Leo Szilard je sedel v avli svojega hotela v Londonu in prebiral časopis The Times. Bil je torek, 12. septembra 1933. V tokratni številki je časnik podrobno poročal o znanstveni konferenci, na kateri je ugledni fizik Ernest Rutherford predaval o izrabljanju energije, ki naj bi bila domnevno skrita v atomih. Novinarji so skrbno zapisali vse izrečene besede, ki pa so Szilarda spravile v slabo voljo. Rutherford je namreč trdil, da je govorjenje o atomski energiji brezglavo sanjarjenje, in večina takratnih znanstvenikov mu je verjela. A Szilard je menil drugače.
Rutherfordove trditve o nezmožnosti izrabe atomske energije so ga tako razjezile, da se je odločil posvetiti temu problemu in pokazati, da se ugledni fizik moti. Iz hotela je odšel na sprehod po mestu, da si zbistri misli. In že ko je hodil po bližnjih ulicah, ga je prešinilo. Dobil je idejo, kako bi lahko osvobodil energijo atoma. Kasneje se je takole spominjal tega trenutka: “Na prehodu za pešce na križišču Southampton Row sem se ustavil, ker je na semaforju gorela rdeča luč.” Čez nekaj trenutkov so se tudi avtomobili začeli ustavljati in pešci so lahko odšli čez cesto. In prav v tem trenutku je Leo Szilard spoznal, kako bi se dalo sprostiti ogromne količine energije, ki je skrita v vsakem atomu. S pomočjo nevtronov bi bilo treba ustvariti verižno reakcijo.
“Eureka” na prehodu za pešce
“Ko sem čakal, da se signal na semaforju spremeni, in ko se je res prižgala zelena in sem prečkal cesto, se mi je nenadoma posvetilo. Če bi nam uspelo najti element, ki bi se ob trku z nevtroni razcepil oziroma bi oddal dva nevtrona, potem ko bi enega absorbiral, bi dovolj velika količina takega elementa lahko vzdrževala verižno reakcijo. Takrat mi še ni bilo jasno, kako bi našli tak element oziroma katere poskuse bi bilo treba izvesti, a ideja mi ni hotela iz glave. V določenih okoliščinah bi bilo mogoče vzpostaviti verižno reakcijo, industrijsko pridelovati energijo in zgraditi atomsko bombo. Dejstvo, da je nekaj takega res mogoče narediti, je zame postalo prava obsesija.”
Pozimi je Szilard svoje ideje prenesel na papir. Nevtron je bil takrat še povsem nov delec, saj so ga odkrili le leto prej. Bistveno je bilo seveda spoznanje, da nevtroni za razliko od protonov, s katerimi skupaj sestavljajo atomska jedra, nimajo električnega naboja. To pomeni, da na nevtron ne deluje odbojna električna sila, tako da lahko kot prosto gibajoči se delec prodre v atomsko jedro in ga tako preoblikuje, da postane nestabilno in se razcepi na dva dela. Prav ta cepitev jedra naj bi po Szilardu povzročila izločanje energije, skrite v atomskem jedru, saj je lahko skupna energija novonastalih jeder manjša od izvornega velikega jedra, kar pomeni, da se presežek energije sprosti v obliki toplote. Če se ob cepitvi jedra sprosti še nekaj dodatnih nevtronov, ki lahko povzročijo cepitev drugih okoliških jeder, pa dobimo verižno reakcijo.
Ključno pri vsem je bilo seveda poiskati tak element, pri katerem bi se ob cepitvi sproščala energija in še prosti nevtroni. Szilard je sprva predvideval, da sta primerna elementa berilij in iridij, vendar se je izkazalo, da je bila domneva napačna. Šele kasneje se je izkazalo, da je najbolj primeren element za izkoriščanje atomske energije uran.
Pisatelj bolj točno napove prihodnost kot znanstvenik
Za financiranje svoje raziskave se je s prošnjo sprva obrnil na nekega tovarnarja. Zanimivo pa prošnji ni priložil znanstvenih člankov, ampak odlomek iz romana H. G. Wellsa The World Set Free. V njem namreč znanstvenik Holsten iznajde način, kako iz atoma osvoboditi energijo. “Seveda je vse to le sanjarjenje,” je Szilard zapisal v pismu tovarnarju in tako namenoma uporabil Rutherfordove besede, “a sam imam dobre razloge, da verjamem, da se glede industrijskih aplikacij današnjih odkritij na področju fizike lahko izkaže, da so napovedi pisateljev bolj točne kot napovedi znanstvenikov.” Prav pisatelj H. G. Wells je skoval tudi besedno zvezo “atomska bomba”.
Kmalu zatem se je Szilard soočil s pomembno odločitvijo. Naj svoja spoznanja o atomski energiji javno objavi in tako tvega, da bi ideja prišla v napačne roke, ali naj idejo skrbno čuva v tajnosti? Znanstvenik Holsten iz Wellsovega romana se je odločil, da je le majhen inštrument v velikem stroju napredka in sprememb. Tudi če zažge vse papirje, bo čez nekaj let do istih spoznanj prišel kdo drug. A Szilard se je odločil drugače. Raje, kot da bi idejo opisal v znanstvenem članku in ga objavil v kaki ugledni strokovni reviji, se je odločil za tajnost.
Podrobnosti svojega spoznanja, kako bi se dalo izkoriščati energijo atomov, je skrbno opisal. Idejo kritične mase in verižne reakcije s pomočjo nevtronov je nato patentiral. Že leta 1935 pa je patent za te pomembne ideje prenesel na britansko vojsko, a ob pogoju, da ostane vse v absolutni tajnosti. Vsi, ki so idejo poznali, so se naslednja leta do druge svetovne vojne močno trudili, da ne bi indici o izkoriščanju atomske energije v vojaške namene prišli tudi na ušesa Hitlerjevih znanstvenikov.
Šele leta 1939 je Szilard svojo idejo tudi eksperimentalno potrdil. Februarja tega leta so namreč v laboratorijih univerze Columbia v New Yorku izvedli poskus, ki je kasneje privedel do prve nadzorovane verižne reakcije, in tako začeli dobo izrabe atomske energije. Jedrski reaktor na Manhattnu je Szilard zgradil skupaj z Enricom Fermijem, strokovnjakom za obstreljevanje atomskih jeder z nevtroni. Fermi je že nekaj let prej v Rimu ugotovil, da se upočasnjeni nevtroni bistveno bolje zlivajo z atomskimi jedri kot hitri, zato je bilo treba najti primerno sredstvo, ki bi nevtrone upočasnjevalo. Za primerno se je izkazala težka voda, vendar jo je bilo težko dobiti v zadostnih količinah. Za izvedbo eksperimentov je bilo tako treba najti lažje dostopen medij, ki bi prav tako upočasnjeval nevtrone.
Kako prehiteti naciste
Kot se je bal Szilard, pa so tudi nemški znanstveniki razmišljali, kako bi zgradili jedrski reaktor. Tudi oni so imeli težave z zadostno količino težke vode, tako da so prav tako iskali nadomestke. Oboji so preizkušali grafit, a sreča je bila, da so Nemci hitro obupali, češ da grafit premočno absorbira nevtrone. Szilard pa je ugotovil, da so problem primesi bora v industrijsko izdelanem grafitu in ne grafit sam. Izkazalo se je namreč, da je čisti grafit zelo primeren medij za upočasnjevanje nevtronov v jedrskem reaktorju.
Szilard se je bistveno bolj kot Fermi zavedal resnosti trenutka. Fermi je poleti 1939 odšel na University of Michigan, da bi preučeval kozmične žarke, zato se je Szilard odločil, da bo pomoč poiskal pri svojem starem znancu Albertu Einsteinu, ki je takrat živel na Long Islandu, kakih sto kilometrov iz New Yorka. Predstavil mu je idejo verižne reakcije, ki je temeljila prav na slavni enačbi E = mc2. Einstein je odvrnil, da na kaj takega ni pomislil, ko je premleval aplikacije svoje razvpite enačbe o povezavi med maso in energijo.
Ob drugem obisku pri Einsteinu je Szilard s seboj prinesel pismo predsedniku Rooseveltu, v katerem ga obvešča o nevarnosti, da bi Hitlerjeva Nemčija izdelala atomsko orožje, in ga poziva, naj se tudi ZDA resno lotijo raziskav. Einstein je menda takrat pismo, ki se je kasneje izkazalo za izjemno pomembno, prebral in podpisal kar v domači halji. Pismo se je začelo z besedami “Zadnja odkritja E. Fermija in L. Szilarda…” in je nosilo datum 2. avgust 1939.
Szilard ga seveda predsedniku ni preprosto poslal po pošti, saj bi tako lahko prišlo v napačne roke, ampak ga je prek znanca, ki bil predsednikov svetovalec za ekonomijo, prenesel neposredno v Belo hišo. Ko je Roosevelt končno prebral pismo, je spoznal, da je treba nujno nekaj storiti, da nas “nacisti ne bodo vrgli v zrak”. Ustanovil je Komisijo za uran, katere član je bil tudi Szilard in ki je pognala v tek raziskave, ki so na koncu privedle do nastanka atomske bombe ter seveda tudi do jedrskih reaktorjev, s katerimi danes pridobimo zelo veliko električne energije in so po mnenju mnogih okoljevarstvenikov, glede na globalne podnebne spremembe, ki smo jim priča, eden okoljsko najbolj sprejemljivih virov energije.
