Manhattan-prosjektet. Introduksjon

Transkript

1 Manhattan-prosjektet Introduksjon Året er August Einstein, en av de store, om ikke den største fysikern på denne tiden, skrev et brev angående forsøk som hadde blitt utført ved kjedereaksjoner med grunnstoffet uranium. Fysikern mente og hadde funnet ut at ved hjelp av disse kjedereksjonene kunne man utvinne så store mengder energi at man kunne få mulighet til å lage bomber, som ville gi fra seg enorme mengder med energi. Disse mengdene energi kunne da blitt brukt til et trumfkort for de som hadde dem, eller som Einsten sin intensjon var; å lage et våpen for å holde på freden i verden. Einstein, ved hjelp av sin forskerkamerat Szilard skrev også om hvorvidt den tyske stat allerede hadde startet å utforske på nettopp dette området, og utvekslet en samlet uro over den tanken at om Hitler ville få tak i et slikt våpen før noen andre, så kunne dette være et ess i ermet som de igjen var sikre på at han ville brukt om han hadde sjansen til det. De ville derfor nærmest instruere amerikanerne til å starte på sitt eget atomprogram, slik at om Nazityskland ville få fingrene sine i dette våpenet, så hadde også den amerikanske hæren mulighet til å ha det til rådighet. Litt over et år etter at brevet var skrevet kom svaret fra President Roosevelt, den amerikanske hæren hadde nå satt opp en komité med forskere i spissen som skulle studere uranium. Denne avgjørelsen ble startskuddet til hva som kom til å bli et prosjekt som ble det eneste suksessfulle i andre verdenskrig, Manhattan-prosjektet[1]. Ut over krigens gang, så fikk man flere land som ville inn i kampen om atomkraften. Japanerne kjørte gjenneom sitt program, men det var ikke før i slutten av krigen at gjennombruddene kom der, da de ikke hadde mulighet til å sette stor prioritet på prosjektet. Grunnen til dette var jo selvfølgelig at japanerne allerede sleit med krigen, mens amerikanerne hadde den fordelen at landet var beskytet av hav på begge sider, noe som viste seg å være en avgjørende faktor for at de ble de første som klarte å få ført fisjonen i laboratoriet inn i bombeform. Veien til atombomben Forskningen på atomet og dets egenskaper ble begynt helt på starten av 1900-tallet da fysikern Ernest Rutherford kom fram til naturen eller grunnegenskapene til atomet, litt senere fikk vi dansken Niels Bohr som talte om sin model over atomets struktur, hvor nukleonet var omringet av elektroner som gikk i rundgang rundt det i baner. Noen år etter dette får vi også den verdenskjente formelen E = mc²; hvor man fikk vite at energi er lik massen ganger farten til lyset opphøyd i andre. Tredve år etter disse oppdagelsene kom det neste gjennombruddet da tyske forskere fant ut at man kunne splitte atomer ved å sende nøytroner mot atomkjernen.[2]resultatet ble hva man nå kaller for fisjon. Dette ble en tid hvor alle forskerne kjente hverandre og utvekslet sine idér seg i mellom, noe som gjorde at man klarte å få til så mye på den korte tiden som var igjen før fellesskapet ble til et lukket miljø. Problemene oppsto da Tyskland fikk sitt nazi-styre og Hitler kom til makten, nå var det ikke en samlet fremgang innen atomfysikk som gjaldt, det ble i stedet et kappløp om å få tak i den mest ødeleggende kraften siden TNT ble oppfunnet. Amerikanerne, som ble seiersherren i dette kappløpet, fikk et stort forsprang da en stor del av forskermiljøet var jøder eller personer som generelt var mot ideologien til nazistene, disse dro selvfølgelig til andre land. Fisjon ble det nye store, og når man fant ut at i tilegg til å sende ut store mengder energi, så ble det også sendt ut nøytroner som igjen kunne splitte en ny kjerne og skape en kjedereaksjon, dette vekket da idén om en kjernereaksjon som var så stor at den kunne sende ut enorme mengder med kraft ut fra for eksempel en bombe. Dette ble en ny måte å få brukt den nyoppfunnede funksjonen til Uranium, man kunne også drømme om å få utvinnet energi i form av strøm og varme. Ettersom kjernefusjon utgir så mye energi som den gjør, så kunne dette vise seg å bli en ekstremt finurlig måte å produsere energi, men dette var jo før man i det hele tatt tenkte på de negativc sidene ved atomkraft.

2 Eksperimenter ble utført på Uranium-235 og Uranium-238, og man fant ut at om man skulle få til en stor kjedereaksjon så måtta man bruke den raske/tunge Uraniumen, da den lettere/trege versjonen kunne i verste fall ende med at metallet som man oppbevarte Uraniumet ville sprenge, noe som kunne resultert i at man kun endte opp med en minimal eksplosjon. Man hadde nå kommet så langt at idén om atombomben kunne realiseres, i allefall til de visse grader. Som tidligere nevnt ble et brev sendt til Roosevelt, brevet som da var en personlig melding om uro fra det som ble kalt for Den ungarske konspirasjonen. De tre var helt overbevist om at tyskerne hadde satt igang et prosjekt for å få i gang en utforsking på emnet Atombomber, de var derfor så overbevist om at de måtte informere den amerikanske presidenten om dette problemet som potensielt kunne bli så stort at det var ireversibelt. De sto nå ovenfor et annet problem, selv om de tre var vidkjente fysikere, så var det ikke sikkert at Roosevelt hadde hørt om dem og dette kunne resultert i at den verdenskjente presidenten kunne gått glipp av og eventuelt mistet muligheten til å ha et stort overtak på tyskerne, noe de tre ungarerne ikke ville ta sjansen på. Forskern/fysikern Albert Einstein, som da hadde bosatt seg på Long Island for ferien, ble oppsøkt av Szilard og Wigner. Szilard forklarte muligheten til at atomet kunne lage en kjedereaksjon, noe Einstein overasket svarte Daran habe ich gar nicht gedacht! [3] Det hadde jeg aldri tenkt på!. Einstein ble enig i at han måtte gjøre alt han kunne for å informere den amerikanske presidenten. Einsten-brevet ble skapt og ved hjelp av Sachs, en venn av presidenten, ble det overlevert og forklart at noe måtte gjøres. Startskuddet for prosjektets gang ble iverksatt. Uran komitén En komité ble lagd under navnet Advisory Commitee on Uranium [3], denne komitén skulle stå for alle midlene og godkjenningene som trengtes for å komme videre i arbeidet mot atombomben. De første midlene som ble spurt etter kom fra Szilard, som ville bygge et uranium-grafitt system for å få produsert en kjedereaksjon. Dr. Lyman J. Briggs, formannen for komitén var i starten ikke villig til å møte kravene fra de utenlandske fysikerne og mente at om det ikke var mulig å lage en kjedereaksjon så ville den amerikanske stat bli latterliggjort for å ha gitt midler til utenlandske forskere.[4] Avgjørelsen gjorde et dårlig inntrykk på de forskerne som hadde flyktet fra andre land, og sverget på at de aldri ville jobbe med prosjektet igjen. Den andre verdenskrig gikk fremover, tyskerne tok over mer og mer landeområder, men amerikanerne som ikke hadde sett noe til fiendtligheter mot sitt land, nektet å blande seg inn. Britene, som allerede hadde møtt knusende makt fra tyskernes side, ønsket da å få i gang et slikt atomprogram på sin side, men på grunn av de ødeleggende tyskerne så hadde de ikke midler til å få til nettopp dette. Britiske forskere startet nå en stor kampanje gjennom sine forskningsinstitutter og valgte å starte en lobbyvirksomhet for å få fram mer interesse til å få lagd et slikt våpen. Etter at tyskerne hadde tatt over Belgia, som på den tiden hadde en av de største uranminene og erobret Norge for å få tak i tungtvann anlegget, som var det eneste i verden, så ble det mer åpenbart at tyskerne var villige til å gjøre alt for å få bli de første som klarte å produsere atombomben. Det så lenge ut til at tyskerne med Hitler i spissen skulle klare å bli først i atomracet og dette var noe ingen ville. Andre verdens krig setter fart på prosjektet. Den syvende Desember 1941, den amerikanske basen Pearl Harbor blir bombet av japanerne. Det nå ingen tvil om at krigen har kommet til amerikanske landmerker og det blir endelig klart at det å få lagd en atombombe blir en høy prioritet for den amerikanske hæren og marinen. Arbeidet hadde allerede startet et år før, førti-tusen amerikanske dollar ble gitt ut til forskningsteamet for å få til nøkkelen for atomkraftens dør. Det ble nå klart at noen måtte ta

3 lederrollen for det som kom til å bli kalt for Manhattan-Prosjektet. Denne rollen falt på Leslie R. Groves, en ingeniør som tidligere hadde stått bak byggingen av Pentagon. Forskningsteamet under hans kommando fikk beskjed om å bygge en Self-sustaining chain reaction [5], et system basert på uranium og grafitt. Forskerne begynte arbeidet sitt ved Universitetet i Chicago på et ubrukt felt midt i et stort område med mennesker, det var uvisst hvorvidt det ville være noen fare for de som bodde rundt feltet, men Fermi var sikker på at reaksjonen kunne kontrolleres. Selve hovedeksperimentet ble utført andre Desember, 1942, nesten et år etter at japanerne hadde startet krigen på Pearl Harbor. I midten av arenaen ble det plassert lag etter lag med uranium og grafitt, nesten 500 ton med grafitt i 57 lag, hvor det var plassert inn kuber med uranium.[6] Illustrasjon over hvordan haugen var oppbygget. Det ble plassert ut lange staver med cadmium for å sikre at om det skulle skje noe uhell, så kunne disse bli sluppet ned i hull og absorbert nøytronene som ble sendt ut av uraniumet. Ved hjelp av dette kunne de regulere hvor stor fisjonen skulle være. Når stavene var trukket ut og det ble produsert mer nøytroner fra kjernene enn cadmiumet klarte å absorbere, så hadde de klart å lage en selvforsynt kjernereaksjon, som da er grunnelementet i hvordan man får en atombombe til å fungere og hvordan man får utvinnet energi. Om reaksjonen skulle komme ut av kontroll så kunne de også ved hjelp av en sikkerhetsstav slippe denne ned for å bremse opp energiproduksjonen og absorbere nøytronene slik at situsasjonen skulle komme under kontroll igjen. 3.53p.m samme dagen kom det første kontrollerte utslippet av energi, suksessen var et faktum og selv om alle hadde forutsett at det skulle gå bra, så var det fortsatt en rar følelse blant personene som jobber der. Det første steget var tatt, en selv-oppholden kjedereaksjon var nå et faktum, nå sto det bare igjen å få ingeniørene til å implementere det hele inn i et metalskall slik at atombomben skulle kunne brukes mot eventuelle fiender eller for å holde på fred, noe den var ment for da de først startet på prosjektet. Etter suksessen i Chicago, så forskerne mer og mer penger som kom fra de amerikanske overhodene. Den 28. Desember sa President Roosevelt ja til å gi mer penger og det gikk tilsammen ca. 2 milliarder dollar til prosjektet. Det ble nå fastsatt at det skulle bygges Plutonium anlegg, Elektromagnet anlegg og det skulle startes produksjon av tungtvann. Prosjektet hadde nå fått komplett støtte fra Presidenten og militæret, de ville selvfølgelig at dette ikke skulle ta så lang tid. Selv om det allerede hadde blitt gjort mye, så sto det fortsatt igjen en stor del som måtte gjøres før

4 bombene ble klare til bruk. Prosjektet i seg selv hadde to store fordeler ved seg, alt var hemmeliggjort og de klarte å holde en enorm fart. De var faktisk så flinke til å holde alt hemmelig at selv arbeiderne som jobbet med prosjektene spredt rundt omkring i de forskjellige basene ikke hadde noen anelse om hva de faktisk jobbet på. Farten ble også holdt oppe på det faktum at alle jobbet så og si mot klokken. Ingen visste hvor, når eller om tyskerne skulle klare å få lagd en bombe, noe som muliggjorde muligheten til å gi beslutninger på kortest mulig tid. Resultatet av dette ble enormt og fremgangen vistes overalt, selv om det ikke helt var sikkert om de skulle klare å bli ferdig med bombene på kort tid, men alle var enige om at dette var en stor prioritet. Dårlige nyheter ble servert i starten av 1943, Oppenheimer's laboratorium i Los Alamos hadde kalkulert seg fram til at man trengte tre ganger så mye Uranium enn man tidligere hadde antatt. Det ble nå tid for at General Groves måtte få tak i flere anlegg som kunne produsere nok fissjonerbart materiale for å få lagd en bombe. Det neste problemet oppsto ikke lenge etter, anlegget på Y-12 sto ovenfor en krise da den ene vakuumtanken begynte å lekke, resultatet av dette ble at deler av anlegget ble ødelagt av rust. Det tok heller ikke lang tid før Groves satt stedet ut av drift. Etter Januar 1944 hadde de nå fått resultater fra det andre Alpha anlegget, det ble sendt ut 200gram Uranium, men dette var ikke nok. Resultatene nærmer seg Andre verdenskrig i seg selv nærmet seg slutten og prosjektet så også ut til å nærme seg slutten, suksessene som hadde startet i Chicago tre år tidligere ble fulgt opp med at våpenet så ut til å nesten ligge i hendene på den amerikanske hæren, men plutselig så skjer det noe som ingen hadde trodd skulle skje, President Roosevelt dør og Vise President Truman tar over rollen som overhode. Innen Truman hadde klart å ta styringen over landet så var det ikke lenge før Japan var beseiret. De hadde allerede bombet japanske byer og drept over innbyggere i Tokyo og det neste angrepet skulle ta livet av enda fler, selv om amerikanerne visste at japanerne ville slåss til de ikke hadde mulighet lenger. De amerikanske generalene derimot var helt sikre på at å plassere en eller to atombomber ville endre denne instillingen, de var også alle enige om at Manhattan-prosjektet måtte holdes hemmelig til etter at Japan var bombet. For angrepet skulle ta sted så tidlig så mulig uten noe forvarsel. Bare et par uker senere ble den første testsprengingen utført i New Mexico ørkenen, en Plutonium bombe ble plassert i et 100-fot høyt tårn. Bomben ble satt i gang og forskerne, generalene og prosjekt arbeiderne satt nysgjerrig og ventet på hva som skulle skje. Den gikk av og på litt over et par sekunder så hadde den allerede klart å fjerne tårnet og asfalten rundt stedet, det eneste som var igjen på plassen var støvet bomben hadde gjort det til. Et stort lysglimt var også å se, så lyst at enkelte ble blinde over en viss periode, atomalderen hadde begynt. Kraften til bomben ble målt til å holde 18.6 kilotonn og en soppsky var å se på himmelen. 6 August 1945, en Uranium bombe er på vei med fly mot Hiroshima, Japan. Enola Gay, som flyet het ble senket ned mot byen og ved fots høyde slippes Little Boy. Flyet trekker seg raskt tilbake og ser at ved 1900 fot over byen går den av, byen er nå dekket av en stor sky, piloten selv sa: the city was hidden by that awful cloud...boiling up, mushrooming, terrible and incredibly tall [7] om nettopp det han så. Bare den ene bomben tok livet av så mange som mennesker og til ble skadet og ved enden av 1945 hadde radioaktiviteten til bombene steget dødstallene til over mennesker, fem år senere var den oppe i Amerikanerne håpet nå at Japanerne ville overgi seg til denne store faren som hadde truffet dem, men et par dager senere gikk russerne til angrep og man kunne si at kapitulasjon ikke var mulig. Tre dager etter at den første bomben hadde falt kom den andre bomben med fly over Nagasaki, Fat Man var på vei. Den ble sluppet over byen Nagasaki og gjorde like mye skade som Little Boy, menneskeliv gikk tapt også her. Dagen som fulgte kom meldingen om kapitulasjon fra japanerne og krigen var offisielt over den 14. August.

5 Operasjon Crossroads Etter krigen var ferdig ble det utført to siste våpentester med atombomber, i Juli Denne gangen var det fastsatt at bombene skulle testes på sjøsatte mål, både over og under vann skulle de sprenges. Resultatene av dette var omtrent like destruktivt som de to bombene som ble sluppet over Nagasaki og Hiroshima. Baker, bomben som ble detonert under vann var også den første gangen man fikk introdusert en av de farligere sidene ved atombomben, atomavfall. Atomavfallet kom fra at når en atombombe sprenges så slippes det ut støv som inneholder radioaktive partikler[8]. Disse partiklene fant man ut at var skadelig for den biologiske tilstanden til blant annet dyr, som igjen fikk innvirkning på de som spiser dyrene som har fått disse partiklene i seg. Prosjektets lokasjoner Selv om navnet kanskje tilsier at mesteparten av arbeidet ble utført i Manhattan-områdene, så ble det spred over store mengder områder rundt omkring i USA, blant annet i Chicago hvor man klarte å lage den første kjedereaksjonen som var selvforsynt. Hovedkvarteret var plassert i Manhattan fra starten. De tre hovedbasene: Område Y: Plassert ved Los Alamos, spesialisert på å utforsking av bomber. Sto for produseringen av hydrogenbomben, bomben som ble brukt ved den første atombombetesten og Fat Man + Little Man, brukt mot Nagasaki og Hiroshima Område W: Plassert ved Columbia elven i Washington, spesialisert på å utvinne Plutonium fra store blokker med Uranium. Produserte Plutoniumet til Trinity-bomben og bomben som ble sluppet over Nagasaki Område X: Plassert ved Oak Ridge, Tennessee. Jobbet med å produsere Plutonium fra Uranium. Fire underbaser: - X-10; En demonstrasjons base for å vise produksjonsprosessen ved å lage Plutonium. - Y-12; Brukt for elektromagnetisk separering av Uranium K-25; Utførte diffusjon for å skille Uranium-235 fra Uranium-238. S-50; Drev med flytende termisk diffusjon. Andre mindre baser: Met Lab: Plassert i Chicago. Den lokasjonen som ble brukt til den første suksessfulle utprøvningen av det som nå kalles for en Atomreaktor. Reaktoren ble bygd ved å bygge en haug med en miks av grafitt og Uranium. Project Trinity: Plassert i Wendover. Preparerte testingen av den første atombomben. Project Ames: Ames, Iowa. Produserte råstofform av Uranium-metallet. Bibliografi/Referanser F. G. Gosling, The Manhattan Project: Making the Atomic Bomb (DOE/MA-0001; Washington: History Division, Department of Energy, January 1999) Daniel Cohen, The Manhattan Project (21st Century (April 1, 1999) [1] [2]Daniel Cohen, The Manhattan Project (21st Century (April 1, 1999) S.13 [3]Daniel Cohen, The Manhattan Project (21st Century (April 1, 1999) S [4]Daniel Cohen, The Manhattan Project (21st Century (April 1, 1999) S [5] Cohen, The Manhattan Project (21st Century (April 1, 1999)S.27

6 [6] Daniel Cohen, The Manhattan Project (21st Century (April 1, 1999) S.25 7]F. G. Gosling, The Manhattan Project: Making the Atomic Bomb (DOE/MA-0001; Washington: History Division, Department of Energy, January 1999) S.84 [8] Av Thomas A. Gabrielsen.