Projekat Manhattan
.jpg)
Projekat Menhetn (engl. The Manhattan Project) je razvijan tokom Drugog svetskog rata. Cilj projekta je bio pravljenje i razvijanje nuklearnog oružja. Projekat su finansirale i nadgledale vlade SAD, Kanade i Ujedinjenog kraljevstva, a na njemu su učestvovali svi veliki fizičari ali i mladi naučnici.
Vođe projekta su bili general Lesli Grouvs (Leslie R. Groves) i američki fizičar Robert Openhajmer.
Od 1942. do 1946. godine projekat je bio pod nadzorom Udruženja inžinjera američke vojske (U.S. Army Corps of Engineers).
Projekat se pokazao uspešnim na čuvenom Triniti testu, 16. jula 1945. godine, tj. detonacijom u Alamogordu, Novi Meksiko.
Projekat Menhetn je angažovao oko 130.000 ljudi i koštao je ukupno 2 milijarde američkih dolara. Započet je još 1939. godine na inicijativa onovremenih vodećih naučnika koji su sumnjali da nacisti već razvijaju nuklearno oružje.
Već 1896. godine, kada Henri Bekerel otkriva radioaktivnost, počinje razvoj nuklearne fizike. Godine 1932. Džejms Čedvik otkriva neutron i time naučnici imaju kompletiran model atoma koji se sastojao od jezgra i omotača. u jezgru se nalaze protoni i neutroni a u omotaču elektroni.
Godine 1932. Džon Kokroft i Ernest Volton prvi "cepaju" atom. Godine 1934. bračni par Irena Žolio Kiri i Frederik Žolio otkriva veštačku radioaktivnost koja može biti izazvana bombardovanjem stabilnih atoma alfa zracima (jezgrima atoma helijuma). Zajedno sa njima na projektu je radio i Pavle Savić. Iste godine Enriko Fermi objavljuje rezultate bombardovanja atoma uranijuma neutronima.
U decembru 1938. godine nemački fizičari Oto Han i Fric Štrasman objavljuju eksperimentalne rezultate bombardovanja neutronima atoma uranijuma. Međutim, u ovom otkriću mnogi neopravdano zanemaruju ulogu Lise Majtner koja je, zbog opasnosti za svoj život, prebegla iz Nemačke (čak se priča da je Štrasman prebacio u gepeku svojih kola).
Mnoge naučnike je zaokupila ideja o pravljenju nuklearnog oružja, isto tako mnogi su bili zabrinuti. Nils Bor i Džon Viler uskoro otkrivaju izotop uranijum-235.
Za to vreme u SAD trojica mađarskih fizičara jevrejskog porekla: Leo Silard, Edvard Teler i Judžin Vigner veruju da nacistička Nemačka može energiju nuklearne fisije iskoristiti za pravljenje nuklearne bombe. Adolf Hitler u Nemačkoj obrazuje tim zadužen za izradu nuklearnog oružja. Na čelo tima postavljen je Verner Hajzenberg i njegova uloga je dosta kontroverzna, pošto je on kasnije uporno tvrdio da je, u stvari, sabotirao istraživanja i pravljenje nuklearnog oružja.
Politički marginalizovan, fizičar Albert Ajnštajn se odlučuje da napiše pismo američkom predsedniku Frenklinu Ruzveltu. U to vreme, Ajnštajn je bio najpoznatiji fizičar i njegovo pismo je imalo veliki uticaj na Ruzvelta. Zapravo, pismo su zajedno napisali Ajnštajn i Silard i poslali ga 2. avgusta 1939. godine, i u njemu su iznelistrahovanja da Nemci razvijaju nuklearno oružje koje bi mogli iskoristiti protiv savezničkih snaga.
Mesec dana kasnije Ruzvelt osniva Uranijum komitet. Enriko Fermi na Kolumbija univerzitetu pravi prvi reaktor u decembru 1942. godine. U martu 1940. godine u Birmingemu (UK) Oto Friši Rudolf Pajerls izračunavaju da za pravljenje atomske bombe treba nekoliko kilograma uranijum-235.
Tokom proleća Robert Openhajmer i Robert Serber sa Univerziteta Ilionis radili su na problemu difuzije neutrona (kako se neutroni kreću u lančanoj reakciji) i hidrodinamici (opisivanje eksplozije nastale lančanom rekacijom).
Hans Bete, Džon Van Vlek, Edvard Teler, Feliks Bloh, Emil Konopinski, Robert Serber, Stenli Frenkel, Eldred Nelson potvrdili su da je ostvarljivo napraviti fisionu bombu.
Međutim, oni nisu poznavali sve osobine čistog uranijum-235 kao što su znali osobine plutonijuma. Plutonijum je tada novootkriven elemenat (otkriven je u februaru 1941. godine).
Tako veliki projekat bio je podeljen na tri tajna naučna grada: Los Alamos u Novom Meksiku, Ouk Ridž (Oak Ridge) i Henford.
Nacionalna labaratorija u Los Alamosu izgrađena je na mestu gde je ranije bila Los Alamos ranč škola. Los Alamos je bio u planu za završetak projekta.
Ouk Ridž postrojenje je zauzimalo više od 243 km2 i prostiralo se na nekoliko farmi u Tenesiju. Kolikim velom tajne je sve to bilo pokriveno, govori činjenica da ni sam guverner nije znao za postrojenje. Postrojenje je trošilo 1/7 ukupne proizvodnje električne energije SAD-a u to vreme, mnogo više nego li sam Njujork. U Ouk Ridžu se proizvodio uranijum-235.
Henford je zauzimao površinu od skoro 2,600 km² i u njemu se proizvodio plutonijum.
Svi delovi projekta su bili pod velom tajne do završetka Drugog svetskog rata.
Projekat je obuhvatao sledeće delove i poddelove:
- Deo V (Site W) Henford: proizvodnja plutonijuma.
- Deo Iks (Site X) Ouk Ridž: proizvodnja uranijuma i istraživanja proizvodnje plutonijuma
- Deo Ipsilon (Site Y) Los Alamos: labaratorija za istraživanje bombe
- Metalurgijska labaratorija (Čikago): razvoj reaktora
- Projekat Alberta
- Projekat Ejms
- Projekat Kamel
- Projekat Triniti
- Radijaciona labaratorija (Berkli)
Bomba koja je bačena na Hirošimu dobila je naziv Mali dečko (Little Boy) i napravljena je od uranijumovog izotopa uranijum-235.
Tokom projekta razvijena su dva načina izdvajanja uranijum-235 iz čistog uranijuma. Inače, ovaj izotop čini samo 0,7% uranijuma, dok ostalih 99,3% čini izotop uranijum-238.
Prva metoda je bila gasna difuzija a druga elektromagnetno izdvajanje izotopa.
Uranijumska bomba tada napravljena spada u "pištolj" tip fisione bombe. Prva masa uranijum-235 je predstavljala metak i bila ispaljivana kroz cev ka drugoj masi istog izotopa brzo praveći kritičnu masu što je dovodilo do velike eksplozije.
Plutonijumska bomba je korišćena za prvi test (Triniti test). Isti tip bombe je bačen na Nagasaki, za razliku od uranijumske bombe, njen naziv je bio Debeli čovek (Fat Man) i napravljena je od plutonijumovog izotopa plutonijum-239.
Prvi testovi sa plutonijumom su vršeni u ciklotronu koji je čist u samo malim količinama.
Sličnih pokušaja za izradu nuklearnog oružja bilo je u SSSR-u a projekat je predvodio Igor Kurčatov.
Pokušaji su vršeni i u Velikoj Britaniji i Kanadi, ali su se kasnije Kvebeškim ugovorom naučnici sa tih projekata priključili projektu Menhetn.
Na suprotnoj strani Verner Hajzenberg je predvodio nemački tim, ali je pred kraj rata Hitler izgubio interesovanje za ovo oružje i projekat je ugašen. Pokušaja je bilo i u Japanu ali sa malim uspehom.
Završetkom projekta Menhetn, započinje atomsko doba koje i danas traje. Projekat Menhetn je bio prvi najveći i strogo tajan. Na njemu su tada radile vodeći naučnici sa početka 20. veka ali tu se pojavljuje i "mlada krv" tj. studenti i mladi istraživači (npr. Ričard Fajnman) koji će naslediti starije naučnike i zameniti ih.
Dokaz o posedovanju nuklearnog naoružanja, Ameriku svrstava u vodeću silu sve dok SSSR ne testira prvu fisionu bombu. Trka nastala oko nuklearnog naoružanja biće jedan od razloga "hladnog rata" između SSSR-a i SAD-a.
Jedna od vodećih figura, Robert Openhajmer, kasnije će biti optužen za saradnju sa komunistima zbog svojih filozofskih pogleda. Pedesetih godina u Ženevi će biti održana jedna od prvih naučnih konferencija za korišćenje nuklearnih istraživanja u mirnodopske svrhe sa sloganom:
- "Atomi za mir, energija za sve!"
Konferenciju će predvoditi neke od glavnih u projektu Menhetn (Nils Bor, Albert Ajnštajn i drugi).
| ||||||||||||
