Dla wielu naukowców zaangażowanych w Projekt Manhattan wyścig o zbudowanie bomby atomowej był ponurą bitwą między życiem a śmiercią. Nie można było zaprzeczyć niszczycielskiej sile technologii lub jej nieuniknionemu żniwu wśród ludności cywilnej. Po zamachach w Hiroszimie i Nagasaki, które miały miejsce 70 lat temu w tym tygodniu, dyrektor naukowy J. Robert Oppenheimer słyszał o swoich uczuciach po wysłuchaniu wiadomości, cytując z hinduskiego tekstu: „Teraz jestem Śmiercią, niszczycielem światów. „
powiązana zawartość
- Dziwaczna historia nieudanego „Supergunu” Saddama Husseina
- 390-letnie drzewo, które przetrwało bombardowanie Hiroszimy
- Pluton z testów jądrowych utrzymuje się w atmosferze
Ale w czasie II Wojny Światowej, kiedy niemieccy naukowcy ukradkiem pracowali nad tą samą technologią, Oppenheimer i inni fizycy w USA byli bardzo skupieni na stworzeniu pierwszej na świecie broni nuklearnej. A w tajnych ramach Laboratorium Narodowego Los Alamos toczyła się wewnętrzna bitwa między dwiema grupami z przeciwstawnymi pomysłami na dostarczenie śmiertelnego ładunku.
Ostatecznie dwa rodzaje bomb wykorzystujących różne materiały radioaktywne spadły na Japonię zaledwie kilka dni od siebie, pod kryptonimem Little Boy i Fat Man. Ale gdyby naukowcom udało się za pierwszym razem, obie bomby mogły zostać nazwane Thin Man.
Jądro atomu jest miejscem bardziej zmiennym, niż można sobie wyobrazić. W swoim sercu atom zawiera mieszaninę cząstek zwanych protonami i neutronami, które łączą się, aby nadać atomowi swoją masę i wyjątkową osobowość elementarną. Podczas gdy wszystkie atomy danego pierwiastka chemicznego mają tę samą liczbę protonów, liczba neutronów może się zmieniać, dając izotopy o różnych masach. Ale jak przepełniona tratwa, niektóre izotopy balansują na krawędzi stabilności i są podatne na spontaniczne wyrzucanie nadmiaru energii i cząstek w postaci promieniowania. Z czasem izotopy radioaktywne w naturalny sposób rozpadają się na bardziej stabilne konfiguracje, a nawet na nowe pierwiastki w dość przewidywalnym łańcuchu zdarzeń.
Wykorzystanie atomu do stworzenia eksplozji nie wydawało się realistyczne aż do 1939 roku, kiedy naukowcom w Berlinie udało się celowo rozdzielić atom uranu na lżejsze pierwiastki. Wywołany we właściwy sposób proces rozszczepienia jądra atomowego może uwolnić olbrzymie ilości energii - według wstępnych raportów The New York Times, bomba zrzucona na Hiroszimę eksplodowała siłą 20 000 ton TNT, chociaż szacunek ten został już obniżony do 15 000 ton.
W liście z 1939 r. Do prezydenta USA Franklina Roosevelta Albert Einstein ostrzegł przed eksperymentem rozszczepienia i nazistowskimi próbami zbudowania broni. Niedługo potem naukowcy wykazali, ile uranu będzie potrzebne do osiągnięcia masy krytycznej i zdetonowania bomby rozszczepialnej, i udowodnili, że mogą również wykorzystać pluton do tego zadania. Do 1941 r. Projekt Manhattan dołączył do wyścigu w celu opracowania działającej bomby atomowej.
Oppenheimer początkowo zaufał projektowi Thin Man, długiej, chuda bomba typu pistoletowego. Wystrzeliłby zatyczkę materiału radioaktywnego na cel wykonany z tego samego materiału, tak że połączone siły kompresji i zwiększona masa wywołały reakcję łańcuchową, która doprowadziłaby do wybuchu rozszczepienia. Jako żywopłot inny zespół badał bombę implozyjną, która ściska podkrytyczną masę materiału w rdzeniu otoczonym materiałami wybuchowymi. Gdy ładunki wybuchły, kulka materiału wyciskała się z grejpfruta do piłki tenisowej, osiągając masę krytyczną i detonując bombę.
Bombowiec Boeing B-29 Superfortress przetacza się do tyłu nad polem bombowym, by załadować go na Tinian na Wyspach Mariany. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Bomba Little Boy spoczywa na podnośniku hydraulicznym. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Bomba Grubas zostaje sprawdzona na wózku transportowym. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Bomba Little Boy jest gotowa do załadowania na bombowiec B-29 Enola Gay . (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Rdzeń implozyjny bomby Grubas jest gotowy do umieszczenia wewnątrz obudowy. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Podnośnik hydrauliczny podnosi bombę Little Boy do zatoki samolotu. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Grubas jest podnoszony na podnośniku nad polem bombowym przed załadowaniem do Bockcar B-29. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Bomba Little Boy w zatoce Enola Gay . (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) 
Deola Parsons, Enola Gay, strzelec broni, był jedną z kilku osób, które podpisały się na tylnym zgromadzeniu bomby Grubas. (Dzięki uprzejmości Atomic Heritage Foundation) Projekt implozji był elegancki, ale fizyka była mniej pewna, dlatego model pistoletu miał pierwszeństwo. Jednak po około czterech miesiącach naukowcy z projektu zdali sobie sprawę, że Chudy Człowiek nie będzie pracował z pożądanym źródłem paliwa, radioaktywnym izotopem plutonu-139. Witryna Hanford w południowo-wschodnim stanie Waszyngton została zbudowana w 1943 r. W celu wypompowania plutonu o jakości broni i okazało się, że materiał z reaktorów miał fatalną wadę.
„Pluton Thin Man musiał zostać porzucony z powodu wysokiego ryzyka detonacji” - mówi Barton Hacker, historyk technologii wojskowej w Smithsonian's National Museum of American History. To nie jest tak przerażające, jak się wydaje - oznacza to po prostu, że wtyczka i cel straciłyby swoją niszczycielską moc, zanim bomba rzeczywiście mogła wybuchnąć. „Dostępny pluton emitował zbyt wiele neutronów, wywołując reakcję jądrową, zanim masa krytyczna mogła zostać osiągnięta, czego skutkiem było to, co fizycy nazywali fizzą”.
Emisja neutronów z uranu była wystarczająco niska, aby pistolet mógł osiągnąć masę krytyczną, ale podaż była poważnie ograniczona. „Pluton można wyprodukować szybciej niż uran klasy broni” - mówi Hacker. „Konstrukcja działa z pewnością działała, ale w 1945 roku nie było wystarczającej ilości uranu dla więcej niż jednego”.
Bomba Little Boy, która spadła na Hiroszimę 6 sierpnia 1945 r., Była potomstwem Szczupłego Człowieka, krótszej bomby typu pistoletowego, która zawierała ładunek uranu. Tymczasem bomba zrzucona na Nagasaki 9 sierpnia była urządzeniem do implozji, napędzanym plutonem Grubas. Jego konstrukcja była około dziesięciokrotnie bardziej wydajna i generowała większą siłę wybuchową, równą około 21 000 ton TNT, według współczesnych szacunków. Chociaż bomba Little Boy była mniej wydajna i słabsza, zniszczyła więcej obszaru wokół Hiroszimy, ponieważ pagórkowaty teren wokół Nagasaki ograniczył zasięg rażenia Grubas. Jednak po bombardowaniach implozja stała się głównym projektem broni jądrowej w erze zimnej wojny.
„Według mojej najlepszej wiedzy, jedyny projekt typu pistoletu, jaki kiedykolwiek zdetonowano po Hiroszimie, był jednym z pocisków artylerii nuklearnej przetestowanym w Nevadzie w 1953 r.” - mówi Hacker. „Cała reszta to projekty implozji. Konstrukcja typu pistoletu była niezawodna, ale nieefektywna, wykorzystując więcej materiału jądrowego dla takich samych wyników jak urządzenia implozji. Pozostały one w zapasach jako pociski artyleryjskie, ale żadne inne nie zostało zdetonowane”.
