Phản ứng hạt nhân

Phương pháp carbon phóng xạ (tên tiếng Anh là Radiocarbon Dating method (RD)) là phương pháp phổ biến của các nhà khảo cổ trong việc định tuổi các cổ vật. Đây là phương pháp đo lượng phóng xạ C14 (carbon gồm 6 proton và 8 nơtron) còn lại của 1 cổ vật.


Trong bầu khí quyển luôn tồn tại 1 lượng nhất định C14, đó là kết quả của việc va chạm giữa các tia vũ trụ (tia nơtron chứa các hạt này) và Nitơ.
Công thức tạo thành C14
n + N14 = C14 + p với p là 1 proton
Vì các phản ứng hoá học này diễn ra 1 cách đều đặn do các tia vũ trụ luôn tồn tại trong 1 thời gian dài và có 1 tỉ lệ nhất định cho các vụ va chạm này, tóm lại C14 luôn tồn tại trong vũ trụ.
Song song với 2 đồng vị C12 (6 proton và 6 nơtron) và C13 (6 proton và 7 nơtron) là các đồng vị bền không có khả năng phóng xạ, C14 chỉ chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ so với 2 loại kia. Tuy nhiên chúng vẫn có khả năng thực hiện phương trình hoá học như carbon bình thường. Vì thế các sinh vật hay đồ vật luôn tồn tại trong mình 1 tỉ lệ C14 nhất định. Quá trình hấp thu C14 diễn ra như sau:
- C14 trên khí quyển phản ứng với oxy cho ra khí carbonic, khí này ngấm vào nước biển hay bị thực vật hấp thu trong quá trình quang hợp, các sinh vật biển trong môi trường nước và động vật ăn thực vật đương nhiên cũng sẽ hấp thu lượng này.
- Sau khi sinh vật đó chết đi thì không thể hấp thụ thêm C14. Do C14 không bền có tính phóng xạ nên sẽ phân rã dần theo 1 chu kì là 5730 năm, chu kì này gọi là chu kì bán rã. Tức là sau 5730 năm, ½ số C14 này sẽ tự phân rã ra chất khác và giải phóng phóng xạ.
Công thức:
M / Mo = e^[ - (t x ln2)/T]
Với
M / Mo: tỉ lệ lượng (hay khối lượng) C14 còn lại với C14 lúc vật chưa phân rã (lúc đầu).
T: chu kì bán rã của carbon (5730 năm).
e = 2.8, ln2 = 0.7
Với các dữ kiện đã cho thì dựa vào công thức ta sẽ tìm ra tuổi cổ vật (tìm t).
Để xác định lượng carbon14 lúc đầu của cổ vật (Mo) người ta lấy 1 tiêu bản tương tự như cổ vật được xác định nhưng còn mới. Ví dụ muốn xác định tuổi 1 cành cây đã cũ người ta bẻ 1 cành cây khác còn non để xác định.

[You must be registered and logged in to see this image.]
Biểu đồ về chu kì bán rã của C14

Phương pháp này được phát triển bởi Willard Libby và 1 số đồng nghiệp tại đại học Chicago năm 1949. Nó được phát triển sau vụ thử “thành công” bom nguyên tử và triển khai ném xuống Nhật. Đúng là “đi lên từ cõi chết”. Năm 1960 Libby được nhận giải Nobel hoá học cho việc này và phương pháp này đã giúp ông xác định, đo đạc chính xác niên đại các miếng gỗ trên sà lan của 1 hoàng tộc Ai Cập cổ đại nổi tiếng.

Không phải tất cả các nguyên tử đều tồn tại vĩnh cửu. Sau một thời gian nào đó, chúng sẽ bị phân rã và chuyển biến thành các nguyên tử khác. Người ta dựa lên tính chất này để tính tuổi vật chất

Phương pháp carbon phóng xạ C14:

Carbon 14 là chất đồng vị của carbon 12. Nhân của carbon 14 có cùng số proton, nhưng có 2 neutron nhiều hơn carbon12. Chúng có cùng số electron và proton nên có tính chất hóa học tương tự nhau. Tuy nhiên vì chất đồng vị phóng xạ phát ra các hạt tử hay các tia điện từ nên nó bị mất dần khối lượng theo thời gian trong khi carbon 12 bền nên vẫn giữ nguyên khối lượng. Khi cây chết, nó không còn hấp thu khí CO2 trong không khí nữa , nên số carbon 12 trong cơ thể giữ nguyên không thay đổi.

Thực vật hấp thụ carbon trong không khí của bầu khí quyển để tạo ra chất sống cho mình, nghĩa là chúng hấp thụ Carbon 12 và Carbon 14. Carbon 14 này là chất đồng vị của carbon 12 và do tia vũ trụ đưa đến. Động vật ăn cây cỏ nên cũng có trong cơ thể chất carbon phóng xạ này. Người ta biết được tỷ lệ carbon phóng xạ 14 so với carbon 12 không thay đổi. Carbon 14 không bền, sẽ bị phân hủy sau 5570 năm. Chu kỳ phóng xạ tương đương với 5730 năm, nghĩa là số carbon ban đầu sau 5730 năm sẽ còn lại một nửa. Nhưng số lượng carbon 14 bị giảm một nửa chu kỳ đời sống. Suy từ tỷ lệ giữa hai loại carbon cho phép ta định được tuổi của chất ta muốn tìm. Nói cách khác, khi cây chết, lượng carbon14 giảm và bị phân hủy thành Nitrogen N14. Tính tuổi của chất hóa thạch là tính số C14 còn lại theo tỷ lệ hao tổn đã quy định trước và suy ra thời gian đã dùng để có tỷ lệ còn lại. Thí dụ như lúc đầu có 20.000 nguyên tử carbon 14 thì 5730 năm sau sẽ còn 10000 nguyên tử C14, thì sau 5730 x 3 năm sẽ còn 2500 nguyên tử C14. Cứ tiếp tục như vậy. Do đó muốn biết tuổi một vật, chỉ cần đếm số C14 của vật đó.

Nhưng vận tốc hủy hoại khi đã qua cái chặng 50 000 năm thì chỉ có kỹ thuật đo radio có tên là phổ kế khối (spectrométrie de masse) mới có thể trở lui khoảng 70 000 năm. Nếu không, phải nhờ các phương pháp khác mới tính tuổi các hóa thạch xưa hơn nữa:

- Phương pháp Potassium Argon

Để phân tích các chất trầm tích do phún xuất thạch của hỏa sơn đóng trong các hóa thạch. Sự định tuổi cho đất đá tính theo sự phân hủy các khoáng chất, là nửa thời gian sống, thời gian cần thiết để cho yếu tố cha bị phân hủy cho ra yếu tố con. Phần đông các khoáng chất này chứa một tỷ lệ K40 mà vận tốc phân hủy được biết là 1,3 tỉ năm, và rồi nó sẽ biến đổi thành khí Argon. Phân tích các di tích cực nhỏ của chất đồng vị phóng xạ (radio-isotope) cho phép ước lượng thời kỳ núi lửa phun trào và định tuổi các hóa thạch có tuổi rất cao

- Phương pháp phát quang nhiệt (thermoluminescence).

Một phương pháp khác có thể đọc tuổi của hóa thạch trên 100.000 năm, đó là sự phát quang nhiệt (thermoluminescence).

Có một số trầm tích khi bị bày ra ánh nắng, do sức nóng làm cho các điện tử đang ở trong phải từ từ ra ngoài. Ánh sáng phát ra từ các electron còn lại cho phép ta định được tời gian trải qua từ khi chất trầm tích bị bao phủ.

- Phương pháp địa từ (géomagnétique)

người ta dùng phương pháp này khi lượng uranium hay potassium trong các di tích yếu. Coi như trong lúc thay đổi khi tạo núi (orogénique), từ trường trái đất đã đổi hướng và vật chất bị chôn vùi trong vỏ trái đất đã đáp ứng theo hướng từ trường lúc đó

- Phương pháp định tuổi bằng uranium

Phức tạp nhất nhưng chính xác nhất, từ chất thủy tinh lẫn trong các chất trầm tích hỏa sơn. Uranium thoái biến với nhịp độ đều đặn gọi là những "loạt U" cho tới trạng thái chì. Hai chất phóng xạ trong quá trình là hai loại uranium: U235 và U238 , hai loại này tự phân hủy từng giai đoạn một để biến thành chì. U238 trở thành Pb206 và nó là nguyên tử thường được dùng với 146 neutron và 92 proton. U235 có nửa thời gian sống là 1 tỷ năm và U238 có nửa thời gian sống là 6,5 tỉ năm. Bởi vì nó kéo dài đời sống đến 6,5 tỉ năm nên nó phải sinh ra trước khi thái dương hệ hình thành. Nhờ một acide làm cho nó phân hủy với một lò phản ứng hạch tâm, Vì U235 biến mất nhanh hơn U238 nên tỉ số các nguyên tử U235 trên U238 sẽ giảm dần. Tỉ số này đánh dấu thời gian. Tuổi của các nguyên tử cổ xưa nhất được chỉ bởi "đồng hồ" này nằm trong khoảng 10-20 tỉ năm

J. Robert Oppenheimer (1904 - 1967), cha đẻ bom A
Quả bom Nguyên Tử đầu tiên thả xuống đất Nhật năm 1945 đã làm cho mọi người kinh hoàng về thứ khí giới mới và cũng làm cho các nhà khoa học tin tưởng rằng Thuyết Tương Đối của nhà Đại Bác Học Albert Einstein là đúng. Tuy sức tàn phá của quả bom Nguyên Tử quá khủng khiếp, song người ta vẫn phải trầm trồ khen ngợi một nhà bác học trẻ tuổi, cha đẻ ra quả bom A này. Giáo Sư J. Robert Oppenheimer, Giám Đốc Trung Tâm Nghiên Cứu Nguyên Tử Lực tại Los Alamos thuộc tiểu bang New Mexico, Hoa Kỳ, trái lại rất chán nản về phát minh của mình. Và chính ông Julius Oppenheimer cũng không ngờ người con trai của mình lại trở nên một nhà bác học danh tiếng đến như thế, vì ông Julius chỉ ước mong con trai trở thành một công dân trên trung bình.

1/ Thuở trẻ của Robert Oppenheimer.


Ông Julius Oppenheimer gốc người Do Thái, từ nước Đức sang Hoa Kỳ lập nghiệp và hoạt động trong ngành xuất cảng vải sợi tại thành phố New York. Vốn là một đại thương gia, ông đã nhiều lần cùng con trai sang thăm châu Âu.

Ngay từ thuở nhỏ, Robert đã tỏ ra là một cậu bé thông minh và hiếu học. Cậu theo ban trung học trong thành phố New York. Các sách viết bằng tiếng La Tinh, Hy Lạp, đối với cậu không khó và môn Vật Lý được cậu ưa chuộng nhất. Trong các câu chuyện giữa chúng bạn, Robert bàn luận rõ ràng, cậu ghét tính ba hoa và ưa tư lự. Phải chăng tính ưa thích cô độc là một đặc tính của các nhà bác học?

Vào một dịp hè, ông Julius dẫn con trai đến phòng thí nghiệm của Giáo Sư Auguste Klock, xin cho con theo học thêm về môn Hóa Học. Robert tiến bộ đến nỗi cậu ngốn hết cả chương trình một niên học trong 6 tuần lễ. Ông Klock đã phải ngạc nhiên về trí thông minh của cậu học trò mới này và đã nói : "Cậu Robert học khá đến nỗi không vị Giáo Sư nào nỡ cấm cản không cho cậu học thêm bài mới".

Khi bước chân vào trường Đại Học Harvard, Robert đã say sưa với các sách báo của thư viện nhà trường. Các tác phẩm triết học Đông Phương cũng như Tây Phương đã làm chàng thanh niên này đam mê, suy nghĩ. Trong 3 năm trường, chàng đã theo 6 môn học chính và 2 môn học phụ, trong khi các sinh viên khác chỉ có thể học tối đa 5 môn học.

Rồi vào năm 1925, Robert Oppenheimer tốt nghiệp trường Đại Học Harvard với hạng ưu và lời khen ngợi của Hội Đồng Giáo Sư. Sau đó chàng sang nước Anh và ghi tên vào trường Đại Học Cambridge. Tại Cơ Sở Thí Nghiệm Cavendish, chàng được theo học Giáo Sư J. Thomson và Lord Rutherford là các nhà tiền phong về khảo cứu nguyên tử và cũng là các nhà bác học lừng danh thời bấy giờ. Chàng cũng được gặp gỡ các nhà bác học lỗi lạc Niels Bohr người Đan Mạch, Paul Dirac người Anh và Max Born người Đức. Ông Max Born mời chàng sang Đức theo học tại trường Đại Học Goettingen.

Từ xưa, nước Đức vẫn nổi tiếng về Khoa Học và Đại Học Đường Goettingen là một ngôi trường danh tiếng của châu Âu. Robert Oppenheimer sang Đức và sau 6 tuần lễ ghi tên, chàng đã đậu văn bằng Tiến Sĩ, năm đó chàng mới 23 tuổi. Các Giáo Sư đều khen ngợi bản luận án xuất sắc của chàng về Nền Cơ Học Lượng Tử (la Mécanique Quantique). Ít lâu sau, chàng lại sang Thụy Sĩ, theo học trường Bách Khoa Zurich là một trong các trường kỹ thuật danh tiếng nhất của châu Âu.

Khi Robert trở về Hoa Kỳ, ông Julius hết sức ngạc nhiên vì thấy con trai gầy còm chẳng khác gì một chiếc gậy. Thân hình cao lỏng khỏng, má hóp, ngực lép, chàng Robert lại húng hắng ho. Ông Julius liền tìm cách cho con trai đi nghỉ ngơi tại miền quê để dinh dưỡng cơ thể. Ông mua ngay cho con một nông trại trong tiểu bang New Mexico. Tại nơi đây, cả ngày ngồi trên yên ngựa, chàng Robert ngao du khắp các đồi núi. Cái nông trại miền New Mexico này không giống với các nông trại khác. Nơi đây vắng vẻ, hiu quạnh, khiến cho người ta có cảm tưởng một bãi sa mạc hơn là một miền đồng quê. Nhờ hít thở không khí trong lành và nghỉ ngơi tĩnh dưỡng, Robert Oppenheimer đã hoàn toàn bình phục.

Năm 1928, Viện Kỹ Thuật California (the California Institute of Technology = C.I.T.) là nơi tụ tập các nhà vật lý danh tiếng trên thế giới, đã gửi giấy mời ông Robert Oppenheimer giữ chức Giáo Sư của Viện. Trường Đại Học California tại Berkeley (the University of California at Berkeley) cũng đón mời. Ông Robert Oppenheimer nhận lời giảng dạy tại cả hai trường.

Trong hơn 10 năm giảng huấn, ông Robert Oppenheimer đã được cảm tình của hầu hết sinh viên. Họ đã gọi ông giáo sư trẻ 24 tuổi này là Oppie cho tiện và thân mật. Tuy giữ chức Giáo Sư Đại Học nhưng Giáo Sư Oppie lúc nào cũng bình dị và nội tâm của ông vẫn là một chàng sinh viên ưa hoạt động và hiếu học. Robert Oppenheimer không e ngại khi chính mình phải học thêm một môn học nào đó. Cũng vì vậy ông tìm tới Giáo Sư Arthur Ryder là nhà bác học chuyên về Triết Lý Ấn Độ và xin học chữ Phạn. Đây là sinh ngữ thứ tám của ông nhưng đối với ông cũng không khó và ít lâu sau, ông đã hiểu thấu nền triết học rất uyên thâm và phức tạp này.

2/ Thời kỳ khảo cứu Nguyên Tử.

Từ thập niên 1920, các lý thuyết mới về Quang Tử (Quantum) và Thuyết Tương Đối (Relativity Theories) đã gây chú ý trong giới Khoa Học nên các khảo cứu ban đầu của ông Robert Oppenheimer là về các hạt hạ nguyên tử (subatomic particles), gồm cả các âm điện tử (electrons), dương điện tử (positrons) và các tia vũ trụ (cosmic rays). Ngoài ra, ông còn huấn luyện một thế hệ mới các nhà vật lý Hoa Kỳ và những khoa học gia này chịu ảnh hưởng của Robert Oppenheimer cả về tinh thần độc lập lẫn tài lãnh đạo.

Từ năm 1933, sự việc Adolf Hitler lên nắm quyền tại nước Đức đã khiến cho ông Robert Oppenheimer quan tâm tới chính trị. Vào năm 1936, ông Oppenheimer đứng về phe các người cộng hòa trong cuộc Nội Chiến Tây Ban Nha đồng thời ông cũng có cơ hội làm quen với các người Cộng Sản. Nhưng các thảm cảnh mà Joseph Stalin gây ra đối với các nhà Khoa Học Nga đã khiến cho ông Oppenheimer không còn giao du với đảng Cộng Sản nữa mà chỉ là một người theo lý thuyết dân chủ cấp tiến (liberal democratic philosophy).

Năm 1943, Thế Chiến Thứ Hai đang ở vào thời kỳ khốc liệt. Các gián điệp của Hoa Kỳ báo tin rằng các nhà bác học Đức đã tìm ra Nguyên Tử và đang tìm cách áp dụng kỹ thuật này vào khí giới chiến tranh. Vì vậy Hoa Kỳ phải quyết định mở một cuộc chạy đua kỹ thuật nguyên tử và Lục Quân Hoa Kỳ được giao cho trách nhiệm tổ chức các nhà khoa học người Anh và người Mỹ để tìm ra một phương pháp chế ngự năng lượng nguyên tử dùng cho các mục đích quân sự. Theo đề nghị của Tướng Leslie Groves, Tổng Thống Franklin D. Roosevelt đã mời ông Robert Oppenheimer giữ chức Giám Đốc Trung Tâm Khảo Cứu Nguyên Tử Lực của Hoa Kỳ và Trung Tâm này có mục đích chế tạo ra bom nguyên tử.

Thực ra, việc bổ nhiệm này cũng hơi lạ lùng. Tuy Robert Oppenheimer nổi tiếng về ngành chuyên môn của mình tức là ngành Vật Lý Nguyên Tử, nhưng ông chỉ giỏi về mặt lý thuyết, suốt ngày sống giữa tấm bảng đen và những con số mà chưa hề sáng chế về máy móc hay điều khiển một trung tâm khảo cứu nào. Vào thời kỳ đó, tại Hoa Kỳ không thiếu gì các nhà bác học lừng danh từ châu Âu chạy sang tị nạn như Albert Einstein, Niels Bohr, Enrico Fermi. . . và ngay cả trong ngành Nguyên Tử cũng không thiếu gì các Giáo Sư tài ba, nhiều tuổi hơn Robert Oppenheimer, uy tín cao hơn để xứng đáng giữ trọng trách điều khiển Trung Tâm. Việc chế tạo bom nguyên tử là một công trình vĩ đại, nó đòi hỏi ở người chỉ huy những đức tính mà chưa chắc gì một Giáo Sư Đại Học đã có đủ, và còn cần tới một tài năng không những thuộc về địa hạt Khoa Học mà còn thuộc cả về địa hạt Kỹ Nghệ và Quản Trị nữa. Dự Án Manhattan, tên riêng của dự án chế tạo bom nguyên tử, được Tướng Leslie Groves thi hành. Ông này đã tín nhiệm Robert Oppenheimer hơn là các nhà bác học đương thời danh tiếng khác.

Từ giã Đại Học Đường, Robert Oppenheimer với tuổi 38, đã tỏ ra là một nhân vật xứng đáng giữ trọng trách đó. Ông đã thu được cảm tình của hầu hết các nhà bác học tài ba dưới quyền cũng như đối với các chuyên viên. Trung tâm nghiên cứu nguyên tử lực đầu tiên của Hoa Kỳ được đặt tại Los Alamos, gần thành phố Santa Fe trong tiểu bang New Mexico, nơi mà trước kia, ông Oppenheimer đã từng lang thang trên yên ngựa, đã biết từng đồi cát tới các con đường mòn. Nhà máy nguyên tử này thật là lạ lùng: nó vừa là nhà máy vì gồm có các cơ xưởng lớn, vừa giống như một tu viện vì mọi người làm việc quần quật suốt ngày, lại giống một trại lính vì đóng ở giữa sa mạc, chung quanh có hàng rào kẽm gai bao bọc và được canh phòng cẩn mật.

Trung tâm nguyên tử này có số vốn ban đầu là 60 triệu mỹ kim, lúc đầu chỉ gồm 400 người nhưng chẳng bao lâu tăng lên tới 4,500 công nhân. Người ta cố gắng làm việc nhưng vào thời kỳ đó, chưa ai có thể tiên đoán được sức phá nổ của nguyên tử vì từ trước tới giờ, lý thuyết nguyên tử vẫn còn nằm trong vòng giả thuyết. Tại trung tâm nghiên cứu, ông Robert Oppenheimer bắt đầu tìm kiếm một phương pháp tách chất Uranium - 235 ra khỏi Uranium thiên nhiên và xác định khối lượng tới hạn (critical mass) của Uranium là chất để làm ra quả bom. Trong giai đoạn nghiên cứu này, ông Robert Oppenheimer đã làm việc hơn 20 giờ mỗi ngày, người gầy dộc đi đến nỗi chỉ còn nặng 52 kilô, trọng lượng này thật là quá ít đối với một người cao 1,82 mét.

Ngày 16 tháng 7 năm 1945 là ngày quả bom nguyên tử đầu tiên được cho phát nổ thử tại sa mạc Alamogordo trong tiểu bang New Mexico. Một làn chớp sáng lòa rồi tiếp sau là một tiếng nổ long trời, làm cho mọi người tưởng chừng như được chứng kiến một trận động đất dữ dội vậy. Sau đó, khói đen bốc lên cao ngất trời theo hình một chiếc nấm vĩ đại. Trước cảnh tàn phá của thứ khí giới mới khủng khiếp này, ông Robert Oppenheimer mới nhớ tới một câu trong quyển Kinh Ấn Độ Bhagavad-Ghita : "Ta đã trở nên Tử Thần và làm cho nhiều Thế Giới run sợ, hãi hùng".

Sau khi 2 quả bom nguyên tử A thả xuống đất Nhật và chấm dứt chiến tranh, mọi người đều gọi ông Robert Oppenheimer là cha đẻ ra thứ bom A đó. Nhưng riêng Giáo Sư Robert Oppenheimer lại bắt đầu ngờ vực thứ võ khí khủng khiếp mà ông đã dày công chế tạo. Võ khí nguyên tử không những ảnh hưởng đặc biệt tới quân sự mà còn trở nên vấn đề liên quan tới nền Đạo Đức nữa. Sự tàn phá của bom nguyên tử lúc phát nổ rồi ảnh hưởng của bụi phóng xạ khi chất này tỏa rộng, lẫn vào trong không khí mà rơi xuống đại dương, theo gió mà bay tới các lục địa xa xôi, khiến cho mọi người e ngại về sự tồn vong của Nhân Loại.

Trong khi ông Robert Oppenheimer hối hận vì phát minh của mình thì vài nhà bác học khác lại nghĩ tới việc chế tạo một thứ bom khủng khiếp gấp ngàn lần: bom khinh khí H. Người ủng hộ dự án này một cách nhiệt liệt nhất là nhà bác học Edward Teller, người Mỹ gốc Hungary. Vì vậy tại Hoa Kỳ vào thời bấy giờ, có hai phe, người ủng hộ dự án chế tạo bom H, kẻ phản đối thứ khí giới quá khốc liệt đó. Trong khi chính quyền Hoa Kỳ còn đang phân vân thì thình lình, người ta báo tin rằng Liên Xô đã cho nổ thử một trái bom nguyên tử. Tin sét đánh này làm cho nhiều người sửng sốt, phe ủng hộ dự án chế tạo bom H đã thắng và Tổng Thống Harry Truman hạ lệnh chế tạo bom H đó. Được biết tin như vậy, ông Robert Oppenheimer liền bước ra khỏi phòng khảo cứu và tuyên bố dứt khoát: "Tôi không phải là một lái súng, tôi chỉ là một nhà bác học". Ông Robert Oppenheimer từ chức Giám Đốc Trung Tâm Nghiên Cứu Nguyên Tử vào tháng 8 năm 1945.

Từ năm 1947 tới năm 1953, ông Robert Oppenheimer là Giám Đốc của Viện Nghiên Cứu Cao Cấp thuộc trường Đại Học Princeton (the Institute for Advanced Study at Princeton University) và cũng là Chủ Tịch của Ủy Ban Cố Vấn của Ủy Ban Năng Lượng Nguyên Tử Hoa Kỳ (the U.S. Atomic Energy Commission = AEC). Ông cũng là vị cố vấn cho Bộ Quốc Phòng Mỹ và giúp công vào việc soạn thảo bản đề nghị đầu tiên của Hoa Kỳ về việc kiểm soát quốc tế năng lượng nguyên tử.

Năm 1953, một số tài liệu nguyên tử của Hoa Kỳ bị mất cắp. Phong trào chống Cộng Sản tại Mỹ đang lên bồng bột. Các nhà bác học nguyên tử là những người bị nghi ngờ. Ông Robert Oppenheimer cũng ở trong số đó. Hơn nữa, ông có giao du với một số phần tử Cộng Sản. Sở phản gián đã gom góp được nhiều tài liệu để kết tội ông. Các địch thủ của ông hùa nhau vào để hạ ông. Cũng có nhiều người đứng ra bào chữa cho ông như nhà Đại Bác Học Albert Einstein và Phó Tổng Thống Richard Nixon. Vào tháng 4 năm 1954, ông Robert Oppenheimer bị lôi ra trước một ủy ban điều tra của Ủy Ban Năng Lượng Nguyên Tử nhưng Tổng Hội Các Nhà Khoa Học Mỹ (the Federation of American Scientists) đã lên tiếng bảo vệ ông Oppenheimer trước tòa án. Vụ xét xử về an ninh này đã công bố rằng ông Robert Oppenheimer không phạm tội phản bội nhưng ông không được phép tiếp xúc với các bí mật quân sự. Kết quả là chức vụ cố vấn cho Ủy Ban Nguyên Tử Lực Hoa Kỳ của ông bị hủy bỏ. Sự lên án này đã làm sôi nổi dư luận tại Hoa Kỳ và tại châu Âu. Ông Robert Oppenheimer là một biểu tượng quốc tế của các nhà Khoa Học cố gắng giải quyết các vấn đề đạo đức (moral problems) sinh ra trong công cuộc khám phá Khoa Học và ông cũng trở nên một nạn nhân của công cuộc săn tìm phù thủy (a witch-hunt). Tuy đã bị mất chức, nhưng từ năm 1947 tới năm 1966, ông Robert Oppenheimer vẫn còn là Giám Đốc của Viện Nghiên Cứu Khoa Học Cao Cấp tại Princeton thuộc tiểu bang New Jersey. Tại Viện Khảo Cứu của tư nhân này, các nhà bác học lỗi lạc được tự do tìm tòi, làm sao cho thiên tài của họ được phát triển tối đa.

Vào năm 1963, Ủy Ban Năng Lượng Nguyên Tử Hoa Kỳ đã trao tặng ông Robert Oppenheimer phần thưởng Enrico Fermi. Đây là danh dự cao quý nhất để khen thưởng các đóng góp của ông vào nền Vật Lý Lý Thuyết. Nhiều người cho rằng công việc này là một cố gắng của Chính Phủ Hoa Kỳ để sửa chữa lỗi lầm khi trước. Ông Robert Oppenheimer về hưu năm 1966 và qua đời vào ngày 18 tháng 2 năm 1967 tại thành phố Princeton vì bệnh ung thư cổ.

Khi còn sinh thời, ngoài việc nghiên cứu Khoa Học và viết sách, ông Robert Oppenheimer còn ham thích các môn Hội Họa và Âm Nhạc. Phải chăng hai Nghệ Thuật này là các món ăn phụ của các đầu óc Khoa Học phi thường?.

Edward Teller (1908 - 2003) cha đẻ bom nguyên tử H


Theo nhà bác học Lewis Strauss, Chủ Tịch của Ủy Ban Nguyên Tử Lực Hoa Kỳ, thì các nhà bác học có thể được xếp thành ba loại: loại thứ nhất chỉ chuyên tâm vào môn Khoa Học thuần túy, những người thuộc loại thứ hai chú ý tới các áp dụng của Khoa Học, còn sau cùng là những nhà bác học quan tâm tới ảnh hưởng của Khoa Học trên phương diện chính trị. Tuy nhiên, cũng có nhà bác học thuộc về cả ba loại kể trên: đó là trường hợp của ông Edward Teller.

Edward Teller không phải là người chỉ biết sống trong tháp ngà. Ngoài những lúc đắm mình trong các bài toán vật lý nguyên tử, ông còn phụ trách việc giảng dạy môn Vật Lý Cao Cấp hoặc liên lạc với Bộ Quốc Phòng, vì ông vừa là hội viên của Tiểu Ban Tư Vấn thuộc Ủy Ban Nguyên Tử Lực, vừa là hội viên của Tiểu Ban Tư Vấn Khoa Học thuộc Bộ Không Lực Hoa Kỳ. Ngoài công việc khảo cứu Khoa Học, sở dĩ Edward Teller còn chú tâm tới chính trị cũng vì những ảnh hưởng do thời thơ ấu của ông.

1/ Thời niên thiếu.

Edward Teller chào đời vào ngày 15 tháng 1 năm 1908 tại thành phố Budapest, thuộc nước Hung Gia Lợi, trong một gia đình giàu có dòng dõi Do Thái. Sau cuộc Thế Chiến Thứ Nhất, nước Hung bị chia cắt và nền kinh tế của đất nước này sụp đổ. Vì cảm thấy sự bại vong của đất nước và vì nhận ra các dấu hiệu bài Do Thái, người cha của Edward Teller đã in sâu vào tâm khảm của cậu con trai hai điều: thứ nhất, khi nào tới tuổi thanh niên đầy đủ khả năng, cậu phải di cư sang một xứ sở nào hiếu khách hơn, thứ hai, vì thuộc vào lớp người thiểu số bị ghét bỏ, cậu phải vượt lên những kẻ khác để có thể đồng đẳng với họ.

Vì thế ngay từ thuở nhỏ, Edward Teller đã lo sợ trước nỗi ám ảnh của những chính thể độc tài. Cậu đã hiểu rõ những kết quả tai hại do các cuộc thất bại mang đến. Chính những lời dặn của người cha, chính sự lo lắng cho tương lai đã khiến Edward Teller trở nên một người làm việc siêng năng. Thời còn theo ban trung học tại Budapest, cậu Edward đã tỏ ra là một học sinh có năng khiếu về Toán Học và đã vượt xa các bạn một cách dễ dàng. Ngoài thú vui làm toán, Edward còn ưa thích Âm Nhạc, Văn Thơ, ham đánh cờ hoặc đi tản bộ trong miền thôn dã. Edward Teller đã làm thơ và đã sáng tác khi rung động trước đôi mắt xanh của cô em gái một người bạn.

Sau khi học xong bậc trung học, Edward Teller ghi tên vào Viện Kỹ Thuật của thành phố Karlsruhe, nước Đức, tốt nghiệp kỹ sư Hóa Học rồi tới Munich và Leipzig, theo học ngành Hóa Lý (physical chemistry), lãnh văn bằng Tiến Sĩ vào năm 1930. Đề tài của luận án tốt nghiệp của Edward Teller gồm khảo cứu về ion của phân tử hydrogen (hydrogen molecular ion), sự nghiên cứu này đã đặt nền móng cho một lý thuyết về quỹ đạo phân tử (molecular orbital) mà ngày nay còn được giới Khoa Học chấp nhận rộng rãi.

Vào năm 1933 khi Hitler lên nắm chính quyền tại nước Đức thì Edward Teller đang nghiên cứu cách cấu tạo phân tử của vật chất và theo học môn vật lý lý thuyết dưới sự chỉ dẫn của nhà bác học Niels Bohr tại Copenhagen, nước Đan Mạch, rồi sau đó giảng dạy môn Vật Lý tại trường Đại Học Goettingen từ năm 1933 tới năm 1935. Thời bấy giờ, người Đức Quốc Xã bắt đầu bạc đãi giống dân Do Thái. Edward Teller liền lợi dụng cơ hội này, trốn sang nước Anh cùng bà vợ Augusta Harkanyi rồi hai năm sau, ông sang Hoa Kỳ, nhận chân Giáo Sư Vật Lý tại trường Đại Học George Washington. Trong thời gian giảng dạy này, Edward Teller đã khảo cứu về các phản ứng nhiệt lượng hạch tâm, tức là những điều cho phép nhà khoa học cắt nghĩa được nguyên nhân sự cháy sáng của các vì sao. Cùng với nhà vật lý George Gamow, Edward Teller thiết lập ra các quy luật mới để xếp hạng các cách theo đó các hạt hạ nguyên tử (subatomic particles) có thể thoát ra khỏi nhân nguyên tử trong thời kỳ phân rã phóng xạ (radioactive decay).

Bẩy tháng trước ngày Thế Chiến Thứ Hai bùng nổ, các nhà bác học Hoa Kỳ cảm thấy lo ngại khi hay tin tại nước Đức, các nhà vật lý đã thành công trong việc phá vỡ nhân nguyên tử. Khi Thế Chiến xẩy ra thì tại châu Mỹ, nhà bác học Léo Szilard cũng đạt được các kết quả khả quan trong các thí nghiệm về hạch tâm và chứng tỏ rằng nước Mỹ có thể chế tạo được một thứ bom cực kỳ mạnh. Léo Szilard cùng vài nhà bác học khác liền vận động để chính phủ Hoa Kỳ khởi sự công cuộc chế tạo thứ vũ khí đó.

Muốn cho Tổng Thống Franklin D. Roosevelt phải đặc biệt chú ý, các nhà bác học Mỹ đồng ý rằng cần có chữ ký của nhà Đại Bác Học Albert Einstein. Szilard liền nhờ Edward Teller đưa xe tới Peconic Bay, thuộc tiểu bang New York, để gặp Einstein và nhờ vậy, Dự Án Manhattan ra đời, cho phép các nhà khoa học thực hiện những điều hiểu biết mà từ trước, chúng vẫn còn ở trong lãnh vực lý thuyết. Như vậy cuộc viếng thăm Albert Einstein tại Peconic Bay đã đánh dấu một khúc quanh trong quãng đời của Edward Teller. Từ đây ông không còn có thể dửng dưng trước các vấn đề chính trị, chiến tranh và nhất là vấn đề võ trang quân đội.


2/ Nghiên cứu về Bom Khinh Khí.

Năm 1941, Edward Teller gia nhập quốc tịch Hoa Kỳ rồi tới năm 1946, tham gia vào nhóm các khoa học gia của Enrico Fermi tại Viện Khảo Cứu Nguyên Tử (the Institute for Nuclear Studies) thuộc trường Đại Học Chicago, tại nơi này, phản ứng hạt nhân dây chuyền (nuclear chain reaction) đã được thực hiện. Sau đó, Edward Teller nhận lời mời tới trường Đại Học U.C. Berkeley để khảo cứu lý thuyết về loại bom nguyên tử loại A cùng với J. Robert Oppenheimer rồi khi Oppenheimer thiết lập nên Cơ Sở Thí Nghiệm Khoa Học tại Los Alamos, thuộc tiểu bang New Mexico, vào năm 1943 thì Edward Teller là người đầu tiên được tuyển dụng.

Trong khi quả bom nguyên tử A còn đang ở trong thời kỳ chế tạo, Edward Teller lại tìm ra một phương pháp mới dùng nhiệt lượng hạch tâm để từ đó chế tạo ra một thứ bom cực kỳ mạnh. Edward Teller đã cùng nhà vật lý Stanislaw M. Ulam khám phá ra cấu hình Teller-Ulam (the Teller-Ulam configuration) dùng làm căn bản cho việc chế tạo vũ khí hỗn hợp hạt nhân (fusion weapons). Nhưng khi hai quả bom nguyên tử A nổ, san phẳng hai thành phố Hiroshima và Nagasaki một cách quá khốc hại, thì phần lớn các nhà bác học trong chương trình Manhattan bị lương tâm cắn dứt, họ hối hận về thứ phát minh mới đó, không muốn tiếp tục công cuộc khảo cứu các vũ khí nguyên tử và không quan tâm đến dự định của Edward Teller.

Thế Chiến Thứ Hai chấm dứt được vài năm. Mọi người quên lãng thứ khí giới khủng khiếp kể trên thì vào tháng 8 năm 1949, Liên Xô cho nổ quả bom nguyên tử đầu tiên của họ. Cuộc thí nghiệm này khiến cho tại Hoa Kỳ, nhiều người lo ngại. Edward Teller liền đưa ra dự án chế tạo bom H với sức tàn phá còn khốc liệt gấp ngàn lần thứ bom A thả xuống đất Nhật. Tuy nhiên, cũng có người lại cho rằng Liên Xô chế tạo được vũ khí nguyên tử sẽ làm quân bình thế giới trên phương diện chính trị. Trong khi mọi người đang xôn xao thì phần lớn các nhà bác học thuộc Tiểu Ban Tư Vấn của Ủy Ban Nguyên Tử Lực Hoa Kỳ, dưới quyền chủ tọa của Robert Oppenheimer, đã đồng thanh tuyên bố chống lại mọi dự án chế tạo bom H. Edward Teller phải đi ngược lại quyết định trên với một phần thắng rất mỏng manh. Ông cũng được Lewis Strauss giúp đỡ.

Cuộc tranh chấp với Oppenheimer đang dằng dai thì tới tháng 1 năm 1950, một vụ gián điệp nguyên tử bị phát giác và làm rung chuyển dư luận thời bấy giờ. Thủ phạm là Klaus Fuchs, một nhà bác học gốc Đức, quốc tịch Anh và làm việc tại nước Anh, đã thú nhận có trao các tài liệu nguyên tử cho các gián điệp của Liên Xô. Hơn nữa, Fuchs cũng giúp việc tại căn cứ Los Alamos và cũng đã biết các tài liệu về các phản ứng nhiệt lượng hạch tâm, điều này làm cho Hoa Kỳ lo ngại. Bốn ngày sau buổi nhận tội của Fuchs, Tổng Thống Harry Truman hạ lệnh cho Ủy Ban Nguyên Tử Lực bắt tay vào công cuộc chế tạo bom H.

Vào tháng 11 năm 1952, cuộc thử bom loại H thứ nhất đã làm biến mất hòn đảo san hô Elugelab tọa lạc tại phía nam Thái Bình Dương. Tuy nhiên đây chưa hẳn là quả bom H. Theo một nhà bác học thì vào thời đó, nguyên tắc chế tạo bom H chỉ có hai người thấu triệt, đó là ông Edward Teller và nhà bác học Liên Xô Andrei Sakharov.

Cũng vào năm 1952, Edward Teller là nhà khoa học có công rất lớn trong việc thiết lập nên cơ sở thí nghiệm nguyên tử thứ hai của Hoa Kỳ, đó là Trung Tâm Thí Nghiệm Lawrence Livermore, đặt tại Livermore thuộc tiểu bang California, rồi trong 4 thập niên kế tiếp, đây là cơ xưởng chính của Hoa Kỳ đã chế tạo ra các vũ khí nhiệt tâm (thermonuclear weapons). Edward Teller đã là phụ tá giám đốc của Trung Tâm này từ năm 1954 tới năm 1958 và từ năm 1960 tới năm 1975, rồi nhận chức vụ giám đốc vào các năm 1958 - 60, đồng thời ông cũng là Giáo Sư Vật Lý tại Đại Học U.C. Berkeley từ năm 1953 tới năm 1970.

Edward Teller là nhà khoa học chống đối tích cực chế độ Cộng Sản. Trong thập niên 1960, ông đã giúp công vào tiến trình Hoa Kỳ vượt qua Liên Xô về vũ khí nguyên tử. Ông đã phản đối Hòa Ước Chống Thí Nghiệm Nguyên Tử Năm 1963 (the 1963 Nuclear Test-Ban Treaty) qua đó cấm cản việc thử vũ khí nguyên tử trên tầng không, đồng thời ông cũng là người tiền phong trong Dự Án Plowshare (Project Plowshare), một chương trình của chính phủ Liên Bang đi tìm kiếm các công dụng hòa bình của các vụ nổ nguyên tử.

Vào thập niên 1970, Edward Teller là cố vấn của chính sách vũ khí nguyên tử của Hoa Kỳ rồi tới các năm 1982 - 83, ông Teller cũng ảnh hưởng tới Tổng Thống Ronald Reagan trong Dự Án Bảo Vệ Chiến Lược (the Strategic Defense Initiative) và đây là một hệ thống phòng vệ các cuộc tấn công nguyên tử của Liên Xô.


Theo ông Edward Teller, Khoa Học ngày nay là Kỹ Thuật của ngày mai, vì thế ông cho rằng muốn thắng Liên Xô trên địa hạt Khoa Học, Hoa Kỳ phải đẩy mạnh phong trào khảo cứu Khoa Học thuần túy và gia tăng nền giáo dục Khoa Học tại các trường trung học. Vẫn theo ông Edward Teller, việc học hỏi Khoa Học không đòi hỏi một năng khiếu bẩm sinh mà cần phải chú tâm đến vấn đề. Ông cho rằng chỉ có Khoa Học mới giải quyết được các vấn đề gai góc mà chúng ta sẽ gặp phải, nhất là khi trái đất càng ngày càng trở nên chật hẹp trước sự bành trướng về nhân số và kỹ nghệ.


Ông mất hôm thứ Ba ngày 10 tháng 9 năm 2003
nguồn:mariecurie.biz