For mange forskere, der var involveret i Manhattan-projektet, var løbet om at opbygge en atombombe en dyb kamp mellem liv og død. Der blev ikke benægtet teknologiens destruktive kraft eller dens uundgåelige civile vejafgift. Efter bombeangrebet på Hiroshima og Nagasaki, der fandt sted for 70 år siden i denne uge, huskede den videnskabelige direktør J. Robert Oppenheimer berømte sine følelser efter at have hørt nyhederne, med sit citat fra en hinduisk tekst: "Nu er jeg blevet død, verdens ødelæggende. "
Relateret indhold
- Den bisarre historie om Saddam Husseins mislykkede "Supergun"
- Det 390 år gamle træ, der overlevede bombningen af Hiroshima
- Plutonium fra nukleare tests Længere i atmosfæren
Men i grebet af 2. verdenskrig, hvor tyske videnskabsmænd flittigt arbejdede på den samme teknologi, var Oppenheimer og andre fysikere i USA meget fokuserede på opgaven med at skabe verdens første atomvåben. Og inden for Los Alamos National Laboratorys hemmelige rammer, rasede en intern kamp mellem to grupper med modsatte ideer til, hvordan man kunne levere den dødbringende nyttelast.
I sidste ende faldt to typer bombe ved hjælp af forskellige radioaktive materialer på Japan kun få dage fra hinanden, kodenavnet Little Boy og Fat Man. Men hvis forskere havde lykkedes med deres første forsøg, kunne begge bomber have fået navnet Tynd mand.
Atomets kerne er et mere variabelt sted, end du måske forestiller dig. I hjertet indeholder et atom en blanding af partikler kaldet protoner og neutroner, som kombineres for at give atomet sin masse og dets unikke elementære personlighed. Mens alle atomer i et givet kemisk element har det samme antal protoner, kan neutronantalet variere, hvilket giver isotoper med forskellige masser. Men ligesom en overfyldt tømmerflåde, er nogle isotoper dybere på kanten af stabilitet og er tilbøjelige til spontant at kaste overskydende energi og partikler i form af stråling. Over tid forfalder radioaktive isotoper naturligt til mere stabile konfigurationer og endda til nye elementer i en ret forudsigelig kæde af begivenheder.
At udnytte atomet for at skabe en eksplosion virkede ikke realistisk før i 1939, hvor videnskabsmænd i Berlin formåede at bevidst opdele et uraniumatom i lettere elementer. Fremkaldt på den rigtige måde kan denne proces med nuklear fission frigive enorme mængder energi - ifølge de første rapporter fra The New York Times eksploderede bomben, der faldt på Hiroshima med en styrke på 20.000 tons TNT, selvom dette skøn siden er blevet nedjusteret til 15.000 tons.
I et brev til USAs præsident Franklin Roosevelt fra 1939 advarede Albert Einstein om fissioneksperimentet og nazisternes bestræbelser på at bygge et våben. Kort efter viste videnskabsmænd, hvor meget uran der ville være behov for at opnå kritisk masse og detonerer en fissionsbombe, og de beviste, at de også kunne bruge plutonium til opgaven. I 1941 var Manhattan-projektet kommet med i løbet om at udvikle en fungerende atombombe.
Oppenheimer lagde først sin tro på et design kodet med navnet Thin Man, en lang, tynd pistol af typen pistol. Det fyrede et stik radioaktivt materiale på et mål, der er fremstillet af de samme ting, så de kombinerede kompressionskræfter og øget masse udløste kædereaktionen, der ville føre til en fissioneksplosion. Som en hæk undersøgte et andet hold en implosionbombe, der ville komprimere en subkritisk masse af materiale i en kerne omgivet af eksplosiver. Når ladningerne gik ud, ville materialekuglen blive presset fra størrelsen af en grapefrugt til den af en tennisbold, nået kritisk masse og sprænge bomben.
En Boeing B-29 Superfortress-bombefly ruller bagud over bombegropen til lastning på Tinian på Marianerne. (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Little Boy-bomben hviler på en hydraulisk lift. (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Fat Man-bomben bliver tjekket ud af sin transport. (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Little Boy-bomben er klar til at blive indlæst i B-29-bombefly Enola Gay . (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Implosionskernen i Fat Man-bomben er klar til placering inde i huset. (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
En hydraulisk lift løfter Little Boy-bomben ind i flyets bugt. (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Fat Man bliver hævet på en lift over bombegropen, inden han læsses ind i B-29 Bockscar . (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Den Lille Dreng-bombe inde i bugten af Enola Gay . (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) 
Enola Gay våbenhandler Deak Parsons var en af flere mennesker til at underskrive deres navne på halemonteringen i Fat Man-bomben. (Tilladelse af Atomic Heritage Foundation) Implosionsdesignet var elegant, men fysikken var mindre sikker, hvorfor pistolmodellen prioriterede. Efter ca. fire måneder indså projektforskere imidlertid, at den tynde mand ikke ville arbejde med deres ønskede brændstofskilde, den radioaktive isotop plutonium-139. Hanford-stedet i det sydøstlige delstat Washington blev bygget i 1943 med det udtrykkelige formål at pumpe ud plutonium af våbenkvalitet, og det viste sig, at materiale fra dets reaktorer havde en dødelig fejl.
"Plutonium Thin Man-designet måtte opgives på grund af den høje risiko for præ-detonation, " siger Barton Hacker, en militærteknologihistoriker ved Smithsonians National Museum of American History. Det er ikke så skræmmende, som det lyder - det betyder simpelthen, at stikket og målet mister deres destruktive kraft, før bomben faktisk kunne gå af. "Tilgængeligt plutonium udsendte for mange neutroner, idet en atomreaktion startede, før kritisk masse kunne nås, hvilket resulterede i det, fysikerne kaldte en svimmelhed."
Neutronemissionen fra uran var lav nok til at lade en pistoltype nå kritisk masse, men forsyningen var stærkt begrænset. "Plutonium kunne produceres hurtigere end våbenklassigt uran, " siger Hacker. "Kanondesignet fungerede helt sikkert, men der var ikke nok uran til mere end et i 1945."
Den Lille Dreng-bombe, der faldt på Hiroshima den 6. august 1945, var afkom af den tynde mand, en kortere bomben-type bombe, der bar en uran nyttelast. I mellemtiden faldt bomben på Nagasaki den 9. august var en implosionenhed, den plutoniumdrevne Fat Man. Dens design var ca. ti gange mere effektiv og genererede en større eksplosiv kraft, svarende til ca. 21.000 tons TNT, ifølge moderne skøn. Selvom Little Boy-bomben var mindre effektiv og mindre kraftig, ødelagde den mere af området omkring Hiroshima, fordi det kuperede terræn omkring Nagasaki begrænsede Fat Man's eksplosionsradius. I kølvandet på bombeangrebet blev implosion stadig det primære design for atomvåben ind i den kolde krigs æra.
"Så vidt jeg ved, var det eneste pistol-design, der nogensinde blev detoneret efter Hiroshima, et af et nukleær artilleri-shell, der blev testet i Nevada i 1953, " siger Hacker. "Alle de øvrige var implosionsdesign. Konstruktioner af pistol-type var pålidelige, men ineffektive, idet de anvendte mere nukleart materiale til de samme resultater som implosionsindretninger. De forblev på lageret som artilleribeskaller, men ingen andre blev detoneret."
