Kategorier dette opslag er registreret under:
DatoOpdatering
Indhold
Diskussionsforum
Send
Sidst ajourført: 14/10 2003
Læst af: 42.082
: :
Manhattanprojektet

Manhattanprojektet (1942-45), USA's program under 2. Verdenskrig til udvikling af atomvåben. Det blev ledet af den nordamerikanske fysiker Robert Oppenheimer. Projektet producerede de 2 bomber, der i august 1945 blev kastet over Hiroshima og Nagasaki. De to bomber kostede 100-200.000 civile livet.

I slutningen af 1930'erne havde USA opnået en ledende position indenfor kernefysik. Først og fremmest fordi mange fremtrædende fysikere flygtede fra nazismen og fascismen i Europa og gik i eksil i USA.

Videnskabsmænd i Tyskland opdagede atomar fission (spaltning af atomkerner) i slutningen af 1938. Nyheden nåede til USA i januar 1939 via Niels Bohr, og de eksilerede videnskabsmænd Leo Szilard, Edward Teller og Eugene Wigner mente, at Tyskland ville kunne anvende kendskabet til processen til udviklingen af en atombombe. De overtalte derfor den mest fremtrædende eksil fysiker i USA, Albert Einstein, til at advare USA's præsident Franklin Roosevelt om denne fare. Det skete i et brev af 2. august 1939. Som konsekvens af advarslen beordrede Roosevelt forskningen indenfor atomfysik forstærket. Et lille forskningsprogram blev startet ved Naval Research Laboratory i Washington. Det undersøgte metoder til separation af uran isotoper - mhp. at skaffe egnet bombemateriale. Og på Columbia University byggede den italienske kernefysiker Enrico Fermi små simple atomreaktorer baseret på forskellige sammensætninger af grafit og uran.

Endnu i sommeren 1941 var separationsprogrammet i Washington ikke nået særlig langt, da der nåede oplysninger fra England frem om beregninger foretaget af fysikerne Otto Frisch og Fritz Peierls. Beregningerne viste, at det kun krævede en begrænset mængde uran-235 for at skabe en eksplosion der svarede til flere tusinde tons trotyl. National Academy of Sciences foreslog derfor en samlet indsats for øjeblikkeligt at bygge atomvåben. USA var endnu ikke med i krigen - hverken i Asien eller i Europa - men havde allerede mobiliseret sine videnskabelige ressourcer til krigen. De blev koordineret fra National Defense Research Committee, og under denne blev der i efteråret 1941 nedsat en specialkomite, S-1, der skulle lede atomvåbenprogrammet. 7. december 1941 angreb Japan og USA var dermed officielt med i krigen.

I starten af 1942 blev den teoretiske fysiker Robert Oppenheimer fra University of California bedt om at undersøge mulighederne for bygningen af et atomvåben. Han indkaldte i juni 42 til et seminar med netop dette formål. Teoretikerne Hans Bethe, John Van Vleck, Edward Teller, Felix Bloch, Richard Tolman og Emil Konopinski konkluderede, at bomben var mulig. Videnskabsmændene konkluderede samtidig, at kernereaktionen kunne startes ved at bringe egnet bombemateriale over en kritisk masse - hvor der blev frigivet flere neutroner end der blev absorberet. Det skulle ske ved enten at skyde to underkritiske masser sammen, eller ved at lave en hul kugle af bombematerialet, omgive denne med et kraftigt sprængstof, og sikre at eksplosionen blev rettet indad, så kuglen ville implodere.

Teller så dog også en anden mulighed. Ved at placere et lag af deuterium og tritium uden om fissionsbomben kunne der skabes en endnu kraftigere bombe. Konceptet var baseret på Bethes studier før krigen af energiproduktionen i stjerner. Når detonationsbølgen fra fissionsbomben nåede gennem deuterium og tritium laget ville der ske fusion (sammensmeltning af atomkerner), og derved blive udløst langt mere energi end ved fissionen. Bomben skulle altså baseres på den samme mekanisme, som stjerner baserer deres eksistens på. Teller pressede hårdt på for at få de øvrige til at acceptere hans «superbombe», og kom med forslag efter forslag, men det lykkedes ham ikke. Ideen levede dog videre i referatet fra seminaret, og dannede basis for udviklingen af brintbomben efter krigens afslutning.

Selvom videnskabsmændene nu havde et forslag til udformningen af bomben, var der stadig mange centrale aspekter der var uafklarede. Det gjaldt spørgsmålene om hurtige neutroner, og hvordan der kunne produceres tilstrækkelige mængder bombemateriale. Spørgsmålet om hurtige neutroner var vigtigt af hensyn til bombens sprængkraft. Når kernereaktionen gik i gang, ville der blive produceret mange neutroner, og for at sikre bombens sprængkraft, skulle disse neutroner ikke gå til spilde ved at blive tabt ud af bombekernen. Det var derfor nødvendigt at gennemføre forskningsprogrammer for at undersøge forskellige materialers evne til at reflektere neutroner tilbage i bombekernen, og det var nødvendigt at regne på, hvornår antallet af neutroner og deres hastighed var stor nok til, at bomben kunne sprænge. Dette arbejde foregik på mange laboratorier spredt over USA.

Det andet problemfelt var, hvordan der kunne produceres egnet bombemateriale. Fra starten valgte videnskabsmændene at gå to veje. Der blev både forsøgt fremstillet uran-235 og plutonium-239, der begge var egnede materialer. Uran-235 var en sjælden isotop, der skulle udskilles fra det naturligt forekommende uran, mens det kunstige stof plutonium-239 skulle dannes ved neutronbombardement af uran-238. I starten af 1942 blev der bygget store anlæg i hhv. Oak Ridge (Site X) i Tennessee og Hanford (Site W) udenfor Richland, Washington. På det første blev der produceret uran-235, og på det andet plutonium-239. Problemet var, at stofferne nok kunne fremstilles i laboratorierne, men kun i forsvindende små mængder, der ikke var egnede til industriel produktion. Efterhånden forbedredes teknikkerne dog, og blev gjort industrielle. Oak Ridges produktion var overvejende baseret på gasdiffussion af uranhexafluorid (UF6), men også andre teknikker som elektromagnetisk separation blev anvendt.

I sommeren 1942 stod det klart for de militærfolk og de ledende civile kræfter der var knyttet til våbenprogrammet, at det behøvede langt flere ressourcer og langt stærkere styring. De videnskabsfolk der var involveret var spredt over hele landet, og de blev nu i stedet samlet omkring de to fabrikker der skulle fremstille bombemateriale, samt omkring laboratoriet i Los Alamos hvor bomberne i sidste ende skulle fremstilles. Der eksisterede en dyb kulturel kløft mellem videnskabsmænd og officerer. De ledende officerer skulle forsøge at forstå, hvad det hele handlede om rent teknisk, og videnskabsmændene skulle i en eller anden udstrækning underordne sig den militære styring. Selvom der f.eks. på dette tidspunkt lå nogle beslutninger om, hvilke metoder der skulle anvendes til fremstilling af bombemateriale, ønskede mange videnskabsmænd at fortsætte eksperimenterne for at finde mere velegnede industrielle fremstillingsmetoder. Officererne skulle forsøge at undertrykke deres sympatier og antipatier overfor de forskellige videnskabsmænd, og tage de «rigtige» beslutninger på områder, de næsten intet kendte til. På den anden side var de klar over, at det efterhånden store projekts succes afhang af, at der blev fremstillet en bombe inden krigen var ovre, og at den blev afprøvet. I den forstand kom historien til at give dem ret. USA's eneste chance for at afprøve bomben var i slutningen af 2. Verdenskrig.

Projektet fik sit navn af major Leslie Groves, der blev chef for bygningen af bombefabrikkerne i sommeren 1942. Han var næstkommanderende for bygningsprojekter i hærens ingeniørkorps, og havde netop afsluttet bygningen af Pentagon. Der var tradition for at navngive projekterne efter den by, hvor den involverede hærenhed kom fra, og Groves' enhed kom fra New York. Projektet blev derfor døbt Manhattan. Groves blev samtidig udnævnt til brigadegeneral for at give ham den nødvendige autoritet, overfor de ledende videnskabsmænd på projektet. Selv om det havde præsidentens bevågenhed, måtte det alligevel slås med andre dele af militæret om de nødvendige ressourcer, og der var perioder hvor der f.eks. manglede stål til projektet, fordi det blev prioriteret til andre formål.

I maj 1945 kapitulerede Tyskland, og krigen var dermed færdig i Europa. For mange af de deltagende videnskabsmænd faldt bombens legitimering derfor bort. De havde frygtet, at Tyskland ville komme først med bomben. Den mulighed var nu afværget, og der var ingen efterretninger om, at Japan var lige så langt fremme. Men det havde videnskabsmændene ingen indflydelse på. Militæret ønskede at anvende bomben, fordi det kostbare projekt ellers ikke kunne karakteriseres som en succes, og politikerne ønskede at anvende den for at få overtaget i den rivalisering med de andre stormagter - specielt Sovjetunionen - der allerede var en realitet. Sovjetunionen havde allerede et lignende program under ledelse af Igor Kurchatov. I juli blev den første bombe derfor testet i New Mexico. Videnskabsmændene var til det sidste usikre på, om bomben ville antænde atmosfæren, og dermed få jorden til at gå under. Et argument Teller allerede havde fremført i sommeren 1942.

Jorden gik ikke under, og USA kunne derfor den 6. august lade jorden gå under i Hiroshima, hvor uran-235 bomben «Little Boy» blev kastet kl. 8.15. Tre dage senere blev plutonium-239 bomben «Fat Man» kastet over Nagasaki.

Bomberne var nok den direkte anledning til, at Japan få dage senere underskrev kapitulationen overfor USA, men kostede samtidig 100-200.000 civile livet. Et forhold der fik mange videnskabsmænd - men ikke alle - til at stille sig kritisk overfor atomvåbenprogrammet og dets fortsatte udvikling. Kritikken kom fra så fremtrædende videnskabsmænd som Einstein og Bohr.

A.J.