Bay Zoltán (1900-1992) fizikus. Atomfizika címû könyve 1942-ben, Atommagfizika címû munkája 1946-ban jelent meg. Munkatársaival együtt 1946-ban elsőként sikerült az általuk kifejlesztett jelösszegzési módszerrel a Holdra küldött radarjelek visszhangját felfogniuk. 1948-tól az Amerikai Egyesült Államokban élt. 1983-ban a méter új meghatározását adta; ez a szabvány azóta elfogadott (1 m a fény által vákuumban 1/299792458 másodperc alatt megtett út hossza).

A legújabb fizikai kutatás két fontos és régi kérdéshez hozta közelebb az emberi mûvelődést, két olyan kérdéshez, melyek nem csupán a szorosabb értelemben vett fizikai kutatókat, hanem a nagyközönséget is széles körben érdeklik: az egyik az elemátalakítás,az alkimisták régi álma, a másik az energiakérdés,az emberiségnek minden időkben legfontosabb anyagi gondja. A két kérdés rokon, mert hiszen az aranyprobléma is gazdasági, tehát végeredményben javarészt energiaprobléma volt s ma már tiszta képet, pontos feleletet adhatunk arra: miért nem sikerülhetett az alkimistáknak az elemátalakítás?

Hogy ezekkel a kérdésekkel itt foglalkozhassunk, rövid áttekintést kell adnunk az atom szerkezetéről, vázolnunk kell néhány szóval azokat az eredményeket, melyeket századunk fizikája az atom felfedezésével és kipuhatolásával elért s melyek, hogy mennyire korszakalkotók, azt valószínûleg csak majd az utánunk jövő nemzedékek tudják áttekinteni. [...]

A mesterséges radioaktivitás az elemek periódusos rendszerének kiterjesztését jelenti, mivel eddig elő nem fordult elemeket sikerült létrehozni. A periódusos rendszer stabil elemeit is sikerült általában mesterségesen előállítani, így az aranyat is, de gazdasági eredmény nélkül: a mesterséges arany egyelőre drágább, mint a természetes. Deaz elemátalakítás várható hordereje nem is az alkimisták célkitûzésében keresendő, hanem az atomenergiák felszabadításában és kihasználásában.Ebből a szempontból fontos a periódusos rendszer másik kiterjesztése, mely a transzuránok (uránon túli elemek) felé történt, s az ún. meghasadás felismerésére vezetett.

Fermi 1934-ben uránt bombázott neutronokkal s neutronbefogás által 92U239-et állított elő. Ez b-aktívnak bizonyult s így egy 93 rendszámú elemet hozott létre. [...]

Az itt kiragadott néhány magreakció kicsiny hányada csupán az utóbbi évek eredményekben gazdag fölfedezéseinek. A fizika ezekkel bebizonyította az elemek átváltoztathatóságát, megmutatta az elvi utat a természet elemeinek egymásból való előállítására. Megoldotta tehát elvben az alkimisták célkitûzését, de sokkal általánosabb fogalmazásban, mert nem csupán az aranyra vonatkoztatja. Továbbmenve: előállított olyan új elemeket, melyek a természetben azelőtt nem voltak ismeretesek. Az önzetlen tudomány felismerései ezek, mint minden nagy fölfedezés, mert a természet annak mutatja meg igazi arcát, aki tiszta érdeklődéssel és szeretettel közeledik feléje. A gyakorlati eredmény mindig másodlagos jutalma a küzdőnek. A magfizika is hozott már gyakorlati eredményt: említettük a mesterséges radioaktivitás biológiai és orvosi alkalmazásait. Sok hasonló - körvonalaiban már felismerhető - egyéb alkalmazás mellett az emberiség számára sorsdöntőnek igérkezik az atomenergiák kihasználása.

Az energia megmaradásának elve a múlt század fizikájának egyik átfogó elve. A tudomány fölismeri, hogy energia nem teremthető, hanem csupán átalakítható. A technika céljaira fölhasználható, de mindig csak abban a mértékben, amint rendelkezésre áll. Így nyomul előtérbe az energiaforrásfogalma: az energiát szerezni kell valahonnan. Amûszaki tudományok egyes fejezetei az energiaforrások különböző felhasználási, átalakítási módjait adják. Ennek az elvnek fölismerése kétségkívül nagy horderejû haladás a tudományban, de egyúttal korlátozás is a gyakorlati életben. Robert Meyer, tágította a tudomány látókörét, de egyben bezárta az emberiséget az energiaforrások korlátai közé. Ez a korlátozás adja a természetben található energiaforrások értékét, az érték körül harcok keletkeznek, ezek olykor részvények, máskor politikumok alakjában folynak le. Még egy fontos körülmény: a Földön található energiaforrások túlnyomó részben mind a Nap energiájából származnak, akár geológiai időkben érkezett hozzánk a sugárzás (szén, olaj), akár ma (vízierők, jelenleg előálló szerves világ stb.).

A jelen század fizikája hatalmas lépéssel jutott előre: az ember fölfedezte az atomot. Beszámoltunk az atomkutatás főbb eredményeiről, s a részletek után fontos megállapításként mondhatjuk ki, hogy az atomfizika merőben új és változatos jelenségein éppúgy uralkodik az energia megmaradásának elve, mint a régi fizikában, sőt az energiaelv legjobb igazolásai éppen az atomfizikában megismert elemi jelenségek és a magreakciók. [...]

A korlát tehát, melyet a fizikai felismerés a mûszaki mûveletek köré emel, nem dőlt le. Kitágult azonban oly mértékben, hogy jelentőségét egészen elveszti, ha egyszer azt, amit ma tudományosan látunk, gyakorlatilag is ki tudjuk majd használni. A Napból hozzánk sugárzott viszonylag kis energiamennyiségek helyébe az atomenergiák szinte mérhetetlen forrásai lépnek. [...]

Fölmerül ezek után a kérdés, hogyan van az, hogy az ismert magreakciók rendkívül változatos sokasága ellenére még mindig késik az atomenergiák gyakorlati kihasználása? Ennek magyarázata az atommag rendkívül kicsiny méreteiben keresendő. Millió és millió gyorsított részecskére van szükség, hogy egy „találat"-ot kapjunk azokból az igen kicsiny céltáblákból, melyeket az atommagok a lövedékeknek nyujtanak. Fizikus nyelven szólva, a hatáskeresztmetszet az egyes atommagreakciókra nézve igen kicsiny. Hogy a magreakciókat mégis észlelni, tanulmányozni tudjuk, hogy a reakciótermékeket képesek vagyunk azonosítani, az a vizsgált részecskék nagy energiájának, villamos töltésének és a mérési módszerek fejlettségének, rendkívüli érzékenységének köszönhető. Akár Wilsonkamrában, akár számlálóberendezésekben végezzük a részecskék megfigyelését, mindig a nagy kinetikus energia és a részecskék villamos töltése teszi lehetővé a megfigyelést s engedi meg a különböző részecskék egymástól való megkülönböztetését, úgyhogy a reakcióegyenletek biztonsággal fölírhatók.

Gyakorlati szempontokból viszont mitsem számít az az energia, ami egy mai laboratóriumi berendezésben néhány mag átalakításával termelhető. Az atomi számok világában még a millió is „néhány", hiszen a grammatomban billiószor billió atom van! A nagyfeszültségû berendezések további fejlesztésé tehát gyakorlati szempontból nagyon hosszadalmas út volna. Sok millió fokos hőmérséklet földi megvalósítását pedig már előző fejtegetéseinkben szintén elvetettük.

Ezért legkilátásosabb a gyakorlati megvalósítás céljaira - legalább is egyelőre - magreakcióláncok keresése. Emiatt rendkívül fontos a Joliot-iskola felfedezése, hogy az urán hasadásakor képződő termékek között neutronok vannak. Joliot és Fermi szerint egy hasadás átlagban 2-3 neutront ad. Ez azt jelenti, hogy alkalmas berendezésben az egyszer neutronnal megindított hasadási reakció további hasadásokat hozhat létre más uránmagokon, láncolatosan.

A rendkívül kicsiny hatáskeresztmetszetek miatt csak akkor van remény, hogy a keletkezett neutron újabb uránmagot talál, ha az urántömeg nagy kiterjedésû. Azonkívül, mivel a hatáskeresztmetszet Iassú neutronokra nagy, gyors neutronokra kicsiny, célszerû a neutronokat lassítani. [...]

A hasítási lánc megvalósításához tehát nem csupán 139-szer több természetes uránra van szükség, hanem e mennyiségből az U235-öt még ki is kell választani. Ez a feladat az izotópok szétválasztásának mai fejlett technikájával is nehéz, mivel az atomsúlyarány 235:238, közel van az egységhez. Tekintettel a kérdés rendkívüli tudományos, gazdasági és katonai fontosságára, a különböző magfizikai laboratóriumokban és a különböző államokban lázas munka folyik az uránizotópok szétválasztására: A háborús viszonyoknak tudható be, hogy ma nehéz a kérdésről közleményeket szerezni. A legutóbbi közlések szerint eddig csupán a gramm kis törtrészei azok a mennyiségek, melyekig a szétválasztásban el lehetett jutni.

Gyakorlatilag tehát eddig nem sikerült atomreakcióláncokat megvalósítani. De az út meg van jelölve. Az út rögös és költséges, mert a ritka U235-ön át vezet. Az 1/139 előfordulási szám mellett még mindig 17 000 kg szén energiájának felel meg 1 kg természetes urán energiája. Árkérdéseket ma még nem kalkulálhatunk, mert nem ismerjük az U235 kiválasztásának árát, de a kérdésnek nem is ebben van a jelentősége, hanem abban hogy példát mutatna az atomenergiák gyakorlati kihasználására. A példát a belőle levont tanulságok alapján bizonyára olyan egyéb reakcióláncok követhetnék, melyeket nem nehezítene meg egy izotópszétválasztás, mint mellékkérdés s melyek könnyen hozzáférhető anyagokon mennek végbe. Az is lehetséges, hogy az egyszer megindított magreakciólánc nagy energiája más magreakciókat indít majd meg. Persze rögtön föltolul ezzel kapcsolatban a kérdés: rendelkezhetik-e az ember egy merőben új területen azzal a szükséges óvatossággal, mellyel meg tudja akadályozni a nem várt és nem kívánt további reakciókat? Nemcsak a „tûzgyújtást", hanem a „tûzoltást" is fel kell találni annak, aki a természet elképzelhetetlen bőségû energiaforrásai között kísérletezik. Az egyenértékegyenlet szerint puskaporos hordó tetején táncolunk, onnan kell megszereznünk jövő gazdasági életünk legóhajtottabb kincseit. Forradalmi újítást jelentene polgári és katonai téren egyaránt, ha a továbbiakban az atomenergiák csillagászati számai vennék át a szerepet a szén- és olajmezők mai értékelése helyett.

Mikorra tehető az idő, amidőn az atomenergiák felhasználása nem lesz álom többé? Azt felelhetjük: ilyen jóslásba nem bocsátkozhatunk, mert a tudomány fejlődése nem folytonos, hanem ugrásszerû! A tudományt a spontán felfedezések viszik előbbre, a szorgalom csak megépíti az összeköttetést az előretörés után. De mondhatjuk, hogy ma már megvan az alapja az előretörésnek s így jogos a hitünk és reményünk az atomenergiák kihasználása s az emberiség szebb jövője iránt.