront whether and how it should be used.

“They had basically created an entirely new energy source,” says Rachel Bronson, president and CEO of the Bulletin of the Atomic Scientists. “They had created fire in some ways.”

In the process, the minds behind the Chicago Pile-1 broke cultural and political barriers, she adds. Fermi was an Italian immigrant, and Hungarian refugees played crucial roles in the project, including Leo Szilard , who came up with the idea of a nuclear chain reaction, and Eugene Wigner , who would later share a Nobel Prize for his contributions to atomic research.

“So many of the big issues that we’re grappling with—how to manage nuclear power, what kind of funding should go into research and development, what should our immigration policy be, this was all swirling around the Manhattan Project in 1942,” Bronson says.

While those questions loomed in the background of the Chicago Pile experiments, Fermi’s team stayed focused on two immediate goals—one, figure out how to control nuclear energy before Germany, and two, prevent the reaction from spiraling out of control. Given that the safety controls were primitive by today’s standards and mostly relied on a few cadmium tubes to prevent a nuclear explosion, the risk was very real.

“We could have very easily lost Chicago,” says Peter Kuznick, director of the Nuclear Studies Institute at American University in Washington, D.C.

Chicago Pile-1 was build beneath the stands of Stagg Field at the University of Chicago, located in the heart of the city.

Fermi’s team was well aware of the destructive potential of their research. Even while constructing the Chicago Pile, Szilard believed that the experiments “would go down as a black day in the history of mankind .” Their experiments also helped usher in an era in which scientists were more outspoken about how their work was used. Following World War II and into the Cold War, physicists routinely argued for the restriction or elimination of nuclear arms. Such activism around nuclear issues is another legacy of Fermi’s chain reaction, Kuznick says.

Fermi’s team probably never envisioned that their radioactive pile of graphite bricks would lead to cancer-spotting imaging technologies or devices that can help find hidden tombs in ancient Egyptian pyramids. But as they sat in those University of Chicago bleachers, listening to the ever-increasing clicks of their Geiger counters, they knew that something big was happening, says Alex Wellerstein, assistant professor of science and technology studies at the Stevens Institute of Technology.

“They definitely thought they were on the cusp of a new world with their experiment,” he says. “They knew it was just the beginning.”

Receive emails about upcoming NOVA programs and related content, as well as featured reporting about current events through a science lens.


Harnessing fission

As part of the Manhattan Project effort to build an atomic bomb during World War II, Szilard worked together with physicist Enrico Fermi and other colleagues at the University of Chicago to create the world’s first experimental nuclear reactor.

For a sustained, controlled chain reaction, each fission must induce just one additional fission. Any more, and there’d be an explosion. Any fewer and the reaction would peter out.

Nobel Prize winner Enrico Fermi led the project (Argonne National Laboratory, CC BY-NC-SA)

In earlier studies, Fermi had found that uranium nuclei would absorb neutrons more easily if the neutrons were moving relatively slowly. But neutrons emitted from the fission of uranium are fast. So for the Chicago experiment, the physicists used graphite to slow down the emitted neutrons, via multiple scattering processes. The idea was to increase the neutrons’ chances of being absorbed by another uranium nucleus.

To make sure they could safely control the chain reaction, the team rigged together what they called “control rods.” These were simply sheets of the element cadmium, an excellent neutron absorber. The physicists interspersed control rods through the uranium-graphite pile. At every step of the process Fermi calculated the expected neutron emission, and slowly removed a control rod to confirm his expectations. As a safety mechanism, the cadmium control rods could quickly be inserted if something started going wrong, to shut down the chain reaction.

Chicago Pile 1, erected in 1942 in the stands of an athletic field at the University of Chicago. (Argonne National Laboratory, CC BY-NC-SA)

They called this㺔x6x25-foot setup Chicago Pile Number One, or CP-1 for short – and it was here they obtained world’s the first controlled nuclear chain reaction on December 2, 1942. A single random neutron was enough to start the chain reaction process once the physicists assembled CP-1. The first neutron would induce fission on a uranium nucleus, emitting a set of new neutrons. These secondary neutrons hit carbon nuclei in the graphite and slowed down. Then they’d run into other uranium nuclei and induce a second round of fission reactions, emit even more neutrons, and on and on. The cadmium control rods made sure the process wouldn’t continue indefinitely, because Fermi and his team could choose exactly how and where to insert them to control the chain reaction.

A nuclear chain reaction. Green arrows show the split of a uranium nucleus in two fission fragments, emitting new neutrons. Some of these neutrons can induce new fission reactions (black arrows). Some of the neutrons may be lost in other processes (blue arrows). Red arrows show the delayed neutrons that come later from the radioactive fission fragments and that can induce new fission reactions. (MikeRun modified by Erin O’Donnell, MSU, CC BY-SA)

Controlling the chain reaction was extremely important: If the balance between produced and absorbed neutrons was not exactly right, then the chain reactions either would not proceed at all, or in the other much more dangerous extreme, the chain reactions would multiply rapidly with the release of enormous amounts of energy.

Sometimes, a few seconds after the fission occurs in a nuclear chain reaction, additional neutrons are released. Fission fragments are typically radioactive, and can emit different types of radiation, among them neutrons. Right away, Enrico Fermi, Leo Szilard, Eugene Wigner and others recognized the importance of these so-called “delayed neutrons” in controlling the chain reaction.

If they weren’t taken into account, these additional neutrons would induce more fission reactions than anticipated. As a result, the nuclear chain reaction in their Chicago experiment could have spiraled out of control, with potentially devastating results. More importantly, however, this time delay between the fission and the release of more neutrons allows some time for human beings to react and make adjustments, controlling the power of the chain reaction so it doesn’t proceed too fast.

Nuclear power plants operate in 30 countries today. (AP Photo/John Bazemore)

The events of December 2, 1942 marked a huge milestone. Figuring out how to create and control the nuclear chain reaction was the foundation for the 448 nuclear reactors producing energy worldwide today. At present, 30 countries include nuclear reactors in their power portfolio. Within these countries, nuclear energy contributes on average 24 percent of their total electrical power, ranging as high as㻈 percent in France.

CP-1’s success was also essential for the continuation of the Manhattan Project and the creation of the two atomic bombs used during World War II.


Remembering the Chicago Pile, the World’s First Nuclear Reactor

December 2, 1942, was the coldest day in Chicago in almost fifty years. That frigid afternoon, a crew of men and women—many of them hailing from countries an ocean away, where the Second World War raged—gathered under the viewing stands of the University of Chicago’s Stagg Field to light a secret fire. They were members of the Metallurgical Laboratory, an organization that had existed only since that January, and were attending to their creation, a dusty collection of graphite, uranium, and scientific equipment that they called the Pile. Today, we know it as something different: the world’s first nuclear reactor.

The Chicago Pile deserved its low-tech name. It was a stack of forty thousand graphite blocks, held together in a wooden frame, twenty-five feet wide and twenty feet tall. Inside about half of the blocks were holes containing small amounts of uranium oxide inside a few others were nuggets of refined uranium metal, the production of which was still a novel process. The Pile had few safety features. The scientists’ only protection against radiation came from a set of cadmium control rods, designed to be inserted and removed by hand, along with untested theories and calculations. As one governmental report later put it, “there were no guidelines to follow and no previous knowledge to incorporate.” Neither university nor city officials were told that an experiment that even its creators judged as risky was taking place in the heart of the second-largest city in the United States.

The experiment itself was something of an anticlimax. The Pile was started up, brought to criticality (the point at which a nuclear reaction becomes self-sustaining), then shut down half an hour later, before its growing heat and radioactivity became too dangerous. The Metallurgical Laboratory experimented with it for a few months before disassembling and reconstituting it—now with radioactive shielding—at a site somewhat more removed from the city, where it became known as Chicago Pile-2. Ultimately, the reactor ran for over a decade before it was finally dismantled and buried in the woods.

The Pile was not an abstract scientific achievement. It was part of a much larger plan, conceived under the auspices of the Manhattan Project, to build a fleet of industrial-sized nuclear reactors—not for the generation of electrical power (that would come much later) but to produce plutonium, a fuel for nuclear weapons. Virtually overnight, the University of Chicago had become a major wartime contractor. (One of its many government contracts, by itself, doubled the school’s budget.) Data from the Pile would inform the design of later reactors, including the one that furnished the plutonium for history’s first nuclear-weapons test, known as Trinity, and the atomic bomb dropped on Nagasaki.

Wartime secrecy and suspicion suffused every aspect of the Metallurgical Laboratory’s work. The U.S. military had deemed some of its staff, including Arthur Compton, its Nobel Prize-winning director, security risks. Other members of the project, including the gadfly physicist Leo Szilard and even the eminent Enrico Fermi, were considered “enemy aliens,” because the countries from which they had fled were under Fascist rule. Vannevar Bush, the scientist-administrator who coördinated much of the early work on the Manhattan Project, appealed to the military to let these concerns slide. Rather than letting nuclear experts roam free, wouldn’t it be better, he suggested, “to take in and put under thorough control practically every physicist in the country having background knowledge of the subject”?

Eventually, the government addressed its security concerns by opening a new facility in a more isolated location, where the truly sensitive work could be done. This became the Los Alamos laboratory, in New Mexico. Though many of the Chicago team’s most trusted scientists made the journey to Los Alamos, others stayed—or were kept—behind. They did not, however, remain idle. Having completed the majority of their jobs in the early part of the Manhattan Project, and unburdened by the challenges of actually building the bomb, they had time to reflect on the social and political problems posed by the new technology. A report on this topic, chaired by James Franck, a Nobel Prize-winning physicist from Germany who had worked on chemical weapons in the previous war, concluded somewhat heretically that the first atomic weapons should not be dropped on cities without warning. The Franck Report elicited some discussion at higher levels of the Manhattan Project, but no plans were changed on account of it. Eventually, after the war, it was released to the public, with some alterations made by the military. One line that was scratched out of every copy of the report, but is just visible in originals by holding it up to the light at the right angle, argued that, should the United States be the first country to use nuclear weapons in war, it “might cause other nations to regard us as a nascent Germany.”

Not all of the Chicago scientists’ thoughts were so dark. Members of the Metallurgical Laboratory also wrote reports about the peaceful benefits of the atom, imagining a new field of science and technology, which they dubbed “nucleonics,” ushering in medical breakthroughs and new energy supplies in the wake of the Second World War. They recommended the creation of a national-laboratory system, to insure that organizations such as the Metallurgical Laboratory could exist in peacetime, and lobbied vigorously for what they considered wise policy on atomic weapons. The Bulletin of the Atomic Scientists of Chicago and the Federation of Atomic Scientists (later the Federation of American Scientists) both emerged out of this political awakening, and a movement for social responsibility on behalf of scientists was born. The Pile team turned out to be better at building reactors that changing public policy, but its legacy of activism and public engagement reverberates in today’s discourse about climate change.

After the war had ended and the world had come to appreciate the power that had been unleashed, the University of Chicago installed a bronze plaque commemorating the Pile. It read, “On December 2, 1942, man achieved here the first self-sustaining chain reaction and thereby initiated the controlled release of nuclear energy.” In a rejected suggestion, the university press director proposed that a phrase be added to the end: “for better or worse.”


The Plan B decision to build at UChicago

The University wasn’t the original site for the historic experiment though. In early 1942, Compton identified a promising plot of land while on a horseback ride in a forest preserve about 25 miles southwest of Chicago. But by late October, workers constructing the buildings in the so-called Argonne Forest went on strike, and it soon became clear that the site wouldn’t be ready until year’s end.

Fermi suggested to Compton that he could demonstrate the controlled chain reaction safely on campus—under Stagg Field, the long-abandoned, crumbling home of the former Big Ten football powerhouse. And if something were to go wrong, “I will walk away—leisurely,” Fermi once wrote. As a safeguard, a series of control rods would be installed to prevent a runaway reaction.

“According to Fermi’s calculations, which I carefully checked…it should take some minutes for the reaction to double its power," Compton wrote in his memoir. “If this proved correct, there would be ample time for adjustments, and the reaction would be under full control.”

Compton at the outset had predicted a nuclear chain reaction would be achieved by Jan. 1, 1943. With time of the essence, Compton told Fermi to proceed without informing UChicago President Robert Maynard Hutchins. Compton felt Hutchins, a trained jurist and former Law School dean, “was in no position to make an independent judgment of the hazards involved.”

“As a responsible officer of the University, according to every rule of organizational protocol, I should have taken the matter to my superior. But that would have been unfair,” wrote Compton. “Based on considerations of the University’s welfare, the only answer he could have given would have been—no. And this answer would have been wrong. So I assumed the responsibility myself.”


Path to criticality

The self-assured Fermi gave Compton little cause for concern. In September, Fermi began a series of multi-hour weekly lectures at Eckhart Hall on the UChicago campus, where he described the measurements that would determine when the pile would go critical.

When he started building chain-reacting piles at Columbia University after his arrival in January 1939, Fermi would don a lab coat and worked alongside football players enlisted to move the 50- to 100-pound bricks of graphite. &ldquoWith Fermi, it was the work that made the physics worthwhile. He wanted to wrestle with nature himself, with his own hands,&rdquo wrote physicist Herbert Anderson, who ran the night shift in Chicago&rsquos pile program, in a 1974 Bulletin essay. &ldquoHe liked to have someone to work with. He liked the companionship the work went faster that way.&rdquo

This artist's conception shows the UChicago students, scientists and day laborers working on Chicago Pile-1. (Photo courtesy of National Archives and Records Administration)

There were no blueprints for the Chicago pile. Instead, machinists and scientists reported on the daily progress of construction to Fermi. Two crews formed: One pressed uranium oxide power into 22,000 spheres the size of baseballs. The other used a wood planer to mill about 400 tons of graphite into rectangles, which were then drilled to create holes to hold the uranium.

&ldquoWe found out how coal miners feel,&rdquo wrote Wattenberg in the Bulletin. &ldquoOne shower would remove only the surface graphite dust. About a half-hour after the first shower, the dust in the pores of your skin would start oozing.&rdquo

By late fall, dozens of smaller test piles had provided proof-of-concept for Fermi&rsquos larger experiment. But CP-1, 20 times larger than its predecessors, would require even larger amounts of uranium and graphite in purer forms.

On Nov. 16, two 12-hour shifts began to construct the pile&mdashwork that would continue non-stop over the next 15 days. By the evening of Dec. 1, they had constructed the reactor, which resembled a 57-layer graphite cake, wrapped in wood and studded with hundreds of uranium raisins toward the center that would serve as the nuclear fuel for the reaction.

By the morning of Dec. 2, Chicago Pile-1 was ready.

Photograph taken in November 1942 during construction of the first nuclear reactor. Chicago Pile-1 consisted of 57 layers cost an estimated $2.7 million and contained 380 tons of graphite, 40 tons of uranium oxide and six tons of uranium metal. (Photo courtesy of Argonne National Laboratory)


Enrico Fermi

Under the west stand of the University of Chicago’s squash courts in Stagg Field, sits a plaque. It reads: “On December 2, 1942, man achieved here the first self-sustaining chain reaction and thereby initiated the controlled release of nuclear energy.” How did the squash courts at the University of Chicago became the site of the first self-sustaining nuclear chain reaction? The story begins in Italy in 1915.

In Rome that year a 14 year old boy, grieving the death of his older brother, sought distraction in books. Roaming the Campo de Fiori he happened upon two antique volumes of elementary physics. Our world was never to be the same. The boy was Enrico Fermi, and he would become the man who in 1942 performed the first self-sustaining nuclear chain reaction at the University of Chicago’s squash courts.

Fermi’s interest in physics was intense. At 19, he entered the University of Pisa, where, by some accounts, he shortly began instructing his teachers. At the tender age of 25, he became a professor of theoretical physics at the University of Rome. In 1934, Fermi almost discovered nuclear fission—the process that was used in the first atomic bomb—while conducting experiments in the radioactive transformations that resulted when various elements were repeatedly bombarded with neutrons. However, Fermi missed this opportunity because the sheet of foil he used to cover his uranium sample, which would have created fission, was too thick. It blocked the fission fragments from being recorded and went unnoticed. Though Fermi failed to discover fission, he did discover that passing neutrons through a light-element “moderator,” such as paraffin, slowed them down and in turn, increased their effectiveness. This discovery was instrumental in generating the heat needed by a nuclear reactor to generate electricity. In 1938 Fermi was awarded the Nobel Prize for his work.

Fermi traveled from Italy to Sweden to obtain his Nobel medal and never returned home. Italy’s fascist and anti-Semitic climate increasingly disturbed him. Like many European scientists of the period he left Europe and settled in the United States, taking employment at the University of Chicago. Others at the university were working on the atomic bomb. Fermi’s task was to find a way to control the chain reaction that resulted from fission. His answer was to create a nuclear reactor, which Fermi, whose English was still poor, called simply a “pile,” so that, theoretically, he could insert a neutron-absorbing material into the midst of the fission process to control its speed.

In December 1942 Fermi and his team were prepared to test their reactor. Due to space considerations, the “pile” was set up in the university’s squash court. The test did not occur without some concern. Up to that very moment Fermi’s notions about controlling fission were based entirely on theory, not practice. If he was wrong, Chicago could be blown away. The test began. At first, just a couple of rods were removed. Gradually, Fermi pulled more. Finally, it was apparent—Fermi and his team had created a self-sustaining nuclear reaction—the first controlled flow of energy from a source other than the sun. A coded message told the government of this success: “The Italian navigator has just landed in the new world.”


Sidste år og død

Fermi continued his work at the Institute for Nuclear Studies at the University of Chicago, where he turned his attention to high-energy physics and led investigations into the origin of cosmic rays and theories on the fantastic energies present in cosmic ray particles.

By 1954, Fermi was diagnosed with incurable stomach cancer, and spent the remaining months of his life in Chicago, undergoing various medical procedures. He died in his sleep on November 28, 1954, at his home in Chicago, Illinois.


Se videoen: Jak funguje jaderná elektrárna NEZkreslená věda I