Sten Niklasson: Manhattanprojektet

Manhattanprojektet var lika mycket en ingenjörsbragd som en vetenskaplig framgång. Medan grundprinciperna för atomklyvning och kedjereaktion i en kritisk massa var kända redan på 1930-talet, var ingenjörernas uppgift nu att konvertera tonvis med naturligt uran till gas och därefter reducera gasen till drygt femtio kilo klyvbart material. För detta ändamål krävdes byggandet av en fem miljarder dollar dyr fabrik i Oak Ridge, Tennessee. Anläggningen visade sig behöva tre gånger så mycket elkraft per år som hela Detroit.

Att framställa plutonium, ett ämne som bara existerar i naturen som ytterst små mängder i uranmalm, var en stor utmaning. Detta ämne ansågs inte kunna genomgå en kedjereaktion, förrän dess densitet ökats dramatiskt. En atombomb med plutoniumkärna som Gadget förutsatte därför att kärnan trycktes ihop med hjälp av ett omgivande skal av annat sprängmedel. När Gadget detonerade, pressade detta sprängmedel samman den grapefruktstora plutoniumkärnan till en liten boll ungefär lika stor som en persikakärna. En tändarmekanism i mitten av konstruktionen, bestående av beryllium och polonium, skickade ut subatomära partiklar – neutroner – som gjorde plutoniumatomerna instabila och fick dem att dela sig, vilket i sin tur ledde till fler neutroner och mer atomklyvning. Inom någon miljondels sekund utlöstes på så sätt i Gadget energi motsvarande tjugofem miljoner kilo TNT.

Dessa ingenjörsinsatser skedde inte utan olyckor, vilka dock hemlighölls i det längsta. Det började med forskaren Harry Daghlian, som efter sex år på Massachusetts Institute of Technology (MIT) rekryterats till Los Alamos 1944. Hans arbete bestod i att försöka starta kedjereaktioner i plutonium, något som hans kollegor betecknade som att ”kittla stjärten på en sovande drake”. Daghlians experiment ägde därför rum i en öde canyon, kallad The Omega Site.

Han arbetade med ett plutoniumklot som fått kodnamnet Rufus. Försöken innebar att placera block av wolframkarbid runt klotet. Detta ämne har egenskapen att stoppa och återsända neutroner. Genom att de vändande neutronerna på detta sätt kan delta i klyvningsprocessen, minskar den mängd plutonium som behövs för kedjereaktionen. Efter att ha deltagit i ett möte på eftermiddagen den 21 augusti 1945, återvände Daghlian på kvällen till Omega för att slutföra arbetet med wolframskalet. Trots att ensamarbete var förbjudet, lät säkerhetsvakten honom passera.

Daghlian placerade först plutoniumkärnan i en slags vagga. Kärnan hade ett yttre lager av nickel avsett att underlätta hanteringen av det giftiga ämnet. När han monterat alla utom en av de femtiotvå wolframreflektorerna, började ett alarm ljuda. Tjutet innebar att kedjereaktionen skulle starta, när det sista blocket sattes på plats. Daghlian lekte med blocket fram och tillbaka, uppåt och neråt, och råkade till sist tappa det. Det råkade hamna precis på sin utsedda plats och blockerade därmed den enda utväg neutronerna hade. Kärnan blev superkritisk. Draken vaknade.

Runt sfären rörde sig slingor av blått ljus, när kväve i den omgivande luften joniserades. Efter flera försök lyckades Daghlian slå undan några av blocken. Larmet tystnade. Det blå ljuset försvann. Bortsett från krypningar i handen, kände han ingenting. Men han visste att han just dömt sig själv till döden.

Han isolerades på sjukhuset, där man konstaterade att hans kropp under några sekunder utsatts för strålning motsvarande cirka 50 000 bröströntgenundersökningar. Efter ett par veckor av ohyggliga plågor, hamnade han barmhärtigt nog i koma. Tjugofem dagar efter olyckan dog han.

En av Daghlians kollegor var Louis Slotin, som suttit vid sin väns bädd på sjukhuset och sett denne dö. Slotin hade tröttnat på vapenutveckling och begärt att få förflyttning till Chicago, där atomforskning i civila projekt pågick. Hans militära arbetsgivare meddelade emellertid att han först måste färdigställa de bomber som efter Gadget skulle testas i Stilla Havet och i samband med detta träna upp sin efterträdare Alvin Graves.

Träningen började med en manöver som Slotin utfört dussintals gånger. Han använde sig av Rufus, det vill säga samma plutoniumsfär som Daghlian utnyttjat. Men i stället för block av wolframkarbid hade han som neutronreflektor fått tillgång till en slags huv av det ännu effektivare ämnet beryllium. Alla visste att en kedjereaktion omedelbart skulle starta, om huven placerades direkt på plutoniumklotet. Därför sattes huven på träbitar som lagts runt kanten på den vagga klotet låg i. Efterhand som experimenten fortskred, togs trästyckena bort, ett efter ett, så att huven steg för steg sänktes mot klotet och därmed gradvis började skapa ett kritiskt läge.

Slotin ansåg denna procedur alltför omständlig. Han placerade ena sidan på huven snett mot kanten på vaggan och kunde med hjälp av en skruvmejsel som hävstång på andra sidan lirka huven upp och ner. Men det som skulle blivit en demonstration utförd av en erfaren bombtekniker blev en katastrof. Skruvmejseln slant och berylliumhuven ramlade ner över plutoniumkärnan. Alla åtta närvarande i rummet kände en våg av hetta och insveptes av ett blått dis. Bland dem fanns Graves, som skulle ta över ansvaret efter Slotin.

Slotin lyckades lyfta av huven med handen och visste i samma ögonblick att han, precis som Daghlian, undertecknat sin egen dödsdom. Innan han fördes till sjukhuset, bad han en av de många skickliga kvinnor som gjorde ändlösa matematiska beräkningar åt projektets forskare att kalkylera hur stora stråldoser de närvarande utsatts för. Slotins dos visade sig motsvara runt 200 000 bröströntgenundersökningar, medan Graves, som skylts av Slotins kropp, ”bara” exponerats för 35 000. Nio dagar senare flögs Slotins vanställda kropp hem till Winnipeg i en blyfodrad kista.

Plutoniumklotet Rufus, som efter dessa olyckor börjat kallas”demonkärnan”, lastades i ett flygplan och flögs till södra Stilla Havet, där det skulle användas i en av de provbomber som detonerades i Operation Crossroads. Detta projekt genomfördes i juli 1946 och var det dittills största och dyraste vetenskapliga experimentet i historien. Otroligt nog var militärens ursprungliga idé att testa atombomber på några av de biologiskt unika öarna i Galapagosgruppen. Till slut valdes i stället den lilla atollgruppen Bikini 4 200 km sydväst om Hawaii. Bikinis 167 invånare förflyttades till annan plats och ersattes av en mängd djur av olika arter, dock inte hundar, vilkas utnyttjande i bombexperiment ansågs kunna skapa kraftiga protester hos djurälskare i USA. Förberedelserna för proven var grundliga. Vissa av de större djuren försågs med militära ”uniformer” och rakades över hela kroppen för realismens skull.

I havet runt Bikini hade projektledningen placerat ut ett nittiotal krigsfartyg, av vilka sextio var krigsbyte från Tyskland och Japan. Antalet slagskepp, kryssare och ubåtar beräknades utgöra den femte största örlogsflottan i världen. 42 000 sjömän från USAs flotta deltog i förberedelserna för experimentet. Målfartygen bemannades dock med djur.

Två atombomber detonerades i projektet Crossroads. En av dem, kallad Helen, lät man explodera i havet på trettio meters djup. På några millisekunder lystes havet upp som en diamant, en miljon kubikmeter havsvatten förångades och sjuttiofem miljoner liter vatten sköts upp i en två tusen meter hög fontän. Nio fartyg sjönk omedelbart. Resten dränktes i en häxbrygd av radioaktivt vatten. De tusentals sjömän som efteråt beordrades in i området för att renskrubba de skepp som fortfarande flöt, lyckades inte hejda geigermätarnas tickande. Projektledarna tvingades till slut medge att man kraftigt underskattat effekterna av atombombsexperimenten. Sextio av fartygen övergavs på plats eller såldes för skrotning efter långa och kostsamma saneringsåtgärder.

Sten Niklasson är författare och tidigare generaldirektör

Läs del ett i serien här.