Den första atombomben

Det alla utan undantag mindes efteråt och försökte klä i ord var ljusskenet. Det var inte som om solen plötsligt gick upp utan något annat och mycket starkare, ett intensivt bländande sken. Brighter than a thousand suns blev så småningom titeln på en av de mest berömda böckerna om atombombens tillkomst, skriven av journalisten Robert Jungk.

Med ljuset kom värmen, som en plötslig middagshetta. Det ofantliga eldklotet steg uppåt, dess färg förändrades och övergick i ett moln som bredde ut sig i de högre luftlagren. Efter ungefär fem sekunder nådde stötvågen fram till de främsta åskådarna och efter cirka en halv minut kom ljudet från detonationen, inte ett muller utan något som kunde beskrivas som en utdragen åskknall som aldrig verkade ta slut.

De församlade reagerade var och en på sitt sätt. Några jublade, general Groves reste sig upp och skakade hand med de kringstående, Oppenheimer mumlade tyst en strof ur det hinduiska eposet Bhagavadgita. Den ende som bibehöll ett fullständigt lugn vad nobelpristagaren Enrico Fermi som stod för sig själv och släppte ner små papperslappar.

Han var så upptagen av sina göromål att han inte tycktes lägga märke till dånet från explosionen. Efter en stund var experimentet avslutat och Fermi klar med sin huvudräkning. Genom att mäta längden på papperslapparnas avdrift i stötvågen och med kännedom om avståndet till nollpunkten kunde han överslagsmässigt beräkna sprängstyrkan till över 10 kiloton trotyl.

Noggrannare beräkningar baserade på radiologiska mätningar fastställde så småningom sprängstyrkan till 18,5 kiloton.

Utvecklandet av de första kärnladdningarna skilde sig i ett avgörande avseende från tusentals andra militära forskningsprojekt under andra världskriget. Grunden var inte ett militärt problem eller behov utan den teoretiska insikten att det kunde vara möjligt att skapa ett vapen tusen gånger starkare än de kända kemiska sprängämnena.

Ingen militär organisation hade beställt ett sådant vapen eller visste hur det skulle användas, det var istället forskarna själva som var pådrivande, framförallt av politiska skäl.

Fram till början av 1930-talet hade världens ledande kärnfysiker utgjort ett litet fast sammanhållet nätverk där idéer och undersökningsresultat utväxlades, och där auktoriteterna hade namn som Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg och Enrico Fermi, alla nobelpristagare i fysik. Allt detta ändrades med det nazistiska maktövertagandet i Tyskland 1933 och det tydligare krigshotet.

Gränserna stängdes, också i den vetenskapliga världen. Einstein, som varit på besök i USA vid Hitlers maktövertagande, skulle aldrig mer återvända till Tyskland, judiska akademiker och oliktänkande fördrevs, också fysiken skulle bli ”arisk”. Men många, som Werner Heisenberg, blev kvar och ställde sig i det nya Tysklands tjänst.

Efter krigsutbrottet 1939 sökte sig flera av de landsflyktiga fysikerna till USA. Tanken på att omsätta teoretiska beräkningar om en nukleär kedjereaktion i ett vapenprogram drevs först och främst av fruktan för vad de andra, Heisenberg och hans kolleger, skulle kunna använda den en gång gemensamma kunskapen till.

Flera av de ledande forskarna, bland dem Einstein, Fermi och Leo Szilard, försökte förmå president Franklin D Roosevelt att sätta igång en samordnad kärnvapenforskning på bred front för att förekomma ett tyskt bombprojekt.

Under hösten 1941 beslöt president Roosevelt att inleda ett projekt i stor skala för att söka utveckla en uranbomb. Efter Pearl Harbor och USA:s krigsförklaring mot Japan och Tyskland fick kärnvapenprojektet högsta prioritet. Det innebar att dess behov av resurser gick före allt annat i fråga om pengar, personal, anläggningar och industriell kapacitet.

Sommaren 1942 började det egentliga arbetet på bred front för att utveckla både en uranbomb och en plutoniumbomb (även plutonium framställs ur uran). Ansvaret för att hålla samman projektet lades på den amerikanska arméns ingenjörskår, som inrättade en ny enhet kallad Manhattan District Project. Namnet var en del av maskeringen och officiellt rörde det sig om ett projekt för att utveckla syntetmaterial.

Chef för projektet blev brigadgeneralen Leslie Groves, som visat sin duglighet som ansvarig för byggandet av försvarshögkvarteret Pentagon. För Groves var det nya uppdraget först en besvikelse; efter sin insats som byggmästare i huvudstaden hade han hoppats att belönas med en kommendering ut i fält. Till vetenskaplig ledare utsågs fysikprofessorn J Robert Oppenheimer.

Projektet kom i stor utsträckning att präglas av det märkligt samspelta förhållandet mellan Oppenheimer och Groves, vars respektive bakgrund och läggning var ungefär så olika som två människors kunde vara.

Den store domderande bulldozern Groves höll i vått och torrt fast vid Oppenheimer och skyddade honom framgångsrikt mot arméns säkerhetstjänst – som såg honom som en riskfaktor eftersom hans familj och vänkrets enbart tycktes utgöras av kommunister och kommunistsympatisörer. Oppenheimer respekterade å sin sida Groves och samarbetade smidigt med honom, vilket ingen annan gjorde.

Nyckeln till Manhattanprojektets framgång låg i helhetslösningen. En lång rad olika forskningsuppgifter och delprojekt sattes igång parallellt i enlighet med en överordnad plan. Hela projektet delades upp på forskargrupper och anläggningar på olika platser i USA, både av praktiska skäl och för att dölja planens verkliga omfattning och innebörd. Arbetet bestod i sin första fas av grundläggande forskning kring kemi och reaktorkonstruktion.

Nästa del i projektet, den i särklass mest resursslukande, var konstruktion och drift av de gigantiska anläggningar där det klyvbara materialet för uran- respektive plutoniumalternativet kunde produceras i så stor mängd att det räckte för de första laddningarna. Den sista och avgörande fasen var själva bomblaboratoriet där det klyvbara materialet skulle förvandlas till vapen.

Arbetet med urananrikning förlades till Oak Ridge i Tennessee, där en hel stad byggdes av ingenjörskåren. Två olika anläggningar uppfördes, en för elektromagnetisk separation och en för gasdiffusion. Den elektromagnetiska separationen beräknades vid drift kunna producera cirka fem gram höganrikat uran per dag och det var också denna anläggning som producerade råmaterialet till Hiroshimabomben.

Gasdiffusionen mötte stora tekniska problem som framförallt rörde konstruktionen av de filter som skulle kunna fånga upp atomen av uranisotopen U-238 i gasform men släppa igenom de obetydligt mindre U-235. Stora problem med att finna en lämplig filtertyp försenade anläggningen så mycket att den inte kom att spela någon roll för fullföljandet av Manhattanprojektet. Plutoniumalternativet krävde ett arbete i flera successiva steg.

Först måste en experimentreaktor (kallad the Pile) byggas, sedan en större plutoniumproducerande reaktor och sist en upparbetningsanläggning, där plutonium kunde utvinnas i industriell skala.

Den första reaktorn konstruerades i Chicago av Fermi och uppnådde kritikalitet (kunde upprätthålla en kedja av kärnklyvningar) redan i december 1942. Själva produktionsreaktorerna uppfördes i ett avlägset område i staten Washington intill samhället Hanford, där också upparbetningsanläggningen placerades.

Nästa steg var att utifrån det klyvbara materialet i metallisk form konstruera en kontrollerbar laddning. Där skulle den nukleära kedjereaktionen kunna initieras vid avsedd tidpunkt och även en fullständig kärnreaktion äga rum.

Laddningslaboratoriet förlades till en så avlägsen plats som möjligt, där det också fanns ödemarker lämpliga för en testsprängning. Efter ett omfattande sökande fastnade man för ett taffelberg i ett ökenområde i New Mexico. Där låg en liten internatskola som grundaren döpt till Los Alamos.

Los Alamos blev från 1943 och framåt den centrala experimentanläggning där Manhattanprojektets forskare försökte lösa alla de intrikata frågor som gällde laddningskonstruktionen. Uranladdningen kunde konstrueras relativt enkelt som en ”kanon”, en ihålig cylinder av U-235 i vilken ett mindre stycke sköts in så att summan blev överkritisk. Initieringen av denna laddning var därmed, i teorin, inte mycket mer komplicerad än en konventionell flygbomb.

Plutoniumladdningen erbjöd betydligt större problem. Eftersom det var lättare att få igång en kedjereaktion i plutonium skulle en konstruktion av samma slag som uranbomben börja explodera redan i laboratoriet. Den lösning som Oppenheimer valde att satsa alla tillgängliga resurser på var implosionsmetoden, vilken innebar att en tunn sfär av plutonium omgavs av ett hölje konventionellt sprängmedel. När detta detonerades skulle sfären kollapsa inåt och plutoniummetallen koncentreras till en överkritisk klump.

Svårigheten med implosionsmetoden var att verkligen få till stånd det önskade skeendet inom loppet av några mikrosekunder. När Manhattan­projektet närmade sig slutet var det just funktionen hos implosionsladdningen som var det stora osäkerhets­momentet och därför motiverade ett fullskaleprov.

Manhattanprojektet var unikt i flera avseenden. För första gången utvecklades ett helt nytt vapen längs en sammanhängande och planerad innovationskedja från rent teoretiska utgångspunkter. Men projektet innebar också att vetenskaplig experimentell verksamhet i stor skala inordnades under militär ledning och militär byråkrati.

Kulturkrockarna mellan den militära världen och forskarvärlden blev våldsamma och kom i stor utsträckning att fokusera på sekretessen. Forskarna insisterade på ett fortlöpande fritt informationsutbyte inom projektet, medan Groves med järnhand höll fast vid vattentäta skott mellan olika verksamheter.

Leo Szilard ignorerade demonstrativt all sådan sekretess, vilken han betraktade som idiotisk och vetenskapligt kontraproduktiv, med resultatet att Groves en tid övervägde att låta internera honom under resten av kriget.

Oppenheimer var ett vetenskapligt geni i världsklass och Manhattanprojektet erbjöd honom ära och berömmelse av ett slag som ingen annan forskningsuppgift skulle ha kunnat komma i närheten av. Men enligt Robert Jungk gav projektet också någonting annat, nämligen känslan av att äntligen få tillhöra en gemenskap och att reservationslöst få tjäna en överordnad sak.

Var det i grunden inget annat än tillfälligheter som skiljde ”den goda” sidans vetenskapsmän från den ondas? De stora vetenskapliga utmaningarna, tillgången till obegränsade resurser och närheten till makten var och förblev universella drivkrafter. Men Manhattanprojektets forskare hade inte militariserats och framförallt slutade de inte reflektera över vad de egentligen höll på med.

Så fort det stod klart att Tyskland var besegrat och att det aldrig funnits något tyskt atombombsprogram började tvivlen om det moraliska i att bygga och använda ett undergångsvapen slå rot.

Efter Roosevelts död 12 april 1945 försökte Szilard förgäves få kontakt med den nye presidenten Harry S Truman och i juni 1945, knappt två månader före bombningarna i Japan, skrev han tillsammans med sex andra av projektets forskare ett memorandum som varnade för det nya vapnets verkningar.

Men alla var inte av samma mening. Oppenheimer vidhöll att det nya vapnet skulle användas och han, liksom många kolleger, ifrågasatte forskarnas rätt att göra anspråk på något särskilt ansvar. Att man förstod sig på elementarpartiklar var enligt honom ingen garanti för att man förstod sig på politik, istället kunde forskarnas upplevda speciella ansvar leda till att de negligerade det demokratiska spelets regler.

Linjerna i efterkrigstidens stora forskningsetiska debatt hade därmed dragits upp i Los Alamos, redan innan bomberna ”Little Boy” och ”Fat Man” släppts över de ännu oskadda städerna Hiroshima och Nagasaki.

Publicerad i Populär Historia 9/2009