DETROIT – Kun Yhdysvallat päätti rakentaa ensimmäisen atomipommin toisen maailmansodan aikana, se tarvitsi koodinimen. Se oli The Manhattan Project.
Massiivinen hanke kokosi yhteen maailman parhaat tiedemiehet sekä Yhdysvaltain armeijan huippumiehet luodakseen kiistellyn atomipommin, joka alkoi vastauksena pelkoihin, joiden mukaan Saksa työsti ydinasetta – ja Hitler suunnitteli sen käyttöä.
Suuri osa alla olevista tiedoista on peräisin Yhdysvaltain energiaministeriöstä . Heillä on aarreaitta tietoa ja valokuvia Manhattan-projektista. Tässä hieman taustaa:
Kun tämän valtakunnallisen, salaisen projektin olemassaolo paljastettiin amerikkalaisille Hiroshiman ja Nagasakin atomipommitusten jälkeen, useimmat olivat hämmästyneitä kuullessaan, että oli olemassa tällainen kaukana sijaitseva, hallituksen johtama, huippusalainen operaatio, jolla oli fyysiset ominaisuudet, palkkakustannukset ja autoteollisuuteen verrattava työvoima.
Projekti työllisti parhaimmillaan 130 000 työntekijää, ja sodan loppuun mennessä siihen oli käytetty 2,2 miljardia dollaria.
Amerikka astuu toiseen maailmansotaan
Vuonna 1939 Albert Einstein (kyllä, se yksi) kirjoitti presidentti Rooseveltille kirjeen, jossa hän kertoi tuoreista tutkimuksista, jotka osoittivat, että suuressa uraanimassassa tapahtuva ketjureaktio voisi tuottaa valtavia määriä energiaa. Einstein kirjoitti, että tämä voisi mahdollisesti johtaa ”erittäin tehokkaiden pommien” rakentamiseen. Yksittäinen pommi, varoitti fyysikko, voisi Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan mahdollisesti tuhota kokonaisen merisataman.
Einstein vaati hallitukselta tukea uraanitutkimukselle ja totesi synkästi, että Saksa oli lopettanut uraanin myynnin ja että saksalaiset fyysikot tekivät uraanitutkimusta.
Presidentti Roosevelt ja hänen hallintonsa reagoivat Einsteinin kirjeeseen varovaisesti ja myönsivät vain rajallisen alkuvaiheen liittovaltion rahoituksen isotooppierotukseen ja ketjureaktiotutkimukseen. Monet suhtautuivat edelleen epäilevästi siihen, että atomipommi olisi edes mahdollinen.
Silloin samoihin aikoihin tutkijat, jotka tutkivat uraanin fissiotuotteita Kalifornian yliopiston säteilylaboratoriossa Berkeleyssä, löysivät toisen tuotteen, uuden transuraanisen, ihmisen valmistaman alkuaineen, nimeltään neptunium, jonka järjestysluku oli 93 ja joka syntyi, kun uraani-238 vangitsi neutronin ja hajosi.
Löytö antoi viitteitä mahdollisuudesta tuottaa suuria määriä halkeamiskelpoista plutoniumia uraanikasassa eli reaktorissa käyttämällä runsaasti uraani-238:a ja erottamalla se sitten kemiallisesti. Tämä saattaisi olla halvempaa ja yksinkertaisempaa kuin isotooppierotuslaitosten rakentaminen.
(Saat tämän kaltaisia juttuja sähköpostiisi! Tilaa Aamuraportin uutiskirje täältä )
Vasta Japanin hyökkäys Pearl Harboriin vuonna 1942, joka ajoi Yhdysvallat toiseen maailmansotaan, sai Yhdysvallat päättämään jatkaa täysimittaista ohjelmaa pommin rakentamiseksi.
Manhattan-projekti alkaa
Lisää taustaa Yhdysvaltain energiaministeriöstä :
Turvallisuusvaatimusten vuoksi ehdotettiin atomipommiprojektin sijoittamista armeijan insinöörijoukkojen alaisuuteen.
Korpus perusti Manhattanin insinööripiirin, jota komensi prikaatikenraali Leslie R. Groves. Manhattanin insinööripiiri toimi kuin suuri rakennusyhtiö, mutta valtavassa mittakaavassa ja äärimmäisen kiireellisesti. Ainutlaatuista oli myös satojen miljoonien dollarien sijoittaminen kokeilemattomiin prosesseihin.
Sodan loppuun mennessä Groves ja hänen esikuntansa käyttivät noin 2,2 miljardia dollaria tuotantolaitoksiin, kaupunkeihin ja tutkimuslaboratorioihin, jotka olivat hajallaan ympäri maata. Salassapito ja suuren onnettomuuden pelko sanelivat, että tuotantolaitokset oli sijoitettava syrjäisiin paikkoihin.
Johtuen jatkuvasta epävarmuudesta sen suhteen, mitkä prosessit toimisivat, valittiin kaksi erilaista reittiä pommin saamiseksi. Toinen sisälsi uraani-235:n isotooppierotuksen. Groves sijoitti isotooppierotuksen tuotantolaitokset Clinton Engineer Worksiin, joka oli yhdeksänkymmenen neliökilometrin kokoinen, Tennesseen kukkuloista Knoxvillen länsipuolella louhittu alue. (Nimi Oak Ridge tuli laajalti käytetyksi Clintonin varauksesta vasta sodan jälkeen.)
Groves otti tuotantoon kaksi menetelmää: 1) kaasudiffuusio, joka perustui periaatteeseen, jonka mukaan kevyemmän isotoopin, uraani-235:n, molekyylit kulkisivat helpommin huokoisen esteen läpi; ja 2) sähkömagneettinen, joka perustui periaatteeseen, jonka mukaan kevyemmän isotoopin varatut hiukkaset poikkeutuisivat enemmän kulkiessaan magneettikentän läpi.
Myöhemmin, vuonna 1944, Groves hyväksyi tuotantolaitoksen, jossa käytettiin kolmatta menetelmää, nestemäistä lämpödiffuusiota, jossa kevyempi isotooppi keskittyi korkean pylvään keskellä kulkevan lämmönlähteen lähelle. Konvektio kuljetti kevyemmän isotoopin ajan myötä pylvään yläosaan. Toinen pommin rakentamiseen valittu tapa oli tuottaa suuria määriä halkeamiskelpoista plutoniumia uraanikasassa.
Joulukuun 2. päivänä 1942 Chicagon yliopiston Stagg-kentän läntisen katsomon alla olevalla mailakentällä italialais-emigranttifyysikko Enrico Fermin johtamat tutkijat saivat aikaan ensimmäisen itseään ylläpitävän ketjureaktion grafiitti- ja uraanikasassa. Groves rakensi kokeilupaalun ja plutoniumin erotuslaitoksen X-10-alueelle Clintoniin.
Tilan ja energiantuotannon rajoitukset estivät kuitenkin täysimittaisten tuotantolaitosten rakentamisen paikalle. Groves valitsi vaihtoehtoisen sijoituspaikan lähellä Hanfordia, Washingtonissa, Columbia-joen varrella, koska se oli eristyksissä, rakennuskausi oli pitkä ja vesivoimaa oli saatavilla. Hanfordin insinööritehtaalle rakennettiin kolme vesijäähdytteistä reaktoria, jotka merkittiin kirjaimilla B, D ja F, sekä vastaavat erotustilat.
Paljon plutoniumin tuotantoon liittyvää tutkimustyötä, mukaan lukien paalujen suunnittelu, tehtiin Chicagossa sijaitsevassa metallurgisessa laboratoriossa (Met Lab). Ensimmäisten atomipommien suunnittelusta ja valmistuksesta vastasi vastikään perustettu Los Alamosin tieteellinen laboratorio, joka sijaitsi lähes saavuttamattomissa paikoissa korkealla New Mexicon pohjoisosassa sijaitsevalla kukkulalla. J. Robert Oppenheimerin johtama laboratorio houkutteli paikalle huomattavan joukon tiedemiehiä eri puolilla Yhdysvaltoja sijaitsevista yliopistoista.
Kolminaisuuskoe, atomipommin käyttö
Lisää taustatietoja Yhdysvaltain energiaministeriöstä :
Oppenheimerin Trinityksi nimeämä koeammunta oli siihenastisen historian voimakkain ihmisen tekemä räjähdys. Trinity-laite räjäytettiin 100 metriä korkean terästornin päällä olevalta alustalta, ja siinä käytettiin noin 13½ kiloa plutoniumia. Trinity-koe aiheutti myös koko Manhattan-projektin suurimman vaaran.
Suunnittelijat valitsivat testiä varten tasaisen aavikkopensaikkoisen alueen New Mexicon eteläosassa sijaitsevan Alamogordon eristetyn pommitusalueen luoteiskulmassa.
Paikka oli useiden satojen kilometrien päässä Los Alamosista, ja lähin ulkopuolinen asutus oli parinkymmenen kilometrin päässä. Tutkijat, työntekijät ja muut tarkkailijat vetäytyisivät testin ajaksi lähes kuuden mailin päähän ja suojautuisivat barrikadien taakse. Jotkut pelkäsivät, että tapahtuisi laajamittainen katastrofi.
Los Alamosin tiedemiehet keskustelivat mahdollisuudesta, että ilmakehä saattaisi syttyä tuleen ja koko maapallo tuhoutua, mutta pitivät tätä erittäin epätodennäköisenä. Räjähdyksen, sirpaleiden, lämmön ja valon aiheuttamat vaarat eivät herättäneet juurikaan huolta, kunhan oltiin tarpeeksi kaukana nollapisteestä.
16. heinäkuuta 1945 Trinity-laite räjähti New Mexicon autiomaassa ja vapautti noin 21 kilotonnin räjähdystehon. Aamua edeltävä räjähdys, joka sokaisi tilapäisesti lähimmät tarkkailijat 10 000 metrin päässä, synnytti oranssin ja keltaisen tulipallon, jonka halkaisija oli noin 2 000 jalkaa ja josta nousi kapea pylväs, joka nousi ja litistyi sienen muotoon.
Monet maatilaperheet, jotka jäivät armeijan tutkimuksesta huomaamatta, saivat merkittäviä säteilyaltistuksia kahden viikon aikana Trinityn jälkeen. Perheissä ei kuitenkaan ilmennyt juurikaan ulkoisia vaurioita. Kotieläimet eivät olleet yhtä onnekkaita, vaan kärsivät ihon palovammoista, verenvuodoista ja karvojen menetyksestä.
Koe, kuten Stafford Warren, Manhattanin piirin ylilääkäri, ilmoitti Grovesille, oli ollut jonkinlainen läheltä piti -tilanne.
”Vaikka yksikään tutkittu taloalue ei saanut vaarallisia määriä”, hän totesi, ”pilven eri osista lähtenyt pöly oli potentiaalisesti hyvin vaarallinen vaara lähes 30 mailin levyisellä kaistaleella, joka ulottui lähes 90 mailia koilliseen paikasta”.
Warren päätteli, että Alamogordon alue oli ”liian pieni vastaavanlaisen kokeen toistamiseen, paitsi hyvin erityisissä olosuhteissa”. Tulevia testejä varten hän ehdotti suuremman paikan etsimistä, ”mieluiten vähintään 150 mailin säteellä ilman asutusta”.
Kolme viikkoa Trinity-kokeen jälkeen, 6. elokuuta 1945, Japanin Hiroshimaan pudotettiin Little Boy, testaamaton uraanipommi. Plutoniumase, Fat Man, seurasi Nagasakiin 9. elokuuta.
Kahdessa pommissa kuoli yhteensä yli 100 000 ihmistä ja ne tekivät molemmat japanilaiset kaupungit maan tasalle.
Mitä Manhattan-projektille tapahtui?
Varsinainen Manhattan-projekti päättyi vuonna 1946, mutta Yhdysvallat oli vasta alussa ydinaseiden kanssa.
Sodan päätyttyä Yhdysvallat perusti atomienergiakomission valvomaan tutkimustoimintaa, jonka tarkoituksena oli soveltaa Manhattan-projektissa kehitettyä teknologiaa muilla aloilla.
Vuonna 1964 silloinen presidentti Lyndon B. Johnson lopetti Yhdysvaltain hallituksen tosiasiallisen monopolin ydinenergiaan sallimalla ydinmateriaalien yksityisen omistuksen.
Lähteet: USA:n energiaministeriö, historia, USA:n armeija
Detroitin yhteys Manhattan-projektiin
Manhattan-projektiin liittyy pari merkittävää Detroitin yhteyttä. Yksi niistä liittyi Chrysleriin.
Tässä hieman taustaa Atomic Heritage Foundationilta :
Michiganin Detroitissa sijaitsevassa Chrysler Corporationissa oli vähän tunnettu Manhattan-projektin kohde. Kun K-25-tehdas Oak Ridgessä Tennesseessä perustettiin tuottamaan rikastettua uraania kaasudiffuusiomenetelmällä, insinöörien oli rakennettava tuhansia suuria, sylinterimäisiä metallisäiliöitä eli diffuusoreita, jotka ympäröivät uraanin isotooppeja erottelevaa sulkumateriaalia. Hajottimien rakentamiseksi Manhattan-projektin johtaja kenraali Leslie Groves kääntyi Chryslerin puoleen ja myönsi sille 75 miljoonan dollarin sopimuksen vuonna 1943.
Chrysler perusti toimiston Detroitin keskustaan osoitteeseen 1525 Woodward Avenue valvomaan huippusalaista ”Project X-100” -hanketta. Chrysler tarvitsi yli 500 000 neliömetriä diffuusoreiden kokoamiseen ja päällystämiseen, ja se uudisti koko Lynch Roadin tehtaansa Detroitissa, mihin kuului myös erityisen ilmastointi- ja ilmansuodatusjärjestelmän asentaminen sen varmistamiseksi, että muut materiaalit eivät saastuttaneet nikkeliä.
Chrysleriä syytettiin alun perin siitä, että se käytti K-25:n diffuusoreissa kiinteää nikkeliä, metallia, jota uraaniheksafluoridi ei syövytä. Suhteellisesta runsaudestaan huolimatta tämä olisi käyttänyt loppuun koko Yhdysvaltain nikkelivarannon. Kuten kenraali Kenneth Nichols, Manhattanin insinööripiirin piiri-insinööri, muisteli: ”Meidän olisi pitänyt lopettaa hanke, jos se olisi ollut kiinteää nikkeliä… Maailmassa ei ollut tarpeeksi nikkeliä.”
Sen sijaan Chrysler ehdotti, että käytettäisiin ohutta, sähköpinnoitettua nikkeliä teräksen päällä, jolloin nikkeliä kuluisi noin tuhat kertaa vähemmän. Huolimatta K-25:n rakentamisesta vastanneen M. W. Kellogg Companyn Kellex Corporationin ja kaasudiffuusion kehittäneiden Columbian yliopiston tiedemiesten vastustuksesta Chrysler eteni ja pystyi valmistamaan korroosionkestävän pinnoituksen kahdessa kuukaudessa.
Chryslerin pääjohtaja K. T. Keller kuvaili Chryslerin tehtävää Lynch Roadilla: ”Ottakaa raa’at sylinterit, työstäkää ne, päällystäkää ne, laittakaa päät, laittakaa sulkuputket, tiivistäkää ne tiiviisti päistään, laittakaa päätykappaleet, hitsauttakaa kaikki yhteen, testatkaa vuotojen varalta.” Prosessi työllisti useita tuhansia työntekijöitä ja vaati tarkkoja yksityiskohtia, kuten noin 50 miljoonan reiän tarkkaa poraamista päätykappaleisiin.
Sodan loppuun mennessä yhtiö oli toimittanut Oak Ridgeen tuhat vaunulastia ja yli 3 500 diffuusoria. Nämä diffuusorit toimivat menestyksekkäästi K-25:ssä 1980-luvulle saakka. Presidentti Kellerille lähettämässään kiitoskirjeessä kenraali Groves totesi: ”Kukaan K-25-projektin ulkopuolinen ei voi koskaan tietää, kuinka paljon olimme teistä riippuvaisia ja kuinka hyvin toimitte. Ne meistä, jotka tietävät, eivät koskaan unohda, miten tärkeää työsi oli ja miten hyvin teit sen.”
Detroit River ja uraani
Toisen asian olette ehkä nähneet uutisissa viime aikoina – Kanadan puolella.
Kanadalla oli tärkeä rooli Manhattan-projektissa, erityisesti tutkimuksen ja kehityksen alkuvaiheessa. Kanada oli ratkaiseva myös toisesta syystä: sen Luoteisalueet tarjosivat runsaan raakauraanin lähteen, jota tarvittiin pommin kriittisen massan tuottamiseen.
Revere Copper, joka sijaitsi Detroit-joen varrella, historiallisen Fort Waynen itäpuolella, oli Manhattan-projektin alihankkija, joka rakensi uraanisauvoja, joita käytettiin pommin kehittämisessä.
Tehdas suljettiin vuonna 1984 ja purettiin lopulta vuonna 1989. Detroit Bulk Storage vuokrasi alueen äskettäin.
Marraskuussa 2019 kiinteistön rantaviiva romahti Detroit-jokeen. Alueella oli maaperään varastoitua uraania ja toriumia.
Wall Street Journal listasi Revere Copperin alueen yhdeksi Amerikan unohdetuksi ydinvoimaperinnön ”jätemaaksi”. Se viittasi Yhdysvaltain kansallisen työturvallisuus- ja työterveyslaitoksen vuonna 2011 tekemään tutkimukseen kiinteistöstä, jossa todettiin, että ”on olemassa mahdollisuus merkittävään jäännössäteilyyn”.
Ympäristöhuolet ovat edelleen olemassa, kun EPA ja Michiganin osavaltio jatkavat vuodon puhdistamista ja mahdollisten vaikutusten seurantaa.
Local 4:n Karen Drew on uutisoinut asiasta perusteellisesti siitä lähtien, kun se tapahtui. Tutustu juttuihin täällä.
