אנריקו פרמי

• ביוגרפיה
• אנרגיה גרעינית
• 5 דקות קריאה

הפיזיקאי שבנה את הכור הגרעיני הראשון, והשאיר אחריו שאלה על חייזרים — ציר זמן של חייו, איך עובדת תגובת שרשרת, ומה זה פרדוקס פרמי.

התשובה בקצרה

אנריקו פרמי היה פיזיקאי איטלקי שחי בין 1901 ל־1954. הוא הוביל את בניית הכור הגרעיני הראשון, שבו הופעלה לראשונה תגובת שרשרת גרעינית מבוקרת, בשיקגו ב־1942.

1. פרס נובל בפיזיקה: הוענק לו ב־1938 על ניסויים שבהם הפציץ גרעינים בנייטרונים.
2. הכור הגרעיני הראשון: הוכיח שאפשר לשחרר אנרגיה מגרעין האטום ולשלוט בה.
3. פרדוקס פרמי: השאלה המפורסמת שלו — אם יש ביקום חיים תבוניים, איפה כולם?

למי זה מיועד: צורות אנרגיה והמרה ביניהן נלמדות בחטיבת הביניים, והאנרגיה הגרעינית חוזרת בתיכון. אם אתם צריכים רק את הכור — הוא בסעיף השני.

מי היה אנריקו פרמי

פרמי נולד ברומא, ועוד כנער למד בעצמו פיזיקה ומתמטיקה מספרים ישנים. בגיל 17 התקבל למוסד יוקרתי ללימודים גבוהים בעיר פיזה, ובגיל 25 כבר היה פרופסור ברומא. הוא היה נדיר בין הפיזיקאים: מצטיין גם בתיאוריה וגם בניסויים.

שנה	מה קרה
1901	נולד ברומא, איטליה.
1918	מתחיל ללמוד פיזיקה בפיזה.
1922	מסיים דוקטורט.
1926	מפרסם כלל שמתאר איך מתנהגים אלקטרונים בקבוצה גדולה, ומתמנה לפרופסור ברומא.
1934	מתחיל להפציץ גרעינים של יסודות שונים בנייטרונים.
1938	זוכה בפרס נובל, ועובר עם משפחתו לארצות הברית.
1942	מפעיל בשיקגו את הכור הגרעיני הראשון.
1944	מצטרף למעבדה בלוס אלמוס, במסגרת פרויקט מנהטן.
1954	נפטר בשיקגו, בגיל 53.

הכור הגרעיני הראשון

בגרעין האטום, שאותו גילה ארנסט רתרפורד, אצורה כמות עצומה של אנרגיה. ב־1938 גילו מדענים בגרמניה שכשנייטרון פוגע בגרעין של אורניום, הגרעין יכול להתבקע לשניים. בתהליך משתחררת אנרגיה, ונפלטים עוד שניים או שלושה נייטרונים.

פרמי הבין מה זה אומר. כל נייטרון שנפלט יכול לבקע גרעין נוסף, שמשחרר עוד נייטרונים, שמבקעים עוד גרעינים. זו תגובת שרשרת — כמו שורת אבני דומינו שכל אחת מפילה שתיים או שלוש אחרות. השאלה הייתה איך לגרום לה להתחיל, ואיך לעצור אותה לפני שתצא משליטה.

הצוות של פרמי בנה ערימה ענקית של לבני גרפיט וגושי אורניום, במגרש ספורט מתחת ליציע של אצטדיון באוניברסיטת שיקגו. לתוך הערימה הוכנסו מוטות שבולעים נייטרונים. כשהמוטות בפנים, התגובה נעצרת. ב־2 בדצמבר 1942 משכו אותם החוצה לאט, עד שהתגובה החזיקה את עצמה — ואז החזירו אותם ועצרו אותה.

האנרגיה שמשתחררת בכור הופכת לאנרגיית חום. בתחנות כוח גרעיניות החום מרתיח מים, הקיטור מסובב טורבינה, והטורבינה מייצרת חשמל בהשראה אלקטרומגנטית.

פרויקט מנהטן, וחשבון על גב מעטפה

ב־1938 עזב פרמי את איטליה. השלטון הפשיסטי חוקק חוקים נגד יהודים, ואשתו לורה הייתה יהודייה. הם יצאו לשטוקהולם לקבל את פרס נובל, ומשם המשיכו ישר לארצות הברית. שם הצטרף לפרויקט מנהטן, התוכנית הסודית של ארצות הברית לפיתוח פצצת האטום.

פרמי היה מפורסם ביכולת שלו להעריך מספרים בלי מכשירים. בניסוי הפצצה הראשון ב־1945, הוא הפיל פיסות נייר קטנות כשגל ההדף הגיע. לפי המרחק שהן עפו, חישב בראש את עוצמת הפיצוץ — והגיע לסדר הגודל הנכון של התוצאה שנמדדה אחר כך. שאלות שעונים עליהן בהערכה כזו נקראות עד היום בעיות פרמי.

איפה רואים את זה בחיים

• חשמל מתחנות גרעיניות

  במדינות רבות חלק גדול מהחשמל מגיע מכורים גרעיניים. כולם פועלים על אותו עיקרון של תגובת שרשרת מבוקרת.

• בדיקות רפואיות

  חלק מבדיקות ההדמיה בבתי חולים משתמשות בחומרים רדיואקטיביים שמיוצרים בכורים, בהפצצה בנייטרונים — השיטה שפרמי פיתח.

• הערכה מהירה

  כמה שיערות יש לכם על הראש? במקום לנחש, מעריכים שטח ומספר שערות בסנטימטר. זו בעיית פרמי, והיא עובדת גם במבחן.

שאלות נפוצות

מה זה פרדוקס פרמי?

ביקום יש מספר עצום של כוכבים, ולרבים מהם יש כוכבי לכת. אם חיים תבוניים מתפתחים אפילו לעיתים רחוקות, היו אמורים להיות סימנים לכך. אבל לא מצאנו אף אחד. הסתירה הזו נקראת על שם פרמי, ששאל עליה בשיחה עם חברים — ועד היום אין לה תשובה.

למה פרמי עזב את איטליה?

ב־1938 חוקק השלטון הפשיסטי באיטליה חוקים נגד יהודים, ואשתו של פרמי הייתה יהודייה. הנסיעה לטקס פרס נובל נתנה למשפחה הזדמנות לצאת מהמדינה, והם לא חזרו.

מה נקרא על שם פרמי?

היסוד הכימי פרמיום, מעבדה לאומית לפיזיקה בארצות הברית, ומשפחה שלמה של חלקיקים שנקראים פרמיונים. האלקטרונים, הפרוטונים והנייטרונים שמהם בנויים כל האטומים הם כולם פרמיונים.

רוצים להבין לאן הולכת האנרגיה?

בקורס הפיזיקה לכיתה ט’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ט’

או מתחילים בחינם: חוברת הפיזיקה לכיתה ט’, להורדה