Született :
1902 november 17-én
Budapest
Elhunyt :
1995 január 1-én
Princeton
|
Fontosabb évfordulói: |
|
1917- |
Áttért
az evangélikus vallásra |
|
1926- |
Magyarország
elhagyása |
|
|
1927- |
Göttingában
Szilárd Leóval |
|
1933- |
Amerikába
érkezése |
|
1937- |
megkapja
az amerikai állampolgárságot |
|
|
|
|
Wigner a szimmetriát tartotta
a világ egyik legfontosabb szabályszerûségének,
a törvények törvényének.
Egy kivétellel:
"Hogy fiúnak születni szerencsésebb-e vagy leánynak? A férfi
a szerencsésebb, hiszen õ csókolhatja meg a leányt!"
|
|
A világ elsõ atomreaktora |
|
Az európai események (elsõsorban a Müncheni
szerzõdés megkötése 1938-ban és a maghasadás felfedezésének bejelentése
1939-ben) nyomán sokak számára világossá válik, hogy háború lesz,
és hogy annak kimenetelét akár a nukleáris technika, illetve fegyverfejlesztés
alakulása is döntõen befolyásolhatja. Szilárd Leó, aki már régóta
foglalkozik a magenergia felszabadításának problémáival, és a katonai
célú amerikai magfizikai kutatások fõ szervezõje, Wignert is meggyõzi,
hogy kapcsolódjék be annak a kérdésnek a vizsgálatába, hogy megvalósítható-e
a láncreakció neutronok által. Einstein, Szilárd és Wigner az igenlõ
válasz ismeretében 1939 júliusában küldi el híres, a Manhattan-tervhez
vezetõ levelét Roosevelt elnöknek.
Roosevelt létrehozta az Uránium Bizottságot, amely tagjai között volt
Szilárd Leó, Teller Ede, Wigner Jenõ és Enrico Fermi, a kutatások
vezetõje.
1942-ben Wignerre bízták a chicagói Metallurgia Egyetem Laboratóriumában
(University of Chicago Metallurgia) tevékenykedõ elméleti fizikai
csoport irányítását (ez volt a Manhattan-terv fedõszerve).
Feladatuk nem kisebb volt, mint a világ elsõ vízhûtésû, grafit-moderátoros
plutóniumtermelõ atomreaktorának megtervezése és megépítése.
A korszakalkotó mû megszületését volt hivatott bizonyítani az a tény,
hogy 1942. december 2-án létrejött az elsõ önfenntartó láncreakció,
amely plutóniumból nyert energiaszükségleteit a Wignerék által tervezett
reaktor termelte ki. |
|
|
Atommáglya - 1942
|
Fermivel párhuzamosan kezdett el dolgozni
Szilárd és Wigner. Míg elõbbi a láncreakció kidolgozásáért volt felelõs,
Wignerék a láncreakció energiaszükségleteit biztosító nagyteljesítményû
plutóniumtermelõ reaktort kezdték el tervezni.
A reaktortervezésnél a fõ vonal ebben az idõben a grafitmoderátor
és héliumhûtés volt - hélium azért, mert nem fogta be a neutronokat
és ebben az idõben még nemigen tudták, hogy a grafit - természetes
urán "máglya" neutronsokszorozási állandója nagyobb-e, mint
1. Ezért a neutronok megõrzése volt a legfõbb tervezési követelmény.
Ebben a döntésben Szilárd és Wigner nem értett egyet. A héliumhûtésû,
nagyteljesítményû reaktor a vörösizzás hõmérsékletén mûködött volna,
ebben félelmetesek voltak az anyagtechnológiai problémák, és azok
is maradtak.
Szilárd a maga mindig eredeti módján kicsit õrült megoldást javasolt,
folyékony bizmutot (alacsony elnyelési hatáskeresztmetszet, alacsony
gõznyomás). Az, hogy a korrózióról kevés ismeretük volt, Szilárdot
nem nagyon zavarta - az Õ sajátos felfogása szerint az elvek ismerete
elég - a részletek majdcsak megoldódnak maguktól.
Wigner teljesen gyakorlati, mérnöki megközelítés alapján vízhûtést
javasolt. Õ volt az egyetlen ember az egész programban, akiben egyszerre
volt meg a reaktorfizika teljes ismerete (így Õ tudta, hogy az optimalizált
H2O hûtésû grafitmoderált-reaktor képes a láncreakcióra), és a mérnöki
szemlélet. Valószínûleg Fermi szintén meg tudta volna tervezni az
elsõ nagyteljesítményû reaktort, de nagyon el volt foglalva az elsõ
nukleáris láncreakció létrehozásával, a chicagói kísérleti atommáglya
építésével, így Wigner átvállalta a hanfordi tervezõmunkát.
Wigner nemcsak megtervezte az 500.000 kW-os (késõbb a DuPont 250.000
kW-ra csökkentette a teljesítményt) hanfordi reaktorokat, hanem meggyõzte
a Metallurgiai Laboratóriumot, a DuPont céget és Groves tábornokot
arról, hogy a héliumhûtés helyett vízhûtést kell használni. Ez nem
volt kis feladat, még azzal a logikával, fölényes tudással, rendkívüli
kitartással sem, amivel Wigner rendelkezett. A DuPont által épített
hanfordi reaktorokat (egy fontos részlet kivételével) Wigner és kis
csoportja tervezte. |
|
|
Wigner féle reaktorhûtés animáció
|
A kivétel a reaktorok mérete volt. Compton felkérve Wignert a vízhûtésû,
500000 kW teljesítményû reaktor tervezésére, a határt 200 tonna uránban
határozta meg. Az uránhoz ebben az idõben nagyon nehezen lehetett
hozzájutni. Ekkor lépett a DuPont színre, 1942 késõ õszén, három reaktorra
való uránkészlettel a kezében, mindegyikre 270 tonnát számolva. John
Wheeler és George Groves javasolta ezeket a nagyobb reaktorokat, és
a méret növelése kifizetõdött. A maghasadás 135Xenon-t termelt, hatalmas
neutronbefogási hatáskeresztmetszettel (3 x 106 barn = 3 x 10-22 m2),
ezért 102 % feletti értékûre volt szükség, melyet csak a DuPont által
épített nagyobb reaktorok tudtak meghaladni.
Wigner óriási felelõsségérzetérõl tett tanúbizonyságot a DuPont terveinek
felülvizsgálata során. Ha nem értett egyet a DuPont-nal, az általa
szükségesnek vélt változtatásokhoz mindig ragaszkodott - és az Õ álláspontja
a Metallurgiai Laboratórium hivatalos álláspontjává vált, aminek vétót
jelentõ hatalma volt a DuPont felett.
A háború hátralévõ ideje alatt, és utána még néhány évig Wigner folytatta
az új reaktorok tervezését. Összesen 37 szabadalma volt. Ezek a szabadalmak
magukban foglalják a legtöbb reaktortípust, amelyek az azóta eltelt
ötven évben kereskedelmi sikereket értek el, és azokat is, amelyek
a széles skálájú mérnöki fejlesztés bázisai voltak.
A könnyûvizes reaktor
Wignert bátran nevezhetjük a nyomottvizes reaktorok "atyjának",
azokénak, amelyeket ma is használunk. A könnyûvíz hûtõközegként és
moderátorként való használata többek felismerése volt (például von
Halboné) már az atomenergia korai napjaiban. Wigner eredeti hozzájárulása
annak felismerése volt, hogy a 240Pu, ami neutronbefogással keletkezik
a 239Pu-ból, nagy valószínûséggel spontán hasad. A reaktorban elõállított
plutóniumból készített ágyú-típusú nukleáris fegyver két töltete gyújtáskor
túl lassan egyesül ahhoz, hogy számottevõ nukleáris hozam jöjjön létre. |
|
|
Az elsõ nagyfluxusú kutatóreaktor,
Idahóban - 1952
|
Wigner ekkor azt javasolta, hogy a 239Pu-ot
könnyûvizes átalakítókban 233U-ná alakítsák át, mert az ötlet szerint
a 233U alapú ágyú-típusú bomba már nem hajlamos az elõrobbanásra.
239Pu-232Th-233U átalakítója egyszerû plutóniumbevonatú alumíniumlemezekbõl
állt, amelyeket tóriumburkolat vett körül, és az egész közönséges
vízbe merült.
Wigner konvertere végül is magában foglalta az elsõ nagy fluxusú kutatóreaktort,
az Anyagvizsgáló Reaktort (Materials Testing Reactor, MTR), melyet
a fenti ábrán láthatunk. Az MTR-t, amit Idahóban épített meg az Oak
Ridge-i és Argonne-i kutatócsoport 1952-ben, Wigner fejlesztette ki
1946-ban, amikor az Oak Ridge-i Nemzeti Laboratórium kutatási igazgatója
volt.
Ezt a 2 x 1014 neutron/cm2/s fluxusú reaktort, miután mûködni kezdett,
az egész világ irigyelte. Az elsõ vízmoderátoros erõmûvi reaktor -
Rickover NAUTILUS prototípusa - az MTR nyomás alatt mûködõ változata
volt. Az eltelt több évtized alatt évben a nyomottvizes reaktor uralkodóvá
vált a kereskedelmi energiatermelésben és a tengerészeti hajtómûvek
között.
A tenyésztõreaktorok
Amikor a hanfordi fejlesztések 1944-ben befejezõdtek, Wigner figyelme
más reaktortípusok felé fordult. Érdeklõdése kiterjedt a nehézvíz
moderálta reaktorokra és a tenyésztõreaktorokra. Wigner azzal érvelt,
hogy ha az uránkészlet olyan kicsi, mint abban az idõben látszott
(kevesebb, mint 100000 tonna) a tenyésztõreaktorok kifejlesztése nélkül
az atomenergia nem lesz elegendõ. Harry Soodakkal együtt nekilátott
a Pu-U cikluson alapuló gyors tenyésztõreaktor kifejlesztésének. Ennek
rajzát a lenti ábrán láthatjuk. Ebben az idõben Wigner a termikus
neutronokkal mûködõ tenyésztõket részesítette elõnyben a Th-233U cikluson
alapulókkal szemben, mivel biztonságosabbak voltak, mert kevesebb
hasadóanyag képezte bennük a kritikus tömeget, mint a gyors tenyésztõkben. |
|
|
A Soodak-kal közösen kifejlesztett Pu-U
cikluson alapuló tenyésztõreaktor.
|
Wigner úgy képzelte, hogy a termikus
tenyésztõreaktorok a hasadóanyagok gyakori újrafeldolgozását követelik
meg - és ez aligha érhetõ el anélkül, hogy a hasadóanyagok ne oldott
állapotban legyenek. Oak Ridge-ben négy különbözõ reaktorkísérlet
folyt folyékony halmazállapotú üzemanyagokkal, például UO2SO4 vizes
oldatával, vagy olvadt uránfluoridokkal. Ezeket a kísérleti reaktorokat
1950 és 1970 között építették. |
|
|
Oldott állapotú hasadóanyag Wigner tenyésztõreaktorában.
|
Wigner életébõl - 1940-tõl 1947-ig - hét
évet töltött a reaktorok fizikájának és technikájának fejlesztésével.
Utolsó aktív hozzájárulása a reaktortechnika fejlesztéséhez 1950-ben
volt, amikor több hónapot dolgozott a DuPont tanácsadójaként a "Savannah
River" nehézvízmoderált trícium- és plutóniumtermelõ reaktorok
tervezésén. A háború ideje alatt Wigner, a Hanford reaktorok alkotója
és a DuPont, a reaktorok építõje gyakran hadilábon álltak egymással.
Baráti együttmûködésük a Savannah River-en egyszerre mutatta meg Wigner
képességét arra, hogy eltekintsen a múltbéli sérelmektõl, és a DuPont
felismerését, hogy Wigner milyen hatalmas intellektuális erõvel rendelkezik.
1958-ban megjelent "A neutronos láncreaktorok fizikai elmélete"
címû munkája. A könyv máig a témakör alapmûve maradt. Az elsõ hat
fejezet, amit Wigner írt, még mindig használható összefoglalását alkotja
a nukleáris reaktorok fizikájának. |
|
|
© 2003
|
Az oldalak megtekintéséhez minimum 800x600-as felbontásra és 16bit-es
színmélységre
van szükség !
Ajánlott felbontás
1024x768 pixel
24bit-es színmélység!
Támogatott
böngészõ típusok:
IE , NS, Mozilla, Opera
Minden jog fenntartva
Horváth & Fellner
© 2003
|
|