Možná to bouchne. Historie Projektu Manhattan, největšího vědeckého podniku všech dob

 Drchal 12. srpna, 09:05  -  Václav Drchal
12. srpna, 09:05

Mary Anne Bufardová pracovala za druhé světové války v prádelně. To, co dělala, jí nedávalo nejmenší smysl: „Řeknu vám, co jsem doopravdy dělala. Uniformy se nejdřív vypraly, vyžehlily, přišily se na ně nové knoflíky a pak jsem je dostala já. Vždycky jsem je přiložila ke zvláštnímu přístroji, a když jsem uslyšela cvakání, poslala jsem je znovu na vyprání. To jsem dělala - celý den."

Dnes nejspíš každého druhého napadne, že Geigerovým-Mullerovým čítačem zjišťovala míru radioaktivního zamoření, pro ni to však byla metafyzická záhada. Mary patřila mezi oněch 130 tisíc lidí, kteří se podíleli na Projektu Manhattan, ale o tom, že vyrábí první atomovou bombu, měli jen nejasné tušení. Časopis Life o nich po válce napsal, že „pracovali ve tmě jako krtkové“.

Jenže Projekt Manhattan měl i druhou, mnohem skvělejší stránku: podílely se na něm stovky nejlepších fyziků, chemiků a matematiků své doby. Charakteristická je historka, jak se „Oppie“ neboli Robert Oppenheimer málem nestal šéfem laboratoře v Los Alamos, protože na rozdíl od mnoha svých podřízených nebyl nositelem Nobelovy ceny, což se považovalo za závažný „kádrový“ prohřešek.

Calutron Girls. Muži byli na frontě, a tak separaci U235 dostaly v Oak Ridge na starost ženy. Většinou čerstvé vysokoškolačky a „holky“ z okolních farem

Projekt Manhattan byl nejspíš největším vědeckým podnikem všech dob. Brzy na něj navíc navázala konstrukce termonukleární bomby a rakety k Měsíci také doletěly jen díky tomu, že měly původně nést jaderné nálože. Lidé jsou zkrátka divná stvoření.

Bomba nového typu

Když němečtí chemikové Otto Hahn a Fritz Strassmann objevili na konci roku 1938, že neutron dokáže rozštěpit atom uranu, a ukázalo se, že se přitom kromě energie uvolní až tři jiné neutrony schopné dalšího štěpení, začalo jít do tuhého. Během následujícího roku vyšla o jaderném štěpení asi stovka vědeckých prací a jaderným fyzikům bylo pomalu jasné, že by v uranu mohlo dojít k řetězové reakci. Už v srpnu 1939 maďarskožidovský fyzik Leó Szilárd sepsal dopis - a nechal ho podepsat Einsteinem - ve kterém prezidentu Rooseveltovi navrhl, aby rozjel jaderný program, protože Německo bude v dohledné době schopné „vyrábět extrémně silné bomby zcela nového typu“.

Kolik stála bomba
Projekt Manhattan stál zhruba dvě miliardy dolarů, tedy v dnešních cenách asi 27 miliard, přičemž 90 procent z této částky spolkly továrny na výrobu štěpného materiálu. Šlo o slušnou sumu, ovšem nejdražší válečná položka to nebyla. Jedna stíhačka Lockheed P-38 Lightning stála zhruba 100 tisíc dolarů a USA jich vyrobily deset tisíc (tedy dohromady za miliardu), do výroby tanků investovaly třikrát tolik než do bomby a za dvě miliardy dolarů se dala vést válka necelých devět dní.

Brzy poté poprvé zasedl „Uranový výbor“, ovšem udělená podpora - šest tisíc dolarů - nestála za řeč. Z tisíců se postupně stávaly desetitisíce a statisíce, ovšem až do Pearl Harboru nešlo o prioritu. Výzkum přesto běžel: v Chicagu Enrico Fermi stavěl první uranový „milíř“ (předchůdce dnešních jaderných reaktorů), v cyklotronu se podařilo vyrobit pár atomů plutonia a v Berkeley dokázali za hodinu vyseparovat jeden mikrogram (miliontinu gramu) izotopu uranu U235, což bylo bráno za „podivuhodný úspěch“.

Africký uran

V polovině roku 1942 zastřešila armáda atomový výzkum pod nicneříkajícím názvem Vývoj náhražkových materiálů, kterému se přezdívalo Projekt Manhattan. Vědci i šéf projektu - generál Leslie Groves -věřili, že je možné bombu sestrojit, jenže od mikrogramů a miligramů bylo třeba nejdřív přejít ke kilogramům a tunám.

Relativně snadné bylo obstarání uranové rudy. Na světě byla tehdy známa jen čtyři naleziště. To nejstarší - v Jáchymově - drželi Němci, dvě další - v Coloradu a na severu Kanady - ovládali spojenci a to poslední leželo v Belgickém Kongu. Zatopený důl Shinkolobwe byl pro bombu zásadní: v rudách z amerických nalezišť bývalo obvykle okolo jednoho procenta uranu, kdežto v té africké až 65 procent. Už v roce 1940 přivezla loď do New Yorku 1200 tun africké rudy a o dva roky později se rozběhly pravidelné dodávky.


Kam dopadne příští atomovka? V posledních letech se scénáře mění


Daleko obtížnější a dražší bylo získání štěpného materiálu. Přírodní uran je takřka výhradně tvořen izotopem U238 a „bombotvorný“ U235 - kterého je ve směsi 140krát méně - se z něj musí vyseparovat. Oba izotopy však mají identické chemické vlastnosti a takřka stejně váží, takže je něco takového vlastně skoro nemožné (tato požehnaná okolnost už 70 let stojí mezi civilizací a teroristy).

Obohacování

Američané však bombu chtěli a chtěli ji rychle. O separaci se proto pokoušeli hned čtyřmi různými způsoby najednou: elektromagneticky, v centrifugách, tepelnou a plynnou difuzí. V každém jednotlivém kroku se však uran dařilo obohatit jen nepatrně, a tak bylo třeba stavět nekonečné kaskády zařízení. O velikosti úkolu svědčí odhad pro zpočátku nejslibnější, později však opuštěnou odstředivou metodu, dle kterého by kilogram U235 denně dokázalo vyprodukovat 50 tisíc vysokorychlostních centrifug s průměrem rotoru jeden metr.

Jak se dělá bomba
Princip atomové bomby je teoreticky velmi jednoduchý. Stačí „uplácat“ kouli z nadkritického množství U235 (52 kilo) či plutonia (10 kilo) a k výbuchu dojde samovolně: atomy těchto látek se sem tam samy od sebe rozpadnou a uvolněné neutrony - pokud tedy koule není příliš malá a většina neutronů z ní „neuteče“ ven - spustí řetězovou reakci. Praxe však bývá daleko složitější: části štěpného materiálu je k sobě nutné velikou rychlostí „sestřelit“ a zlomek vteřiny u sebe přidržet, aby předčasný výbuch bez užitku nerozmetal do okolí většinu štěpného materiálu ještě před tím, než stihne reagovat. Bomba z U235 proto v sobě musela mít cosi jako dělo a design implozivní plutoniové bomby byl ještě mnohem složitější.

Zbylé tři způsoby se při obohacování uranu skutečně uplatnily, ovšem byly zhruba stejně náročné. V Oak Ridge (Tennessee) kvůli tomu na ploše 23 tisíc hektarů vyrostl obrovitý tovární komplex - a vlastně zbrusu nové město -, ve kterém žilo a pracovalo přes 90 tisíc lidí včetně naší nešťastné pradleny Mary.


Komentář: Jak nám svět drobet zvlčel


Druhou možností byla výroba plutonia z U238 ve Fermiho jaderných reaktorech. První řízenou štěpnou reakci spustil italský fyzik v prosinci 1942 na squashovém kurtu Chicagské univerzity. Jeho milíř - složený z kusů uranu a grafitových cihel - skutečně fungoval, ovšem při výkonu 200 wattů by mu výroba plutonia pro jednu bombu trvala 70 tisíc let. I tady byla namístě megalomanie: v dubnu 1943 začalo u vysídlené vesničky Hanford (Washington) vyrůstat ubytování pro 25 tisíc dělníků, kteří měli postavit a obsluhovat první velký reaktor.

Lechtání draka

Dostatek štěpného materiálu byl k dispozici až v létě 1945, ovšem už o dva roky dříve vznikla v Los Alamos pod vedením „Oppieho“ nová laboratoř, která měla teoreticky propočítat a praktickými pokusy ověřit kritické množství štěpného materiálu a nakonec bombu sestrojit. Nestála zdaleka tolik jako obří továrny, ovšem koncentrace géniů na metr čtvereční v ní byla nejspíš nejvyšší v dějinách lidstva.


Kimova raketová parta. Kdo jsou ti, jimž vůdce KLDR skáče do náruče?


Nejdivočejší z experimentů byly ty s těsně podkritickým množstvím štěpného materiálu, ve kterém se ozařováním proudem neutronů či pomalým přibližováním berylliového poklopu vyvolávala řetězová reakce. Sami experimentátoři jim říkali „lechtání draka pod ocasem“. Největším experimentátorem ze všech byl fyzik Louis Slotin. Draka lechtal už tolikrát, že nakonec místo předepsaných postupů vždy pod poklop vrazil šroubovák a jeho otáčením přibližoval a zase oddaloval vznik řetězové reakce. Když jednou - to už bylo rok po válce - předváděl kolegům „draka“, šroubovák se smekl. Místnost ozářilo oslnivé modrobílé světlo, ale Slotin ještě stihl poklop strhnout. Za pouhých devět dní zemřel a tři z přihlížejících zabila během let leukemie.

Krása nesmírná

První - Slotinem smontovanou plutoniovou - bombu odpálili Američané 16. července 1945 v Alamogordu. Pokusný výbuch o síle 21 kilotun TNT překonal veškerá očekávání. „Proboha, snad se to těm brejlounům nevymklo z rukou,“ vykřikl jeden z vojáků. Oppenheimera mimoděk napadl verš z Bhagavadgíty, ve kterém se píše o záři tisícovky sluncí, a vzápětí druhý, jenž zní: „A nyní se stávám Smrtí, ničitelem Světů.“ Až do oficiální zprávy proniklo básnické okouzlení Grovesova zástupce - generála Thomase Farrella, který užil slova „velkolepý, krásný, ohromující, hrůzný“.

Když okouzlení vyprchalo, vzlétly bombardéry. Už 6. srpna dopadla jaderná, tentokrát uranová, bomba na Hirošimu a o tři dny později další, plutoniová, na Nagasaki. Čtvrtou chtěl Groves odpálit 19. srpna a tři jiné během září, ovšem císař Hirohito mezitím ohlásil kapitulaci.

Čtěte také:

Strach ze sousedů? Vyřeší to jaderné zbraně

10 hororových scénářů konce lidstva

V Praze stále funguje systém protiatomových krytů. S jejich využitím však nikdo nepočítá


Hodnocení

Zaujala Vás tato zpráva?
Ohodnoťte ji

Počet hodnocení: 6 | Průměrné hodnocení: 4.33

Loading

Děkujeme za Vaše hodnocení

Komentáře

Mohlo by vás zajímat

Finance
Kdo vlastní naše pojišťovny?
5 věcí, které si pamatujte o dokumentárním akreditivu
Zdraží plyn v topné sezóně? Jaké faktory ovlivní jeho cenu?
Všude stejně: jak moc riskujete, když používáte univerzální hesla a pořád stejný PIN?
Kdy je vhodná doba pro přezutí a výměnu pneumatik
Auta
Retro: Ford Mustang přežil i zlé časy. A dnes je to úplný…
VW Arteon je sice moderní, ale výkonem na starší Passat CC ztrácí. ABT má řešení
Kvíz: Znáte tyto přezdívky modelů aut nebo jiných dopravních prostředků?
Galerie: Kdo je konkurencí pro šestiválcový Stinger GT? Nová Kia mnoho soupeřů nemá
Nové Audi A7 Sportback už je jen hybrid. A zatím bez dieselu
Technologie
Velký přehled: Kdo vlastní naše pojišťovny?
GeForce GTX 1070 Ti už se objevují na fotografiích, prosáklo skóre v 3DMarku
Cnews FM: Microsoft vydal Windows 10 Fall Creators Update [podcast]
Vyšel Total Commander 9.10. Co je nového?
Philips začíná upgradovat své televizory na Android 7.0, na rozdíl od Sony ale ne všechny
Hry pro příležitostné hráče
Zavřít