TIDLIG KJERNEFYSISK FORSKNING

å Oppnå den monumentale mål for splitting kjernen av et atom, kjent som fisjon, kom gjennom utvikling av vitenskapelige funn, som strakte seg over flere århundrer. Det begynte i 1789, da den tyske forsker Martin Klaproth oppdaget den tette, metallisk grunnstoff som han kalte uran, utforskning av atomic energy og stråling kom til å fascinere vitenskapelige sinn., Som Marie Curie var å gjennomføre sin banebrytende forskning på uran i slutten av nittende århundre, fant hun at elementet var naturlig radioaktive. Curie skapte begrepet «radioaktiv» for å beskrive utslipp av elektromagnetiske partikler fra oppløste atomer. Curie funn av radioaktivitet i elementer for alltid forandret karakter av atomic vitenskap. Bygningen fra denne forskningen, Britiske fysikeren Ernest Rutherford i 1911 formulert en modell av atomet som lav-masse elektroner gikk i bane rundt en ladd kjerne som inneholdt mesteparten av atom masse.,

TYSK OPPDAGELSEN AV FISJON

1930-tallet så videre utvikling i feltet. Ungarsk – tysk fysiker Leó Szilárd unnfanget muligheten for selvdrevet fisjon reaksjoner, eller en kjernefysisk kjedereaksjon, i 1933. Det følgende året, italienske fysikeren Enrico Fermi uvitende delt nøytroner i uran mens gjennomføre sine egne eksperimenter. I kjølvannet av denne utviklingen, Østerriksk – svensk fysiker Lise Meitner, som arbeider med den tyske kjemikeren Otto Hahn, var blant de første til å oppnå vellykket fisjon av uran., Imidlertid, den anti-semittiske holdninger i Nazi-partiet tvunget Meitner, som var Jødisk, til å flykte og bosette seg i Sverige. Mens i Sverige, Meitner identifisert og navngitt prosessen med fisjon.

Meitner s funn ble et vendepunkt i utviklingen av kjernefysiske våpen, men i en verden som nok en gang flyttet inn i krigen, det var Tyskerne som hadde potensial nøkkelen til kjernekraft. Mens Hahn valgte å forbli i Tyskland og fortsatte å utvikle sin forskning i hele andre Verdenskrig, forskere over hele Europa stadig flyktet., Szilárd, en Jødisk mann, overført til Usa i 1938 for å unngå forfølgelse. Fermi og hans kone, Laura Capon, også venstre-Europa på slutten av 1938 for å unnslippe voksende Fascismen i Italia. Capon, som også var Jødisk, reiste med Fermi til New York, der begge søkt om permanent oppholdstillatelse.

USA TAR HANDLING

Når nyheten om Hahn og Meitner ‘ oppdagelse av fisjon nådd Szilárd i hans New York City home i begynnelsen av 1939, Szilárd begynte å jobbe for å bekrefte funnene. Szilárd funnet hjelp i å samarbeidspartner Walter Zinn, og sammen har de gjenskapt Hahn eksperiment., Som erkjenner betydningen av at øyeblikket, Szilárd uttalte: «den natten, var det svært liten tvil i mitt sinn om at verden var på vei for sorg.»Szilárd begynte å arbeide med Fermi å bygge en kjernefysisk reaktor ved Columbia University, men som de gjorde så, Szilárd fryktet at forskere i Tyskland, som ble hjelpe Nazi-krigen, var på samme måte å konstruere sin egen reaktorer.

I juli 1939, Szilárd kontaktet fremtredende Jødiske tyske teoretiske fysikeren Albert Einstein i hjemmet sitt på Long Island, New York, for å diskutere tyske fremskritt i kjernefysiske utvikling., Sammen, Szilárd og Einstein skrevet et brev til den AMERIKANSKE Presidenten Franklin D. Roosevelt. I brevet, datert August 2, 1939, og den advarselen var klart: «Dette nye fenomenet ville også føre til bygging av bomber, og det er tenkelig—selv om mye mindre sikkert—at svært kraftige bomber av en ny type kan dermed være konstruert.»Brevet nådde ikke Roosevelt før i oktober, men når han fikk vite om den potensielle risikoen presentert av kjernefysiske våpen, reagerte han med å danne den Rådgivende Komité for Uran, som holdt sitt første møte i oktober 21, 1939.,

Overhead skutt av Fermi er Pile-1 eksperiment bygget under Stagg Feltet på Unversity of Chicago i 1942. Bilde gjengitt med tillatelse av Los Alamos National Laboratory.

THE MANHATTAN PROJECT

Selv om dannet i 1939, den Rådgivende Komité for Uran beveget seg sakte i begynnelsen. Men Japans angrep på Pearl Harbor 7. desember 1941, presset Komiteen til handling. Med Usa formelt i krig, spørsmålet av uran utvikling og potensial for bygging av en atombombe fått fornyet interesse., Denne interessen steg enda høyere i en rapport utgitt av Britiske forskere i Mars 1941 ble bekreftet muligheten for å bygge en uran-basert bombe, noe som gir Amerikanske forskere validering de søkte. På tross av dette er entusiasme, begrensning av ressurser ble raskt tydelig og bedt om komiteen ledere til å slå til militært for å få hjelp.

Som Usa begynte sin øy-hopping kampanje i Stillehavet, Army Corps of Engineers tok over arbeidet med å produsere atom-våpen på hjemmefronten., På August 13, 1942, Army Corps opprettet Manhattan Ingeniør-Distriktet, oppkalt etter plasseringen av sine kontorer i New York City. Den følgende måneden, September 17, Oberst Leslie R. Groves var utnevnt til å lede prosjektet, og forfremmet til brigadegeneral. Innen to dager av sin avtale, Lunder laget raske beslutninger om å flytte prosjektet fremover, å velge tre primære områder for produksjon av en atombombe.

Lunder første valgte Oak Ridge, Tennessee, som stedet for anriking av uran. Også blant de primære prosjektet nettsteder var Los Alamos i New Mexico., Eget «Prosjekt Y,» Los Alamos var siden av Manhattan-Prosjektet våpen research laboratory. Dette Los Alamos-området ville bli beliggenhet for bygging av atomvåpen. Den siste primære nettstedet Lunder som ble valgt var Hanford, Washington, som han utpekte til å produsere plutonium fra uran isotopen U-238. Selv om plutonium er ikke en naturlig forekommende grunnstoff, forskere oppdaget sin produksjon innenfor uran reaktorer. Plutonium viste seg å være en mer radioaktivt metall og hadde en bedre mulighet til å oppnå fisjon.,

Som Astarte-laget disse trekkene, et gjennombrudd i kjernefysisk forskning under squashbaner ved University of Chicago laget en modell for fremtidig produksjon av atomvåpen.

Tidlig i 1942, Fermi og Szilárd, som hadde jobbet for å bygge en reaktor ved University of Columbia, flyttet sine forsøk på å Chicago. Etter byggingen ble fullført, 2. desember det året, forskere begynte å ta av kalsium kontrollstaver fra uran haug. Etter fjerning av den endelige kontroll stang, haugen gikk kritisk., Den resulterende kjernefysisk reaksjon ble selvdrevet og videreført i et økende tempo i noen minutter til Fermi bestilt reaktoren stenge. Selv om reaksjonen bare produsert nok energi til å drive en lyspære, dette øyeblikket markert første gang i historien av en selvdrevet kjernefysisk reaksjon. Arrangementet ga også kjernefysikere en modell for produksjon av store mengder plutonium, som til slutt ville bli grunnlaget for B Reaktoren ble bygget i Hanford.,

Etter at du har mottatt formell godkjenning fra President Roosevelt på desember 28, 1942, Manhattan-Prosjektet utviklet seg til en massiv foretak som er spredt over hele Usa. Med over 30-prosjektet nettsteder og over 100 000 arbeidstakere, Manhattan-Prosjektet kom til å koste ca $2,2 milliarder kroner. Selv om omfatter en så stor skala, prosjektet i stor grad forble en hemmelighet, og mange av de som jobber på bygging av atombomben ikke helt vet hensikten bak jobbene sine., Følgende Fermi er vellykket eksperiment i Chicago, viste det seg å være to mulige veier mot å bygge atomvåpen: uran og plutonium. Manhattan-Prosjektet bygget begge typer bomber, til syvende og sist resulterer i bygging av Liten Gutt, en pistol-metoden uran bombe, og Fat Man, er en implosjon-metoden plutonium bombe.

Forsiden av B-Reaktoren Hanford. Bilde gjengitt med tillatelse av Myndighetene i Usa.

ansvar for å bringe disse bomber inn i eksistens falt til mannen Lunder valgt til å lede hemmelige våpen laboratoriet i Los Alamos: J., Robert Oppenheimer. En teoretisk fysiker og professor i fysikk ved University of California, Berkeley, Oppenheimer ble tidlig involvert i forskning som til slutt førte til Manhattan-Prosjektet. Under oppenheimers retning, Manhattan-Prosjektet arbeidere konstruert en plutonium bombe.

plutonium bombe lettelse opp på sammenbruddet av reaktiv plutonium snarere enn på piercing av plutonium med en kule, som var vanlig i pistol-metoden bomber og som fungerte bedre med uran., Mens pistol-metoden var en mer kjent metode konseptuelt til sine skapere, den implosjon-metoden var det ikke. På grunn av den enestående naturen på en slik bombe, Oppenheimer følte en test som var nødvendig. Lunder i utgangspunktet nølte fordi plutonium var både dyre og sjeldne. Imidlertid, Lunder relented og godkjent beveger seg fremover med en test.