Előfizetés a lapra

Lyukas világ és a bombázó neutronok

Élet és Tudomány, fizika, interjú, részecske, történelem

2017/08/17

Az Atomki kutatójaként a szén urántartalmának vizsgálatától indult, majd némi neutrongenerátorral kapcsolatos kaland után az atommag kutatásánál kötött ki Angeli István, a Debreceni Egyetem nyugalmazott professzora, aki élete egyik meghatározó élményeként tartja számon azt a több mint hetven évvel ezelőtti napot, amikor lapunkkal először találkozott. Az Élet és Tudomány egyik első olvasójával, terjesztőjével és kritikusával a Debreceni Egyetem Kísérleti Fizikai Tanszék épületében lévő dolgozószobájában beszélgettünk.

Hetven éves lapunk köszöntő levelet kapott - ennek folyománya lett ez az interjú.

KÖSZÖNTŐ LEVÉL AZ INTERJÚALANYTÓL

 

Tisztelt Szerkesztőség!

Először is boldog 70. születésnapot kívánok – örömmel, hogy még ma is ilyen viruló egészséggel terjesztik a tudományt!

 Elmondhatom, hogy az első években egy kissé én is hozzájárultam a gyerkőc fejlődéséhez.Akkoriban – mint fogékony tizenéves – faltam a népszerű tudományos könyveket és cikkeket. Az Élet és Tudományra hamar rátaláltam, részt vettem az 1947-es nyári pályázaton; a mellékelt oklevélen a számos aláírás töltött el büszkeséggel: hogy ez a sok tudós ember mind nekem írt!

 Levelet kaptam, hogy az iskolámban (Veszprém, Piarista, majd 1948-tól állami gimnázium) terjeszteném-e a lapot? Hát persze! Volt olyan hét, hogy 20–25 példány is gazdára talált, mert én olcsóbban adtam, mint a városi lapárusok (20% a terjesztőé volt).

 Szükség esetén enyhe lelki kényszert is alkalmaztam:  –„Buta maradsz, ha ezt nem olvasod el!” Vevőim közé tartoztak a Mádl fiúk, köztük Feri is, aki később köztársasági elnök lett.

 További sikeres hetven évet kívánok!

 Üdvözlettel: ANGELI ISTVÁN

 

– Hogyan került kapcsolatba az Élet és Tudománnyal?

– 1946-ot írtunk, 16 éves voltam,  amikor egy barátomtól ajándékba kaptam Miall Anyag és élet című nagyszerű könyvét, amiben szenzációs dolgokat olvastam. Olyanokat például, hogy amit én szemmel meg kézzel masszív, szilárd dolognak tapasztalok: a kövek, a fémdarabok, sőt, az én testem is, valójában csupa nagy üresség. Hogy mindennek, amit tárgyként, élőlényként érzékelünk, annak összes anyaga az egész atomhoz képest elenyésző méretű centrumban, az atommagban koncentrálódik, a térfogatot pedig az atommagnál nagyságrendekkel kisebb elektronok határozzák meg, amelyek az atommag körül mozognak. Vagy azzal, hogy az anyag kristályosodásakor az elektronok azok, amelyek meghatározzák, hogy az adott atom a kristály élére, vagy a csúcsára kerül-e. Mindez nagyon megragadott, és rájöttem, ez az, ami engem érdekel, ez az, amivel szeretnék foglalkozni. Olvasmányélményeim hatására el is döntöttem,  hogy kémikus leszek.

 Ekkor történt, hogy megláttam az újságárusnál egy kis füzetet, amelynek a címe Élet és Tudomány volt. Abban bízva, hogy itt nekem való dolgokról olvashatok, azonnal lecsaptam rá, és nem is csalódtam, hiszen olyan cikkek voltak benne, amelyek engem roppantul érdekeltek. Emlékszem, az egyik első cikk, amit olvastam, egy erőmű turbina beindításáról szólt, arról, hogyan lehet megakadályozni, hogy a turbina saját rezgésszáma negatívan befolyásolja a működést. Egészen természetes, hogy ettől kezdve rendszeres olvasója lettem az Élet és Tudománynak, egyik pályázatán dicséretet is nyertem. Természetesen ma is olvasom a hetilapot, előfizetője vagyok csakúgy, mint a Természet Világának.

– Ön egy kicsit a háború előtti nemzedékhez tartozik, hiszen 1930-ban született a Veszprém megyei Peremartonban. Falusi jegyző gyermekeként kézenfekvő volt, hogy édesapja jó iskolába íratta. Gimnáziumi tanulmányait bentlakó diákként a szombathelyi premontrei Szalézi Intézetben kezdte, majd 1946-tól, amikor édesapja B listára került és állását elveszítette, nem tudta tovább fizetni a tandíjat, ezért Ön a veszprémi Piarista Gimnáziumban folytatta tanulmányait, immár bejáróként.

– Akkor még nem tudtam, csak később értettem meg, mekkora áldozatot hoztak a szüleim azért, hogy tanulhassak. Azt viszont felfogtam, hogy a megváltozott körülmények között nekem is tennem kell a családért: nyaranta cséplőgép mellett dolgoztam, augusztosban pedig a Péti Nitrogén Művek laborjában titráltam, a pétisó nitrogéntertalmát ellenőriztem. Ezt nagyon szerettem, immár biztos voltam benne, hogy kémikus leszek.

– Ha kémikusnak készült, miért kötött ki mégis az atomfizikánál?

– Tudat alatt biztosan az is hozzájárult ehhez, hogy 1948 karácsonyára Einstein: Hogyan lett a fizika nagyhatalom című művét kaptam ajándékba.  Hogy hogyan szerezték be, az számomra mai napig rejtély.  De volt egy másik élményem is, ami eltérített a kémiától. 1950-ben,  az érettségi előtt egy-két hónappal elvittek bennünket látogatóba a Nehézvegyipari Egyetem néhány laboratóriumába, ahol a hallgatók hosszú-hosszú képletek alapján igyekeztek meghatározni ismeretlen eredetű folyadékok összetételét. Mivel a memorizálás sosem volt erős oldalam, úgy döntöttem, hogy mégsem kémikus, inkább fizikus leszek. Az egyetemen nagyon jó tanáraink voltak, Hajós György geometriaórái külön élvezetet jelentettek, ahogy Császár Ákos precíz analízis-levezetései is. Zseniális gyakorlat-vezetőink voltak, alig egy-két évvel idősebbek nálunk, ezért nagyon közvetlen, baráti volt velük a kapcsolat, tőlük nyugodtan mertünk kérdezni: Györgyi Géza, Károlyházi Frigyes. Marx György akkor volt negyedéves, amikor mi első évesek, de már a modern fizika számos ágából tőle hallgattunk szenzációs speciális előadásokat.

– Dunántúli gyerekként hogyan került Debrecenbe?

– 1954-et írtunk. Annyira kellettek már a fiatalemberek a különféle állásokba – hiszen akadémiai kutatóintézeteket nyitottak –, hogy a negyedév végén az Elhelyező Bizottság már el is osztott bennünket a különféle munkahelyek között. Tihanyi Laci azonban tősgyökeres pestiként nem volt hajlandó elfogadni a debreceni állást, én viszont örömmel vállaltam, hogy Szalay professzor mellett kutassak. Ezért még némi bányamérnöki plusz tanulmányokra is hajlandó voltam amellett, hogy végzősként írtam a diplomamunkámat, ami gamma-radiográfiával foglalkozott.

Az épülő Berentei Hőerőmű gőzcsövei hegesztési varratainak vizsgálatára elhelyezi a radioaktív 60Co-izotópot és a – fekete papírba csomagolt – röntgen filmet Konkoly Tibor és Angeli István

– Miért kellenek bányamérnöki ismeretek egy atomfizikusnak?

– Vas Zoltán, az akkori nagyhatalmú ipari, gazdasági miniszter azt a feltételt szabta Szalay Sándornak az atommagkutató intézet finanszírozása zálogául, hogy saját kutatásai mellett az intézetnek részt kell vennie az ország számára fontos nyersanyagkutatásban is. Alig néhány évvel a háború után minden ország uránt keresett, Magyarországon is folytak akkor már ilyen kutatások, amiben Szalay professzor is részt vett. Bazaltban és gránitban kutakodtak, ám meglepő módon nem azokban, hanem szénben találtak rá. Szalay professzor pedig elkezdte vizsgálni, hogyan kerülhetett oda urán. Az volt a hipotézise, hogy a vulkáni eredetű kőzetek kis koncentrációban tartalmaznak uránt, amit a légkör szén-dioxidjától enyhén szénsavas eső kimos, majd levisz a hegyek lábánál lévő lápokba, mocsarakba. Ezek a szerves anyagokat tartalmazó lápok lesüllyednek, elszenesednek, felületükön pedig megmaradnak a nehézionok, így az urán is. A szenet az erőműben elégetik, a hamu csak útban van, elhelyezése külön gond. Ha a szén urántartalma a hamuban marad, akkor ez ingyen uránérc. Nekem azért kellett mindjárt Debrecenbe érkezésemet követően Sopronba utazni bányamérnökséget tanulni, hogy elsajátítsam azokat a fizikai és kémiai módszereket, amivel a különböző aktivitású szén frakciókat szét lehet választani. A szeparálás során kapott különböző szén-frakciókat elégetve, a hamu aktivitását mértük. A szénből nyert urán kutatása azonban 1958-ban befejeződött, mert a hamuból nem lehetett gazdaságosan kinyerni az alacsony koncentrációjú uránt.

– Ezt követően hosszabb ideig a neutronokkal foglalkozott. Milyen megközelítésből vizsgálódott?

– Csikai Gyula javaslatára – akinek a hívására az Atomkiból az egyetemre szegődtem, amikor ő lett a fizikai tanszék vezetője – azt kezdtük vizsgálni, hogyan lép kölcsönhatásba a neutron a különböző anyagokkal. Szerencsés körülmény, hogy közben a bécsi Nemzetközi Atomenergia Ügynökség is kért ilyen vizsgálatokat olyan távlati szempontból, hogy majd, ha egyszer a fúziós reaktorokból energiát akarunk nyerni, és annak lesznek melléktermékei, akkor azok viselkedésének leírásához álljanak rendelkezésre a háttéradatok.

– Ebből a kutatásból nőtt aztán ki az Ön fő érdeklődési területe, ami az atommag sugarával kapcsolatos. Hogyan történt ez?

– Az ügynökségnek pusztán adatok kellettek, nekünk viszont a sok mérés során feltűnt, hogy ezek az adatok a tömegszám függvényében bizonyos szisztematikát mutatnak. Arra is rájöttünk, hogy ezt a változást egy egyszerű elméleti modellel le tudjuk írni. Mivel ebben a leírásban szükség volt az atommag méretére, elmentem a könyvtárba, hogy az erre vonatkozó táblázatokban megnézzem a szükséges adatokat. Én ugyanis azt hittem, hogy egy ilyen egyszerű dolog, mint az atommag sugara, már  réges-rég „le van táblázva”, abszolút pontosan, megbízhatóan. Ezzel szemben azt láttam, hogy a különféle források eléggé ellentmondóak, nem lehet tudni, mit miért mennyinek mért egyik, illetve másik labor, még a definíció is egy kicsit más mindegyik táblázatnál.  A magerő által összetartott protonoknak és neutronoknak ugyanis együttesen is van sugara, meg a magban lévő elektromos töltéselosztást alkotó protonoknak is van sugara, és természetesen, ennek a töltéseloszlásnak a sugara más, mint a magerők által összetartott egész atommagnak. Mivel megbízhatóan az elektromos töltéseloszlást lehet mérni, erre vannak jó mérések, én is errefelé orientálódtam. Célul tűztem ki, hogy megnézem, hogyan alakul a töltéssugár az egyes elemeknél, illetve az elemek összességénél. Így aztán Csatlós Margittal, az akkori diplomamunkásommal összehasonlítottuk azt a négy különböző kísérleti módszerekkel készült táblázatot, ami az idő tájt jelent meg. Észrevettünk egy feltűnő rendszert: az atommag sugara a tömegszám növekedésével nem folytonosan növekszik, hanem bizonyos helyeken ugrások vannak. Ezek az ugrások olyan helyeken, olyan nukleon számoknál jelentek meg, amelyeknél már a kötési energiák vizsgálata során is jelentkeztek. Ez pedig azért van, mert ahogy az atomban vannak a zárt elektronhéjak, ugyanúgy a magon belül is vannak zárt nukleonhéjak. Külön héjszerkezetet követnek a protonok, külön héjszerkezetet a neutronok, és ez megmutatkozik a magsugárban is: a sugárban markánsan tükröződik a a mag héjszerkezete, illetve annak deformációja is. 1991-ben újabb eredményre jutottunk: nem hagyományos mágikus számok jelenlétét sikerült kimutatni. (A 2, 8, 20, 28, 40, 80, 126 nukleont tartalmazó atommagok különösen stabilak, kötési energiájuk nagyobb, mint a szomszédos atommagoké – A szerző.)

A szénminták elégetéséből kapott hamu béta-sugárzását méri Veress Zoltánné laboráns.

Ebből az aktivitásból lehet következtetni az urántartalomra.

– Hogyan lett ebből táblázat?

– Az eredmények izgalmasak voltak, ezért tovább vizsgálódtam, és 2004-re összegyűjtöttem egy csomó adatot. Akkor eszembe jutott az én könyvtári csalódásom a nyomtatásban hozzáférhető adatokkal, és szerénytelenség nélkül meg kellett állapítanom, hogy az én adataim számosabbak is, jobbak is azoknál. Ezért szépen összeszedtem őket táblázatba, és azt is rögzítve, hogyan határoztam meg ezeket az adatokat, elküldtem a tanulmányomat annak az amerikai folyóiratnak, amiben én annak idején hiába kerestem a használható táblázatokat. A cikk 2004-ben megjelent, és rövid időn belül 400–500 hivatkozást kapott. A témát aztán egy dubnai kolléganővel folytattam, és 2013-ban közzé is tettünk ugyanebben a folyóiratban egy olyan összefoglaló munkát, ami a dubnai és a debreceni eredményeket összefésüli, egységes rendszerben tárgyalja. Ebben a cikkben bemutattuk a jelenleg is megoldatlan protonsugár-rejtélyt. Nincs ugyanis válasz még arra, miért adódik különbözőnek a proton sugara akkor, ha müonnal, és nem elektronnal mérjük, miközben e két részecske ugyanolyan kölcsönhatásokkal rendelkezik.  2015-ben különböző magjellemző tulajdonságokat hasonlítottunk össze, egyebek között a héj deformáció tömegszámfüggését a magsugáréval, és erről közöltünk cikket. Ezután megírtam a kolléganőnek, hogy a koromra való tekintettel tovább nem folytatom a munkát. Persze, van egy-két apróság a fiókban, amit úgy a magam örömére esetleg még megcsinálok. Az Egyetemen még tartok  doktori kurzusokat a töltés és az anyag eloszlásáról az atommagban, illetve a magfizikai nagyenergiájú gyorsítókból. Ezeket nagyon élvezem.

– Ha újra kezdhetné, akkor  újra fizikus lenne?

– Nem biztos! Az én időmben a biológia még nem volt olyan fejlettségű, mint most, és ha visszagondolok, nekem egy kicsit unalmas is volt. A mostani biológia viszont, ami evolúcióval is foglalkozik, már sokkal izgalmasabb. Ha most kezdeném a pályafutásomat, akkor talán inkább biológus lennék, mert az igazán új dolgok ettől a tudománytól és az evolúció megértésétől várhatók. Persze, a sötét anyag és a sötét energia is izgalmas kérdés.

 DOMBI MARGIT

2017/7