Albert Einstein và công nghệ hạt nhân

Từ phía chân trời xa mạc, sáng hơn cả ngàn mặt trời, một quả cầu lửa khổng lồ chiếu sáng cả một vùng trời còn mờ sáng. Ánh sáng của quả cầu lửa làm rực lên ánh vàng của sa mạc mênh mông. Ba mươi giây sau đó, từ nơi phát sáng, một luồng gió lốc cuồn cuộn là là tốc cát sa mạc, quật ngã hàng loạt khán giả đứng cách xa hàng 8km. Tiếp theo đó là một tiếng nổ vang rền khủng khiếp. Một đám mây đen cuồn cuộn bốc cao, bao trùm cả hiện trường như một cây nấm khổng lồ...

Einstein kinh hoàng, vội rời ngay hiện trường, Ông tìm gặp các chiến hữu đấu tranh cho hoà bình. Ông thúc giục họ tích cực hơn nữa để ngăn chặn việc sử dụng vũ khí hạt nhân. Nhưng đã quá muộn, Truman vừa lên thay Tổng thống Rooseveltđã ra lệnh ném hai trái bom nguyên tử xuống đất Nhật...

Einstein bức xúc. Einstein hối hận. Ông dành hết thời gian còn lại cho phong trào cấm phổ biến và sử dụng vũ khí hạt nhân.

Vì sao Einstein hối hận? Chúng ta hãy nghe Ông phân trần: “Tôi không tham gia một dự án quân sự nào cả. Và tôi cũng không bao giờ thực hiện những nghiên cứu của tôi với mục đích làm bom nguyên tử. Sự tham gia duy nhất của tôi trong lãnh vực này là phát minh năm 1905, về quan hệ giữa khối lượng và năng lượng - một chân lý của tự nhiên rất tổng quát trong vật lý”.

Chân lý tự nhiên mà Einstein nói đến đã ra đời trong một hoàn cảnh đặc biệt, lúc Ông mới 26 tuổi. Lúc ấy, trong một bài báo ba trang, Einstein nói về tương quan giữa năng lượng (E) và khối lượng (m) với hằng số C ²(vận tốc cảu ánh sáng = 300.000km/giây). Bằng suy luận, Ông đã đưa ra công thức E = mc ²“tuyệt đẹp”, sau này được gọi là công thức Einstein. Một hiện tượng lạ trong khoa học kỹ thuật. Không chấp nhận, nhưng cũng không một ý kiến phản bác. Einstein lại tiếp tục nghiên cứu đơn độc, cho đến 1908, Perrin - nhà vật lý người Pháp, đã dùng công thức Einstein để chứng minh một hằng số mà nhà hoá học Avogadro đã phỏng đoán trước đó (hằng số N này là số nguyên tử trong 12g carbon). Thành quả này giúp Perrin được giả Nobel vật lý 1926.

Cho đến 1908, khoa học vẫn chưa biết cấu trúc nguyên tử. Năm 1919, Rutherfordsuy ngẫm công thức Einstein, đã dùng hạt alpha bắn vào nguyên tử lithium cho ra hạt alpha cùng một số năng lượng tương ứng với sự hao hụt khối lượng. Năm 1934, Enrico Fermi dùng hạt neutron để bắn phá cũng thấy có sự hao hụt khối lượng đồng thời với sự phát ra năng lượng. Nhưng vì năng lượng quá nhỏ, không đo đạc được. Trong khi ấy, các nhà khoa học Đức, như Otto Hahn, F. Strassman sử dụng hạt neutron để bắn phá uranium, năng lượng phát ra đáng kể, hoàn toàn có thể đo đạc được chính xác theo công thức Einstein. Một cuộc chạy đua tìm phương pháp bắn phá nguyên tử để đạt năng lượng tối ưu.

Khắp châu Âu lan ra tin đồn: Đức sử dụng năng lượng mới này để chế tạo bom nguyên tử. Thực hư chưa rõ, TS L. Szilard và Edward Teller vội tìm đến Einstein để báo hung tin và đề nghị Ông ký tên vào bức thư gởi Tổng thống Roosevelt, yêu cầu Mỹ gấp rút chế tạo bom nguyên tử để chế ngự phát xít Đức. Hiểu rõ hơn ai hết sức mạnh khủng khiếp của năng lượng hạt nhân, Einstein đích thân viết thêm một lá thư gởi đến Roosevelt.

Các nhà khoa học chuyên nghiên cứu hạt nhân lánh nạn phát xít Đức đã lần lượt sang tị nạn ở Mỹ. Năm 1942, Enrico Fermi chế tạo cho Mỹ lò phản ứng hạt nhân.

Đến lúc này, Einstein mới nhận ra sức mạnh của năng lượng hạt nhân vượt quá sức tưởng tượng của mình và người làm chủ nó sẽ không tránh khỏi tham vọng. Vì thế Einstein và Niels Bohr đứng ngoài đề án Manhattan .

Không Einstein, không Bohr, các nhà khoa học cũng tìm ra cách bắn phá nguyên tử uranium và kiểm soát được phản ứng nhờ công thức Einstein: Chỉ cần làm hao hụt khối lượng tức khắc sẽ có năng lượng. Ngoài việc bắn phá, họ còn tìm ra được cách làm hao hụt bằng tổng hợp. Proton kết hợp với neutron để cho ra deuterium. Deuterium kết hợp với deuterium cho ra hélium đều phát ra năng lượng, vì trong phản ứng có sự hao hụt khối lượng. Các loại phản ứng này gọi là phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Để tổng hợp ra 1kg deuterium, khối lượng proton và neutron bị hao hụt sẽ là 0,001kg và năng lượng phóng thích ra tương đương với 25 triệu KwH theo công thức Einstein. Theo tính toán để cso nhiệt năng toả ra khắp thái dương hệ như hiện nay, cứ mỗi giây, mặt trời phải hao hụt 4 tấn khối lượng của nó cho phản ứng nhiệt hạch.

Phản ứng nhiệt hạch không để lại chất phế thải phóng xạ, nguyên liệu tổng hợp lại vô tận. Chính vì thế EU, Mỹ, Nhật, Nga, Hàn Quốc, Trung Quốc đã góp vốn xây dựng lò phản ứng hạt nhiệt hạch quốc tế ITER trị giá 12,18 tỷ đôla tại Pháp. Ngày 29/6/2005, vượt qua mọi đối thủ, Pháp đã trúng thầu dự án này. Điện nguyên tử sẽ đến Việt Nam vào năm 2017, theo công bố ngày 19/10/2005 của Chính phủ Việt Nam về việc quyết định xây dựng nhà máy điện hạt nhân tại tỉnh Ninh Thuận.

Đúng là Einstein đa không tham gia việc chế tạo vũ khí hạt nhân. Nhưng Ông vẫn tự thấy ân hận. Trong di chúc, nguyện vọng của Ông sau khi chết là được hoả táng, tro tàn đem rải khắp nơi để mọi người không được biết. Thật đáng tiếc cho Einstein, những thành tựu hạt nhân phục vụ hoà bình dựa trên công thức của Ông chỉ xuất hiện sau ngày Ông qua đời, ngày 18/4/1955.

Nguồn: Tạp chí Thuốc & Sức khoẻ, số 303, ngày 01/03/2006, tr. 29