hrameleon

Zbudowanie bomby jądrowej nie jest łatwą sprawą, o czym najprawdopodobniej się przekonałeś jeśli kiedyś próbowałeś. Zdecydowanie łatwiej jest ją ukraść niż zbudować. A jeśli nie ukraść całą to chociaż jej plany. Więc przyjrzyjmy się jak zostać atomowym szpiegiem, jak pozyskać materiały na nią a w końcu jak ją zdetonować.

Tablica znajdująca się na wyjeździe z kombinatu plutonu w Hanford. Szpiedzy mogli być wszędzie. Więc jedyną drogą było nikogo o niczym nie informować. A szczególnie nie informować podwładnych co robią i po co (ten zwyczaj został z nami do dzisiaj).

Jak zdetonować bombę atomową

W większości podręczników fizyki widnieje prosty schemat broni jądrowej. Do kuli wykonanej z materiału rozszczepialnego strzela się niewielką ilością uranu. Zderzenie tych dwóch elementów powoduje przekroczenie masy krytycznej, a w efekcie eksplozję. Jednak zainicjowanie wybuchu jest znacznie trudniejsze.

Aby uzyskać najsilniejszą eksplozję trzeba sprawić, aby reakcja pochłonęła cały materiał rozszczepialny. Jeśli powoli zbliżalibyśmy do siebie dwa kawałki uranu to reakcja rozpoczęłaby się przedwcześnie i wybuchłaby jedynie cienka warstwa w punkcie styku. Następnie eksplozja rozerwałaby całość rdzenia zanim narosłaby reakcja łańcuchowa. Oznacza to, że brakujący element decydujący o przekroczeniu punktu krytycznego musi być wystrzelony z prędkością 300 m/s.

Rozwiązanie to okazało się możliwe wyłącznie w przypadku bomb wykorzystujących uran. Reaktywność Plutonu-240 powodowała, że bomba tej konstrukcji zawsze wybuchłaby przedwcześnie. Potrzeba było stworzyć nowy rodzaj zapalnika – mechanizm implozyjny.

Stan krytyczny można osiągnąć nie tylko poprzez zwiększenie masy materiału rozszczepialnego powyżej poziomu krytycznego, lecz również przez zagęszczenie go powyżej pewnego poziomu. Można było to uzyskać poprzez ściśnięcie go do bardzo małych rozmiarów. Jedynym sposobem, aby uzyskać planowany efekt, było obłożyć pluton materiałami wybuchowymi, tak aby w momencie eksplozji zgnieść go do wymaganej gęstości.

Pierwsze eksperymenty wykazały, że mechanizm implozji będzie bardziej skomplikowany niż początkowo zakładano. Fala uderzeniowa w zetknięciu z gęstym plutonem ulegała rozproszeniu, a w efekcie mogła jedynie zniekształcić drogocenny rdzeń*. Z pomocą przyszły badania brytyjskich fizyków. Opisali oni zjawisko soczewkowania fali uderzeniowej. Tak samo jak można skupić światło za pomocą soczewki, tak samo można spowodować uformowanie fali uderzeniowej wykorzystując dwa odpowiednio uformowane materiały wybuchowe. Tak skomplikowana broń była niezmiernie ryzykowna w użyciu. Nieprawidłowe działanie inicjatora mogłoby w najlepszym razie zmarnować rdzeń warty miliony dolarów, a w najgorszym bomba mogłaby wpaść w ręce wroga. Z tego powodu zdecydowano o przeprowadzeniu testu**.

Do ostatniej chwili możliwość przeprowadzenia testu stała pod znakiem zapytania. W soczewkach odlewanych z materiałów wybuchowych występowały małe pęcherzyki powietrza uniemożliwiające użycie ich do budowy bomby. Nocą poprzedzającą transport bomby nadal nie było wystarczającej ilości soczewek możliwych do wykorzystania. Pozbawieni nadziei naukowcy postanowili podjąć ryzyko. Wykorzystując zdjęcia rentgenowskie zlokalizowali pęcherzyki znajdujące się w głębi odrzuconych soczewek. Następnie zaczęto nawiercać materiały wybuchowe i wypełniać występujące w nich ubytki. Tym sposobem nad ranem dysponowali wystarczającą ilością idealnych soczewek, aby zbudować dwie bomby implozyjne.

*odpowiednie uformowanie fali uderzeniowej jest jednym z powodów czemu nigdy nie doszło do przypadkowego wybuchu bomby jądrowej. Każde zdarzenie, które skutkowałoby nierównomiernym odpaleniem zapalników, skutkowałoby zniekształceniem rdzenia i brakiem eksplozji. Dzięki temu możemy być pewni bezpieczeństwa nawet w przypadku przypadkowego zrzucenia bomby, pożaru magazynu czy upadku samolotu z bronią jądrową na pokładzie (wszystkie takie wypadki miały miejsce).

** w trakcie badań nad implozją prowadzono też mniejsze testy materiałów wybuchowych. Implozja najczęściej była badana na pniach drzew skutkując sukcesywnym ścinaniem drzew w okolicach Los Alamos. Niezamierzonym efektem tej działalności było wylesienie stoku pobliskiego wzgórza, co umożliwiło w późniejszych latach założenie tam stoku narciarskiego.


Tak właśnie wyglądała pierwsza bomba jądrowa. Jak widać daleko jej było tego co sobie obecnie wyobrażamy. Obok bomby stoi Norris Bradbury. Był on fizykiem zajmującym się implozją. Następnie pilnował składania bomb plutonowych i ich transportu. Po rezygnacji Oppenheimera objął po nim funkcje dyrektora los alamos i piastował ją przez 25 lat.

Kobiety - przodowniczki we wzbogacaniu uranu.

O pracownicach fabryk zegarków – Radium Girls, słyszał prawie każdy. Lecz historia zna jeszcze jeden przypadek niezwykłych kobiet, które odegrały niebagatelną rolę w atomistyce.
Calutron Girls były pracownicami kompleksu Y-12 zajmującego się wzbogacaniem uranu na potrzeby projektu Manhattan. To niezwykle odpowiedzialne zadanie było początkowo powierzane jedynie wysoko wykwalifikowanym inżynierom. Jednak przedłużająca się wojna spowodowała znaczące braki kadry technicznej. Jedynym rozwiązaniem okazało się zatrudnienie tysięcy pracownic, które miały wykonywać pracę zarezerwowaną wcześniej dla naukowców.

Kalotrony były długimi na 37 m i szerokimi na 23 m urządzeniami służącymi do rozdzielania izotopów uranu w silnym polu elektromagnetycznym. Do zbudowania pojedynczego Kalotronu potrzeba było zużyć aż 11,5 tony srebra. Co więcej, natężenie pola elektromagnetycznego powodowało przesuwanie się 14 tonowych zbiorników próżniowych montowanych w ich sąsiedztwie. Powodowało to niechęć do powierzenia obsługi tak drogiej aparatury w ręce lokalnych kobiet. Aby rozwiać te obawy postanowiono przeprowadzić eksperyment. Kalutrony obsługiwane przez naukowców z Berkley zostały przekazane do obsługi przez młode operatorki z Tennessee Eastman. Po porównaniu wyników produkcji okazało się że efekty pracy Calutron Girls znacząco przewyższały produkcję doktorów z Berkley. Otworzyło to drogę do masowego zatrudniania miejscowych kobiet, których w szczytowym momencie pracowało ponad 22 tys.

Wytłumaczeń tego osobliwego zjawiska jest wiele, lecz najbardziej prawdopodobnym jest sposób szkolenia operatorek. Dla zachowania tajemnicy Calutron Girls nie były informowane o tym co i w jakim celu robią. Otrzymywały jedynie minimalną ilość informacji umożliwiającą obsługę kalutronów. Powodowało to, że kalutrony działały właściwie bez przerwy.W czasie gdy obsługą zajmowali się naukowcy znający działanie urządzeń dochodziło do licznych przestojów, w trakcie których operatorzy próbowali zrozumieć wszystkie obserwowane przez nich błędy w działaniu aparatury. Błędy nie kolidowały z separacją izotopów uranu.


Zdjęcie pracownic w zakładzie K-25 (zakładzie wzbogacania uranu). W sumie ciekawe jaką dostawały dniówkę.

Atomowi szpiedzy

Projekt Manhattan nie był jedynym programem budowy bomby atomowej. W trakcie trwania II wojny światowej wszystkie strony konfliktu brały udział w wyścigu - kto pierwszy zbuduje broń masowego rażenia. Powszechnie znanymi konkurentami do zawładnięcia energią jądrową była Trzecia Rzesza, Związek Radziecki czy Cesarstwo Wielkiej Japonii. Co więcej, własny program jądrowy prowadziło nawet Ministerstwo Poczty III Rzeszy. Wyścig zbrojeń sprawiał, że wszelkie informacje mogące ułatwić budowę bomby stały się ściśle pilnowanymi sekretami. Nie dziwi więc, że rozpoczęła się wojna wrogich wywiadów.

Radzieccy naukowcy dość szybko zorientowali się że Stany Zjednoczone przystąpiły do budowy bomby atomowej. Paradoksalnie projekt Manhattan został zdekonspirowany nie przez przecieki i tajne informacje, lecz przez ich brak. Przełom lat 30 i 40 obfitował w niezwykłe odkrycia z zakresu fizyki jądrowej. Często różne ośrodki badawcze publikowały te same odkrycia kilka dni, a nawet godzin po sobie. Tym samym całkowity brak nowych publikacji, który nastąpił od początku 1941 roku, był jednoznacznym sygnałem, że wszystkie prace z zakresu fizyki jądrowej zostały utajnione. Co więcej, publikacje się urywały krótko po odkryciu plutonu i rozszczepienia uranu.

Prawdopodobnie gdyby nie atak Trzeciej Rzeszy na Związek Radziecki to już w 1941 roku Stalin nakazałby rozpoczęcie szeroko zakrojonego programu jądrowego. Jednak nieuchronne przesuwanie się linii frontu w kierunku Moskwy spowodowało ograniczenie badań naukowych do obszarów, które mogły być wykorzystane w najbliższych miesiącach. Co więcej, większość kadry naukowej została wysłana do wykrwawiania się w coraz bardziej okrutnych bitwach operacji Barbarossa. Naukowców mogli zastąpić jedynie szpiedzy.

Wielki kryzys, a następnie postępujący totalitaryzm spowodował radykalizację wielu ugrupowań politycznych w całej Europie. Dużą popularność zdobywały idee komunistyczne, zwłaszcza wśród przedstawicieli ubożejącej inteligencji. Umożliwiło to werbowanie przez Związek Radziecki licznych szpiegów wśród najlepszych naukowców. Jednym z nich był niemiecki fizyk jądrowy Klaus Fuchs.

Już w 1933 roku był on zmuszony do ucieczki z Trzeciej Rzeszy ze względu na wcześniejszą przynależność do Komunistycznej Partii Niemiec (przynależność do niej była w znacznej mierze podyktowana przekorą związaną z faktem wydalenia go z Socjaldemokratycznej Partii Niemiec). Na emigracji podjął pracę w Wielkiej Brytanii jako asystent noblisty Maxa Borna. Posada ta umożliwiła mu dostęp do brytyjskiego programu opracowywania bomby atomowej – Tube Alloys. Po przystąpieniu Wielkiej Brytanii do projektu Manhattan rozpoczęła się jego wielka kariera szpiegowska.

Jako osoba pracująca przy opracowywaniu metody separacji izotopów, a następnie tworzeniu zapalnika implozyjnego przekazywał bezcenne dane dotyczące najbardziej skomplikowanych etapów produkcji bomby. Jego działalność trwała nieprzerwanie przez całą wojnę. Dopiero po zakończeniu działań zbrojnych amerykański wywiad przystąpił do rozszyfrowywania komunikatów przesyłanych z radzieckiej ambasady. Znajdowały się tam dokładne informacje na temat konstrukcji bomby. Informacje, które musiały pochodzić od jednego z kluczowych naukowców.

Począwszy od 1949 roku obława wokół Fuchsa zaczęła się zacieśniać. W lutym 1950 roku został aresztowany i oskarżony o szpiegostwo. Był to pierwszy proces o szpiegostwo atomowe. Pierwszy i za razem najłagodniejszy. Fuchs został skazany na zaledwie 14 lat więzienia. Niemożliwe było zasądzenie wyższej kary ponieważ nadal Związek Radziecki był klasyfikowany jako sojusznik. Po zaledwie dziewięciu latach został zwolniony z więzienia i wyemigrował do NRD, gdzie objął funkcję członka komitetu centralnego Socjalistycznej Partii Jedności Niemie,c a następnie zastępcy dyrektora instytutu badań jądrowych w Rossendorfie.Mniej szczęścia mieli inni szpiedzy. Po ujawnieniu afery szpiegowskiej rozpoczęły się masowe aresztowania osób oskarżonych o współpracę ze Związkiem Radzieckim. Jednymi z aresztowanych było małżeństwo Ethel i Julius Rosenbergowie. Odpowiadali oni za koordynację siatki szpiegowskiej, do której należał m.in. Klaus Fuchs. Za swoje działania zostali skazani na karę śmierci, która została wykonana 19 czerwca 1953 roku.

Cień podejrzeń padł również na osoby całkowicie niewinne. Z początkiem lat 50-tych Julius Robert Oppenheimer dyrektor naukowy projektu Manhattan został odsunięty od dostępu do tajemnic wojskowych i prac nad rozwojem fizyki jądrowej. Zdaniem oskarżycieli, argumentów przemawiających za jego sympatią do komunizmu było wiele.

Oppenheimer popierał zmiany społeczne i w sposób regularny przekazywał na te cele darowizny. Był to wystarczający dowód, aby uznać go za „element wywrotowy”. Ponad to przed wojną nie ukrywał sympatii do organizacji socjalistycznych. Znany jest przypadek, w którym w kwestionariuszu bezpieczeństwa zamieścił żart głoszący, że był „członkiem prawie każdej organizacji frontu komunistycznego na zachodnim wybrzeżu”. Wszystkie te oskarżenia ustępowały przed najcięższym. Po wojnie przeciwstawiał się dalszemu rozwojowi broni jądrowej. Jako niekwestionowany autorytet mógł poważnie utrudnić prace nad skonstruowaniem bomby wodorowej.
Głównym świadkiem dowodzącym winy Oppenheimera był jego dawny współpracownik Edward Teller. Węgierski fizyk, którego życiowym celem stało się skonstruowanie broni termojądrowej. Zeznania Tellera wystarczyły aby pozbawić Oppenheimera wpływu na amerykański program jądrowy. Dopiero na dwa lata przed śmiercią, w 1963 roku, Oppenheimer został zrehabilitowany.

To już koniec. Może kiedyś jeszcze postanowię napisać trzecią i czwartą część? Np. Kto pisał listy tylko szyfrem, co robił fotel fryzjerski na środku laboratorium albo w jaki sposób producenci kliszy fotograficznych odkryli że powstała bomba atomowa?
Tymczasem jeśli ktoś nie czytał to polecam pierwszą część:https://joemonster.org/blog/hrameleon/18016/Kilka_...

Teksty pojawiały się na witrynie Napromieniowani.pl w dniach 28-30.07.2023