05.29.45 (den første atombomben)

KJM3900 prosjektoppgave våren 2015

Skrevet av Ingrid Kamilla Tjøstland Søland

I år 1942 ble 1200 tonn konsentrert uranmalm fraktet fra belgisk Kongo til staten Island i USA. Dette skjedde i all hemmelighet. På samme tid fant det avgjørende panserslaget på østfronten sted i Sovjetunionen. Nye revolusjonerende vitenskapelige funn i tråd med den mest verdensomspennende krigen som har funnet sted i historien skulle fremskynde produksjonen av det mest destruktive våpenet noen gang laget, nemlig atombomben. Ingen ante på dette tidspunkt hva følgene for å benytte energien fra atomkjernen i krigføring ville bli nøyaktig, før kl.05.29.45 16.April 1945. Nemlig tidspunktet for detoneringen av den første atombomben i New Mexico, kalt trinityprøvesprengningen. På bare noen sekunder skulle verdens skjebne endres.

Opptakten

Energi fra kjemiske reaksjoner har lenge vært kjent, altså energien fra elektron-kjemien. Før 1945 var det bare denne typen kjemi som hadde blitt benyttet for å utvikle våpen i krig.

Elektronene får på grunn av dens elektrostatiske tiltrekning til kjernen potensialet til energiutgivelse. Kjernen derimot, er en annen sak. Den har ingen indre kjerne som holder partiklene på plass, og det ble etter hvert kjent at det måtte finnes to ulike typer partikler i kjernen til atomet som holdes på plass av sterke krefter, henholdsvis protoner og nøytroner. Protonene er positivt ladete, mens nøytronene er nøytrale. Til tross for sterke kjernekrefter som binder kjernen sammen, synker tiltrekningen mellom kjernepartiklene mindre dess høyere atomnummeret blir. Atomnummeret svarer til antall protoner, og med et tilstrekkelig antall protoner i kjernen som er positivt ladede, begynner disse å virke frastøtende på hverandre og effekten av kjernekraften virker ikke lenger godt nok til at flere kjernepartikler får hengt seg på. Det høyeste atomnummeret som eksisterer på jorden naturlig er uran. Uran har to isotoper som skulle bli gjeldende i starten av atomvåpenutvikling, henholdsvis nummer 235 og 238. Det som skiller disse er at sistnevnte har tre nøytroner ekstra i kjernen og finnes i langt større mengder på jorden enn 235.

I Tyskland 1938 gjorde Otto Haan og Fritz Strassmann et forsøk der de bombarderte uran med nøytroner. De fikk noe ut av eksperimentet som i utgangspunktet ikke skulle vært der. Eneste forklaring var at de hadde spaltet uranatomet i to like store deler. På dette tidspunktet var det ikke klart for dem at det var nettopp dette de hadde gjort. Det var først Lise Meitner som bekreftet hva som hadde skjedd med uranatomet. Hun hadde tidligere jobbet med Haan og Strassmann, men hadde måttet flykte til Danmark like etter forsøkene på grunn av sin halvt jødiske opprinnelse. Det var der hun fortsatte arbeidet og fant også ut at i tillegg til delingen var også noe av massen borte. Hun konkluderte med at en liten del av massen måtte a blitt omformet til energi, og beviste med dette en hypotese Einstein hadde kommet med mange år tidligere. Nettopp det at materie bare er «stivnet» energi. Denne typen spalting av uranatomet ble kalt fisjon og skjer ved at atomet deles ved nøytrontilskudd, og sender ut nye nøytroner.

Da oppdagelsen av fisjon ble offentligjort i 1939, ble energiutnyttelsen diskutert av vitenskapsmenn verden over. Og Spesielt var det de som hadde flyktet fra de totalitære statene i Europa som var bekymret over at Tyskland skulle bruke de nye vitenskapelige funnene ut å utvikle kjernevåpen.

Albert Einstein etter initiativ av L.Szilard, en vitenskapsmann som tidligere hadde jobbet for Hitler, sender så et brev til Roosevelt, USAs president, om den nyoppdagede vitenskap og bekymringene angående Tysklands mulige utvikling av kjernevåpen. Roosevelt tok dette alvorlig og svarte ham med:

«Vi burde gjøre noe med dette»

Dette ble starten på et topphemmelig militært tiltak kalt Manhattan-prosjektet under ledelse av ingeniøren Grooves, som tidligere hadde bygget pentagon. Uten noen garanti for at teorien ville fungere i praksis ble 2 milliarder dollar stilt til disposisjon og flere ny byer ble bygget for å kunne produsere tilstrekkelige mengder av uran 235 og plutonium. Vitenskapsmenn i øverste sjikt ble samlet under ledelse av Dr.J Robert Oppenheimer, en teoretisk fysiker som hadde fått ansvaret for forskningen. Siden dette var midt i et slags vitenskapelig kappløp i en krig og viktigheten for at Amerikanerne skulle få produsert våpenet først var kritisk for at ikke tyskerne skulle vinne krigen, ble Manhattan-prosjektet holdt ekstremt hemmelig. Ingenting om prosjektet ble nevnt hverken i brev eller telefon, i annet enn kodespråk. I 1942 klarte USA å produsere den første kjedereaksjonen og beskjeden ble overlevert via telefon på følgende måte:

«De italienske sjøfolkene er gått i land og har funnet de innfødte vennligsinnet»

Enrico Fermi hadde arbeidet i Chicago for manhattenprosjektet for å lage en kjedereaksjon som var selvdrivende. Han brukte uranoksid som råstoff og grafitt som nøytronmoderator. Nøytronmoderatoren ble brukt for å holde reaksjonen under kontrollerte forhold. Når nøytronet treffer atomkjernen spaltes det og nye nøytroner blir sendt ut. Når massen overgår noe som kalles en kritisk masse, blir reaksjonen selvdrevet og til en bombe. Det var derfor viktig å kunne kontrollere prosessen med en nøytronmoderator som kunne «ta opp» nøytroner. Det han laget kalles i dag for en atomreaktor, og var verdens første.

Under manhattenprosjektet ble to typer bomber Forsket på, henholdsvis; uran235 og plutonium. Uranbomben var et ganske enkelt design som vitenskapsmennene var sikre på ville fungere uten testing, mens plutonium implosjonsbomben var lenge et vanskelig prosjekt og krevdes testing.

Tyskerne derimot benyttet seg av tungtvann som nøytronmoderator til produksjonen. Hitler hadde i starten av krigen ikke tatt muligheten for en slik bombe spesielt seriøst, men et topphemmelig prosjekt i Berlin ble allikevel satt i gang tidlig, der Heisenberg skulle bli deres fremste vitenskapsmann. Det var få steder det foregikk produksjon av tungtvann, så Norsk Hydros tungtvannsanlegg ble et viktig mål for Tyskerne. Tungtvannsproduksjonen ble sabotert flere ganger, noe som satt tyskerne tilbake, og på slutten av krigen var det amerikanerne som lykkes med å fullføre arbeidet. Teorien skulle bli praksis og den første bomben skulle bli testet i Jornada del Muerto-ørkenen sørøst for New Mexico. Testen ble kalt trinityprøvesprengningen.

Trinityprøvesprengningen

Den første bomben, en plutonium implosjonsbombe kalt «the gadget», ble detonert 16. april 1945 kl.05.29.45. Vitenskapsmenn, politikere og journalister sto i spenning på flere kilometers avstand. Selv om forskerne nok var sikre i sine beregninger, visste ingen nøyaktig hva som kom til å bli resultatet. Spenningen var høy og forberedelser som ferdigskrevne pressemeldinger om hvordan vitenskapsmenn hadde omkommet i ulike ulykker var gjort i tilfellet katastrofale utfall ved sprengningen skulle finne sted.

Figur 1. The gadget

Hentet fra: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HD.4G.054_(10540205205).jpg

Bomben ble plassert i et 20 meter høyt tårn og hadde en sprengkraft på 19 kilotonn TNT. Med en avstand på 20 meter fra bakken, kunne eksplosjonen gi indikasjon på hvordan bomben ville oppføre seg ved utslipp fra bombefly. På bare noen få sekunder skulle historien forandre seg.

 

  

Figur 2. Detonasjonen                                                   

Figur 3. Ildkulen

Hentet fra: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trinity_Test_Fireball_25ms.jpg og http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trinity_blast_10sec.jpg

Realiteten overgikk forventningene. Soppskyen steg 16 000 meter til værs, trykkbølgen kunne føles 160 kilometer unna og lyskilden kunne sees fra en avstand som tilsvarer fra Oslo til Trondheim.

Vitne til bomben var journalisten William Lawrence for «The New York Times», og han beskrev synet av sprengningen som følger:

«Nettopp i dette øyeblikk steg det opp fra jordens indre et lys som ikke var av denne verden, et lys av mange solers styrke. Det var en soloppgang verden aldri har sett maken til. En svær, grønlig kjempesol. Som i en brøkdel av et sekund for opp i en høyde av 2500 meter og lyste opp himmel og jord med en intens glans. Den fortsatte å stige en veldig kule, omtrent 6 kilometer i tverrmål. Den skiftet farge mens den skjøt til værs fra dyp purpur til appelsingul, den utvidet seg, vokste, steg og steg, en urkraft frigjort fra sine lenker etter å ha vært bundet av milliarder av år. Et flyktig øyeblikk var fargen spøkelsesaktig grønn slik den bare er i solkoronaen i total solformørkelse. Det var som om jorden hadde åpnet seg og himmelen revnet, som om man var tilstede i skapelsesøyeblikket, da gud sa bli lys

Oppenheimer sa følgende etter sprengningen:

«Vi visste verden aldri ville bli den samme. Noen lo, noen gråt. De fleste var stille. Jeg husker utdrag fra den indiske Bhagavadgita. Vishnu prøver å overbevise prinsen om at han skulle gjøre jobben sin, og for å imponere ham tar på hans multiarmerte form og sier: Nå har jeg blitt døden, verdens ødelegger.  ..Jeg antar vi alle følte det slik på en eller annen måte.»

Den 8.Mai 1945 kapitulerte Tyskland, men krigen fortsatte i Stillehavet der Japan fremdeles var sterke. De ville ikke overgi seg.

Den 6 og 9. august samme år ble to nye bomber sprengt. En over Hiroshima og en over Nagasaki. Følgene var katastrofale med skadede og drepte i hundretusen-tall og bygninger jevnet med jorden. Etter dette kapitulerte Japan og krigen var over.

Etter krigen ble det forsøkt å finne ut om Tyskland hadde klart å lage atomvåpen, men fra det som ble funnet viste det seg at de var langt bak i utviklingen.

Selv om dette var enden på andre verdenskrig, skulle det nå skje i kjølvann av dette, en opprustning av atomvåpen verden over. Atombomben var ikke bare et våpen med ødeleggelsesevne uten sidestykke innenfor krigføring, men starten på en ny epoke i menneskets historie, nemlig atomalderen.

Referanser

  • Christensen.C.A.R. (1954) «Verden i går og i dag». Bind 5. Johan G. Tanum. s.281-293
  • Steinert, H. (1958). «Våre dagers gullgravere». Tiden norsk forlag. s. 9-45 og s.160-174
  • «Familieboka» (1973). Bind 1, 4.utgave. H.Aschehough og co. s.207-226
  •  «Aschehoug og Gyllendals store norske leksikon» (1980) s.96-79.
  • http://no.wikipedia.org/wiki/Manhattanprosjektet
  • http://no.wikipedia.org/wiki/Trinitypr%C3%B8vesprengningen
  • «The manhatten project» – dokumentar 1997
  • «Trinity and beyond» – dokumentar 1995
  • «The secret race for the atomic bomb» -War stories 2004

 

 

 

Av Ingrid Kamilla Tjøstland Søland
Publisert 26. nov. 2015 22:54 - Sist endret 14. okt. 2016 14:31