For mange forskere som var involvert i Manhattan-prosjektet, var løpet for å bygge en atombombe en dyster kamp mellom liv og død. Det var ingen som benektet teknologiens ødeleggende kraft eller dens uunngåelige sivile toll. Etter bombeangrepene mot Hiroshima og Nagasaki, som fant sted for 70 år siden denne uken, husket den vitenskapelige direktøren J. Robert Oppenheimer berømte følelsene sine etter å ha hørt nyheten, og siterte fra en hinduistisk tekst: "Nå er jeg blitt Døden, verdens ødelegger. "
Relatert innhold
- Den bisarre historien om Saddam Husseins mislykkede “Supergun”
- Det 390 år gamle treet som overlevde bombingen av Hiroshima
- Plutonium fra kjernefysiske tester langvarig i atmosfæren
Men i grepet av andre verdenskrig, med tyske forskere som arbeidet med den samme teknologien, var Oppenheimer og andre fysikere i USA sterkt fokusert på oppgaven med å skape verdens første atomvåpen. Og innenfor den hemmelige grensen til Los Alamos National Laboratory, raste en intern kamp mellom to grupper med motstridende ideer for hvordan de skulle levere den dødelige nyttelasten.
Til syvende og sist falt to typer bomber ved bruk av forskjellige radioaktive materialer på Japan bare noen dagers mellomrom, kodenavnet Little Boy og Fat Man. Men hadde forskere lyktes med sine første forsøk, kunne begge bomber ha fått navnet Thin Man.
Atomkjernen er et mer variabelt sted enn du kanskje forestiller deg. I hjertet inneholder et atom en blanding av partikler som kalles protoner og nøytroner, som kombineres for å gi atomet sin masse og sin unike elementære personlighet. Mens alle atomer i et gitt kjemisk element har samme antall protoner, kan nøytrontallet variere og gi isotoper av forskjellige masser. Men som en overfylt flåte, noen isotoper spretter seg på kanten av stabilitet og er tilbøyelige til spontant å kaste ut overflødig energi og partikler i form av stråling. Over tid forfaller naturligvis radioaktive isotoper til mer stabile konfigurasjoner og til og med til nye elementer i en ganske forutsigbar hendelseskjede.
Å utnytte atomet for å skape en eksplosjon virket ikke realistisk før i 1939, da forskere i Berlin klarte å bevisst dele et uranatom i lettere elementer. Innført på riktig måte kan denne prosessen med kjernefysisk fisjon frigjøre enorme mengder energi - ifølge de første rapportene fra The New York Times eksploderte bomben som falt på Hiroshima med styrken på 20.000 tonn TNT, selv om dette anslaget siden er blitt nedjustert til 15.000 tonn.
I et brev til USAs president Franklin Roosevelt fra 1939 advarte Albert Einstein om fisjoneksperimentet og nazistenes innsats for å bygge et våpen. Like etter viste forskere hvor mye uran som skulle trengs for å oppnå kritisk masse og detonere en fisjoneringsbombe, og de beviste at de også kunne bruke plutonium til oppgaven. I 1941 hadde Manhattan Project blitt med i kappløpet om å utvikle en fungerende atombombe.
Oppenheimer satte først troen på et designkodenavnet Thin Man, en lang, tynn pistol av typen pistol. Det ville avfyrt en plugg med radioaktivt materiale på et mål laget av de samme tingene, slik at de kombinerte kompresjonskreftene og den økte massen utløste kjedereaksjonen som ville føre til en splittingseksplosjon. Som en hekk undersøkte et annet team en implosjonsbombe, som ville komprimere en subkritisk masse av materiale i en kjerne omgitt av eksplosiver. Når anklagene gikk av, ville materialkulen bli presset fra størrelsen på en grapefrukt til en av en tennisball, og nådd kritisk masse og sprengt bomben.
En Boeing B-29 Superfortress-bombefly ruller bakover over bombegropen for lasting ved Tinian på Marianene. (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Little Boy-bomben hviler på en hydraulisk heis. (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Fat Man-bomben blir sjekket ut på transporten sin. (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Little Boy-bomben er klargjort for lasting i B-29-bombefly Enola Gay . (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Implosjonskjernen til Fat Man-bomben er klar for plassering inne i foringsrøret. (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
En hydraulisk heis hever Little Boy-bomben inn i flyets bukt. (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Fat Man blir løftet opp på en heis over bombegropen før den lastet inn i B-29 Bockscar . (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Little Boy-bomben inne i bukten i Enola Gay . (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) 
Enola Gay våpeninnehaver Deak Parsons var en av flere personer som signerte navnene sine på halemontasjen til Fat Man-bomben. (Med tillatelse fra Stiftelsen Atomic Heritage) Implosjonsdesignet var elegant, men fysikken var mindre sikker, og det var grunnen til at pistolmodellen prioriterte. Etter omtrent fire måneder, skjønte imidlertid forskere fra prosjektet at den tynne mannen ikke kom til å jobbe med den ønskede drivstoffkilden, den radioaktive isotopen plutonium-139. Hanford-stedet i det sørøstlige delstaten Washington ble bygget i 1943 med det uttrykkelige formålet å pumpe ut våpenkvalitet plutonium, og det viste seg at materiale fra reaktorene hadde en dødelig feil.
"Plutonium Thin Man-designet måtte forlates på grunn av høy risiko for pre-detonasjon, " sier Barton Hacker, en militær teknologihistoriker ved Smithsonians National Museum of American History. Det er ikke så skummelt som det høres ut - det betyr ganske enkelt at pluggen og målet mister sin ødeleggende kraft før bomben faktisk kunne gå av. "Tilgjengelig plutonium sendte ut for mange nøytroner, og startet en kjernefysisk reaksjon før kritisk masse kunne oppnås, noe som resulterte i det fysikerne kalte en svimmelhet."
Nøytronutslippet fra uran var lavt nok til å la en pistoltype nå kritisk masse, men forsyningen var sterkt begrenset. "Plutonium kunne produseres raskere enn uran i våpenklasse, " sier Hacker. "Kanondesignet fungerte sikkert, men det var ikke nok uran til mer enn ett i 1945."
Little Boy-bomben som falt på Hiroshima 6. august 1945, var avkom til Thin Man, en kortere pistol av pistol-type som bar en uran nyttelast. I mellomtiden falt bomben på Nagasaki 9. august som et implosjonsapparat, den plutoniumdrevne Fat Man. Designen var omtrent ti ganger mer effektiv og genererte en større eksplosjonskraft, tilsvarer omtrent 21 000 tonn TNT, ifølge moderne estimater. Selv om Little Boy-bomben var mindre effektiv og mindre kraftig, ødela den mer av området rundt Hiroshima fordi det kuperte terrenget rundt Nagasaki begrenset Fat Man's eksplosjonsradius. Fremdeles, i kjølvannet av bombeangrepene, ble implosjon det primære designet for atomvåpen inn i den kalde krigen.
"Så vidt jeg vet, var den eneste våpentypedesignen som noen gang ble detonert etter Hiroshima, et av et kjerneartillerieskall som ble testet i Nevada i 1953, " sier Hacker. "De øvrige var implosjonskonstruksjoner. Våpentypekonstruksjoner var pålitelige, men ineffektive, og brukte mer kjernefysisk materiale for de samme resultatene som implosjonsinnretninger. De ble liggende i lageret som artilleriskall, men ingen andre ble detonert."
