Siedemdziesiąt lat temu eksplodowały pierwsze bomby nuklearne, a Robert Oppenheimer nazwał się śmiercią, niszczycielem światów. Historia nie potoczyłaby się w ten sposób, gdyby nie determinacja kilku gwiazd ówczesnej generacji fizyków.

Kłopotliwy uran

Wiemy, że atom, który kiedyś uwa­ża­li­śmy za twardy, nie­prze­nik­niony,
nie­po­dzielny, a w końcu także martwy,
w istocie jest zbior­ni­kiem ogromnej energii. 
Herbert George Wells

Jesienią 1939 roku na biurko pre­zy­denta Fran­klina Delano Roose­velta trafił dwu­stro­ni­cowy list o zdu­mie­wa­ją­cej treści. Wyja­śniono w nim, że naj­now­sze osią­gnię­cia fizyki mogą w nie­da­le­kiej przy­szło­ści pozwolić na stwo­rze­nie nowego typu broni o prze­ra­ża­ją­cej sile rażenia. Wia­do­mość praw­do­po­dob­nie zosta­łaby zigno­ro­wana jako nie­wia­ry­godna, gdyby nie wid­nie­jący pod nią podpis naj­więk­szego uczonego XX wieku.

Zanim roz­pa­trzymy ten sławny list, cofnijmy się o pięć lat, aby lepiej zro­zu­mieć jego genezę. Wtedy to cza­so­pi­smo Nature zamie­ściło artykuł Enrico Fermiego Moż­li­wość wytwa­rza­nia pier­wiastka o liczbie atomowej wyższej niż 92. Przyszły noblista prze­wi­dział w nim zjawisko, które jest dziś znane każdemu ama­to­rowi fizyki. On i jego współ­pra­cow­nicy wyko­rzy­stali naj­now­sze zdobycze nauki, bom­bar­du­jąc jądra atomów odkry­tymi kilka lat wcze­śniej neu­tro­nami. Eks­pe­ry­men­tu­jąc w ten sposób, chłopcy z Via Pani­sperna zaczęli otrzy­my­wać nowe izotopy oraz reje­stro­wać emisję pro­mie­nio­wa­nia (a przy okazji wpadli na ślad oddzia­ły­wa­nia słabego – ale mniejsza z tym). Problemy sprawiał słabo znany uran, który przyj­mu­jąc neutrony prze­cho­dził nie­zro­zu­mianą prze­mianę. Fermi założył, że atomy po prostu zmie­niają się w jeszcze nieznane, cięższe pier­wiastki powyżej liczby atomowej 92. 

Choć włoska ekipa nie zdawała sobie z tego sprawy, podążała drogą pro­wa­dzącą ku pierw­szej reakcji łań­cu­cho­wej. Kropkę nad “i” posta­wili w 1938 roku Otto Hahn, Fritz Stras­sman oraz Lisa Meitner, którzy swoim doświad­cze­niem udo­wod­nili, że ostrze­li­wane neu­tro­nami jądro uranu w istocie nie ulega “powięk­sze­niu”, lecz zostaje rozbite pozo­sta­wia­jąc po sobie mniejsze jądra izotopów baru. Zwracam waszą uwagę na nazwisko pechowej pani Meitner, pomi­nię­tej przez komisję noblow­ską oraz więk­szość pod­ręcz­ni­ków. Dłu­go­let­nia współ­pra­cow­niczka Hahna wniosła niemały wkład w prze­pro­wa­dze­nie pio­nier­skiego eks­pe­ry­mentu, ale z uwagi na żydow­skie pocho­dze­nie musiała uciec z nazi­stow­skich Niemiec ustę­pu­jąc miejsca młodemu Stras­sma­nowi.

Na początku 1939 uczeni wysunęli pierwsze obie­cu­jące wnioski, a całe zajście okrzyk­nięto “roz­sz­cze­pie­niem”. 

W trosce o Kongo

Zazdrość nie leżała w naturze Fermiego. Włoch bły­ska­wicz­nie gro­ma­dził dane i zasta­na­wiał się co z tego wie­ko­pom­nego odkrycia można wycisnąć. A można było bardzo wiele, bo rozbiciu uranu towa­rzy­szyła energia około 200 MeV. Żeby była jasność: 200 milionów elek­tro­no­wol­tów nie zro­bi­łoby na nas wrażenia; więcej energii wytwa­rzamy odpa­la­jąc zapałkę. Sęk w tym, że mówimy o mocy wydo­by­tej z jednego, poje­dyn­czego atomu, a tych w szczyp­cie uranu są try­liardy. Co naj­waż­niej­sze, choć 200 MeV to dla nas nie­wielka energia, to jednak odpo­wied­nio ukie­run­ko­wana wystar­czy do rozbicia innego jądra atomu. Ten z kolei rozkwasi sąsied­nie, a te kolejne… I tak ludzkość na nowo odkryła ogień. Nie było się jednak z czego cieszyć, bo nukle­arny Pro­me­te­usz zmierzał do III Rzeszy.

Prze­ra­żeni tą wizją wielcy ucie­ki­nie­rzy – Fermi oraz węgier­sko-żydow­skie trio Leó Szilárd, Eugene Wigner, Edward Teller (było czego zazdro­ścić przed­wo­jen­nemu Buda­pesz­towi!), – mieli nie lada moty­wa­cję aby ujarzmić energię atomu przed kon­ku­ren­tami. Nie­wąt­pli­wie chcieli zemścić się za wygnanie z Europy, ale przede wszyst­kim nikt tak jak oni nie zdawał sobie sprawy z powagi sytuacji. Emi­granci dosko­nale rozu­mieli jak zdolni są uczeni pokroju Heisen­berga i co stanie się, jeśli program jądrowy uzyska poparcie Hitlera. Aby zapobiec kata­kli­zmowi trzeba było działać szybko i zde­cy­do­wa­nie, wysy­ła­jąc ostrze­że­nie do… Belgów. Było jasne, że nie­miecki walec wojenny może bez problemu prze­to­czyć się przez kraje Bene­luksu, w przy­szło­ści łykając również ich kolonie. Źródło strachu sta­no­wiło w tej sytuacji bel­gij­skie Kongo, dys­po­nu­jące naj­więk­szymi znanymi złożami uranu, bez­kre­snym zasobem paliwa dla przy­szłej potęgi nukle­ar­nej. 
Albert Einstein i 

Albert Einstein i Leó Szilárd.

Aby zwięk­szyć szanse powo­dze­nia planu, Leó Szilárd posta­no­wił wciągnąć doń sławnego Alberta Ein­ste­ina – swego uczel­nia­nego kolegę z dawnych lat. Wraz z Wignerem udali się do Long Island, gdzie 60-letni profesor spędzał urlop. Szwajcar jako urodzony teoretyk nie śledził na bieżąco postępów fizyki jądrowej, lecz już po kilku minutach rozmowy z przy­by­szami dosko­nale rozumiał dokąd to wszystko zmierza. Już w latach 20., roz­wa­ża­jąc kon­se­kwen­cje swego równania E=mc², pisał o “otwo­rze­niu się nowych źródeł energii o kolo­sal­nej efek­tyw­no­ści”. Tyle tylko, że geniusz nie wierzył w ich prak­tyczne zasto­so­wa­nie jeszcze za swojego życia. Einstein poparł ini­cja­tywę Węgrów, ale po ochło­nię­ciu stwier­dzili oni słusznie, że utrzy­my­wa­nie tajnej kore­spon­den­cji z obcym państwem przez trójkę imi­gran­tów nie byłoby mądrym posu­nię­ciem. Zamiast tego naukowcy posta­no­wili zwrócić się w pierw­szej kolej­no­ści do Waszyng­tonu, naj­le­piej wprost do pre­zy­denta Stanów Zjed­no­czo­nych. Albert uznał, że nie wystar­czy ostrzec Roose­velta – należy wyłożyć mu istotę rzeczy i jeśli to będzie możliwe, skłonić go do podjęcia wyścigu zbrojeń.

“Dopilnujcie żeby nie wysadzili nas w powietrze!”

Trzej panowie zre­da­go­wali list w dwóch wersjach, osta­tecz­nie wybie­ra­jąc nieco dłuższą. Wagi słowom miał dodać podpis nie­kwe­stio­no­wa­nego auto­ry­tetu, noblisty i twórcy teorii względ­no­ści, jednak mimo to autorzy obawiali się czy zostaną one potrak­to­wane z należytą uwagą. Nie wystar­czyło po prostu zanieść kopertę na pocztę. Potrzebna była osoba, która mogłaby podsunąć list Roose­vel­towi dosłow­nie pod nos, a naj­le­piej go przy nim odczytać i upewnić się, że zro­zu­miał o czym mowa. Na posłańca wybrano Ale­xan­dra Sachsa, eko­no­mi­stę i wice­pre­zesa banku Lehman Brothers (tak tego, który roz­po­czął kryzys w 2008 roku), pry­wat­nie przy­ja­ciela pre­zy­denta. Mimo nie­miecko-radziec­kiej agresji na Polskę i usilnych nalegań uczonych, Sachs ociągał się z zadaniem prawie trzy miesiące. Wreszcie 11 paź­dzier­nika udało mu się uzyskać audien­cję w Białym Domu, odczy­tu­jąc Roose­vel­towi nie­ty­pową wia­do­mość.
list einstein roosevelt

List do Roose­velta. Zobacz w pełnej roz­dziel­no­ści.


Szanowny Panie!


Ostatnie prace E. Fermiego i L. Szilárda, które przed­sta­wiono mi w postaci rękopisu, pozwa­lają ocze­ki­wać, że w naj­bliż­szej przy­szło­ści pier­wia­stek uran może stać się nowym ważnym źródłem energii. Pewne aspekty zaist­nia­łej sytuacji wymagają czuj­no­ści i, jeśli okaże się to konieczne, szyb­kiego dzia­ła­nia ze strony rządu. Dlatego zamie­rzam zwrócić Pana uwagę na nastę­pu­jące fakty i sugestie:

W ciągu ostat­nich czterech miesięcy stało się praw­do­po­dobne, że dzięki pracom Joliota we Francji, jak również Fermiego i Szilarda w Ameryce, uda się dopro­wa­dzić do jądrowej reakcji łań­cu­cho­wej w dużej masie uranu, w wyniku której powstaną olbrzy­mie ilości energii i znaczna obfitość nowych pier­wiast­ków przy­po­mi­na­ją­cych rad. Obecnie wydaje się niemal pewne, że jest to do osią­gnię­cia w naj­bliż­szej przy­szło­ści. To nowe zjawisko umożliwi kon­stru­owa­nie bomb i nie jest wyklu­czone – choć mniej pewne – że mogą w ten sposób powstać nie­zwy­kle potężne bomby nowego typu. Jedna bomba tego typu, prze­wie­ziona na statku i zde­to­no­wana w porcie, znisz­czy­łaby cały port wraz z częścią ota­cza­ją­cego go obszaru. Takie bomby mogą się jednak okazać za ciężkie, by dało się je trans­por­to­wać drogą powietrzną.
 Stany Zjed­no­czone dys­po­nują bardzo ubogimi rudami uranu w nie­du­żych ilo­ściach. Dobre rudy wystę­pują w Kanadzie i dawnej Cze­cho­sło­wa­cji, ale naj­waż­niej­szym źródłem uranu jest Kongo Bel­gij­skie.

W takiej sytuacji uzna Pan może za pożądane nawią­za­nie stałego kontaktu między Admi­ni­stra­cją i grupą fizyków, pra­cu­ją­cych w Ameryce nad zagad­nie­niem reakcji łań­cu­cho­wej. Jedną z dróg pro­wa­dzą­cych do tego celu może być powie­rze­nie tej misji zaufanej osobie, która mogłaby służyć w nie­ofi­cjal­nym cha­rak­te­rze. Wzięłaby ona na swoje barki nastę­pu­jące zadania:

a) Zapew­nie­nie współ­pracy depar­ta­men­tów rzą­do­wych, infor­mo­wa­nie ich o postę­pach i prze­ka­zy­wa­nie im zleceń od rządu, zwłasz­cza doty­czą­cych zabez­pie­cze­nia ame­ry­kań­skich zapasów rudy uranu.

b) Przy­śpie­sze­nie prac eks­pe­ry­men­tal­nych, które jest w chwili obecnej pro­wa­dzone są w ramach bardzo ogra­ni­czo­nych budżetów w labo­ra­to­riach uni­wer­sy­tec­kich, poprzez zapew­nie­nie odpo­wied­nich środków, jeśli okaże się to konieczne również przez kontakty z osobami pry­wat­nymi, które są gotowe do doto­wa­nia naszego celu. Nie­wy­klu­czone jest też zbie­ra­nie funduszy przez współ­pracę labo­ra­to­riów z prze­my­słem.

Rozumiem, że Niemcy rze­czy­wi­ście zatrzy­mały eksport uranu z prze­ję­tych kopalni cze­cho­sło­wac­kich. Być może podjęto taką decyzję w związku z dzia­ła­niami nie­miec­kiego Pod­se­kre­ta­rza Stanu von Weiz­säc­kera, zwią­za­nego z Insty­tu­tem Cesarza Wilhelma w Berlinie, gdzie niektóre z ame­ry­kań­skich doświad­czeń nad uranem są obecnie powta­rzane.

Szczerze oddany,


Po tym Sachs odczytał jeszcze krótką notkę od Szilárda. Pre­zy­dent USA podobno zniósł to wszystko całkiem nieźle: “Alex, dopil­nuj­cie, żeby naziści nie wysa­dzili nas w powie­trze”. Niedługo później wysto­so­wał zwięzłą odpo­wiedź.

Szanowny pro­fe­so­rze,


Chcę podzię­ko­wać za ostatni list i niemniej inte­re­su­jące załącz­niki.

Zna­la­złem dane tego importu, już zwołałem spo­tka­nie z przed­sta­wi­cie­lem Naro­do­wego Biura Stan­dar­dów i wybrałem przed­sta­wi­ciela armii i floty, który dokład­nie zbada opcje doty­czące złóż uranu.

Cieszę się, że dr Sachs będzie z nami współ­pra­co­wał i czuję że obra­li­śmy naj­bar­dziej prak­tyczną i sku­teczną metodę pora­dze­nia sobie z pro­ble­mem. Proszę przyjąć moje szczere podzię­ko­wa­nia.

Z naj­wyż­szymi wyrazami szacunku,
Franklin D. Roose­velt 


Roose­velt jak naj­bar­dziej przyjął do wia­do­mo­ści infor­ma­cję o zagro­że­niu, lecz jako rozsądny polityk nie zamie­rzał sięgać głęboko do portfela dopóki słowa, co by nie mówić niezbyt obiek­tyw­nych imi­gran­tów, nie zostaną potwier­dzone. Dlatego w pierw­szym momencie ame­ry­kań­ski program nukle­arny dys­po­no­wał budżetem (fanfary): 6 tys. dolarów. Na szczę­ście fizycy byli nie­ustę­pliwi, a sojusz­ni­czy Bry­tyj­czycy (Frisch i Peierls) potwier­dzili nie­po­ko­jące wnioski doty­czące nowego typu energii. Naj­waż­niej­szy był jednak cios jaki zadali ame­ry­kań­skiej dumie Japoń­czycy w grudniu 1941 roku. Już po kilku dniach od ataku na Pearl Harbor 
doszło do zebrania sekcji S-1 Biura do spraw Badań Nauko­wych i Rozwoju, podczas którego zapro­po­no­wano cał­ko­witą reor­ga­ni­za­cję prac nad super­bro­nią. Budżet zwięk­szono do setek milionów dolarów, przy­go­to­wano plany budowy poważ­nego kom­pleksu badaw­czego oraz spo­rzą­dzono listę przy­szłego per­so­nelu, na której figu­ro­wało kil­ka­dzie­siąt nazwisk naj­więk­szych gwiazd ówcze­snej nauki.

Na stos

Tym­cza­sem Enrico Fermi już działał, wypro­wa­dza­jąc Ame­ry­ka­nów na pro­wa­dze­nie w dzie­jo­wym wyścigu. Fizyk pragnął zbudować obiekt, który umoż­li­wiłby pod­trzy­ma­nie kon­tro­lo­wa­nej reakcji jądrowej przez dłuższy czas. W zasadzie polegało to na zabawie w harcerzy, uczących się jak rozpalić i pod­trzy­mać odpo­wied­nio tlące się ognisko. Na płycie uni­wer­sy­tec­kiego stadionu w Chicago ułożono war­stwowo 380 ton grafitu, zaś jako podpałki użyto uranu. Jeśli obli­cze­nia były słuszne, wewnątrz stosu powinna zaist­nieć trwała reakcja łań­cu­chowa pod­sy­cana przez kolejno wybijane z atomów neutrony. Gdyby masa stosu okazała się zbyt duża, dla unik­nię­cia kata­strofy “ognisko” nale­ża­łoby natych­miast zgasić przy­go­to­wa­nymi wcze­śniej prętami z kadmu. Strach przed wymknię­ciem się operacji spod kontroli był jak naj­bar­dziej uza­sad­niony – teoria teorią, ale wcze­śniej nikt czegoś takiego nie robił.
Stos Fermiego.

Stos Fermiego.


Roz­sz­cze­pie­nie atomu zakoń­czone sukcesem.

Popo­łu­dniu 2 grudnia 1942 roku przy obec­no­ści kil­ku­dzie­się­ciu osób, w tym własnej żony, Fermi nakazał wycią­ga­nie prętów wypusz­cza­jąc na wolność nie­zli­czone ilości neu­tro­nów. Ułożone wokół stosu liczniki przy­śpie­sza­ją­cymi trza­skami infor­mo­wały fizyków o postę­pu­ją­cej reakcji. Gdy usunięto ostatni pręt zabez­pie­cza­jący trzaski zaczęły się zlewać w jeden szmer. Osią­gnięto punkt kry­tyczny. Ozna­czało to, że fizycy z Chicago popraw­nie zin­ter­pre­to­wali wcze­śniej­sze wska­zówki, są w stanie zbudować praw­dziwy reaktor jądrowy. I oczy­wi­ście broń masowej zagłady.

Fermi niebawem otrzymał poufny list zawie­ra­jący zapro­sze­nie do współ­pracy przy wielkim pro­jek­cie rządowym. Nie otrzymał go nato­miast Albert Einstein. Brak zaufania do jego osoby (więcej na ten temat tu) mógł boleć, ale jeszcze bardziej trapiła geniusza utrata kontroli nad tak wielką sprawą. Siwo­włosy mędrzec wraz z wiekiem coraz częściej filo­zo­fo­wał dumając nad przy­szło­ścią cywi­li­za­cji i nie mógł ścier­pieć swojej bez­rad­no­ści. Poparł program atomowy w obawie przed swastyką, ale pamię­tajmy, że ta decyzja wcale nie przyszła mu łatwo. Oto zade­kla­ro­wany pacy­fi­sta, który jeszcze pracując w Berlinie zrażał do siebie kolegów szydząc z nie­miec­kiego mili­ta­ry­zmu, przy­ło­żył rękę do powsta­nia naj­groź­niej­szej broni w dziejach. Jeszcze przed końcem wojny pisał: “Naukowcy, którzy mają posłuch u przy­wód­ców poli­tycz­nych, powinni wywrzeć presję na poli­ty­ków ze swoich krajów, by zajęli się oni kwestią umię­dzy­na­ro­do­wie­nia sił zbroj­nych”.

W ramach cie­ka­wostki: angaż w ramach Projektu Man­hat­tan zapro­po­no­wano Lisie Meitner. Pio­nierka roz­sz­cze­pie­nia atomu jako jedna z niewielu uczonych kate­go­rycz­nie odmówiła pracy przy kon­struk­cji gadżetu. Kiedy w popkul­tu­rze pojawiła się historia przy­pi­su­jąca jej szcze­gólną rolę prze­ciw­niczki hitle­ry­zmu, która rzekomo wywiozła za ocean nie­miec­kie plany bomby, skwi­to­wała to słowami: “Wola­ła­bym prze­spa­ce­ro­wać się nago po Broad­wayu”!

Literatura uzupełniająca:
R. Rhodes, Jak powstała bomba atomowa, Warszawa 2000;
W. Issacson, Einstein. Jego życie, jego wszechświat, przeł. J. Skowroński, Warszawa 2010;
D. Kiernan, Dziewczyny atomowe, przeł. M. Gądek, Warszawa 2013;
Listy dostępne m.in. tu: www.fdrlibrary.marist.edu/archives/pdfs/docsworldwar.pdf.

Zob. też:
Architekt nowej fizyki (seria);
Największy śmieszek w Los Alamos;
Kosztowne zbiorowisko maniaków.
podpis-czarny


  • Marek4000

    A o Lisie Meitner podobno wsłaśnie w takim kon­tek­ście wspo­mi­nała któraś z hooly­wo­odz­kich pro­duk­cji. 😉

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Szopenak

    Gdzie można “złapać” przy­to­czoną przez Ciebie pozycję „Jak powstała bomba atomowa” Rhodes’a? Szcze­gól­nie fajno byłoby dorwać druk 🙁

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      W Kato­wi­cach prawie codzien­nie roz­ło­żone są stragany z książ­kami i zawsze zachęcam do prze­glą­da­nia takich miejsc. Co prawda w 9 przy­pad­kach na 10 nie znaj­dziesz ani jednej inte­re­su­ją­cej pozycji, ale już kilka razy trafiłem na jakąś nie­spo­dziankę w śmiesz­nej cenie 5 zł. =)

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • adam

    naj­wa­zniej­sze kto ja uzyl .… oczy­wi­scie politycy…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0