Δευτέρα, 16 Ιουλίου 2018

Σαν σήμερα ... 1945, η πρώτη δοκιμή ατομικής βόμβας από τις ΗΠΑ.


Το πρώτο πυρηνικό μανιτάρι.
Φωτό: Jack Aeby του Ειδικού Αποσπάσματος Μηχανικού για το Manhattan Project.
 

Σαν σήμερα, στις 16 Ιουλίου 1945, το ατομικό πρόγραμμα των ΗΠΑ με την κωδική ονομασία "Manhattan Project", πλησιάζει στο τέλος του, σ' ένα τέλος πολύ εκρηκτικό! 
Την ημέρα αυτή στις 5:29:45 π.μ. (τοπική ώρα), στα πλαίσια της πυρηνικής δοκιμής με το κωδικό όνομα "Trinity", η πρώτη ατομική βόμβα δοκιμάστηκε με επιτυχία στο  Alamogordo του New Mexico. Η ονομασία "Trinity" είχε προταθεί από τον επικεφαλής του επιστημονικού προγράμματος Robert J. Oppenheimer, εμπνευσμένο από τον ποιητή John Donne.

Τα σχέδια για τη δημιουργία μιας βόμβας ουρανίου από τους συμμάχους καθορίστηκαν ήδη από το 1939, όταν ο Ιταλός φυσικός Enrico Fermi συναντήθηκε με στελέχη του πολεμικού ναυτικού των ΗΠΑ στο Πανεπιστήμιο Columbia για να συζητήσουν τη χρήση των σχάσιμων υλικών για στρατιωτικούς σκοπούς. Την ίδια χρονιά, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν  έγραψε στον πρόεδρο Ρούσβελτ υποστηρίζοντας την άποψη ότι μια ανεξέλεγκτη πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση είχε μεγάλες δυνατότητες να χρησιμοποιηθεί ως βάση για τη δημιουργία ενός όπλου μαζικής καταστροφής. 

Ο οβελίσκος που τοποθετήθηκε στην "περιοχή Trinity" για να θυμίζει
την πρώτη δοκιμή ατομικής βόμβας.

Τον Φεβρουάριο του 1940 η ομοσπονδιακή κυβέρνηση των ΗΠΑ χορήγησε συνολικά 6.000  για την προώθηση αυτής της έρευνας. Όμως στις αρχές του 1942, με τις Ηνωμένες Πολιτείες πλέον σε πόλεμο με τις δυνάμεις του Άξονα και τον φόβο ότι η Γερμανία εργάζεται για τη δική της βόμβα ουρανίου, το Τμήμα Πολέμου (War Department) των ΗΠΑ έδειξε ένα πιο ενεργό ενδιαφέρον, αφαιρώντας τα αρχικά χαμηλά οικονομικά όρια για τους πόρους αυτού του έργου.


Ο πύργος ύψους 30 μέτρων στον οποίο στηρίχτηκε η βόμβα.

Ο ταξίαρχος Leslie R. Groves, ο ίδιος μηχανικός, τοποθετήθηκε επικεφαλής του έργου με σκοπό να συγκεντρώσει τα μεγαλύτερα μυαλά από τον κόσμο της επιστήμης και στόχο να αξιοποιήσει τη δύναμη του "ατόμου" ως ένα μέσο για να φέρει τον πόλεμο σε ένα αποφασιστικό τέλος. Το Σχέδιο Μανχάταν (επίσημα Manhattan District, ονομάστηκε έτσι από την περιοχή της Νέας Υόρκης όπου ξεκίνησε η εφαρμογή της έρευνας) τελικά θα προχωρούσε μέσα από πολλές διαφορετικές περιοχές κατά τη διάρκεια της πρώιμης περιόδου της θεωρητικής έρευνας του έργου, με πιο σημαντική αυτή του Σικάγου, όπου ο Fermi δίδασκε στο εκεί Πανεπιστήμιο, έχοντας επιτύχει την πρώτη αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης. Όμως, το έργο πήρε την τελική του μορφή στην έρημο του New Mexico, όταν το 1943 ο Robert J. Oppenheimer ανέλαβε τη διεύθυνση του προγράμματος Project Y σ' ένα εργαστήριο στο Los Alamos, μαζί με μυαλά όπως αυτά των φυσικών Hans BetheEdward Teller και Enrico Fermi. Εδώ, θεωρία και πράξη ήρθαν να ταιριάξουν, ώστε να καταφέρουν να δώσουν απαντήσεις σε σημαντικά προβλήματα όπως την επίτευξη  κρίσιμης μάζας για μια πυρηνική έκρηξη και τελικά την κατασκευή της ατομικής βόμβας σ' ένα εύλογο χρονικό διάστημα.


Αυτή την εικόνα παρουσίαζε η περιοχή 16 χιλιοστά του δευτερολέπτου
μετά την έκρηξη. Το υψηλότερο σημείο του θόλου που δημιουργήθηκε
απέχει από το έδαφος περίπου 200 μέτρα.

Τι όμως είχε προηγηθεί του προγράμματος Μανχάταν που οδήγησε στην κατασκευή της βόμβας τελικά; Σε συντομία θα μπορούσα να αναφέρω τα παρακάτω γεγονότα:
  • Η ανακάλυψη το 1932 του νετρονίου από τον Άγγλο φυσικό James ChadwickΑυτή η ανακάλυψη βοήθησε στην κατανόηση της δομής του ατόμου και στην εξερεύνηση του πυρήνα του ατόμου.
  • Η πειραματική ανακάλυψη το 1938 της σχάσης των ατομικών πυρήνων από τους Γερμανούς επιστήμονες Otto Hahn και Fritz Strassmann.
  • Η θεωρητική εξήγηση της σχάσης το 1939 από την Αυστριακή φυσικό Lise Meitner και τον ανεψιό της Otto FrischΟνόμασαν αυτή τη διαδικασία "σχάση" δανειζόμενοι τον όρο αυτό από τη βιολογία.
  • Η θεωρητική ερμηνεία της σχάσης του πυρήνα και η επιλογή ως πιθανού σχάσιμου υλικού του ουρανίου-235 και όχι του ουρανίου-238 από το Δανό φυσικό Niels Bohr και τον Αμερικανό φυσικό John Wheeler
  • Η ανακάλυψη το 1941 από τον Αμερικανό χημικό Glenn Seaborg ενός νέου στοιχείου, του πλουτώνιου-239, το οποίο επίσης μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σαν σχάσιμο υλικό σε μια ατομική βόμβα.
  • Η πραγματοποίηση το 1942 σε εργαστήριο ελεγχόμενης πυρηνικής αντίδρασης από τον Enrico Fermi και τους συνεργάτες του. Παράλληλα, με τη λειτουργία του πυρηνικού αντιδραστήρα έγινε δυνατή η παραγωγή του πλουτωνίου-239.
  • Η ανακάλυψη μεθόδων διαχωρισμού του ουρανίου-235 από το φυσικό ουράνιο. Για την κατασκευή της ατομικής βόμβας ήταν απαραίτητο το ουράνιο-235. Το φυσικό ουράνιο, όμως, περιείχε 99,3% ουράνιο-238 και μόνο 0,7% ουράνιο-235. Η μεγαλύτερη τεχνική δυσκολία στην κατασκευή της ατομικής βόμβας ήταν ο διαχωρισμός του ουρανίου-235 από το ουράνιο-238. 

Ο στρατηγός Groves και ο Oppenheimer στο σημείο που υπήρχε
ο πύργος τοποθέτησης της ατομικής βόμβας,
λίγες εβδομάδες μετά την πρώτη δοκιμαστική έκρηξη.

Τελικά, το πρωί της 16ης Ιουλίου, στην έρημο του  New Mexico 120 μίλια νότια της Santa Feπυροδοτήθηκε η πρώτη ατομική βόμβα. 
Οι επιστήμονες του έργου και μερικές προσωπικότητες που είχαν κληθεί στάθηκαν σε απόσταση "ασφαλείας" περίπου 9 χιλιομέτρων (10.000 γιάρδες) μακριά από την τοποθεσία όπου είδαν την λάμψη από τη δημιουργία του πρώτου πυρηνικού μανιταριού σε ύψος περίπου 12 χιλιομέτρων (40.000 πόδια) στον αέρα. Αυτή η πρώτη ατομική βόμβα αντιστοιχούσε σε καταστροφική δύναμη ίση με 15.000 έως 20.000 τόνους ΤΝΤΟ πύργος στον οποίο η βόμβα είχε στηριχτεί εξαερώθηκε. 

Το ερώτημα τώρα που έμπαινε ήταν για ποιους προοριζόταν να πέσει η βόμβα; Η Γερμανία, που ήταν ο αρχικός στόχος, είχε ήδη παραδοθεί. Η μόνη χώρα που είχε απομείνει σε εμπόλεμη κατάσταση ήταν η Ιαπωνία.
Τελικά, η 6η Αυγούστου 1945 ήταν μόλις 20 μέρες μετά. Η Χιροσίμα της Ιαπωνίας απείχε περίπου 10.000 χιλιόμετρα από το New Mexico.

Τρινιτίτης - είναι το υαλώδες πέτρωμα που εμφανίστηκε στο έδαφος
μετά την πρώτη δοκιμαστική έκρηξη της ατομικής βόμβας.

Υποσημείωση: Ο αρχικός προϋπολογισμός των 6.000 για το Σχέδιο Μανχάταν τελικά ανήλθε σ' ένα συνολικό κόστος  2 δις $!

Ένα βίντεο που περιέχει 3 φιλμς στα οποία καταγράφηκε η πρώτη ατομική έκρηξη (μαυρόασπρο, δίχως ήχο, 2:17).

Ένα βίντεο που παρουσιάζει τις προετοιμασίες για την πρώτη ατομική έκρηξη. Μιλούν οι Freeman Dyson, Hans Bethe και Edward Teller (έγχρωμο, αγγλικά, 4:46).

Ένα φιλμ-ντοκουμέντο από τον Jon Else για τον Robert Oppenheimer και την πρώτη ατομική βόμβα (1980, αγγλικά, 1:28:57).

Ένα βίντεο με διήγηση της Elsie McMillan (σύζυγος του Edwin McMillan) για την δοκιμή  της πρώτης ατομικής βόμβας (αγγλικά, 2:00).

Πηγές: THIS DAY IN HISTORY,  ΠΟΙΟΙ ΚΑΙ ΠΩΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΑΝ ΤΗΝ ΑΤΟΜΙΚΗ ΒΟΜΒΑ  (Δρ Γιώργος Τσαλακός, Φυσικός)

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου