مقالات

نوبل الكيمياء عامَ 1944.. رجل مهدَ الطريقَ للقنبلةِ النووية

نشرت بتاريخ 25 ديسمبر 2023

بدأتِ القصةُ في الثلاثينياتِ منَ القرنِ الماضي، عندما اقترحَ العديدُ منَ العلماءِ، بما في ذلكَ جورج جامو وفريتز هوترمانز وروبرت أتكينسون، بشكلٍ مستقلٍّ إمكانيةَ الانشطارِ النوويِّ بناءً على الحساباتِ النظرية

محمد منصور

للأستماع للحلقة أضغط على هذا الرابط

Enlarge image
في قلبِ مختبرٍ علميٍّ صاخب، سادَ الأجواءَ ترقُّبٌ صامت. 

كانَ ذلكَ في عامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وثمانيةٍ وثلاثين، وكانَ عالِمُ الفيزياءِ الألمانيُّ "أوتو هان" على أعتابِ اكتشافٍ غيرِ عادي. 

طيلةَ شهور؛ قصفَ "هان" بلا كللٍ ذراتِ اليورانيوم بنواقلَ صغيرةٍ منَ الطبيعةِ تُسمى النيوترونات، كانَ يأملُ كشفَ الألغازِ المخبأةِ داخلَ نواةِ الذرة. ومعَ ذلكَ، بدتْ جهودُه بلا جدوى لأسابيع. 

لكن؛ وفي صباحِ أحدِ أيامِ نوفمبر؛ وعندما غمرتْ أشعةُ الشمسِ مختبرَه، تكشفتْ أمامَه ظاهرةٌ غريبة. فقدْ بدأتْ عينةُ اليورانيوم في الكشفِ عنْ طبيعتِها الحقيقية. وتحتْ وابلٍ منَ النيوتروناتِ المتساقطة؛ كانتِ الأنويةُ تنشطر. 

حدَّقَ "هان" في العينةِ برهبة، ولاحظَ تحولًا غامضًا؛ فنواةُ اليورانيوم تحطمتْ إلى شظايا، مثلَ بلورةٍ مهيبةٍ تستسلمُ لوزنِها. وانكشفَ جوهرُ الذرة، وأطلقَ سيلًا منَ الطاقةِ في الفضاءِ المحيط. اتسعتْ عينُه، واستحوذَ مزيجٌ منَ الارتباكِ والبهجةِ على روحِه. فقدْ عثرَ على شيءٍ يتحدى حدودَ الفهمِ العلميِّ في ذلكَ الوقت.. حصلَ على انشطارِ نوىً ثقيلة. انتشرَ الخبرُ كالنارِ في الهشيمِ منْ خلالِ المجتمعِ العلمي؛ فقدْ تحققَ ما كانَ يُعتقدُ أنَّه مستحيل. 

بدأتِ القصةُ في الثلاثينياتِ منَ القرنِ الماضي، عندما اقترحَ العديدُ منَ العلماءِ، بما في ذلكَ جورج جامو وفريتز هوترمانز وروبرت أتكينسون، بشكلٍ مستقلٍّ إمكانيةَ الانشطارِ النوويِّ بناءً على الحساباتِ النظرية. واقترحُوا أنَّ النواةَ الذريةَ، عندَ قصفِها بالنيوتروناتِ، يمكنُ أنْ تصبحَ غيرَ مستقرةٍ وتنقسمَ إلى نواتينِ أصغرَ حجمًا، وتطلقَ كميةً كبيرةً منَ الطاقة.

وفي أواخرِ عامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وثمانيةٍ وثلاثين، قامَ الكيميائيانِ الألمان أوتو هان وفريتز ستراسمان، في أثناءِ إجراءِ تجاربَ على قصفِ اليورانيوم، بملاحظةٍ رائدة. لقدْ لاحظُوا أنه عندَما قصفُوا اليورانيوم بالنيوترونات، لمْ تكنِ المنتجاتُ المشعةُ الناتجةُ هيَ تلكَ المتوقعةُ منِ التقاطِ النيوتروناتِ ولكنْ بالأحرى منِ انقسامِ نواةِ اليورانيوم. لقدْ أدركُوا أنَّهم عثرُوا على عمليةِ الانشطارِ النووي، على الرغمِ منْ أنَّهم في البدايةِ لمْ يفهمُوا تمامًا أهميةَ اكتشافِهم في ذلكَ الوقت.

وبفضلِ تلكَ الملاحظة؛ نشأَ تخصصٌ جديد، وهوَ تخصصُ الكيمياءِ النووية، الذي يتعاملُ معَ الأجزاءِ المركزيةِ للذراتِ ونواتِها لتحدثَ ثورةٌ علميةٌ لا يزالُ صداها يترددُ حتى الآن. 

 Creative Commons  Enlarge image
فقدْ تسببَ اكتشافُ "هان" في مفاجأةٍ كبيرةٍ وأثارَ اهتمامًا نشطًا بينَ علماءِ العالم. تمَّ تحويلُ ذلكَ الاكتشافِ على الفورِ إلى موضوعِ تحقيقاتٍ نظريةٍ مهمةٍ قامَ بها علماءُ آخرون. 

وأشارَ هؤلاءِ المحققونَ إلى أنَّ الانشطارَ النوويَّ يحدثُ معَ توليدٍ هائلٍ منَ الطاقة، بسببِ تحويلِ المادةِ إلى طاقة. أظهرتِ الحساباتُ أنَّ الشظايا الناتجةَ عنْ هذا الانقسامِ ستتشتتُ في جميعِ الاتجاهاتِ بقوةٍ هائلة. كما اكتشفَ العلماءُ أنَّه منَ الممكنِ تقسيمُ اليورانيوم لإنتاجِ تفاعلٍ متسلسلٍ يولِّدُ كميةً كبيرةً جدًّا منَ الطاقة. وهكذا أصبحتِ النظرةُ المستقبليةُ للبحثِ اللاحقِ واعدةً للغاية.

والآنَ؛ يعرفُ العالَمُ على وجهِ اليقينِ أهميةَ اكتشافِ العالِمِ الألمانيِّ "أوتو هان"، الذي حصلَ على نوبلِ الكيمياءِ لعامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وأربعةٍ وأربعين.

فقدْ أدى اكتشافُ هان للانشطارِ النوويِّ إلى توسيعِ فهمِنا لبنيةِ النوى الذريةِ وسلوكِها. وكشفَ أنَّ النوى الذريةَ الثقيلةَ، مثلَ اليورانيوم، يمكنُ أنْ تنقسمَ إلى أجزاءٍ أصغرَ عندَ قصفِها بالنيوترونات. تحدى هذا الاكتشافُ الفكرةَ السائدةَ بأنَّ النوى الذريةَ غيرُ قابلةٍ للتجزئةِ ومهدَ الطريقَ لرؤىً جديدةٍ في الفيزياءِ النوويةِ وهوَ أمرٌ ساهمَ في توسيعِ مداركِ المعرفةِ العلميةِ الأساسية. 

كما وضعَ اكتشافُ هان الأساسَ لتطويرِ الطاقةِ النووية؛ إذْ تُطلقُ عمليةُ الانشطارِ النوويِّ كميةً هائلةً منَ الطاقة، أكبرَ بكثيرٍ منَ التفاعلاتِ الكيميائية. فتحَ هذا الاكتشافُ إمكانياتٍ لتسخيرِ هذهِ الطاقةِ لتطبيقاتٍ عملية، مثلَ توليدِ الكهرباءِ، وتؤدي محطاتُ الطاقةِ النوويةِ الآنَ دورًا مهمًّا في إنتاجِ الطاقةِ العالمية، إذْ توفرُ مصدرًا موثوقًا ونظيفًا نسبيًّا للكهرباء. 

وساهمَ اكتشافُ الانشطارِ النوويِّ في تداعياتٍ عميقةٍ على تطويرِ الأسلحةِ النووية. إذْ قدمَ إمكانيةَ إطلاقِ كميةٍ هائلةٍ منَ الطاقةِ في أثناءِ الانشطارِ الأساسِ للقنبلةِ الذرية. وحفزَ اكتشافُ "هان" المزيدَ منَ البحثِ وأدى في النهايةِ إلى إنشاءِ مشروعِ مانهاتن الأمريكيِّ الذي كانَ منْ ضمنِ مخرجاتِه ابتكارُ أولِ قنابلَ ذريةٍ خلالَ الحربِ العالميةِ الثانية. غيرتِ القوةُ التدميريةُ لهذهِ الأسلحةِ المشهدَ الجيوسياسيَّ وغيرتْ إلى الأبدِ ديناميكياتِ الحرب.

وفي حينِ أنَّ القوةَ التدميريةَ للأسلحةِ النوويةِ هيَ جانبٌ واقعيٌّ منِ اكتشافِ هان، إلا أنَّها مهدتِ الطريقَ أيضًا لإجراءِ مناقشاتٍ حولَ الاستخداماتِ السلميةِ للطاقةِ النووية. كانَ "هان" نفسُه مؤيدًا لاستخدامِ الطاقةِ النوويةِ لتحسينِ المجتمع. إلى جانبِ توليدِ الكهرباء، وجدتِ التكنولوجيا النوويةُ تطبيقاتٍ في تحليةِ المياهِ والعملياتِ الصناعيةِ واستكشافِ الفضاء. 

ومهدَ الانشطارُ النوويُّ الطريقَ أيضًا للتقدمِ في الطبِّ النووي. تُستخدمُ النظائرُ المشعةُ، التي يتمُّ إنتاجُها منْ خلالِ تفاعلاتِ الانشطارِ الخاضعةِ للرقابة، في تطبيقاتٍ طبيةٍ مختلفة، مثلَ التصويرِ التشخيصيِّ وعلاجِ السرطانِ وتعقيمِ المعداتِ الطبية. وأحدثتْ هذهِ النظائرُ ثورةً في التشخيصاتِ الطبيةِ والعلاجات، وتحسينِ رعايةِ المرضى وإنقاذِ الأرواح.

وُلدَ الأبُ الشرعيُّ للكيمياءِ النوويةِ "أوتو هان" في الثامنِ من مارس عامَ ألفٍ وثَمانِمئةٍ وتسعةٍ وسبعينَ في بروسيا. ونشأَ في بيئةٍ منزليةٍ ممتازة. على الرغمِ منْ أنَّ الأسرةَ لمْ تكنْ ثريةً للغاية، إلا أنَّها كانتْ تملكُ ما يكفي منَ المالِ لدعمِ أطفالِها. 

في سنِّ الخامسةَ عشْرَة، طورَ "هان" اهتمامًا قويًّا بالكيمياء. أرادَ والدُه أنْ يصبحَ أوتو مهندسًا معماريًّا، لكنَّ الشابَّ كانَ مصممًا على أنْ يصبحَ كيميائيًّا صناعيًّا.

 

في عامِ ألفٍ وثَمانِمئةٍ وتسعةٍ وسبعينَ، أجرى هان الاختباراتِ النهائيةَ لمدرستِه الثانويةِ وحققَ أداءً جيدًا بما يكفي لمواصلةِ تعليمِه. التحقَ بجامعةِ ماربورغ. في الجامعةِ، استمرَّ في دراسةِ الكيمياءِ وعلمِ المعادن. كانتِ الموادُّ الثانويةُ التي درسَها هيَ الفيزياءُ والفلسفة. 

درسَ هان أيضًا في جامعةِ ميونيخ ثمَّ عادَ إلى ماربورغ لمزيدٍ منَ التعلم. كانَ يكملُ الدكتوراة في نفسِ وقتِ استدعائِه للخدمةِ في الجيش. في النهايةِ، عادَ إلى ماربورغ للعملِ في الجامعة. 

في عامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وأربعة؛ ولتحسينِ مهاراتِه في اللغةِ الإنجليزيةِ وتعزيزِ مسيرتِه المهنيةِ في مجالِ العلوم، غادرَ هان ألمانيا متوجهًا إلى إنجلترا، وتولى منصبًا في يونيفيرسيتي كوليدج لندن للعملِ معَ السير ويليام رامسي الحائزِ جائزةَ نوبل الكيمياءِ في عامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وأربعة لاكتشافِه الغازاتِ الخاملة. 

كانتِ الكيمياءُ الإشعاعيةُ مجالًا جديدًا جدًّا في أوائلِ القرنِ العشرين، وبدأَ هان العملَ فيه. بمرورِ الوقتِ، أصبحَ رائدًا في هذا المجال. ظهرَ تألقُه المزدهرُ لأولِ مرةٍ عندما اكتشفَ اكتشافَ الإشعاعِ المعروفَ باسمِ الثوريوم -228 مئتينِ وثمانيةٍ وعشرين. 

عادَ هان إلى ألمانيا عامَ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وستة، وذهبَ للعملِ في جامعةِ برلين. كانَ لديهِ مختبرُ أبحاثٍ تمَّ بناؤُه في مكانِ متجرٍ محليٍّ لأعمالِ النجارة. 

منْ خلالِ عملِه البحثيِّ الدؤوب، اكتشفَ كلًّا منَ الميزوثوريوم كما قامَ باكتشافٍ مذهلٍ آخرَ عندَما كانَ أولَ شخصٍ يُثبتُ بشكلٍ قاطعٍ أنَّ الراديوم يحتوي على مادةِ "أم" المعروفةِ باسمِ الأيونيوم. 

في عامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وثمانية، كانَ هان قادرًا على تصحيحِ الافتراضاتِ الخطأِ التي أسيءَ فهمُها سابقًا حولَ الارتدادِ الإشعاعيِّ وإثباتِ أنَّها لمْ تكنْ دقيقة؛ حينَ قدمَ أفكارًا حولَ ماهيةِ الارتدادِ الإشعاعي. 

وقتَها؛ أصبحَ "هان" بالتأكيدِ شخصيةً رئيسيةً في عالمِ الفيزياءِ والكيمياء. وواصلَ العملَ وشغلَ منصبًا رئيسيًّا في معهدِ القيصر فيلهلم للكيمياء. أصبحَ هان رئيسًا لقسمِ النشاطِ الإشعاعيِّ في المعهد. 

تمَّ تجنيدُ "هان" مثلَ العديدِ منْ زملائِه الألمان، في الجيشِ خلالَ الحربِ العالميةِ الأولى. جعلتْه مهاراتُه الفريدةُ في الكيمياءِ ذا قيمةٍ كبيرةٍ للمشاريعِ السريةِ التي كانتْ تدورُ حولَ الحربِ الكيماويةِ والغازية. 

في عامِ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وثلاثةَ عشَر، تزوجَ إديث يونغهانز، التي كانتْ تدرسُ الفنونَ في الأكاديميةِ الملكيةِ للفنونِ في برلين. بعدَ تسعِ سنوات، رُزقَ هوَ وزوجتُه بطفلِهما الوحيدِ هانو الذي كانَ يعملُ مؤرخًا فنيًّا متميزًا وباحثًا معماريًّا في معهدِ هيرتسيانا في روما وعُرفَ باكتشافاتِه في العمارةِ السيسترسيةِ المبكرةِ في القرنِ الثاني عشر. 

توفيَ "أوتو هان" في الثامنِ والعشرينَ من يوليو عامَ ألفٍ وتِسعِمئةٍ وثمانيةٍ وستينَ، في غوتنغن، ألمانيا، بسببِ حادثةِ سقوطٍ عنْ عمرٍ ناهزَ تسعةً وثمانينَ عامًا.

doi:10.1038/nmiddleeast.2023.289