تقریباً همان وقت که ژولیو، هالبان و کوارسکی گزارششان را درباره ی گسیل نوترونها به مجله ی Nature می فرستند، در دانشگاه کلمبیا، دو گروه پژوهشی مجاور، گروه فِرمی و همکاران و گروه زیلاردوزین (1) کشف می کنند که شکافت هسته ی اورانیوم در بر هم کنشی با نوترونهای کُند، همزمان، با گسیل نوترونهای سریع همراه است. چند روز بعد، گروه کلژدوفرانس که با پیوستن شیمیدان ام. دوده (2) به آن تقویت شده بود، با به کار بردن روشی هوشمندانه نشان می دهد که بسیاری از این نوترونهای ثانوی، سریع هستند و انرژی آنها بیشتر از 2 میلیون الکترون ــ ولت است.
حالا دیگر مهم بود که بدانند تعداد نوترونهای گسیل شده، به طور میانگین، در هر شکافت چند تاست تا معلوم شود که یک واکنش زنجیره ای واگرا (3) از لحاظ نظری امکان پذیر است یا نه. این تعداد در پاریس و در نیویورک، شمارش شد. در کلژدوفرانس، گروه ژولیو تعداد آن را بیشتر از سه (نوترون) می یابد. لذا گروه فرانسوی فکر می کنند امکان دستیابی به رها ساختن انرژی، نزدیک است. فِرمی و همکارانش فکر می کنند که این تعداد، کمتر از دو (نوترون) است. گروه دانشگاه کلمبیا با احتیاط پیش می رود.
حالا باید معلوم می شد که یک واکنش زنجیره ای، عملاً چگونه تحقق می یابد تا بتوان دستگاه تولید کننده ی انرژی هسته ای را ساخت. شکافت با نوترونهای خیلی کُند، به اصطلاح با نوترونهای حرارتی شدیدتر است تا با نوترونهای سریع (فیزیکدانها می گویند که مقطع مؤثر آن بزرگ تر است)، اما نوترونهای ثانوی شکافت، سریع هستند؛ پس لازم است سرعت آنها را با عبوردادن از ماده ای هیدروژنه مثل آب یا پارافین، یا از ماده ای سبک مثل کربن، کُند کرد. اما در سطحی از انرژی میانی، اورانیوم، نوترونها را جذب می کند بدون آنکه شکافت تحقق پیدا کند: پس باید کاری کرد که نوترونها در اورانیوم گیر نیفتند، سرعتشان را کم کرد و آنها را به درون اورانیوم هدایت کرد. فیزیکدانها فکر می کنند، یا از مخلوطی از پودر اکسید اورانیوم و مایعی کُندساز استفاده کنند یا از ساختاری ناهمگن مثل، مثلاً، شبکه ی مرکب اکسید اورانیوم یا اورانیوم فلز و یک کُندساز. مجموع باید اندازه ی حداقلی داشته باشد تا نوترونها به نسبت خیلی عمده از دستگاه نگریزند. چند محاسبه ضرور بود. گروه ژولیو، نظریه پرداز فرانسی پِرَن (4) (پسر ژان پِرَن) را به همکاری دعوت می کند. در گروه کلمبیا، فِرمی، هم نظریه پرداز است و هم فیزیکدان تجربی.
در طول بهار و تابستان، گروه کُلژدوفرانس جلوتر است و گروه دانشگاه کلمبیا با فاصله ی نزدیکی او را دنبال می کند. روزهای 1 و 2 مه، هالبان، ژولیو، کوارسکی و پِرَن به نام «صندوق ملی تحقیق علمی» (5) که بعداً به مرکز ملی پژوهشهای علمی (C.N.R.S) تغییر نام داد، سه پروانه ی اکتشاف به ثبت می رسانند:
ــ درباره ی ساختن دستگاه تولید انرژی به وسیله ی شکافت؛
ــ درباره ی روش تثبیت و کنترل یک چنین دستگاه؛
ــ درباره ی خرج انفجاری که ممکن است با مواد شکافت پذیر ایجاد گردد.
برای مشخص کردن یک چنین نظامی، آنها یک جِرم بحرانی تعیین می کنند؛ حداقل جرم لازم برای آنکه یک واکنش زنجیره ای واگرا، یعنی از لحاظ نظری نامحدود، بتواند بسط پیدا کند. بلافاصله گروه فرانسوی، شرایط عملی ایجاد یک رآکتور هسته ای را در مدّنظر می گیرد.
ف. ژولیو از همان روز 4 مه، نامه ای به نمایندگان شرکت معدنی کاتانگای علیا (6) در بروکسل نوشته بود؛ این شرکت در کنگری بلژیک از مهم ترین معدنِ شناخته شده ی اورانیوم تا آن زمان، بهره برداری می کرد. روابط میان شرکت معدنی کاتانگای علیا و انستیتو رادیوم پارس، پرسابقه و حسنه بود. همین شرکت برای ماری کوری، رادیوم و مواد مشتق از آن را تهیه کرده بود و او روشهای بسیار مفیدی برای تجزیه ی شیمیایی این کانیها ابداع کرده بود. ا. سانژیه (7) رئیس هیئت مدیره ی شرکت معدنی، که فردریک ژولیو روز 8 مه برای دیدار با او به بروکسل می رود، درجا متوجه اهمیت نتایج جدید علمی می شود. او چند تُن اکسید اورانیوم در اختیار گروه پاریسی قرار می دهد تا آنجا بتوانند اولین نمونه از آنچه را که امروز رآکتور هسته ای گفته می شود، ایجاد کنند. هالبان، ژولیو و کوارسکی در آزمایشگاه «سنتزاتمی ایوری (8)»، که آنجا فضا وسیع تر از کلژدوفرانس بود، مستقر می شوند. آنها در طول تابستان، پی در پی مخزنهای کرویِ مسی به قطر 30، 50 و 90 سانتیمتر، محتوی مخلوطی از اکسیداورانیوم و آب می سازند. اندازه گیری چگالی نوترونها در این مخزنهای کروی، قرائنی از وجود ابتدای یک واکنش زنجیره ای را به آنها نشان می دهد. در اولین روزهای سپتامبر 1939 جنگ در اروپا شروع می شود. مقاله ای که درباره ی نتایج به دست آمده در آزمایشگاه، روز 19 سپتامبر 1939 تحویل داده شده بود، در مجله ی فیزیک و رادیوم (9) منتشر خواهد شد. اما کارهای بعدی دیگر منتشر نخواهند شد و شاهد آن، پاکت مُهر وموم شده ای است که روز 30 اکتبر 1939 به آکادمی علوم سپرده شده بود و پس از جنگ به تقاضای نویسندگان آن، روز 8 اوت 1948 گشوده می شود.
در این میان، در تاریخ اول سپتامبر 1939 در فیزیکال ریویو، تحلیل نظری تفصیلی درباره ی مکانیسم شکافت به قلم نیلس بور و جان آرچیبالد ویلر منتشر می شود. در این مقاله ــ و در یادداشت کوتاه قبلی ماه فوریه ــ است که آنها با تشریح خواص هسته چونان قطره ای مایع، اثبات می کنند که شکافت به وسیله ی نوترون کُند، نتیجه ی ایزوتوپ کمیاب اورانیوم، یعنی اورانیوم 235 است که به حالت طبیعی به مقدار 0/7 درصد موجود است، و نه ایزوتوپ فراوان، اورانیوم 238، که نوترونها را در خودش جذب می کند بدون آنکه به دو قسمت شکسته شود. هسته های زوج، پیوندشان فشرده تر است: لذا، اورانیوم 235 با جذب یک نوترون کُند، به یک هسته ی زوج ناپایدار (اورانیوم 236) تبدیل می شود. انرژیی که از این برهم کنشی آزاد می شود، خیلی زیاد است؛ چیزی که شکافت را ممکن می سازد. بنابراین، تمامی شناختهای لازم برای ایجاد یک رآکتور هسته ای یا برای ساختن یک بمب اتمی، در اولین روزهای جنگ، منتشر شده بود. وانگهی، همه ی این اطلاعات در یک مقاله ی مفصل ترکیبی گردآوری و در ژانویه ی 1940 در ایالات متحده ی آمریکا در مجله ی فیزیک مدرن (10) منتشر شد. اما از این داده های علمی تا تحقق علمی، راه، دراز و نامطمئن بود. فکر می کردند برای دستیابی احتمالی به هدف، سالها وقت لازم است؛ مقادیر معتنابهی اورانیوم باید تصفیه و تجزیه می شد. باید به نتیجه کار باور پیدا می کردند، زیرا امکانات مالی عظیمی باید بسیج می شد.
در پاییز 1939 ف. ژولیو در آزمایشگاهش به خدمت زیرپرچم در زمان جنگ گمارده می شود. هالبان و کوارسکی با او می مانند، اما بسیاری از محققان جوان به جبهه اعزام می شوند. رائول دوتری (11) وزیر صنایع نظامی فرانسه، ژولیو را به حضور می پذیرد، و فیزیکدان، همه ی کاربردهای ممکن پژوهشهای دردست اجرا را برایش شرح می دهد. او به مواد اولیه نیاز دارد، اورانیوم همچنین ماده ی کُندساز. دوتری قول هرگونه کمک لازم را به او می دهد.
پس از انجام دادن چند آزمایش، گروه پژوهشی کُلژدوفرانس دریافت که هیدروژنِ آب معمولی می تواند نوترونها را جذب کند و بنابراین، ماده ی کُندساز مطلوبی نیست. در عوض آب سنگین، مرکب از اکسیژن و هیدروژن سنگین، دوتریوم ــ ایزوتوپِ کمیاب جرم دو هیدروژن ــ می تواند چنین نقشی را ایفا کند. اما در این زمان، تهیه ی آب سنگین، از آب معمولی، به مقدار قابل ملاحظه، فقط در نروژ، در کارخانه ی الکتروشیمی شرکت نورسک هیدرو (12) عملی شده بود. آب سنگین، بازار مصرف محدودی نزد پژوهشگران آزمایشگاهی داشت.
روابط فردریک ژولیو با حکومت فرانسه و با مقامات مختلف و شرکتهای صنعتی در فرانسه آسان تر از روابطی بود که فیزیکدانهای ایالات متحده ی امریکا با حکومت امریکا داشتند: فردریک ژولیو، دانشمندی بود شناخته شده و جاافتاده، که از مدتها پیش با بیشتر مسئولان دولتی و صنعتی روابط صمیمانه ای به هم زده بود. برعکس، در ایالات متحده ی امریکا، فیزیکدانها اکثراً از مهاجران بیگانه بودند که چندان شناختی از چم و خم دستگاه اداری و صنعتی کشور میزبانشان نداشتند. با وصف این، ایالات متحده ی امریکا در جنگ شرکت نداشتند، هیچ تهدیدی بر روی قاره ی امریکا سنگینی نمی کرد و در این شرایط، تحقیق علمی می توانست بدون وقفه ادامه پیدا کند.
تحول جنگ، مشکلات جدّی برای گروه پژوهشی فرانسوی ایجاد کرد. تسخیر فرانسه، گروه را مجبور کرد که با ذخیره ی آب سنگین، نخست به کلِرمون فِران (15)، سپس به بوردو (16) که خارج از منطقه ی نفوذ آلمانیها بود، بروند. در ژوئن 1940، در لحظه ی سقوط ارتش فرانسه، ژولیو محموله ی آب سنگین و مقداری یادداشتهای علمی را به هالبان و کوارسکی تحویل می دهد، که با در دست داشتن حکم مأموریتی سوار ناو انگلیسی برومپارک (17)، به فرماندهی لرد سوفولک (18)، می شوند. ژولیو تصمیم می گیرد در فرانسه بماند. دانشمند، روپوش آزمایشگاه را از تن بیرون می کند و لباس رزم می پوشد. فرانسه اشغال شده بود، ژولیو به عنوان رئیس «جبهه ی ملی برای رهایی فرانسه» (19) به نهضت مقاومت و به حزب کمونیست ملحق می شود. تحقیقات فرانسوی درباره ی انرژی هسته ای، مدت چهار سال، تا زمان رهایی فرانسه، متوقف می شود. دانشمند انگلیسی پی. بلاکت در 1958 در یکی از مقاله هایش نوشته است، اگر جنگ درنمی گرفت، نخستین رآکتور هسته ای احتمالاً در فرانسه ایجاد می شد.
حال ببینیم چگونه در پی این نخستین پژوهشها، در طول سالهای جنگ جهانی دوم، دانشمندان توانستند به مرحله ی عملی، یعنی، رهایی انرژی هسته ای به مقیاس بزرگ، گذر کنند.
فیزیکدانهای انگلیسی، از جمله جمس چادویک، به امکانات واکنش زنجیره ای در اورانیوم اندیشیده بودند، اما دو دانشمند آلمانی تبار که به انگلستان مهاجرت کرده بودند، نظریه پردازان رودولف پایرلز (20)، و فیزیکدان تجربی اوتوفریش (که از دانمارک آمده بود) بیشترین سهم را در پیشبرد تحقیقات انگلیسیها داشته اند. حدود پاییز 1939، پایرلز، معادله های عمومی برای محاسبه ی دقیق ترِ جرم بحرانی یک ماده ی شکافت پذیر را وضع کرده بود. یکی از شبهای ماه مارس، فریش بدون مقدمه از خودش می پرسد، جرم بحرانی یک گوی اورانیوم 235 خالص، که از لحاظ ایزوتوپی از اورانیوم فراوان ترِ 238، جدا شده باشد، چقدر است. فریش موضوع را با پایرلز در میان می گذارد و دو نفری شروع به محاسبه ی سریعی می کنند، و در بُهت زدگی کامل درمی یابند که فقط یک کیلوگرم اورانیوم 235 برای تولید انفجار هسته ای مستقیماً با واسطه ی نوترونهای سریع، بدون ماده ی کندساز، کفایت می کند. این نتیجه ی شگفت انگیز، آنها را برمی انگیزد که حکومت انگلیس را از آن مطلع کنند. یک ماه پس از آن، کمیته مود (21)، مرکب از عالیمقام ترین دانشمندان انگلیسیِ آن دوره، ایجاد می شود. این کمیته، گزارشی تهیه می کند با این نتیجه گیری که بریتانیای کبیر ناگزیر است به اقداماتی دست زند که می توانند به ساختن بمب اتمی منتهی شوند. این گزارش، گام اول را یافتن روشهای مناسب برای جدا کردن اورانیوم 235 از اورانیوم طبیعی می دانست؛ کاری که چندان ساده هم نبود. بریتانیاییها تلاش عظیمی را در این راستا آغاز کردند.
هالبان و کوارسکی که در ژوئیه ی 1940 به انگلستان رسیده بودند، در کمبریج با همکاران جدیدی کارهای ناتمام مانده در فرانسه را از سر گرفتند، آنها می خواستند با اکسید اورانیوم و آب سنگین، دستگاه مولّد انرژی، که آن را پیل اتمی می نامیدند، بسازند. در کمبریج همه ی صاحبنظران با دو فیزیکدان کُلژدوفرانس همعقیده نبودند: بعضیها به نتیجه ی کار با نظر تردید می نگریستند، اما همه فکر می کردند که تا رسیدن به هدف، راه پرفراز و نشیبی باید طی شود.
حالا دیگر مهم بود که بدانند تعداد نوترونهای گسیل شده، به طور میانگین، در هر شکافت چند تاست تا معلوم شود که یک واکنش زنجیره ای واگرا (3) از لحاظ نظری امکان پذیر است یا نه. این تعداد در پاریس و در نیویورک، شمارش شد. در کلژدوفرانس، گروه ژولیو تعداد آن را بیشتر از سه (نوترون) می یابد. لذا گروه فرانسوی فکر می کنند امکان دستیابی به رها ساختن انرژی، نزدیک است. فِرمی و همکارانش فکر می کنند که این تعداد، کمتر از دو (نوترون) است. گروه دانشگاه کلمبیا با احتیاط پیش می رود.
حالا باید معلوم می شد که یک واکنش زنجیره ای، عملاً چگونه تحقق می یابد تا بتوان دستگاه تولید کننده ی انرژی هسته ای را ساخت. شکافت با نوترونهای خیلی کُند، به اصطلاح با نوترونهای حرارتی شدیدتر است تا با نوترونهای سریع (فیزیکدانها می گویند که مقطع مؤثر آن بزرگ تر است)، اما نوترونهای ثانوی شکافت، سریع هستند؛ پس لازم است سرعت آنها را با عبوردادن از ماده ای هیدروژنه مثل آب یا پارافین، یا از ماده ای سبک مثل کربن، کُند کرد. اما در سطحی از انرژی میانی، اورانیوم، نوترونها را جذب می کند بدون آنکه شکافت تحقق پیدا کند: پس باید کاری کرد که نوترونها در اورانیوم گیر نیفتند، سرعتشان را کم کرد و آنها را به درون اورانیوم هدایت کرد. فیزیکدانها فکر می کنند، یا از مخلوطی از پودر اکسید اورانیوم و مایعی کُندساز استفاده کنند یا از ساختاری ناهمگن مثل، مثلاً، شبکه ی مرکب اکسید اورانیوم یا اورانیوم فلز و یک کُندساز. مجموع باید اندازه ی حداقلی داشته باشد تا نوترونها به نسبت خیلی عمده از دستگاه نگریزند. چند محاسبه ضرور بود. گروه ژولیو، نظریه پرداز فرانسی پِرَن (4) (پسر ژان پِرَن) را به همکاری دعوت می کند. در گروه کلمبیا، فِرمی، هم نظریه پرداز است و هم فیزیکدان تجربی.
در طول بهار و تابستان، گروه کُلژدوفرانس جلوتر است و گروه دانشگاه کلمبیا با فاصله ی نزدیکی او را دنبال می کند. روزهای 1 و 2 مه، هالبان، ژولیو، کوارسکی و پِرَن به نام «صندوق ملی تحقیق علمی» (5) که بعداً به مرکز ملی پژوهشهای علمی (C.N.R.S) تغییر نام داد، سه پروانه ی اکتشاف به ثبت می رسانند:
ــ درباره ی ساختن دستگاه تولید انرژی به وسیله ی شکافت؛
ــ درباره ی روش تثبیت و کنترل یک چنین دستگاه؛
ــ درباره ی خرج انفجاری که ممکن است با مواد شکافت پذیر ایجاد گردد.
برای مشخص کردن یک چنین نظامی، آنها یک جِرم بحرانی تعیین می کنند؛ حداقل جرم لازم برای آنکه یک واکنش زنجیره ای واگرا، یعنی از لحاظ نظری نامحدود، بتواند بسط پیدا کند. بلافاصله گروه فرانسوی، شرایط عملی ایجاد یک رآکتور هسته ای را در مدّنظر می گیرد.
ف. ژولیو از همان روز 4 مه، نامه ای به نمایندگان شرکت معدنی کاتانگای علیا (6) در بروکسل نوشته بود؛ این شرکت در کنگری بلژیک از مهم ترین معدنِ شناخته شده ی اورانیوم تا آن زمان، بهره برداری می کرد. روابط میان شرکت معدنی کاتانگای علیا و انستیتو رادیوم پارس، پرسابقه و حسنه بود. همین شرکت برای ماری کوری، رادیوم و مواد مشتق از آن را تهیه کرده بود و او روشهای بسیار مفیدی برای تجزیه ی شیمیایی این کانیها ابداع کرده بود. ا. سانژیه (7) رئیس هیئت مدیره ی شرکت معدنی، که فردریک ژولیو روز 8 مه برای دیدار با او به بروکسل می رود، درجا متوجه اهمیت نتایج جدید علمی می شود. او چند تُن اکسید اورانیوم در اختیار گروه پاریسی قرار می دهد تا آنجا بتوانند اولین نمونه از آنچه را که امروز رآکتور هسته ای گفته می شود، ایجاد کنند. هالبان، ژولیو و کوارسکی در آزمایشگاه «سنتزاتمی ایوری (8)»، که آنجا فضا وسیع تر از کلژدوفرانس بود، مستقر می شوند. آنها در طول تابستان، پی در پی مخزنهای کرویِ مسی به قطر 30، 50 و 90 سانتیمتر، محتوی مخلوطی از اکسیداورانیوم و آب می سازند. اندازه گیری چگالی نوترونها در این مخزنهای کروی، قرائنی از وجود ابتدای یک واکنش زنجیره ای را به آنها نشان می دهد. در اولین روزهای سپتامبر 1939 جنگ در اروپا شروع می شود. مقاله ای که درباره ی نتایج به دست آمده در آزمایشگاه، روز 19 سپتامبر 1939 تحویل داده شده بود، در مجله ی فیزیک و رادیوم (9) منتشر خواهد شد. اما کارهای بعدی دیگر منتشر نخواهند شد و شاهد آن، پاکت مُهر وموم شده ای است که روز 30 اکتبر 1939 به آکادمی علوم سپرده شده بود و پس از جنگ به تقاضای نویسندگان آن، روز 8 اوت 1948 گشوده می شود.
در این میان، در تاریخ اول سپتامبر 1939 در فیزیکال ریویو، تحلیل نظری تفصیلی درباره ی مکانیسم شکافت به قلم نیلس بور و جان آرچیبالد ویلر منتشر می شود. در این مقاله ــ و در یادداشت کوتاه قبلی ماه فوریه ــ است که آنها با تشریح خواص هسته چونان قطره ای مایع، اثبات می کنند که شکافت به وسیله ی نوترون کُند، نتیجه ی ایزوتوپ کمیاب اورانیوم، یعنی اورانیوم 235 است که به حالت طبیعی به مقدار 0/7 درصد موجود است، و نه ایزوتوپ فراوان، اورانیوم 238، که نوترونها را در خودش جذب می کند بدون آنکه به دو قسمت شکسته شود. هسته های زوج، پیوندشان فشرده تر است: لذا، اورانیوم 235 با جذب یک نوترون کُند، به یک هسته ی زوج ناپایدار (اورانیوم 236) تبدیل می شود. انرژیی که از این برهم کنشی آزاد می شود، خیلی زیاد است؛ چیزی که شکافت را ممکن می سازد. بنابراین، تمامی شناختهای لازم برای ایجاد یک رآکتور هسته ای یا برای ساختن یک بمب اتمی، در اولین روزهای جنگ، منتشر شده بود. وانگهی، همه ی این اطلاعات در یک مقاله ی مفصل ترکیبی گردآوری و در ژانویه ی 1940 در ایالات متحده ی آمریکا در مجله ی فیزیک مدرن (10) منتشر شد. اما از این داده های علمی تا تحقق علمی، راه، دراز و نامطمئن بود. فکر می کردند برای دستیابی احتمالی به هدف، سالها وقت لازم است؛ مقادیر معتنابهی اورانیوم باید تصفیه و تجزیه می شد. باید به نتیجه کار باور پیدا می کردند، زیرا امکانات مالی عظیمی باید بسیج می شد.
در پاییز 1939 ف. ژولیو در آزمایشگاهش به خدمت زیرپرچم در زمان جنگ گمارده می شود. هالبان و کوارسکی با او می مانند، اما بسیاری از محققان جوان به جبهه اعزام می شوند. رائول دوتری (11) وزیر صنایع نظامی فرانسه، ژولیو را به حضور می پذیرد، و فیزیکدان، همه ی کاربردهای ممکن پژوهشهای دردست اجرا را برایش شرح می دهد. او به مواد اولیه نیاز دارد، اورانیوم همچنین ماده ی کُندساز. دوتری قول هرگونه کمک لازم را به او می دهد.
پس از انجام دادن چند آزمایش، گروه پژوهشی کُلژدوفرانس دریافت که هیدروژنِ آب معمولی می تواند نوترونها را جذب کند و بنابراین، ماده ی کُندساز مطلوبی نیست. در عوض آب سنگین، مرکب از اکسیژن و هیدروژن سنگین، دوتریوم ــ ایزوتوپِ کمیاب جرم دو هیدروژن ــ می تواند چنین نقشی را ایفا کند. اما در این زمان، تهیه ی آب سنگین، از آب معمولی، به مقدار قابل ملاحظه، فقط در نروژ، در کارخانه ی الکتروشیمی شرکت نورسک هیدرو (12) عملی شده بود. آب سنگین، بازار مصرف محدودی نزد پژوهشگران آزمایشگاهی داشت.
تصمیم گرفته شد ستوان یکم ژاک آلیه (13) در رأس یک گروه کماندویی، برای آوردن آنچه که آن زمان ذخیره ی جهانی آب سنگین را تشکیل می داد، به نروژ اعزام شود. افسر فرانسوی با نام مستعار به اسلو رسید.
او با مدیر شرکت نورسک هیدرو، که برخی از مقامات سفارت فرانسه در نروژ به او به عنوان داشتن احساسات موافق آلمانیها مشکوک بودند، ملاقات کرد. برخلاف انتظار، ژاک آلیه با یک مدیر نروژی دوستدار فرانسه روبه رو شده بود، که آماده بود تمامی ذخیره ی آب سنگین را به طور رایگان به فرانسه بدهد. حالا باید ترتیب کار طوری داده می شد که مأموران مخفی آلمانی بویی نبرند. همه ی موجودیِ 167 لیتر آب سنگین در 26 چلیک ریخته شد و نیمه شب از کارخانه به فرودگاه اسلو برده شد؛ آنجا چنین وانمود کردند که آنها را در هواپیمای عازم آمستردام بارگیری می کنند، در حالی که محموله در هواپیمای عازم پِرت (14) از شهرهای اسکاتلند، بارگیری شده بود. هواپیمای عازم آمستردام بین راه از سوی شکاریهای آلمانی جهت بازرسی مجبور به فرود در هامبورگ شد. اما ستوان آلیه همراه با محموله ی گرانبهایش درست قبل از هجوم ارتش آلمان به نروژ به پاریس رسید.روابط فردریک ژولیو با حکومت فرانسه و با مقامات مختلف و شرکتهای صنعتی در فرانسه آسان تر از روابطی بود که فیزیکدانهای ایالات متحده ی امریکا با حکومت امریکا داشتند: فردریک ژولیو، دانشمندی بود شناخته شده و جاافتاده، که از مدتها پیش با بیشتر مسئولان دولتی و صنعتی روابط صمیمانه ای به هم زده بود. برعکس، در ایالات متحده ی امریکا، فیزیکدانها اکثراً از مهاجران بیگانه بودند که چندان شناختی از چم و خم دستگاه اداری و صنعتی کشور میزبانشان نداشتند. با وصف این، ایالات متحده ی امریکا در جنگ شرکت نداشتند، هیچ تهدیدی بر روی قاره ی امریکا سنگینی نمی کرد و در این شرایط، تحقیق علمی می توانست بدون وقفه ادامه پیدا کند.
تحول جنگ، مشکلات جدّی برای گروه پژوهشی فرانسوی ایجاد کرد. تسخیر فرانسه، گروه را مجبور کرد که با ذخیره ی آب سنگین، نخست به کلِرمون فِران (15)، سپس به بوردو (16) که خارج از منطقه ی نفوذ آلمانیها بود، بروند. در ژوئن 1940، در لحظه ی سقوط ارتش فرانسه، ژولیو محموله ی آب سنگین و مقداری یادداشتهای علمی را به هالبان و کوارسکی تحویل می دهد، که با در دست داشتن حکم مأموریتی سوار ناو انگلیسی برومپارک (17)، به فرماندهی لرد سوفولک (18)، می شوند. ژولیو تصمیم می گیرد در فرانسه بماند. دانشمند، روپوش آزمایشگاه را از تن بیرون می کند و لباس رزم می پوشد. فرانسه اشغال شده بود، ژولیو به عنوان رئیس «جبهه ی ملی برای رهایی فرانسه» (19) به نهضت مقاومت و به حزب کمونیست ملحق می شود. تحقیقات فرانسوی درباره ی انرژی هسته ای، مدت چهار سال، تا زمان رهایی فرانسه، متوقف می شود. دانشمند انگلیسی پی. بلاکت در 1958 در یکی از مقاله هایش نوشته است، اگر جنگ درنمی گرفت، نخستین رآکتور هسته ای احتمالاً در فرانسه ایجاد می شد.
حال ببینیم چگونه در پی این نخستین پژوهشها، در طول سالهای جنگ جهانی دوم، دانشمندان توانستند به مرحله ی عملی، یعنی، رهایی انرژی هسته ای به مقیاس بزرگ، گذر کنند.
فیزیکدانهای انگلیسی، از جمله جمس چادویک، به امکانات واکنش زنجیره ای در اورانیوم اندیشیده بودند، اما دو دانشمند آلمانی تبار که به انگلستان مهاجرت کرده بودند، نظریه پردازان رودولف پایرلز (20)، و فیزیکدان تجربی اوتوفریش (که از دانمارک آمده بود) بیشترین سهم را در پیشبرد تحقیقات انگلیسیها داشته اند. حدود پاییز 1939، پایرلز، معادله های عمومی برای محاسبه ی دقیق ترِ جرم بحرانی یک ماده ی شکافت پذیر را وضع کرده بود. یکی از شبهای ماه مارس، فریش بدون مقدمه از خودش می پرسد، جرم بحرانی یک گوی اورانیوم 235 خالص، که از لحاظ ایزوتوپی از اورانیوم فراوان ترِ 238، جدا شده باشد، چقدر است. فریش موضوع را با پایرلز در میان می گذارد و دو نفری شروع به محاسبه ی سریعی می کنند، و در بُهت زدگی کامل درمی یابند که فقط یک کیلوگرم اورانیوم 235 برای تولید انفجار هسته ای مستقیماً با واسطه ی نوترونهای سریع، بدون ماده ی کندساز، کفایت می کند. این نتیجه ی شگفت انگیز، آنها را برمی انگیزد که حکومت انگلیس را از آن مطلع کنند. یک ماه پس از آن، کمیته مود (21)، مرکب از عالیمقام ترین دانشمندان انگلیسیِ آن دوره، ایجاد می شود. این کمیته، گزارشی تهیه می کند با این نتیجه گیری که بریتانیای کبیر ناگزیر است به اقداماتی دست زند که می توانند به ساختن بمب اتمی منتهی شوند. این گزارش، گام اول را یافتن روشهای مناسب برای جدا کردن اورانیوم 235 از اورانیوم طبیعی می دانست؛ کاری که چندان ساده هم نبود. بریتانیاییها تلاش عظیمی را در این راستا آغاز کردند.
هالبان و کوارسکی که در ژوئیه ی 1940 به انگلستان رسیده بودند، در کمبریج با همکاران جدیدی کارهای ناتمام مانده در فرانسه را از سر گرفتند، آنها می خواستند با اکسید اورانیوم و آب سنگین، دستگاه مولّد انرژی، که آن را پیل اتمی می نامیدند، بسازند. در کمبریج همه ی صاحبنظران با دو فیزیکدان کُلژدوفرانس همعقیده نبودند: بعضیها به نتیجه ی کار با نظر تردید می نگریستند، اما همه فکر می کردند که تا رسیدن به هدف، راه پرفراز و نشیبی باید طی شود.
پی نوشت ها :
1.Zinn.
2. M. Dode.
3. reaction en chaine divergente.
4. Francis Perrin.
5. Caisse Nationale de la Recherche Scientifique.
6. I' Union Miniere du Haut-katanga.
7. E. Sangier.
8. Synthese Atomique d' Ivry.
9. journal de Physique et Le Radium.
10. Review of Modern Physics.
11. Raoul Dautry.
12. Societe Norsk Hydro.
13. Jacques Allier.
14. Perth.
15. Clermont-Ferrand.
16. Bordeaux.
17. Broompark.
18. Lord suffolk.
19. Front National pour la liberation de Ia France.
20. Rudolf Peierls.
21.Maud.
