Man­hat­tan­pro­jek­tet

Kärn­vap­nen upp­kom ur ett av histo­ri­ens dy­ras­te och störs­ta ut­veck­lings­pro­jekt som sys­sel­sat­te över 130 000 per­so­ner och då kos­ta­de 2 mil­jar­der dol­lar. Må­let var att tvinga Ja­pan på knä med ett nytt va­pen.

Militär Historia - - Contents - Text: JO­HAN LU­PAN­DER

Histo­ri­ens störs­ta mi­li­tä­ra ut­veck­lings­pro­jekt ba­na­de väg för atom­bom­ber­na som föll över Hi­ros­hi­ma och Na­ga­sa­ki.

Pro­jek­tet sträck­te sig över he­la USA.

Le­dar­na Op­pen­hei­mer och Gro­ves.

Uran- och plu­to­ni­om­bom­ber­na.

Kloc­kan nåd­de 05.29 den 16 ju­li 1945, och värl­den skul­le ald­rig mer bli den­sam­ma. Över den natt­li­ga ök­nen tän­des ett ljus, mång­dub­belt star­ka­re än so­lens, som på ett ögon­blick for­ma­de ett eld­klot som in­om två se­kun­der ha­de växt till en di­a­me­ter på om­kring 600 me­ter. 1900-ta­lets tro­li­gen mest be­ty­del­se­ful­la ve­ten­skap­li­ga och tek­nis­ka fram­steg ha­de bli­vit verk­lig­het ge­nom det ame­ri­kans­ka Man­hat­tan­pro­jek­tet. Ögon­vitt­ne­na var över­väl­di­ga­de av vad de sett och mång­as re­li­giö­sa el­ler fi­lo­so­fis­ka tan­kar il­lu­stre­ras kanske bäst av pro­jek­tets ve­ten­skap­li­ga le­da­res ci­tat ur hin­du­is­mens he­li­ga skrift Bha­ga­vad­gi­ta: »Jag har bli­vit dö­den, värl­dar­nas för­in­ta­re.»

Vägen till den förs­ta kärnladdni­ngen var lång. I slu­tet på 1800-ta­let ha­de man kom­mit en bra bit på vägen att på en prak­tisk ni­vå för­stå ke­mis­ka re­ak­tio­ner. Vad som låg bakom dem och hur ma­te­ri­ens grund­ste­nar såg ut var man dä­re­mot in­te på det kla­ra med, trots att frå­gan går till­ba­ka till an­ti­ken – be­grep­pet »atom» som ma­te­ri­ens mins­ta be­stånds­del finns fi­lo­so­fiskt om­nämnd re­dan om­kring 450 f Kr! Runt se­kel­skif­tet no­te­ra­des att vis­sa äm­nen, ex­em­pel­vis ra­di­um, sän­de ut kort­vå­gig strål­ning ut­an att äm­net på nå­got då mät­bart sätt för­änd­ra­des – det ra­di­o­ak­ti­va sön­der­fal­let ha­de upp­täckts.

Grund­läg­gan­de fy­sik och ke­mi bör­ja­de allt­mer gå hand i hand, in­te minst se­dan 1905 när Eins­te­in for­mu­le­ra­de sin epok­gö­ran­de tes om sam­ban­det mel­lan mas­sa och ener­gi: E=mc2. Det­ta stod i kon­trast till prin­ci­pen om ma­te­ri­ens oför­stör­bar­het, som nu – åt­minsto­ne på det te­o­re­tis­ka pla­net – fö­re­föll att ha un­dan­tag. Man bör­ja­de ock­så ana att ma­te­ri­ens mins­ta be­stånds­de­lar dol­de ofatt­ba­ra kraf­ter, som kanske skul­le kun­na gå att för­stå och an­vän­da. För forsk­ning­en fanns där­med en lo­van­de väg, som skul­le

»VÄGEN TILL DEN FÖRS­TA KÄRNLADDNI­NGEN VAR LÅNG»

kan­tas av No­bel­pris un­der de kom­man­de de­cen­ni­er­na. Ato­mer­nas sam­man­sätt­ning av ele­men­tar­par­tik­lar bör­ja­de klar­na och iso­to­per­na upp­täck­tes, där vis­sa är in­sta­bi­la och kan sön­der­fal­la och bil­da nya grun­däm­nen un­der av­gi­van­de av strål­ning. Vid det­ta sön­der­fall sker emel­ler­tid en för­lust av mas­sa som av­går i form av den ener­gi som lig­ger i den strål­ning som av­ges. Med des­sa upp­täck­ter kun­de man kon­sta­te­ra att E=mc2 fak­tiskt stäm­de över­ens med verk­lig­he­ten!

När ne­u­tro­nen, en elekt­riskt ne­u­tral par­ti­kel som lätt kun­de tränga ige­nom ato­mer­nas skal av elektro­ner och nå fram till själ­va atom­kär­nan, upp­täck­tes 1933 för­sök­te man lä­ra sig att för­stå och ma­ni­pu­le­ra dess sam­man­sätt­ning. För­hopp­ning­en var att man ge­nom be­strål­ning av oli­ka grun­däm­nen skul­le kun­na ska­pa nya äm­nen, hög­re upp i det pe­ri­o­dis­ka sy­ste­met, ge­nom att atom­kär­nor­na skul­le ta till sig ne­u­tro­ner­na och via kärn­re­ak­tio­ner bil­da en an­nan iso­top el­ler ett helt an­nat grun­däm­ne.

Fle­ra fors­ka­re ut­för­de un­der 1930-ta­let ex­pe­ri­ment med ne­u­tron­be­strål­ning av na­tur­ligt uran. In­tres­san­ta iakt­ta­gel­ser gjor­des så­väl be­träf­fan­de

den strål­ning som ut­lös­tes, som nya grun­däm­nen som dök upp i pro­ven. Ing­en lyc­ka­des rik­tigt tol­ka re­sul­ta­tens in­ne­börd, vil­ket kanske var be­grip­ligt mot bak­grund av de många pro­ces­ser som ini­ti­e­ra­des ge­nom strål­ning­en. Up­pen­bart var att det gick att ska­pa iso­to­per och tyng­re grun­däm­nen än de man ha­de bör­jat med ge­nom att be­strå­la dem med ne­u­tro­ner – änt­li­gen ha­de man fun­nit »den vi­ses sten», al­ke­mis­tens för­må­ga att för­vand­la bly till guld! Ty­värr var det­ta en­dast av ve­ten­skap­ligt in­tres­se – de mäng­der av nya äm­nen man lyc­ka­des åstad­kom­ma var mik­ro­sko­piskt små.

Vi­sio­nen om att för­verk­li­ga E=mc2 i stor ska­la, som ett va­pen el­ler för ener­gi­pro­duk­tion, var en ut­ma­ning för fle­ra fors­ka­re. Då gäll­de det att hit­ta grun­däm­nen el­ler de­ras iso­to­per som kun­de fås att sön­der­fal­la i stor om­fatt­ning i en själv­un­der­hål­lan­de pro­cess. De främs­ta kan­di­da­ter­na för en kärn­klyv­ning på konst­gjord väg var de tyngs­ta äm­ne­na i det pe­ri­o­dis­ka sy­ste­met. De­ras kär­nor är myc­ket stör­re än i lät­ta­re grun­däm­nen och har – nå­got för­enk­lat – lät­ta­re att träf­fas av ne­u­tro­ner. Va­let föll på uran, som är det tyngs­ta na­tur­ligt fö­re­kom­man­de grun­däm­net och som i sin na­tur­li­ga form var möj­ligt att ex­pe­ri­men­te­ra med. Man viss­te att uran vä­sent­li­gen be­står av två iso­to­per, 238U (99,3 pro­cent) och

235U (0,7 pro­cent). Te­o­re­tis­ka be­räk­ning­ar vi­sa­de att den sist­nämn­da var myc­ket lät­ta­re att kly­va.

De tys­ka fors­kar­na in­om ke­mi och fy­sik var för­mod­li­gen värl­dens främs­ta un­der mel­lan­k­rigs­ti­den. Även om län­der som Ita­li­en, Stor­bri­tan­ni­en, USA och Dan­mark ock­så kun­de vi­sa upp ly­san­de ve­ten­skaps­män.

Ju­de­för­föl­jel­sen var en del av den na­zis­tis­ka ide­o­lo­gin som kom till mak­ten i Tyskland 1933. Ett ut­tryck för den var att per­so­ner med ju­disk bak­grund ute­slöts från att in­ne­ha fors­kar- och lärar­tjäns­ter i lan­det. Följ­den blev att prak­tiskt ta­get al­la ve­ten­skaps­män med så­dan an­knyt­ning läm­na­de Tyskland un­der de när­mas­te åren och slog sig ner i främst USA och Stor­bri­tan­ni­en. Na­zi­tyskland gjor­de sig där­med av med en ve­ten­skap­lig elit, som skul­le kom­ma att gö­ra si­na nya hem­län­der sto­ra tjäns­ter un­der and­ra världs­kri­get. Det­ta gäll­de i hög grad in­om kärn­fy­si­kens om­rå­de.

I Tyskland ha­de den fram­stå­en­de ke­mis­ten Ot­to Hahn un­der många år sam­ar­be­tat med den ös­ter­ri­kis­ka fy­si­kern Li­se Meit­ner, som var av ju­disk här­komst (även om hon ha­de kon­ver­te­rat till kris­ten­do­men 1908). När ock­så hon för sin för­sörj­ning tving­a­des läm­na lan­det un­der 1930-ta­lets se­na­re del, bi­be­höll de kon­takt brev­le­des även se­dan Meit­ner bo­satt sig i Sve­ri­ge. Un­der 1938 ha­de Hahn, lik­som and­ra fors­ka­re, gjort en se­rie ex­pe­ri­ment där na­tur­ligt uran be­strå­la­des med ne­u­tro­ner. Han ha­de om­sorgs­fullt ana­ly­se­rat nya äm­nen som suc­ces­sivt ska­pa­des i ura­net och par­tik­lar som av­gavs un­der pro­ces­sen. Re­sul­ta­ten var över­ras­kan­de och trot­sa­de al­la för­sök till tolk­ning ut­gå­en­de från då kän­da ke­mis­ka och fy­sis­ka te­o­ri­er.

Meit­ner skul­le till­bringa jul och ny­år 1938–39 hos vän­ner i Kungälv och få be­sök av sin sys­ter­son Ot­to Frisch, som även han var fy­si­ker. Hahn ha­de sänt si­na prov­re­sul­tat till Meit­ner och bett om hen­nes hjälp för att för­stå dem och de bakom­lig­gan­de pro­ces­ser­na. Un­der liv­li­ga dis­kus­sio­ner gjor­de Meit­ner och Frisch skid­tu­rer och pro­me­na­der i den idyl­lis­ka sta­den och pas­se­ra­de nä­ra Bo­hus fäst­ning. Tor­nen och val­lar­na kun­de nu skå­da ner på en hi­sto­risk hän­del­se vi­da vik­ti­ga­re än nå­gon som ti­di­ga­re ha­de in­träf­fat på plat­sen un­der dess 600-åri­ga histo­ria.

Vad de bå­da ve­ten­skaps­män­nen upp­nåd­de un­der si­na dis­kus­sio­ner var att så­väl ke­miskt som kärn­fy­siskt tol­ka vad Hahn ha­de åstad­kom­mit – att kly­va en ura­na­tom i mind­re, lät­ta­re grun­däm­nen och sam­ti­digt fri­gö­ra dels ener­gi, dels minst en neu­tron. Mas­san för de nya, lät­ta­re grun­däm­ne­na var nå­got mind­re än för den ur­sprung­li­ga ura­na­to­men och den för­lus­ten fri­gjor­des i form av strål­nings­e­ner­gi, helt i en­lig­het med Eins­te­ins be­röm­da for­mel E=mc2.

Fak­tum var att fors­ka­re re­dan ti­di­ga­re ha­de lyc­kats kly­va ura­na­to­men, men ut­an att ha kun­nat tol­ka si­na re­sul­tat rätt och be­skri­va vad som ha­de hänt (den tys­ka ke­mis­ten Ida Nod­dack var dock för­kla­ring­en på spå­ren). Hahns och Meitners re­sul­tat och pub­li­ce­ra­de rap­por­ter blev en vattendela­re. Un­der det när­mas­te året sti­mu­le­ra­de des­sa en stor ve­ten­skap­lig ut­veck­lingsin­sats som re­sul­te­ra­de i över 100 forsk­nings­pro­jekt och åt­föl­jan­de rap­por­ter i län­der som USA, Stor­bri­tan­ni­en, Frank­ri­ke och Tyskland. Man viss­te nu att det – åt­minsto­ne på la­bo­ra­to­ri­e­ni­vå – var möj­ligt att kly­va en atom 235U i lät­ta­re grun­däm­nen, och fri­gö­ra ener­gi och nya ne­u­tro­ner. Det grund­läg­gan­de kärn­fy­sis­ka fun­da­men­tet för vad som skul­le kun­na bli en kärn­ladd­ning var in­te läng­re en obe­vi­sad te­o­ri ba­ra klädd i form­ler på en svart tav­la.

»HAHNS OCH MEITNERS RE­SUL­TAT OCH PUB­LI­CE­RA­DE RAP­POR­TER BLEV EN VATTENDELA­RE»

Fle­ra av de fram­stå­en­de ju­dis­ka fy­si­ker­na i USA som flytt från na­zism och fa­scism i Eu­ro­pa såg som­ma­ren 1939, lik­som de­ras ame­ri­kans­ka kol­le­gor, ett up­pen­bart hot i att det ex­pan­si­va och krigs­lyst­na Tyskland med hjälp av lan­dets höga kärn­fy­sis­ka kom­pe­tens skul­le sat­sa på ett kärn­va­pen­pro­gram. Far­hå­gor­na var in­te ogrun­da­de. Man skrev där­för – med Eins­te­in som främs­ta un­der­teck­na­re – ett brev di­rekt till pre­si­dent Roo­se­velt. Där sam­man­fat­ta­de man kun­skaps­lä­get och upp­ma­na­de ho­nom att ta ini­ti­a­tiv till en stat­ligt fi­nan­si­e­rad och ko­or­di­ne­rad forsk­nings­in­sats för att in­te USA skul­le ris­ke­ra att ham­na ohjälp­ligt ef­ter Tyskland in­om det­ta om­rå­de. Pre­si­den­ten re­a­ge­ra­de po­si­tivt på för­sla­gen, men på grund av by­rå­kra­tisk trög­het och oför­stå­el­se från oli­ka håll skul­le ar­be­tet gå myc­ket lång­samt un­der de föl­jan­de två åren.

Lyck­ligt­vis ar­be­ta­de man snab­ba­re och in­for­mel­la­re i Stor­bri­tan­ni­en, där mot­sva­ran­de forsk­ning in­rik­ta­des på att ta fram de grund­pa­ra­met­rar som be­höv­des för att be­dö­ma om en atom­bomb alls var prak­tiskt möj­lig. Hu­vud­be­kym­ret var hur stor en kärn­ladd­ning skul­le be­hö­va va­ra – ti­di­ga kal­ky­ler kring det­ta var täm­li­gen osäk­ra, men ta­la­de om ett uran­be­hov i en bomb på ti­o­tals ton, vil­ket na­tur­ligt­vis ha­de gjort den­na täm­li­gen oan­vänd­bar som ett va­pen. Den av­gö­ran­de frå­gan var hur stor mängd 235U som krävs för att an­ta­let ne­u­tro­ner som fri­görs vid en kärn­klyv­ning ska fort­sät­ta att kly­va nya ura­na­to­mer – en så kal­lad ked­je­re­ak­tion.

Den­na mängd (som även be­ror på ne­u­tro­ner­nas has­tig­het) kal­las »den kri­tis­ka mas­san» och är en cen­tral pa­ra­me­ter i al­la sam­man­hang som be­rör kärn­klyv­ning. Brit­ter­na kun­de nu fast­slå att den kri­tis­ka mas­san för 235U i al­la hän­del­ser var mind­re än 50 ki­lo – så­le­des fullt han­ter­bart ur va­pen­syn­punkt. Näs­ta pro­blem var ex­akt det­sam­ma som aspi­re­ran­de kärn­va­pen­mak­ter och ter­ro­rist­or­ga­ni­sa­tio­ner stö­ter på än­nu i dag – hur skul­le man få fram till­räck­lig mängd av den klyv­ba­ra iso­to­pen

235U, som ba­ra ut­gör en obe­tyd­lig del av na­tur­ligt uran? Att se­pa­re­ra iso­to­per av sam­ma grun­däm­ne, som prak­tiskt ta­get har iden­tis­ka ke­mis­ka egen­ska­per, var då en i in­dust­ri­ell ska­la myc­ket svår upp­gift som kräv­de sto­ra, kom­pli­ce­ra­de och ener­gikrä­van­de an­lägg­ning­ar.

Det vi­sa­de sig emel­ler­tid fin­nas en an­nan väg till atom­bom­ben. Vid bom­bar­de­mang av na­tur­ligt uran med ne­u­tro­ner tog dess hu­vud­be­stånds­del, iso­to­pen 238U, upp ne­u­tro­ner och bil­da­de via två mel­lan­steg det ar­ti­fi­ci­el­la grun­däm­net plu­to­ni­um (Pu). Även det be­stod av fle­ra iso­to­per där den vik­ti­gas­te var 239Pu. Se­dan miss­tan­kar­na att plu­to­ni­um var klyv­bart ha­de be­kräf­tats ex­pe­ri­men­tellt fram­stod en kärn­ladd­ning byggd på det­ta äm­ne som en möj­lig­het. Dess up­pen­ba­ra för­del låg i att det med då­ti­dens tek­nik fö­re­föll klart enkla­re att fram­stäl­la plu­to­ni­um än att se­pa­re­ra de bå­da ura­ni­so­to­per­na. Nack­de­lar­na skul­le man snart stö­ta på.

Det dröj­de än­da fram till and­ra halv­å­ret 1942 in­nan man i USA på all­var in­såg po­ten­ti­a­len med ett kärn­va­pen­pro­gram. Sär­skilt bi­drog vik­ten av att Tyskland in­te skul­le bli först med att fram­stäl­la en prak­tiskt an­vänd­bar kärn­ladd­ning. Då or­ga­ni­se­ra­des med ty­pisk ame­ri­kansk snabb­het ett pro­jekt, som med nä­ra nog obe­grän­sa­de re­sur­ser skul­le ut­vid­ga och full­föl­ja den på­gåen­de forsk­nings­verk­sam­he­ten. Där­ef­ter skul­le dess re­sul­tat tilläm­pas i in­dust­ri­ell ska­la för att få fram ett ope­ra­tivt an­vänd­bart kärn­va­pen så snabbt att det skul­le kun­na an­vän­das un­der på­gåen­de krig.

Pro­jek­tet skul­le dri­vas av USA:s ar­mé och eta­ble­ra­de ef­ter­hand la­bo­ra­to­ri­er och pro­duk­tions­an­lägg­ning­ar över stör­re de­len av USA – stat­ligt äg­da, uni­ver­si­tet, fö­re­tags forsk­nings­av­del­ning­ar och en­skil­da un­der­le­ve­ran­tö­rer. Even­tu­el­la re­sul­tat skul­le ock­så de­las med al­li­e­ra­de forsk­nings­grup­per i Stor­bri­tan­ni­en. Allt­sam­mans i den enor­ma ap­pa­ra­ten för­sat­tes un­der sträng sekre­tess – och gick un­der kod­nam­net »Man­hat­tan­pro­jek­tet».

Vid be­sät­tan­det av pro­jek­tets två le­dan­de be­fatt­ning­ar ha­de man en ovan­lig tur. Högs­te chef blev bri­gad­ge­ne­ra­len Les­lie Gro­ves, som ha­de om­fat­tan

»DET VI­SA­DE SIG EMEL­LER­TID FIN­NAS EN AN­NAN VÄG TILL ATOM­BOM­BEN»

de er­fa­ren­het av att dri­va sto­ra an­lägg­nings­pro­jekt och se­nast an­sva­rat för byg­get av för­svars­hög­kvar­te­ret Pen­ta­gon. Som tek­nisk chef re­kry­te­ra­de den­ne fy­si­kern Ro­bert Op­pen­hei­mer, som se­dan någ­ra må­na­der ar­be­ta­de i pro­jek­tet.

Gans­ka snart var det tyd­ligt att det fanns två möj­li­ga vägar till atom­bom­ben. I det sam­ar­be­te som eta­ble­ra­des med brit­ter­na be­kräf­ta­des att om man i hög has­tig­het sam­man­för­de en till­räck­ligt stor mängd 235U kun­de en ked­je­re­ak­tion ut­lö­sas som på ett myc­ket kort ögon­blick – en mik­ro­se­kund – skul­le fri­gö­ra en ener­gi­mängd av enor­ma mått. Den tek­nis­ka ut­form­ning­en av en kärn­ladd­ning byggd på 235U fö­re­föll in­te er­bju­da någ­ra oö­ver­stig­li­ga svå­rig­he­ter och den snab­ba hop­slag­ning­en till en kri­tisk mas­sa kun­de lö­sas med en slags ka­non. Pro­ble­met låg i att få fram en till­räck­ligt stor mängd

235U av er­for­der­lig ren­hets­grad.

Den and­ra vägen tyck­tes er­bju­da möj­lig­he­ter och svå­rig­he­ter av näs­tan om­vänt slag. Det nya grun­däm­net plu­to­ni­um med iso­to­pen 239Pu som hu­vud­be­stånds­del, som ha­de upp­täckts ge­nom att be­strå­la na­tur­ligt uran med ne­u­tro­ner, vi­sa­de sig va­ra än­nu lät­ta­re att kly­va än ura­ni­so­to­pen 235U. Äm­net ha­de den sto­ra för­de­len att kun­na fram­stäl­las ge­nom ne­u­tron­be­strål­ning av iso­to­pen 238U i na­tur­ligt uran i en kärn­re­ak­tor. Där­ef­ter kräv­des en ke­misk vi­da­re­be­ar­bet­ning, som – även om den var kom­plex – in­te fö­re­föll omöj­lig att ut­fö­ra i den nöd­vän­di­ga in­dust­ri­el­la ska­lan.

Dä­re­mot fram­kom snart att plu­to­ni­um ställ­de helt and­ra krav på ut­form­ning­en av själ­va kärnladdni­ngen än uran. Pro­ble­met låg i att plu­to­ni­um be­står av fle­ra oli­ka iso­to­per, där sär­skilt 240Pu har en be­nä­gen­het att sön­der­fal­la spon­tant och av­ge

Ba­sen för Tri­ni­ty-tes­tet ha­de 425 per­so­ner när­va­ran­de när det förs­ta kärn­va­pen­pro­vet ut­för­des. Al­bert Eins­te­in un­der en fö­re­läs­ning i Wi­en 1921.

Värl­dens förs­ta test av ett kärn­va­pen, Tri­ni­ty­bom­ben, den 16 ju­li 1945 i Ala­mogor­do.

Den av Man­hat­tan­pro­jek­tet ko­or­di­ne­ra­de ALSOS-mis­sio­nen ini­ti­e­ra­des hös­ten 1943 med må­let att till­va­ra­ta tys­ka an­lägg­ning­ar, ut­rust­ning och per­so­nal kopp­la­de till ut­veck­ling­en av kärn­va­pen. Vä­sent­ligt var att fö­re­kom­ma lik­nan­de sov­je­tis­ka strä­van­den. Här upp­täcks ned­gräv­da uran­ku­ber i Hai­ger­loch 1945.

ALSOS ver­ka­de i grup­per med ve­ten­skaps­män och mi­li­tär skydds­trupp som följ­de de al­li­e­ra­de ar­mé­er­na. Här ned­mon­te­ras tys­kar­nas re­ak­tor i Hai­ger­loch.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Sweden

© PressReader. All rights reserved.