Her på Steampunk.dk har vi berørt emnet før, men hidtil kun på en ganske overfladisk og semi-voyeuristisk måde. Vi har kigget på den småpsykotiske skræmmekultur teknologien afstedkom og på de forholdsvis optimistiske forestillinger om fremtiden, som teknologien trods en dødbringende præmierer også ansporede. Samtidig har vi også set på det ultimative fysiske resultat af samme teknologi.

Jeg snakker selvfølgelig om det amerikanske Manhattan Project: det første atomvåbenprogram.

Verdens første atombombe 0.016 sekund efter detonation i New Mexico – 200m i diameter

Da der jo forhåbentlig ikke er nogen af læserne der har oplevet en atombombe, så er det måske passende, hvis vi lige kigger lidt på de kræfter man har med at gøre. De efterfølgende poster bliver nemlig ikke en gennemgang af selve fysikken bag atomenergi, men en overordnet fortælling om de historiske handlinger som førte til udviklingen af verdens første atomvåben – lidt i stil med vores gennemgang af den tidlige rakethistorie.

I forbindelse med udarbejdelsen af hans specielle relativitetsteori fremførte Albert Einstein i 1905 et nyt koncept indenfor fysikken, der kunne udtrykkes med ligningen E = mc². På dansk fortæller dette simple, ligefrem smukke, stykke matematik, at der er en ækvivalens mellem energi (E) og masse (m), som er ligefrem proportional med kvadratet på lysets hastighed i vakuum (c²). Energien indeholdt i stof kan altså beregnes ved at gange massen i kg med 299.792.458² (m/s) – masse kan altså oversættes direkte til energi og tilmed en hulens masse energi.

Mass and energy are both but different manifestations of the same thing — a somewhat unfamiliar conception for the average mind

For folk der ikke er fysikere (sikkert også for nogle fysikere), kan det være svært at omsætte ovenstående ligning til noget håndgribeligt, men det kan hjælpe lidt, hvis man indser, at selvom både Little Boy og Fat Man bomberne (de to atomvåben kastet over Japan i august 1945) udløste en energi svarende til mange kiloton TNT (henholdsvis 13-18kt og 21kt), så omdannede ingen af bomberne mere end et gram materiale til energi – teknisk set betyder det, at Hiroshima blev fuldstændigt ødelagt af energien fra godt 600 milligram Uran 235.

Fission af et enkelt uranatom udløser energi nok, til at flytte et sandkorn, der naturligvis selv består af utallige Trillioner atomer (faktisk cirka 78.000.000.000.000.000.000 atomer) – det er altså afsindige energimængder der er tale om ved atomvåben, fuldstændig uden sammenligning med konventionelle bomber (amerikanernes største konventionelle bombe, GBU-43/B, udløser en kraft på 0.011 kt).

Storbyen Hiroshima efter 600 milligram Uran 235 blev omdannet til ren energi

I 1937 var der stadig kun få fysikere der anså anvendelsen af atomkraft til våbenbrug som praktisk mulig. Den Newzealandske videnskabsmand Ernest Rutherford, der anses som faderen til atomfysik, døde samme år i tryk forvisning om, at den nyopdagede atomenergi, om end det var teoretisk muligt, ikke i praksis kunne anvendes til våbenbrug. Mindre end 8 år efter Rutherfords død eksploderede verdens første atomvåben på White Sands Missile Range i New Mexico.

Hvordan i alverden kom det så vidt? Hvordan udnyttede man, at fission af et enkelt Uranatom kan udløse energier der ligger 200 millioner gange over de energier man får ved konventionelle kemiske reaktioner?

Det skete selvfølgelig heller ikke sådan uden videre. USA måtte gennem et 3½ år langt udviklingsprogram af afsindig kompleksitet, et program der i tillæg var verdens hidtil dyreste. Den samlede pris var $22 milliarder (2004 dollars), et afsindigt voldsomt beløb, men egentlig forholdsvis beskedent i forhold til Apollo-programmets $170 milliarder (2005 dollars). Til sammenligning kostede hele anden verdenskrig det amerikanske samfund $3,4 billioner (2008 dollars).

I de næste poster i serien skal vi se lidt på dette udviklingsarbejde, der fik navn efter en ø ved Hudsonflodens udløb, hvor mange europæiske atomfysikere havde søgt tilflugt fra anden verdenskrig: The Manhattan Project.

Uran-berigelsesfaciliteten i Oak Ridge, Tennessee – blot en af 30 Manhattan faciliteter