Monille Manhattan-projektiin osallistuville tutkijoille kilpailu atomipommin rakentamisesta oli synkkä taistelu elämän ja kuoleman välillä. Teknologian tuhoavaa voimaa tai sen väistämätöntä siviilimaksua ei voida kieltää. Hiroshiman ja Nagasakin pommi-iskujen jälkeen, jotka tapahtuivat 70 vuotta sitten tällä viikolla, tieteellinen johtaja J. Robert Oppenheimer muisteli kuuluisasti tunteitaan kuultuaan uutisia lainaten hindulaisesta tekstistä: "Nyt minusta on tullut kuolema, maailmojen tuhoaja. "
Asiaan liittyvä sisältö
- Omituinen tarina Saddam Husseinin epäonnistuneesta “superpistoolista”
- 390-vuotias puu, joka selvisi Hiroshiman pommituksesta
- Ydintesteistä johtuva plutonium yhdistyy ilmakehään
Mutta toisen maailmansodan otteessa, kun saksalaiset tutkijat työskentelivät vaivatta samaa tekniikkaa, Oppenheimer ja muut Yhdysvaltain fyysikot keskittyivät innokkaasti tehtävään luoda maailman ensimmäinen ydinase. Ja Los Alamosin kansallisen laboratorion salaisissa rajoissa, kahden ryhmän välillä kärsi sisäinen taistelu, jossa oli vastakkaisia ideoita tappavan hyötykuorman toimittamiseksi.
Viime kädessä Japaniin putosi kahden tyyppisiä pommeja, jotka käyttivät erilaisia radioaktiivisia aineita, vain muutaman päivän välein, koodinimeltään Little Boy ja Fat Man. Mutta jos tiedemiehet olisivat onnistuneet ensimmäisissä yrityksissään, molemmat pommit olisi voitu nimetä Thin Maniksi.
Atomin ydin on muuttuvampi paikka kuin voisit kuvitella. Atomissa on ytimessä sekoitus hiukkasia, joita kutsutaan protoneiksi ja neutroneiksi, jotka yhdistyvät antaen atomille sen massan ja ainutlaatuisen alkuaineen persoonallisuuden. Vaikka tietyn kemiallisen elementin kaikilla atomilla on sama määrä protoneja, neutronimäärä voi vaihdella, jolloin saadaan eri massojen isotooppeja. Mutta kuten liian täynnä lauttaa, jotkut isotoopit vetoavat vakauden reunalla ja ovat alttiita heittämään spontaanisti ylimääräistä energiaa ja hiukkasia säteilyn muodossa. Ajan myötä radioaktiiviset isotoopit hajoavat luonnollisesti vakaammiksi kokoonpanoiksi ja jopa uusiksi elementeiksi melko ennustettavassa tapahtumaketjussa.
Atomin valjastaminen räjähdyksen aikaansaamiseksi vaikutti realistiselta vasta vuonna 1939, jolloin Berliinin tutkijat onnistuivat jakamaan uraaniatomin tarkoituksella kevyemmiksi elementeiksi. Oikealla tavalla indusoitunut ydinfissioprosessi voi vapauttaa valtavia määriä energiaa - The New York Timesin alkuperäisten raporttien mukaan Hiroshimaan pudotettu pommi räjähti 20 000 tonnin TNT: n voimalla, vaikka tätä arviota on sittemmin alennettu 15 000 tonniin.
Albert Einstein varoitti vuonna 1939 Yhdysvaltain presidentti Franklin Rooseveltille osoitetussa kirjeessä fissiokokeesta ja natsien pyrkimyksistä aseen rakentamiseen. Pian sen jälkeen tutkijat osoittivat, kuinka paljon uraania tarvittaisiin kriittisen massan saavuttamiseksi ja halkeamispommin räjäyttämiseksi, ja he todistivat voivansa käyttää myös plutoniumia tehtävään. Vuoteen 1941 mennessä Manhattan-projekti oli liittynyt kilpailuun toimivan atomipommin kehittämiseksi.
Oppenheimer sijoitti ensin uskonsa Thin Man -nimiseen suunnittelukoodiin, joka on pitkä, laiha ase-tyyppinen pommi. Se laukaisi radioaktiivisen materiaalin tulpan samasta esineestä valmistettuun kohteeseen, niin että puristusvoimat ja kasvanut massa laukaisivat ketjureaktion, joka johtaisi halkeamisräjähdykseen. Toisena ryhmänä tutkittiin suojauksena räjähdyspommia, joka puristaisi alikriitisen materiaalimassan räjähteiden ympäröimään ytimeen. Kun lataukset menivät pois, materiaalipallo puristui greipin koosta tenniksipalloksi, saavuttaen kriittisen massan ja räjäyttäen pommin.
Boeing B-29 Superfortress -pommittaja vierittää taaksepäin pommi-kuopan yli Tinianin torjuntaan Mariana-saarilla. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Pikku pojan pommi lepää hydraulihissillä. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Fat Man -pommi tarkistetaan kuljetusnukkeellaan. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Pieni poika -pommi valmistetaan lataamiseen B-29-pommikoneeseen Enola Gay . (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Fat Man -pommin räjähtävä ydin valmistetaan asettamiseksi kotelon sisään. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Hydraulinen hissi nostaa Pikkupojan pommin konepaikkaan. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Rasva mies nostetaan hissillä pommi-kuopan yläpuolella ennen lastaamista B-29 Bockscariin . (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Pikku poika pommi Enola Gay -lahden sisällä. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) 
Enola Gay -vetoimuri Deak Parsons oli yksi monista ihmisistä, jotka allekirjoittivat nimensä Fat Man -pommin häntäkokoonpanossa. (Atomic Heritage Foundationin myötävaikutus) Implasion malli oli tyylikäs, mutta fysiikka oli vähemmän varmaa, minkä vuoksi asemalli otti etusijalle. Noin neljän kuukauden kuluttua projektin tutkijat kuitenkin ymmärsivät, että ohut ihminen ei aio työskennellä halutun polttoaineen lähteen, radioaktiivisen isotoopin plutonium-139 kanssa. Kaakkois-Washingtonin osavaltion Hanfordin sivusto rakennettiin vuonna 1943 nimenomaisesti pumppaamaan pois aselaatuista plutoniumia, ja osoittautui, että sen reaktorien materiaalilla oli kohtalokkaat puutteet.
"Plutonium Thin Man -malli oli hylättävä korkean räjähdysriskin takia", sanoo Smithonianin Yhdysvaltain historian kansallismuseon sotilastekniikan historioitsija Barton Hacker. Se ei ole niin pelottavaa kuin miltä se kuulostaa - se tarkoittaa yksinkertaisesti, että pistoke ja kohde menettävät tuhoavan voimansa ennen kuin pommi voi tosiasiallisesti mennä pois. "Saatavilla oleva plutonium emittoi liian paljon neutroneja, käynnistäen ydinreaktion ennen kriittisen massan saavuttamista, mikä johti siihen, mitä fyysikot kutsuivat kivennäiseksi."
Uraanin neutroniemissio oli riittävän alhainen, jotta aseen tyyppi pääsi kriittiseen massaan, mutta tarjonta oli vakavasti rajoitettu. "Plutoniumia voitaisiin tuottaa nopeammin kuin aselaatuista uraania", Hacker sanoo. "Aseen suunnittelu toimi varmasti, mutta uraania ei ollut riittävästi kuin yksi vuonna 1945."
Pikku poikapommi, joka putosi Hiroshimaan 6. elokuuta 1945, oli ohut miehen jälkeläinen, lyhyempi ase-tyyppinen pommi, jolla oli uraanin hyötykuorma. Sillä välin Nagasakiin 9. elokuuta pudonnut pommi oli räjähdyslaite, plutoniumikäyttöinen Fat Man. Sen suunnittelu oli noin kymmenen kertaa tehokkaampi ja tuotti suuremman räjähdysvoiman, joka vastaa nykyaikaisten arvioiden mukaan noin 21 000 tonnia TNT: tä. Vaikka Little Boy -pommi oli vähemmän tehokasta ja vähemmän voimakasta, se tuhosi suuremman osan Hiroshiman ympäröivästä alueesta, koska Nagasakin ympäröivä mäkinen maasto rajoitti rasvan ihmisen räjähdyssädettä. Pommitusten jälkeen räjähdyksestä tuli kuitenkin ydinaseiden ensisijainen suunnittelu kylmän sodan aikakaudella.
"Tietojeni mukaan ainoa ase-tyyppinen malli, joka koskaan räjähti Hiroshiman jälkeen, oli yksi Nevadassa vuonna 1953 testatusta ydinaseiden tykistöstä", Hacker sanoo. "Kaikki loput olivat räjähdysmalleja. Aseen tyyppiset mallit olivat luotettavia, mutta tehottomia, ja niissä käytettiin enemmän ydinmateriaalia samoilla tuloksilla kuin räjähdyslaitteilla. Ne pysyivät varastoissa tykistökuorina, mutta ketään muuta ei räjäytetty."
