Castle Bravo – bardzo pechowa eksplozja

Z zasady stoję murem za naukowcami broniąc nawet najbardziej kontrowersyjnych i ryzykownych działań. Jednak przypadek testu nuklearnego Castle Bravo przypomina, że przewidywania nawet najtęższego umysłu, pozostają obarczone ryzykiem błędu, a drobna omyłka może czasem doprowadzić do gigantycznej katastrofy.

700 x Hiroszima

Kapitulacja Japonii i formalne zakończenie II wojny światowej dla dwóch największych triumfatorów konfliktu, Stanów Zjednoczonych i Związku Radzieckiego, oznaczało jedynie przejście na inny poziom rywalizacji. Stalin dopiął swego i już po 4 latach cieszył się z sukcesu własnego programu jądrowego. Rząd USA chcąc utrzymać technologiczną przewagę, rychło zaakceptował plany stworzenia “superbomby”. Nowa broń miała straszyć mocą setki, a najlepiej tysięcy razy większą od tych, które zrównały z ziemią Hiroszimę i Nagasaki. Niemała część naukowców – w tym sam ojciec Projektu Manhattan Robert Oppenheimer – przerażeni straszliwymi następstwami ewentualnej wojny, publicznie bojkotowali nowe, śmiercionośne wytyczne. Na szczęście dla polityków następcy Oppenheimera, pochodzący z Węgier Edward Teller i Polak Stanisław Ulam, nie mieli takich skrupułów, otwarcie mówiąc o potrzebie zwycięstwa w historycznym wyścigu zbrojeń.

Pierwszą bombę nowego typu zdetonowano jesienią 1952 roku. Metoda działania zwykłych ładunków jądrowych oparta była o prostą reakcję łańcuchową rozpadu atomów uranu lub plutonu. W przypadku bomby termojądrowej Tellera-Ulama, reakcja rozszczepienia stanowiła jedynie element wstępny, inicjujący jeszcze bardziej energetyczny proces syntezy atomów wodoru. Efekt? Temperatura w miejscu wybuchu pięciokrotnie przekroczyła temperaturę jądra słonecznego (nawet 70 mln °C), a mierząca półtorej kilometra średnicy wysepka Elugh po prostu wyparowała. Jednak próba Ivy Mike jeszcze nie satysfakcjonowała Waszyngtonu.

Błyski pośrodku Pacyfiku

Dziewiczy ładunek termojądrowy nie nadawał się do użycia na polu walki. Co z tego, że siła wybuchu była 700 razy większa od tej osiągniętej w Hiroszimie, skoro całość konstrukcji ważyła ponad 60 ton i miała rozmiary trzypiętrowego budynku? Tymczasem Sowieci już kończyli prace nad własną bombą wodorową RDS-6. Co prawda znacznie słabszą, ale możliwą do zrzucenia z pokładu bombowca i seryjnej produkcji.

Rolę poligonu doświadczalnego dla amerykańskich testów jądrowych tego okresu, pełniły położone w sercu Pacyfiku Wyspy Marshalla. Łącznie do końca dekady, na archipelagu przeprowadzono 67 prób jądrowych i termojądrowych. Do większości detonacji doszło na atolu Enewetak, a w roku 1953 do prób zaadaptowano również sąsiedni atol Bikini. Właśnie tam miał mieć miejsce największy i jednocześnie feralny test kolejnej “superbomby”. W kwietniu zamknięto wody terytorialne państewka, ewakuowano mieszkańców i rozpoczęto budowę infrastruktury potrzebnej dla około dwóch tysięcy żołnierzy-obserwatorów i badaczy. 

Pierwszym grzechem ekipy naukowców było oparcie przygotowań do eksperymentu o doświadczenia zdobyte podczas poprzednich prób – jak się wkrótce miało okazać, doświadczenia ubogie i zupełnie nieprzystające do nowych warunków. Po macoszemu potraktowano problem rozmieszczenia punktów obserwacyjnych, zabezpieczenia sąsiednich atoli i ewentualnej ewakuacji, nazbyt skromnie oceniając zasięg radioaktywnego opadu. Zignorowano również szczegółowe raporty pogodowe, nie sądząc aby mogły mieć one poważne znaczenie. Wszystko przy założeniu, że konstruowany ładunek osiągnie moc od 4 do maksymalnie 6 megaton, tj. kilkaset razy większą od Little Boya, ale o połowę mniejszą niż bomba użyta w ramach operacji Ivy Mike. Specjaliści, w swojej nonszalancji nie pozostawili dostatecznie szerokiego marginesu na wypadek błędu.

Zabójcza Krewetka

Ładunek o sympatycznej nazwie Krewetka (ang. Shrimp), dzięki pięciokrotnemu zmniejszeniu rozmiarów w stosunku do poprzednika, spełniał wszelkie wymagania pola walki. Detonacja Krewetki nastąpiła 1 marca 1954 roku o godzinie 6:45. Obserwatorzy przebywający najbliżej epicentrum, w oddalonym o 30 km bunkrze, po upływie niespełna pół minuty wiedzieli, że coś poszło nie tak. Fala uderzeniowa, która do nich dotarła nie straciła impetu: odczuli wyraźny wstrząs a na grubych żelbetonowych ścianach pojawiły się pęknięcia. Żołnierze obserwujący test z pokładów oddalonych o niecałe 40 km USS Bairoko i USS Curtiss, również przeżyli niemiłe zaskoczenie. Nie tylko dlatego, że ujrzeli na horyzoncie kulę ognia o średnicy 7 km, zamiast planowanych 3-4 km, a fala uderzeniowa niemal przewróciła statki, ale również z powodu opadu “śniegu” jaki nastąpił po kilkunastu minutach. Badacze zdawali sobie sprawę, że ten nienaturalny biały osad niesie ze sobą śmiertelne skażenie, które niebawem zostanie rozrzucone przez wiatr na ogromnym obszarze ponad 400 kilometrów od epicentrum.

Paliwem dla termojądrowego modułu bomby był deuterek litu. Deuter to oczywiście izotop wodoru wyróżniający się posiadaniem w jądrze jednego neutronu. Z kolei obecny w paliwie lit występował w dwóch odmianach: 6Li i 7Li, przy czym ten drugi według uczonych nie powinien odegrać żadnej roli w reakcji. Była to katastrofalna pomyłka. Pod wpływem ogromnej energii atomy 7Li zaczęły masowo tracić neutrony, przeistaczając się w nadprogramowe paliwo jądrowe. Zamiast przewidywanej mocy około 5 megaton, Krewetka osiągnęła 15 megaton, stając się zdecydowanie najpotężniejszą bombą skonstruowaną ludzkimi rękoma do tego momentu.

Koniec końców, fala uderzeniowa nikogo nie zabiła. Sen z powiek amerykańskich uczonych spędzała nie energia eksplozji, a jej źródło. Aż 67% siły wybuchu pochodziło nie z syntezy termojądrowej, a z wyjątkowo “brudnego” procesu rozszczepienia. Aby zrozumieć skalę błędu, warto porównać test Castle Bravo z mającą nastąpić kilka lat później detonacją Car Bomby. Moc legendarnej broni Sowietów osiągnęła niebotyczną wartość 58 megaton (!), a więc wielokrotnie większą od naszej Krewetki, ale jedynie 3% tej energii pochodziło prosto z rozszczepienia. Współcześnie zwraca się również uwagę na nienajlepszy wybór miejsca na poligon. Rosjanie przeprowadzali swoje próby na skutej lodem Nowej Ziemi, z kolei Amerykanie wysadzili w powietrze (dosłownie) tysiące ton piasku i… rafy koralowej. Dokładny zasięg promieniotwórczego opadu (ang. fallout) bardzo lekkich i większych niż sądzono cząsteczek podłoża do dziś budzi kontrowersje.

Jak relacjonował świadek tego zdarzenia, nauczyciel z sąsiedniego atolu Rongelap:

O godzinie 11:30 klasy zostały zwolnione z lekcji. Uczniowie i ja wyszliśmy na zewnątrz obserwując jak spada z nieba proszek. Dzieci nigdy czegoś takiego nie widziały, więc próbowały łapać te cząstki a nawet je połykać… 

W ten sposób to Rosjanie zapisali się na kartach historii jako konstruktorzy najpotężniejszej bomby, a Amerykanów zapamiętamy jako autorów największego skażenia radiologicznego wywołanego eksplozją termojądrową. Choć w chwili samego testu Castle Bravo nie zginęła ani jedna osoba, opad radioaktywny spowodował objawy choroby popromiennej u większości świadków zdarzenia, a kilkunastu spośród nich wkrótce zmarło. Atol Bikini do dziś nie uwolnił się całkowicie od skutków testu.

Literatura uzupełniająca:
T. Kunkle, B. Ristvet, Special Raport. Castle Bravo: Fifty years of legend and lore, [online: http://blog.nuclearsecrecy.com/wp-content/uploads/2013/06/SR-12-001-CASTLE-BRAVO.pdf];
Military Effects Studies on Operation CASTLE (1954), [online: https://archive.org/details/MilitaryEffectsStudiesonOperationCastle1954];
Największa bomba świata, reż. D. Chambers, National Geographic 2011.
7 cudów naukowego świata Fizyk jądrowy, który uśmiercił dinozaury – Luis Alvarez Nobel za topologiczne stany materii – krótko i niezbyt przejrzyście