Tudományos áttörés, a világok pusztítója: az atombomba története

A radioaktivitás hajnalán

Az atombomba története a századforduló környékén kezdődött, amikor néhány fizikus a radioaktivitás jelenségét kezdte el megvitatni, majd komolyabb tanulmányokat indítottak az alfa-részecskék viselkedésének és a különböző anyagok sugárzásának megfigyelésére. Kezdetben olyan ismert tudósok foglalkoztak a témával, mint az új-zélandi és brit Ernest Rutherford, a dán Neils Bohr, a francia Pierre és Marie Curie, valamint a német Albert Einstein. Később azonban csatlakozott a kutatócsoporthoz két magyar is Szilárd Leó és Polányi Mihály, két német Otto Hahn és Walter Bothe, az osztrák Lise Meitner, valamint a japán Hantaro Nagaoka.

Az atommaghasadásnak nevezett monumentális cél elérése több évszázadon átívelő tudományos kísérletek során valósult meg. Az atomenergia és a sugárzás kutatása 1789-től kezdődően foglalkoztatta a nagy koponyákat, miután Martin Klaproth német tudós felfedezte az általa uránnak nevezett sűrű, fémes elemet.

Amikor pedig Marie Curie 19. század végén úttörő kutatásokat végzett az uránnal kapcsolatban, megállapította, hogy az elem természetes módon radioaktív. A fizikusnő alkotta meg egyébként a radioaktív kifejezést is a széteső atomokból származó elektromágneses részecskék kibocsátásának leírására. Curie felfedezése az elemek radioaktivitásáról örökre megváltoztatta az atomtudomány természetét.

Olvasd el ezt is! Egy tanulmány szerint így kell elbújnunk, hogy túl éljünk egy nukleáris támadást

Az 1900-as évek elejére a tudósok már az atom szerkezetét, valamint az alfa-részecskék elhajlását és szóródását tanulmányozták. Ernest Rutherford 1908-ban kimutatta, hogy az alfa-részecske egy héliumatom, majd három évvel később 1911-ben bejelentette, hogy az atommagot egy apró koncentrált tömeg veszi körül, amelyet pályán keringő elektronok határolnak. A radioaktív sugárzáson belüli alfa- és béta-sugárzás felfedezéséért 1908-ban kémiai Nobel-díjat kapott.

Az 1930-as években tovább fejlődött a kutatási terület. Szilárd Leó 1933-ban felvetette az önfenntartó maghasadási reakciók, vagyis a nukleáris láncreakció lehetőségét. Majd a következő évben Enrico Fermi olasz fizikus saját kísérletei során véletlenül neutronokat hasított az uránban. A fejlemények nyomán Lise Meitner fizikus Otto Hahn vegyésszel együttműködve az elsők között érte el az urán sikeres – tudatos – hasadását. A náci párt antiszemitizmusa azonban arra kényszerítette a zsidó származású Meitnert, hogy elmeneküljön és Svédországban telepedjen le, ahol végül azonosította és elnevezte a maghasadás folyamatát.

Meitner felfedezései fordulópontot jelentettek a nukleáris fegyverek kifejlesztésében, viszont a világ ismét háborúba sodródott, így a németek voltak azok, akik a nukleáris energia potenciális kulcsát birtokolták. Míg Hahn úgy döntött, hogy Németországban marad, és a II. világháború alatt folytatja kutatásait, addig Európa-szerte folyamatosan menekülni kényszerültek a tudósok a Németországban és Oroszországban felerősödő zavargások miatt. A zsidó származású kutatók felismerték, hogy a nácik halálos fenyegetést jelentenek számukra, ezért emigrálni kezdtek, főként az Egyesült Államokba.

Szilárd Leó is az Egyesült Államokba emigrált 1938-ban. Fermi és felesége, Laura Capon pedig szintén 1938-ban elhagyta Európát, hogy elmeneküljön az egyre erősödő olasz fasizmus elől.

Az Egyesült Államok bekeményít

Amikor 1939 elején Hahn és Meitner hasadásról szóló felfedezésének híre bejárta a sajtót, Szilárd Leó munkához látott, hogy megerősítse eredményeiket. A magyar fizikusnak Walter Zinn lett a társa és közösen újrateremtették Hahn kísérletét. Felismerve a pillanat sorsdöntő jelentőségét, Szilárd kijelentette:

Azon az éjszakán nagyon kevés kétségem volt afelől, hogy a világ a gyász felé tart.

Szilárd Fermivel együtt kezdett el dolgozni egy atomreaktor megépítésén a Columbia Egyetemen, de a magyar tudós attól tartott, hogy a német szakemberek hasonlóképpen saját reaktorokat építenek majd.

1939 júliusában Szilárd felvette a kapcsolatot Albert Einsteinnel, majd egy találkozó során megvitatták a nukleáris fejlesztések terén elért német eredményeket. Szilárd és Einstein együtt fogalmazott meg egy levelet Franklin D. Roosevelt amerikai elnöknek. Az 1939. augusztus 2-án kelt levélben a figyelmeztetés egyértelmű volt:

Ez az új jelenség bombák építéséhez is vezethet, és elképzelhető, hogy így egy új típusú, rendkívül erős fegyvert is meg lehet építeni.

A levél csak októberben jutott el Roosevelthez, de miután értesült a nukleáris fegyverek által jelentett potenciális kockázatokról, válaszul megalapította az uránnal foglalkozó tanácsadó bizottságot, amely 1939. október 21-én tartotta első ülését.

​Manhattan-terv

Bár 1939-ben alakult meg, az uránnal foglalkozó tanácsadó bizottság eleinte lassan haladt. Japán 1941. december 7-i Pearl Harbor elleni támadása azonban cselekvésre késztette az egyesületet. Mivel az Egyesült Államok hivatalosan is háborúban állt, az uránfejlesztés és az atombomba lehetséges megépítésének kérdése újból érdeklődésre talált. A lelkesedés ellenére a lehetőségek jócskán korlátozottak voltak, a bizottság vezetői pedig a hadsereghez fordultak segítségért.

Így a hadsereg mérnöki testülete vette át az atomfegyverek előállítására irányuló erőfeszítéseket a hazai fronton. 1942. augusztus 13-án a Hadtest létrehozta a Manhattan Mérnöki Körzetet, amelyet a New York-i székhelyéről neveztek el. Majd szeptember 17-én Leslie R. Groves ezredest nevezték ki a projekt élére, akit ezután dandártábornokká léptették elő. Kinevezését követő két napon belül Groves gyors döntéseket hozott a projekt beindítása érdekében, és három kezdetleges helyszínt választott ki az atombomba gyártására.

Ez is érdekelhet:Feljavított videón az USA történelmének legnagyobb nukleáris robbantása

Groves először a Tennessee állambeli Oak Ridge-et választotta ki az urándúsítás helyszínéül, plutóniumot Hanfordban állítottak elő, de a projekt elsődleges központja az új-mexikói Los Alamos lett.

1942 elején Fermi és Szilárd, akik a Columbia Egyetemen egy reaktor megépítésén dolgoztak, Chicagóba költöztek. Miután az építkezés befejeződött, az év december 2-án a tudósok megkezdték a kadmium vezérlő rudak eltávolítását az urániumhalomból. Az utolsó vezérlő rúd eltávolítását követően a halom kritikus állapotba került. Az így kialakult nukleáris reakció önfenntartóvá vált, és néhány percig egyre gyorsuló ütemben folyt, amíg Fermi el nem rendelte a reaktor leállítását.

Bár a reakció csak annyi energiát termelt, amennyi egy villanykörte működtetéséhez lett volna elegendő, ez volt az első önfenntartó nukleáris reakció a történelemben.

Miután Roosevelt elnök 1942. december 28-án hivatalosan jóváhagyta a projektet, az egész Egyesült Államokra kiterjedő, hatalmas vállalkozássá nőtte ki magát. A több mint 30 helyszínnel és több mint 100 ezer munkással a Manhattan-terv körülbelül 2,2 milliárd dollárba került az országnak. Ám annak ellenére, hogy ilyen hatalmas méreteket öltött a biznisz, nagyrészt titokban maradt, és az atombomba építésén dolgozó emberek közül sokaknak fogalma sem volt, hogy mi cél áll a munkájuk mögött.

Fermi sikeres chicagói kísérletét követően úgy tűnt, hogy két lehetséges út vezet az atombomba építéséhez: az uránium és a plutónium. A projekt során mindkét bombafajtát megépítették, ekkor született meg a Hirosimát és Nagaszakit elpusztító lövedékes uránbomba, a Little Boy és a plutóniumbomba, a Fat Man.

A Trinity-teszt sikere felülmúlta Groves és a Manhattan-tervben részt vevő tudósok várakozásait. A kísérletet követő napon Roosevelt utódja, Harry Truman arra használta fel az eredményeket, hogy Japánt feltétel nélküli megadására szólítsa fel.

Az atomenergia felfedezése és hasznosítása a II. világháború gyors befejezését szolgálta, mindezek mellett pedig az Egyesült Államokat egy olyan globális hatalmi pozícióba helyezte, amit a háború befejezése után egyetlen más nemzet sem tudott betölteni.

A Manhattan-terv minden bizonnyal átlökte az emberiséget az új atomkorszak küszöbén, amely örökre megváltoztatta a konfliktusok természetét és a globális háborútól való rettegést.