Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 52. 29 december 1945 - Hur atombomben kom till, anmälan av Smyth, H D: Atomic Energy for Military Purposes, av John Tandberg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1434
TEKNISK TIDSKRIFT
med atomvikten 235, när det träffades av neutroner.
Denna förmodan visade sig vara riktig.
Problemet klarnar
Tanken att kunna använda kärnreaktioner och
kärnklyv-ning för tekniskt ändamål, även militärt, framkastades mer
eller mindre allvarligt från olika håll, men det synes främst
vara Fermi (Tekn. T. 1938 s. 548), som påpekat
möjligheterna för militära myndigheter vid en konferens i mars
1939. Tanken är enkel i princip, men att utföra den tekniskt
skulle snart visa sig bli mödosamt, riskabelt och kostbart.
Tanken är följande: Vid ett sammanträffande av en neutron
och en kärna av uran 235 bör det kunna ordnas så, att de
nya neutroner, som frigöras, få tillfälle att reagera med
andra urankärnor och så vidare — man bör kunna sätta i
gång en kedjereaktion, en lavin av neutroner, som rullar
vidare. Härvid måste det frigöras oerhörda energimängder,
en bomb med fantastiska verkningar bör vara möjlig. Om
blott urankvantiteten överskrider en viss storlek, måste
reaktionen fortlöpa av sig själv. Men hur stor denna
kritiska storlek är, därom visste man ännu föga, även om
man kunde komma med vissa teoretiska kalkyler.
Experiment och undersökningar voro nödvändiga.
Vidare gällde det att separera eller anrika uran 235 i
stora kvantiteter. Att detta skulle bli ett mycket svårt
arbete insågs redan från början. Samtidigt skulle man
lämpligen kunna försöka tillverka det ovan nämnda ämnet
plutonium genom kärnreaktioner. Plutonium måste väntas ha
andra kemiska egenskaper än uran och därför vara
möjligt att separera genom rent kemiska åtgärder. Men allt
detta måste prövas, och man trodde att 100 000 $ skulle
räcka för nödvändiga experiment. Det skulle snart gå åt
mycket mera. Slutsiffran lär ha nått 2 miljarder ? innan
atombomben var färdig.
Arbetet sättes i gång
Det tillsältes flera kommittéer för att behandla ärendet.
Dessa kommittéer arbeta — och det inte blott beslutas,
det blir även utfört arbete i stor skala. Man drar till sig
vetenskapsmän från olika håll, når kontakt med engelsk
vetenskap, och programmet vidgas. Den amerikanska
kemiska storindustrin inkopplas för leverans av råmaterial,
instrument, kemikalier, allt i ständigt växande mängder.
Under täcknamnet "Metallurgical Laboratory" börjar man
arbeta vid University of Chicago 1942. Ett annat täcknamn
är "Manhattan District", som skulle syssla med
"Develop-ment of Substitute Materials" ("DSM Project"). Det låter
ju menlöst, men bakom namnet låg bistert allvar. I varje
fall började "Manhattan Project" ta form av väldiga
fabriker och anläggningar i Hanford och Richland vid
Columbia River och vid Oak Ridge (Clinton Engineer Works)
och på flera ställen. "Manhattan Project" hade företräde
framför alla andra, när det gällde leverans av materiel,
men endast ett fåtal av de 65 000 personer, som arbetade
med sakerna, visste vad det ytterst gällde. En som
däremot ständigt hölls väl underrättad om vad som gjordes,
var Förenta Staternas president.
Uranmilan
Det gällde att framställa plutonium. En väg gick över
uran 238, som bestrålades med snabba deuteroner (kärnor
av tungt väte). Därvid bildas en isotop av neptunium med
atomvikten 238, som går över i plutonium (med samma
atomvikt) genom betastrålning. På detta sätt lyckades man
tillverka 0,5 mg plutonium. Denna mängd var tillräcklig
för ett studium av plutoniums kemiska egenskaper. Man
lärde sig hur det skulle kunna separeras från uran, som
det liknade i hög grad, änskönt det hade en plats i
periodiska systemet under ädelmetallen osmium. Men denna
metod att tillverka plutonium var för långsam.
Man beslöt slå in på en annan väg. Det första försöket
gjordes i Chicago och lyckades. Tanken var att låta den
ringa procenthalten uran 235, som finns i naturligt uran,
utsättas för neutronbestrålning och därmed bringas till
kärnklyvning under utsändande av nya neutroner. Dessa
skulle användas dels till att reagera med huvudparten av
uranmetallen (med atomvikt 238) för att bilda neptunium
och plutonium, dels till att reagera med uran 235 för att
skaffa ytterligare neutroner.
Det var tydligt att man måste bromsa upp de neutroner,
som frigjordes vid kärnklyvningen, för alt få lämpligaste
hastigheten för fortsatt kärnklyvning. Det krävdes en
"moderator", ett ämne, som bromsade neutronerna till
lämplig hastighet utan att självt reagera med dem. Härtill
skulle kunna användas tungt väte, helium, beryllium eller
kol. Man var betänkt på att använda flytande helium men
stannade av praktiska skäl vid grafit.
Man staplade upp gedigna barrer av kemiskt rent
metalliskt uran samman med kemiskt ren grafit. När
tillräcklig kvantitet, ca 6 t uran, var samlad, började en
märkbar energiutveckling ur denna säregna stapel eller
mila. Värmeutvecklingen kunde man reglera genom att
fälla ned kadmiumridåer, som hejdade neutronerna. Helt
enkelt genom alt dra i en spak kunde man sålunda reglera
milan, som "brann" med hjälp av frigjord atomenergi.
Den historiska dagen, då en sådan uranmila första gången
tändes, var den 2 december 1942. Men denna händelse hölls
strängt hemlig, än så länge.
Uranmilan fungerar på följande sätt. Uranmetallen
innehåller 0,72 % uran 235. En mila med 10 t uran
innehåller alltså 72 kg uran 235. Så snart någon atom härav
träffas av en långsam neutron, inträffar den tidigare
omtalade kärnklyvningen och flera nya neutroner slungas ut.
Dessa stöta mot kolatomernas kärnor i den omgivande
grafiten och dämpas i sin hastighet så att de snabbt nå
"termisk" hastighet. Åtminstone en ny reaktion mellan
neutronerna och en uranatom 235 bör komma till stånd
för att milan skall "brinna". Men om verkningsgraden blir
något högre, löper man snart risk att nå till katastrof, och
då måsle kadmiumplåtarna sänkas ned, ty kadmium
absorberar neutroner mycket starkt. Resten av de dämpade
neutronerna reagera med uran 238, anlagras i kärnan och
bilda uran 239, som genom betastrålning går över i
neptunium (till hälften på 23 min), och detta vidare i
plutonium (till hälften på 56 h). Uranmetallen i milan
kommer alltså efler några månader att vara anrikad på
plutonium (i delta fall med alomvikt 239).
För att få fram plutonium måste uranmetallen upplösas
i syra och utsättas för en serie fällnings-, oxidations- och
reduktionsprocesser. Slutligen är det möjligt att
framställa rent plutonium. Men arbetet är besvärligt, ty under
den kemiska behandlingen frigöras giftiga, radioaktiva
gaser i stora mängder. Mycket av arbetet, särskilt skötseln
av milan, måste ske med hjälp av fjärrmanövrerade
redskap, ty den radioaktiva strålningen och
neutronemissionen är hälsovådlig i milans närhet. Medan milan
"brinner" frigöras så enorma värmemängder, att det vållar
stora svårigheter att avleda dem. När fabrikationen pågick
Fig. 1. Den första atombombexplosionen, Alamagordo
17 juli 1945 (bilden tagen på 10 km avstånd).
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
