technika
Autor: Mirosław Dworniczak | dodano: 2015-07-24
Sukces projektu Manhattan

Fot. Forum

16 lipca 1945 r. w okolicach Los Alamos lekki deszcz skończył się po godzinie piątej. O 5.10 zaczęto odliczanie. 20 minut później, jeszcze przed świtem, całą okolicę rozświetlił upiorny blask. Robert Oppenheimer wyszeptał bezgłośnie wers ze starożytnej świętej księgi hinduizmu – Bhagawadgity – „Stałem się Śmiercią, Niszczycielem Światów”.

Kilka minut później podszedł do niego Kenneth Bainbridge i powiedział: „Teraz wszyscy jesteśmy sukinsynami”. W ten lapidarny sposób podsumował to, czego byli świadkami – pierwszy testowy wybuch bomby jądrowej, noszący kodową nazwę „Trinity” (Trójca). Trzy tygodnie później była Hiroszima. Test Trinity był ostatnim akordem projektu Manhattan, którego źródeł należy się dopatrywać w słynnym liście dwóch wybitnych fizyków – Alberta Einsteina i Leo Szilarda do prezydenta USA, Franklina Delano Roosevelta. W sierpniu 1939 r. zwracali oni uwagę na to, że Niemcy pracują nad stworzeniem nowego rodzaju broni opartej na rozszczepieniu jądra atomowego. Sugerowali, że Stany Zjednoczone powinny także się tym zająć.

Rozszczepienie atomu

Tak naprawdę musimy się cofnąć jeszcze dalej w czasie i przestrzeni, konkretnie do Berlina i roku 1938. Tuż przed świętami Bożego Narodzenia niemieccy naukowcy – Otto Hahn oraz Fritz Strassmann – dokonali przełomowego eksperymentu. Naświetlając cząstkami alfa (jądrami helu) próbkę uranu, spodziewali się uzyskać nowe pierwiastki, cięższe od uranu. Wyniki doświadczeń wprawiły ich w zakłopotanie, ponieważ zamiast spodziewanych transuranowców znaleziono m.in. bar, którego atomy są mniej więcej o połowę mniejsze niż atomy uranu. Wyjaśnić to zjawisko pomogła im dawna współpracowniczka, Lise Meitner. Według niej atom uranu trafiony cząstką alfa nie zmieniał się w transuranowiec, ale ulegał rozszczepieniu (ang. fission), co powodowało, że Hahn i Strassmann otrzymywali m.in. właśnie takie pierwiastki jak bar. Dokładna analiza zjawiska pozwoliła na wyliczenie energii, która wydziela się w takiej reakcji (zgodnie ze słynnym wzorem Einsteina E = mc2), a także na stwierdzenie, że tego typu reakcja w szczególnych warunkach może mieć charakter łańcuchowy. Oznaczało to, że jeśli będziemy mieli wystarczającą ilość uranu, możemy spowodować potężną eksplozję.

Prace dotyczące odkrycia opublikowano w jednym z najważniejszych niemieckich czasopism naukowych, „Naturwissenschaften”, ale nie wywołały one wówczas rewolucji. Zostały jednak zauważone przez wspomnianego wcześniej Leo Szilarda. Ten węgierski Żyd, który wyemigrował w latach 30. XX w. do USA, już przed eksperymentami Hahna opracowywał koncepcję jądrowej reakcji łańcuchowej, jednak pracował na pierwiastkach znacznie lżejszych. Bardzo szybko docenił odkrycie niemieckich uczonych i właśnie dlatego namówił Einsteina do wspólnego napisania listu do prezydenta Roosevelta. Naukowcy sądzili, że Niemcy już wpadli na podobny pomysł i próbują stworzyć bombę jądrową. List dotarł do prezydenta USA w październiku 1939 r., gdy w Europie trwała już II wojna światowa.

Jak to się zaczęło

Stany Zjednoczone były w 1939 r. państwem neutralnym. Roosevelt po przeczytaniu listu podjął tylko jedną decyzję – powołania Komitetu Uranowego. Ponieważ budżet tej jednostki wyniósł na początku zaledwie 6 tys. dolarów, nie miała ona realnego znaczenia. Dopiero japoński atak na Pearl Harbor 7  grudnia 1941 r. spowodował solidny dopływ gotówki, a co za tym idzie, przyspieszenie działań.

Ostatecznie w sierpniu 1942 r., głównie dzięki wysiłkom Vannevara Busha, który zapoznał Roosevelta z najnowszymi wynikami badań amerykańskich oraz brytyjskich, zdecydowano o stworzeniu ściśle tajnego projektu mającego zająć się budową bomby jądrowej. Kierowanie całością projektu powierzono wojsku, a na jego czele postawiono doskonałego organizatora, generała majora Leslie R. Grovesa jr. Dyrektorem naukowym został 38-letni wybitny fizyk, J. Robert Oppenheimer. Wybór tego wysokiego i bardzo szczupłego nałogowego palacza oraz miłośnika rzadkich języków i przyrody okazał się strzałem w dziesiątkę. Znany z błyskotliwości (doktorat w wieku 22 lat) oraz doskonałej pamięci fizyk teoretyk idealnie koordynował prace setek naukowców o bardzo różnych charakterach.

Nazwa projektu pochodziła od dzielnicy Nowego Jorku, w której pierwsze spotkania odbywał Komitet Uranowy.

Los Alamos

Projekt miał być w założeniu ściśle tajny, więc na jego siedzibę należało znaleźć odpowiednie miejsce z dala od zamieszkanych osiedli, a następnie zbudować odpowiednie laboratoria i zgromadzić pracowników. Istniejące już jednostki eksperymentalne, jak chicagowskie laboratorium kierowane przez Enrico Fermiego, miały pełnić funkcje pomocnicze. I tu właśnie głos decydujący należał do Oppenheimera. Miłośnik konnych wędrówek po Górach Skalistych szybko znalazł odpowiednie miejsce w okolicach Albuquerque w stanie Nowy Meksyk. Otoczony górami płaskowyż był idealną lokalizacją. Jedynym zamieszkanym miejscem w okolicy była prywatna szkoła dla skautów – Los Alamos Ranch School. Po zakupieniu jej przez armię zasiedlili ją uczestnicy projektu w lutym 1943 r. Dziś w tym miejscu znajduje się muzeum historyczne Los Alamos.

Co ciekawe, główna droga przebiegająca w okolicy została nazwana przez hiszpańskich konkwistadorów Jornada del Muerto – Droga Umarłego. Właśnie w pobliżu tego miejsca odbył się test Trinity. Nazwa bardzo adekwatna do wydarzenia.

Laboratorium Los Alamos nie miało oczywiście własnego adresu. Cała korespondencja była kierowana na numer skrytki pocztowej 1663 w pobliskim Santa  Fe. Co ciekawe, dzieci urodzone w Los Alamos miały w metryce wpisywany właśnie taki adres. W żadnych tekstach nie padała też sama nazwa Los Alamos – było to po prostu „Miejsce Y” (Site Y), w potocznych rozmowach określane jako Wzgórze (The Hill).

Kto maczał w tym palce

Już w fazie wstępnych koncepcji w przedsięwzięcie zaangażowało się wielu doskonałych specjalistów z zakresu fizyki, chemii, matematyki, metalurgii oraz inżynierii. Można bez wielkiej przesady powiedzieć, że wspólnie, choć często w bardzo oddalonych miejscach, pracowali tu najlepsi z najlepszych ówczesnej nauki i technologii. Oczywiście każdy kandydat do pracy był szczegółowo „prześwietlany” przez wywiad wojskowy oraz CIA. Dopiero później okazało się, że oka tego sita były na tyle duże, że w samym centrum wydarzeń znaleźli się ludzie współpracujący ze Związkiem Radzieckim.

Trudno wymienić wszystkich specjalistów pracujących nad bombą. Przedstawię tylko nielicznych, którzy odegrali kluczowe role. W samym Los Alamos pracowali m.in. Hans Bethe, Niels i Aage Bohr, James Chadwick, Enrico Fermi, Richard Feynman, George Kistiakowsky, John von Neumann. W Chicago szefem „Laboratorium Metalurgicznego” był Artur Compton, pracował tam też autor listu do ­ prezydenta – Leo Szilard.

Albert Einstein nie uczestniczył w projekcie, co może się wydawać nieco dziwne, ponieważ w jakimś sensie był jednym z jego inicjatorów. Tyle tylko, że był Niemcem, a więc z definicji osobą podejrzaną. Niemniej wielu fizyków rozważało z nim pewne kwestie czysto naukowe, można więc uznać go za nieformalnego konsultanta specjalistów Los Alamos.

Warto wiedzieć, że w zespole teoretyków pracujących nad hydrodynamiką implozji był Polak, Stanisław Ulam – jeden z wybitnych matematyków z tzw. szkoły lwowskiej. Innym naszym rodakiem tam pracującym był fizyk, Józef Rotblat. Ten jednak wycofał się w 1944 r., obawiając się, iż jedynym efektem prac nad bombą będzie światowy wyścig zbrojeń.

Pod koniec 1944 r. łącznie przy projekcie Manhattan pracowało grubo ponad 100 tys. ludzi rozmieszczonych w ponad 20 miejscach na terenie USA, Kanady i Wielkiej Brytanii. W większości byli to pracownicy budowlani, ponieważ zamierzano postawić dziesiątki większych lub mniejszych fabryk, tysiące domów mieszkalnych, magazynów i innych obiektów infrastrukturalnych. Większość zatrudnionych osób nie miała pojęcia, czego dotyczą wykonywane prace. Nawet operatorzy wielu urządzeń, takich jak separatory izotopowe, wiedzieli tylko, że pracują na rzecz armii, wspomagając wysiłek wojenny. Obowiązywała ścisła tajemnica, o której przypominały tablice rozmieszczone w wielu miejscach ośrodków nuklearnych. Wszyscy na czas pracy byli skoszarowani – powstały zupełnie nowe miasta. Najbardziej klasycznym przykładem jest zbudowane w 1942 r. Oak Ridge w stanie Tennessee – miasto zamieszkane w szczytowym momencie projektu przez ponad 70 tys. osób, w całości otoczone płotem i niedostępne dla przybyszów aż do lat 50. XX w.

Co ciekawe, choć wszyscy wspólnie uczestniczyli w pracy, w mieście obowiązywała segregacja rasowa. Czarnoskórzy mieszkańcy mieli swoją wydzieloną dzielnicę, szkoły, sklepy. Pomimo to zgłosiło się wielu chętnych, ponieważ płaca była znacznie wyższa niż na Południu, a pracodawca pewny.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 08/2015 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
05/2020
04/2020
Kalendarium
Maj
25
W 1842 r. Christian Andreas Doppler zaprezentował w Pradze swoją pracę, w której opisał zjawisko nazwane później efektem Dopplera.
Warto przeczytać
Ta książka to praktyczny poradnik jak mniej marnować. Możesz wyrzucać aż o 80 procent mniej rzeczy, wydawać mniej pieniędzy - i pełniej żyć! To także refleksja nad tym, w jaki sposób można zacząć działać na rzecz środowiska

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Mirosław Dworniczak | dodano: 2015-07-24
Sukces projektu Manhattan

Fot. Forum

16 lipca 1945 r. w okolicach Los Alamos lekki deszcz skończył się po godzinie piątej. O 5.10 zaczęto odliczanie. 20 minut później, jeszcze przed świtem, całą okolicę rozświetlił upiorny blask. Robert Oppenheimer wyszeptał bezgłośnie wers ze starożytnej świętej księgi hinduizmu – Bhagawadgity – „Stałem się Śmiercią, Niszczycielem Światów”.

Kilka minut później podszedł do niego Kenneth Bainbridge i powiedział: „Teraz wszyscy jesteśmy sukinsynami”. W ten lapidarny sposób podsumował to, czego byli świadkami – pierwszy testowy wybuch bomby jądrowej, noszący kodową nazwę „Trinity” (Trójca). Trzy tygodnie później była Hiroszima. Test Trinity był ostatnim akordem projektu Manhattan, którego źródeł należy się dopatrywać w słynnym liście dwóch wybitnych fizyków – Alberta Einsteina i Leo Szilarda do prezydenta USA, Franklina Delano Roosevelta. W sierpniu 1939 r. zwracali oni uwagę na to, że Niemcy pracują nad stworzeniem nowego rodzaju broni opartej na rozszczepieniu jądra atomowego. Sugerowali, że Stany Zjednoczone powinny także się tym zająć.

Rozszczepienie atomu

Tak naprawdę musimy się cofnąć jeszcze dalej w czasie i przestrzeni, konkretnie do Berlina i roku 1938. Tuż przed świętami Bożego Narodzenia niemieccy naukowcy – Otto Hahn oraz Fritz Strassmann – dokonali przełomowego eksperymentu. Naświetlając cząstkami alfa (jądrami helu) próbkę uranu, spodziewali się uzyskać nowe pierwiastki, cięższe od uranu. Wyniki doświadczeń wprawiły ich w zakłopotanie, ponieważ zamiast spodziewanych transuranowców znaleziono m.in. bar, którego atomy są mniej więcej o połowę mniejsze niż atomy uranu. Wyjaśnić to zjawisko pomogła im dawna współpracowniczka, Lise Meitner. Według niej atom uranu trafiony cząstką alfa nie zmieniał się w transuranowiec, ale ulegał rozszczepieniu (ang. fission), co powodowało, że Hahn i Strassmann otrzymywali m.in. właśnie takie pierwiastki jak bar. Dokładna analiza zjawiska pozwoliła na wyliczenie energii, która wydziela się w takiej reakcji (zgodnie ze słynnym wzorem Einsteina E = mc2), a także na stwierdzenie, że tego typu reakcja w szczególnych warunkach może mieć charakter łańcuchowy. Oznaczało to, że jeśli będziemy mieli wystarczającą ilość uranu, możemy spowodować potężną eksplozję.

Prace dotyczące odkrycia opublikowano w jednym z najważniejszych niemieckich czasopism naukowych, „Naturwissenschaften”, ale nie wywołały one wówczas rewolucji. Zostały jednak zauważone przez wspomnianego wcześniej Leo Szilarda. Ten węgierski Żyd, który wyemigrował w latach 30. XX w. do USA, już przed eksperymentami Hahna opracowywał koncepcję jądrowej reakcji łańcuchowej, jednak pracował na pierwiastkach znacznie lżejszych. Bardzo szybko docenił odkrycie niemieckich uczonych i właśnie dlatego namówił Einsteina do wspólnego napisania listu do prezydenta Roosevelta. Naukowcy sądzili, że Niemcy już wpadli na podobny pomysł i próbują stworzyć bombę jądrową. List dotarł do prezydenta USA w październiku 1939 r., gdy w Europie trwała już II wojna światowa.

Jak to się zaczęło

Stany Zjednoczone były w 1939 r. państwem neutralnym. Roosevelt po przeczytaniu listu podjął tylko jedną decyzję – powołania Komitetu Uranowego. Ponieważ budżet tej jednostki wyniósł na początku zaledwie 6 tys. dolarów, nie miała ona realnego znaczenia. Dopiero japoński atak na Pearl Harbor 7  grudnia 1941 r. spowodował solidny dopływ gotówki, a co za tym idzie, przyspieszenie działań.

Ostatecznie w sierpniu 1942 r., głównie dzięki wysiłkom Vannevara Busha, który zapoznał Roosevelta z najnowszymi wynikami badań amerykańskich oraz brytyjskich, zdecydowano o stworzeniu ściśle tajnego projektu mającego zająć się budową bomby jądrowej. Kierowanie całością projektu powierzono wojsku, a na jego czele postawiono doskonałego organizatora, generała majora Leslie R. Grovesa jr. Dyrektorem naukowym został 38-letni wybitny fizyk, J. Robert Oppenheimer. Wybór tego wysokiego i bardzo szczupłego nałogowego palacza oraz miłośnika rzadkich języków i przyrody okazał się strzałem w dziesiątkę. Znany z błyskotliwości (doktorat w wieku 22 lat) oraz doskonałej pamięci fizyk teoretyk idealnie koordynował prace setek naukowców o bardzo różnych charakterach.

Nazwa projektu pochodziła od dzielnicy Nowego Jorku, w której pierwsze spotkania odbywał Komitet Uranowy.

Los Alamos

Projekt miał być w założeniu ściśle tajny, więc na jego siedzibę należało znaleźć odpowiednie miejsce z dala od zamieszkanych osiedli, a następnie zbudować odpowiednie laboratoria i zgromadzić pracowników. Istniejące już jednostki eksperymentalne, jak chicagowskie laboratorium kierowane przez Enrico Fermiego, miały pełnić funkcje pomocnicze. I tu właśnie głos decydujący należał do Oppenheimera. Miłośnik konnych wędrówek po Górach Skalistych szybko znalazł odpowiednie miejsce w okolicach Albuquerque w stanie Nowy Meksyk. Otoczony górami płaskowyż był idealną lokalizacją. Jedynym zamieszkanym miejscem w okolicy była prywatna szkoła dla skautów – Los Alamos Ranch School. Po zakupieniu jej przez armię zasiedlili ją uczestnicy projektu w lutym 1943 r. Dziś w tym miejscu znajduje się muzeum historyczne Los Alamos.

Co ciekawe, główna droga przebiegająca w okolicy została nazwana przez hiszpańskich konkwistadorów Jornada del Muerto – Droga Umarłego. Właśnie w pobliżu tego miejsca odbył się test Trinity. Nazwa bardzo adekwatna do wydarzenia.

Laboratorium Los Alamos nie miało oczywiście własnego adresu. Cała korespondencja była kierowana na numer skrytki pocztowej 1663 w pobliskim Santa  Fe. Co ciekawe, dzieci urodzone w Los Alamos miały w metryce wpisywany właśnie taki adres. W żadnych tekstach nie padała też sama nazwa Los Alamos – było to po prostu „Miejsce Y” (Site Y), w potocznych rozmowach określane jako Wzgórze (The Hill).

Kto maczał w tym palce

Już w fazie wstępnych koncepcji w przedsięwzięcie zaangażowało się wielu doskonałych specjalistów z zakresu fizyki, chemii, matematyki, metalurgii oraz inżynierii. Można bez wielkiej przesady powiedzieć, że wspólnie, choć często w bardzo oddalonych miejscach, pracowali tu najlepsi z najlepszych ówczesnej nauki i technologii. Oczywiście każdy kandydat do pracy był szczegółowo „prześwietlany” przez wywiad wojskowy oraz CIA. Dopiero później okazało się, że oka tego sita były na tyle duże, że w samym centrum wydarzeń znaleźli się ludzie współpracujący ze Związkiem Radzieckim.

Trudno wymienić wszystkich specjalistów pracujących nad bombą. Przedstawię tylko nielicznych, którzy odegrali kluczowe role. W samym Los Alamos pracowali m.in. Hans Bethe, Niels i Aage Bohr, James Chadwick, Enrico Fermi, Richard Feynman, George Kistiakowsky, John von Neumann. W Chicago szefem „Laboratorium Metalurgicznego” był Artur Compton, pracował tam też autor listu do ­ prezydenta – Leo Szilard.

Albert Einstein nie uczestniczył w projekcie, co może się wydawać nieco dziwne, ponieważ w jakimś sensie był jednym z jego inicjatorów. Tyle tylko, że był Niemcem, a więc z definicji osobą podejrzaną. Niemniej wielu fizyków rozważało z nim pewne kwestie czysto naukowe, można więc uznać go za nieformalnego konsultanta specjalistów Los Alamos.

Warto wiedzieć, że w zespole teoretyków pracujących nad hydrodynamiką implozji był Polak, Stanisław Ulam – jeden z wybitnych matematyków z tzw. szkoły lwowskiej. Innym naszym rodakiem tam pracującym był fizyk, Józef Rotblat. Ten jednak wycofał się w 1944 r., obawiając się, iż jedynym efektem prac nad bombą będzie światowy wyścig zbrojeń.

Pod koniec 1944 r. łącznie przy projekcie Manhattan pracowało grubo ponad 100 tys. ludzi rozmieszczonych w ponad 20 miejscach na terenie USA, Kanady i Wielkiej Brytanii. W większości byli to pracownicy budowlani, ponieważ zamierzano postawić dziesiątki większych lub mniejszych fabryk, tysiące domów mieszkalnych, magazynów i innych obiektów infrastrukturalnych. Większość zatrudnionych osób nie miała pojęcia, czego dotyczą wykonywane prace. Nawet operatorzy wielu urządzeń, takich jak separatory izotopowe, wiedzieli tylko, że pracują na rzecz armii, wspomagając wysiłek wojenny. Obowiązywała ścisła tajemnica, o której przypominały tablice rozmieszczone w wielu miejscach ośrodków nuklearnych. Wszyscy na czas pracy byli skoszarowani – powstały zupełnie nowe miasta. Najbardziej klasycznym przykładem jest zbudowane w 1942 r. Oak Ridge w stanie Tennessee – miasto zamieszkane w szczytowym momencie projektu przez ponad 70 tys. osób, w całości otoczone płotem i niedostępne dla przybyszów aż do lat 50. XX w.

Co ciekawe, choć wszyscy wspólnie uczestniczyli w pracy, w mieście obowiązywała segregacja rasowa. Czarnoskórzy mieszkańcy mieli swoją wydzieloną dzielnicę, szkoły, sklepy. Pomimo to zgłosiło się wielu chętnych, ponieważ płaca była znacznie wyższa niż na Południu, a pracodawca pewny.