FRÜHE KERNFORSCHUNG
Das Erreichen des monumentalen Ziels, den Kern eines Atoms, bekannt als Kernspaltung, zu spalten, erfolgte durch die Entwicklung wissenschaftlicher Entdeckungen, die sich über mehrere Jahrhunderte erstreckten. Ab 1789, als der deutsche Wissenschaftler Martin Klaproth das dichte, metallische Element entdeckte, das er Uran nannte, faszinierte die Erforschung von Atomenergie und Strahlung die wissenschaftlichen Köpfe., Als Marie Curie Ende des neunzehnten Jahrhunderts ihre bahnbrechenden Forschungen über Uran durchführte, stellte sie fest, dass das Element von Natur aus radioaktiv war. Curie schuf den Begriff „radioaktiv“, um die Emission elektromagnetischer Teilchen aus zerfallenden Atomen zu beschreiben. Curies Entdeckung der Radioaktivität in Elementen veränderte für immer die Natur der Atomwissenschaft. Aufbauend auf dieser Forschung formulierte der britische Physiker Ernest Rutherford 1911 ein Modell des Atoms, in dem Elektronen mit geringer Masse einen geladenen Kern umkreisten, der den Großteil der Masse des Atoms enthielt.,
DEUTSCHE ENTDECKUNG DER SPALTUNG
In den 1930er Jahren entwickelte sich das Feld weiter. Der ungarisch-deutsche Physiker Leo Szilard konzipierte 1933 die Möglichkeit einer sich selbst erhaltenden Kernspaltungsreaktion oder einer nuklearen Kettenreaktion. Im folgenden Jahr teilte der italienische Physiker Enrico Fermi unwissentlich Neutronen innerhalb von Uran, während er seine eigenen Experimente durchführte. Auf den Fersen dieser Entwicklungen war die österreichisch – schwedische Physikerin Lise Meitner, die mit dem deutschen Chemiker Otto Hahn zusammenarbeitete, eine der ersten, die die erfolgreiche Spaltung von Uran erreichte., Der Antisemitismus der NSDAP zwang Meitner, der Jude war, zu fliehen und sich in Schweden niederzulassen. Während seiner Zeit in Schweden identifizierte und benannte Meitner den Prozess der Kernspaltung.
Meitners Erkenntnisse wurden zu einem Wendepunkt in der Entwicklung von Atomwaffen, aber als die Welt wieder in den Krieg zog, waren es die Deutschen, die den potenziellen Schlüssel zur Atomkraft hielten. Während Hahn sich entschied, in Deutschland zu bleiben und seine Forschung während des Zweiten Weltkriegs weiterzuentwickeln, flohen Wissenschaftler in ganz Europa stetig., Szilard, ein jüdischer Mann, wanderte 1938 in die Vereinigten Staaten aus, um Verfolgung zu vermeiden. Fermi und seine Frau Laura Capon verließen Ende 1938 auch Europa, um dem wachsenden Faschismus in Italien zu entkommen. Capon, der auch Jude war, reiste mit Fermi nach New York City, wo beide sich um einen dauerhaften Wohnsitz bewarben.
DIE VEREINIGTEN STAATEN DAUERT in der AKTION
Wenn die Nachricht von Hahn und Meitner die Entdeckung der Kernspaltung erreicht Szilard in his New York City home in early 1939, Szilard begann die Arbeit, um Ihre Ergebnisse zu bestätigen. Szilard fand Hilfe in Kollaborateur Walter Zinn, und zusammen haben sie Hahns Experiment neu erstellt., Szilard erkannte die Bedeutung dieses Moments und erklärte: „In dieser Nacht gab es sehr wenig Zweifel daran, dass die Welt auf Trauer zusteuerte.“Szilard begann mit Fermi zusammenzuarbeiten, um einen Kernreaktor an der Columbia University zu bauen, aber als sie dies taten, befürchtete Szilard, dass Wissenschaftler in Deutschland, die die Nazi-Kriegsanstrengungen unterstützten, ähnlich ihre eigenen Reaktoren bauten.
Im Juli 1939 kontaktierte Szilard den prominenten jüdischen deutschen theoretischen Physiker Albert Einstein in seinem Haus auf Long Island, New York, um deutsche Fortschritte in der nuklearen Entwicklung zu diskutieren., Gemeinsam verfassten Szilard und Einstein einen Brief an US-Präsident Franklin D. Roosevelt. In dem Schreiben vom 2. August 1939 war die Warnung klar: „Dieses neue Phänomen würde auch zum Bau von Bomben führen, und es ist denkbar—wenn auch viel weniger sicher—, dass so extrem mächtige Bomben eines neuen Typs gebaut werden können.“Der Brief erreichte Roosevelt erst im Oktober, aber als er von den potenziellen Risiken erfuhr, die Atomwaffen bergen, antwortete er mit der Bildung des Beratenden Ausschusses für Uran, der am 21.,
Overhead-Aufnahme von Fermis Pile-1-Experiment, das unter Stagg Field in der Inversity of Chicago 1942 konstruiert wurde. Bild mit freundlicher Genehmigung von Los Alamos National Laboratory.
DAS MANHATTAN-PROJEKT
Obwohl es 1939 gegründet wurde, bewegte sich der Beratende Ausschuss für Uran zunächst langsam. Japans Angriff auf Pearl Harbor am 7. Dezember 1941 drängte das Komitee jedoch in die Tat. Da sich die Vereinigten Staaten formal im Krieg befanden, gewann die Frage der Uranentwicklung und des möglichen Baus einer Atombombe erneutes Interesse., Dieses Interesse stieg noch höher, als ein Bericht britischer Wissenschaftler im März 1941 die Möglichkeit bestätigte, eine uranbasierte Bombe zu bauen, was amerikanischen Wissenschaftlern die Bestätigung gab, die sie suchten. Trotz dieser Begeisterung wurde die Begrenzung der Ressourcen schnell offensichtlich und veranlasste die Ausschussführer, sich an das Militär zu wenden, um Hilfe zu erhalten.
Als die Vereinigten Staaten ihre Insel-Hopping-Kampagne im Pazifik begannen, übernahm das Army Corps of Engineers die Bemühungen, Atomwaffen an der Heimatfront herzustellen., August 1942 gründete das Army Corps das Manhattan Engineer District, benannt nach dem Standort seiner Büros in New York City. September, wurde Colonel Leslie R. Groves zum Leiter des Projekts ernannt und zum Brigadegeneral befördert. Innerhalb von zwei Tagen nach seiner Ernennung traf Groves schnelle Entscheidungen, um das Projekt voranzutreiben und drei Hauptstandorte für die Herstellung einer Atombombe auszuwählen.
Haine zuerst ausgewählt Oak Ridge, Tennessee, als Standort für Urananreicherung. Auch unter den primären Projektstandorten war Los Alamos, New Mexico., Los Alamos wurde als „Project Y“ bezeichnet und war Standort des Waffenforschungslabors des Manhattan-Projekts. Diese Los Alamos Website würde der Ort für den Bau der Atombomben werden. Der letzte primäre Standort war Hanford, Washington, den er zur Herstellung von Plutonium aus dem Uranisotop U-238 bestimmt hatte. Obwohl Plutonium kein natürlich vorkommendes Element ist, entdeckten Wissenschaftler seine Produktion in Uranreaktoren. Plutonium erwies sich als radioaktives Metall und hatte eine höhere Möglichkeit, eine Kernspaltung zu erreichen.,
Als Groves diese Schritte unternahm, schuf ein Durchbruch in der Atomforschung unter den Squash Courts an der Universität von Chicago ein Modell für die zukünftige Produktion von Atomwaffen.
Anfang 1942 verlegten Fermi und Szilard, die an der University of Columbia an einem Reaktor gearbeitet hatten, ihre Bemühungen nach Chicago. Nachdem der Bau abgeschlossen war, begannen die Wissenschaftler am 2.Dezember dieses Jahres, die Kalziumkontrollstäbe vom Uranhaufen zu entfernen. Nach dem Entfernen der endgültigen Kontrollstange wurde der Stapel kritisch., Die daraus resultierende Kernreaktion wurde autark und setzte sich einige Minuten lang in steigendem Tempo fort, bis Fermi die Abschaltung des Reaktors befahl. Obwohl die Reaktion nur genug Energie erzeugte, um eine Glühbirne anzutreiben, war dieser Moment der erste in der Geschichte einer sich selbst erhaltenden Kernreaktion. Die Veranstaltung gab Atomwissenschaftlern auch ein Modell für die Produktion großer Mengen Plutonium, das schließlich zur Grundlage des in Hanford gebauten B-Reaktors werden würde.,Dezember 1942 von Präsident Roosevelt offiziell genehmigt wurde, entwickelte sich das Manhattan-Projekt zu einem massiven Unternehmen, das sich in den Vereinigten Staaten ausbreitete. Mit über 30 Projektstandorten und über 100,000 Mitarbeitern kostete das Manhattan-Projekt ungefähr 2.2 Milliarden US-Dollar. Obwohl das Projekt einen so massiven Umfang umfasste, blieb es weitgehend geheim, und viele der Menschen, die am Bau der Atombombe arbeiteten, kannten den Zweck hinter ihren Jobs nicht vollständig., Nach Fermis erfolgreichem Experiment in Chicago schien es zwei mögliche Wege zum Bau von Atombomben zu geben: Uran und Plutonium. Das Manhattan-Projekt baute beide Arten von Bomben, was letztendlich zum Bau von Little Boy, einer Uranbombe mit Waffenmethode, und Fat Man, einer Plutoniumbombe mit Implosionsmethode, führte.
Vorderseite des B-Reaktors Hanford. Bild mit freundlicher Genehmigung der Regierung der Vereinigten Staaten.
Die Verantwortung, diese Bomben ins Leben zu rufen, fiel auf den Mann, der ausgewählt wurde, um das geheime Waffenlabor in Los Alamos zu leiten: J., Robert Oppenheimer. Als theoretischer Physiker und Professor für Physik an der University of California, Berkeley, beteiligte sich Oppenheimer früh an der wissenschaftlichen Forschung, die letztendlich zum Manhattan-Projekt führte. Unter Oppenheimers Leitung bauten Manhattan-Projektarbeiter eine Plutoniumbombe.
Die Plutoniumbombe stützte sich eher auf die Implosion des reaktiven Plutoniums als auf das Durchstechen des Plutoniums mit einer Kugel, was bei Pistolenbomben üblich war und besser mit Uran funktionierte., Während die Pistole-Methode war eine vertraute Methode konzeptionell zu seinen Schöpfern, die Implosion-Methode war es nicht. Aufgrund der beispiellosen Natur einer solchen Bombe hielt Oppenheimer einen Test für notwendig. Haves zögerte zunächst, weil Plutonium sowohl teuer als auch selten war. Doch Haines gab nach und genehmigte den Schritt mit einem Test.