Krásný nový atomový věk

Historie projektu Manhattan, který vedl k výrobě atomové bomby a zničení japonských měst Hirošimy a Nagasaki.

Krásný nový atomový věk
ilustrační foto | Shutterstock.com

Před 75 lety dopadla atomová bomba „Little Boy“ na japonské město Hirošimu. Stalo se tak 6. srpna 1945 a o tři dny později ji následovala druhá zvaná „Fat Man“, která zničila Nagasaki. Odhady, kolik lidí obě bomby zahubily, jsou krajně nepřesné a pohybují se mezi 130 až 230 tisíci osob. Vydat rozkaz k jadernému bombardování bylo příšerným rozhodnutím, nicméně obě exploze zásadně přispěly ke kapitulaci Japonska a zkrácení druhé světové války.

Svrhnutí atomových bylo zároveň vyvrcholením tři roky trvajícího projektu Manhattan, který byl nejspíš největším vědeckým projektem všech dob. Podílelo se na něm 130 tisíc lidí včetně nejlepších fyziků, matematiků a chemiků své doby – hezky to ilustruje historka, jak se Robert Oppenheimer („Oppie“) málem nestal šéfem klíčové laboratoře v Los Alamos, a to kvůli tomu, že na rozdíl od mnoha podřízených neměl Nobelovu cenu. Většinu ale tvořil pomocný personál, který kvůli přísnému utajení vůbec netušil, na čem celé dny pracuje. Jedním z těchto „slepých krtků“ byla pradlena Mary Anne Bufardová, která byla zaměstnána v továrně na obohacování uranu v Oak Ridge. „Řeknu vám, co jsem doopravdy dělala. Uniformy se nejdřív vypraly, vyžehlily, přišily se na ně nové knoflíky a pak jsem je dostala já. Vždycky jsem je přiložila ke zvláštnímu přístroji, a když jsem uslyšela cvakání, poslala jsem je znovu na vyprání. To jsem dělala – celý den,“ popsala později. Oním „zvláštním přístrojem“ byl samozřejmě ten Geiger-Müllerův a jejím úkolem měření radioaktivity, ale to jí nikdo neprozradil.

Od teorie k praxi

Přechod od teorie k praxi byl v případě atomové bomby mimořádně rychlý. Zásadní objev, který ukázal, že jadernou bombu půjde velmi pravděpodobně teoreticky vyrobit, přišel až na konci roku 1938, kdy němečtí chemikové Otto Hahn a Fritz Strassmann zjistili, že neutron letící správnou rychlostí dokáže rozštěpit atom uranu a „vyrazit“ z něj další neutrony. Jaderným fyzikům bylo okamžitě jasné, že by štěpením uranu mohla být vyvolána řetězová reakce. Hned v srpnu 1939 sepsal maďarsko-židovský fyzik Leó Szilárd dopis (pro větší efekt ho nechal podepsat Einsteinem), ve kterém americkému prezidentu Rooseveltovi navrhl, aby zahájil vojenský jaderný výzkum, protože Německo by mohlo být brzy schopné „vyrábět extrémně silné bomby zcela nového typu“.

Brzy poté americký výzkum (později se na něm zásadně podíleli Britové) skutečně započal, ale přidělených šest tisíc dolarů dokazovalo, že zájem Bílého domu je velmi limitovaný. První úspěchy vypadají ze zpětného pohledu víc než skromně. Podařilo se vyseparovat jeden mikrogram štěpného izotopu uranu U235, získat v cyklotronu pár atomů (rovněž štěpného) plutonia a Enrico Fermi stavěl v Chicagu svůj první jaderný „milíř“ – tedy předchůdce dnešních atomových elektráren. Vše změnil až japonský útok na Pearl Harbor a v polovině roku vznikl – pod velením generála Leslieho Grovese – Projekt Manhattan.

Příliv peněz se zmnohonásobil a nakonec projekt Manhattan vyšel Američany na zhruba dvě miliardy dolarů (v dnešních cenách by to odpovídalo 27 miliardám), což bylo samozřejmě hodně, ale v porovnání s jinými válečnými výdaji nešlo o nijak horentní sumu. Například produkce tanků stála Američany třikrát tolik a výroba jednoho jediného typu stíhačky Lockheed P-38 Lightning vyšla na miliardu. Za ony dvě miliardy dolarů se mimochodem dala vést válka pouhých devět dní.

Obohacování

Nejjednodušším úkolem bylo získání surového uranu – od roku 1942 měl projekt Manhattan zajištěné pravidelné dodávky mimořádně bohaté uranové rudy z Belgického Konga. Mnohem nákladnější a obtížnější byla separace „bombotvorného“ izotopu U235. Uran je totiž v přirozeném stavu tvořen směsí izotopů U238 a U235 (ve skutečnosti je jich víc), přičemž U235 je zhruba 140krát méně. Oddělit hrách od popela uměla už Popelka, jenže s uranem je to mnohem složitější, protože oba izotopy mají identické chemické vlastnosti, a navíc prakticky stejnou hmotnost. Američané se proto pokoušeli bombotvorný U235 paralelně vyseparovat čtyřmi různými způsoby: v obřích centrifugách, elektromagneticky, tepelnou a plynnou difuzí.

Šlo to však nekonečně pomalu (odhadovalo se například, že k separaci kilogramu U235 by bylo třeba směs izotopů uranu mnohonásobně prohnat skrz kaskádu 50 tisíc centrifug o průměru jeden metr; ovšem tento způsob byl nakonec opuštěn) a v Oak Ridge ve státě Tennessee kvůli tomu vyrostla obří továrna, ve které svého času pracovalo 90 tisíc lidí včetně naší pradleny Mary Anne Bufardové. Druhou možností – a ta se nakonec ukázala jako daleko výnosnější – byla výroba plutonia z uranu U238 ve Fermiho jaderných reaktorech. Ve státu Washington (Hanford) proto vznikl další obří tovární komplex, ve kterém se zhruba 25 tisíc lidí podílelo na konstrukci prvního velkého reaktoru.

Lechtání draka pod ocasem

Dostatek štěpného materiálu k výrobě bomby získali Američané až v létě 1945. Už dva roky předtím ovšem začala Oppenheimerova laboratoř v Los Alamos promýšlet a propočítávat konstrukci atomové bomby. Teoreticky je to velmi jednoduché. Pokud máte nadkritické množství štěpného materiálu – tedy 52 kilogramů uranu U235 nebo deset kilogramů plutonia – stačí z něj vyrobit kouli (koule má při daném objemu nejmenší povrch) a výbuch se dostaví sám od sebe: atomy zmíněných látek se čas od času rozpadnou a uvolněné neutrony (pokud tedy není koule příliš malá a většina neutronů z ní „neutíká“ ven) zažehnou řetězovou reakci.

Jenže nejdřív bylo třeba spočítat a experimentálně ověřit ono nadkritické množství, které stačí k samovolnému výbuchu. Jedním z experimentů, pomocí kterého se podařilo kritické množství přesně stanovit, nazývali vědci v Los Alamos příznačným jménem – „lechtání draka pod ocasem“. Lechtání spočívalo v tom, že se v těsně podkritickém množství uranu či plutonia opatrně vyvolávala řetězová reakce, a to buď neutronovým zářením, nebo pomalým přiklápěním beryliového poklopu (prchající neutrony vracel jako zrcadlo zpět do štěpného materiálu). Bylo to nebezpečné samo o sobě, ovšem hlavní „lechtač“ fyzik Louis Slotin si byl později tak jistý, že místo předepsaných postupů používal obyčejný šroubovák, jehož špičku vždy vrazil pod okraj beryliového poklopu a jeho otáčením spouštěl a tlumil řetězovou reakci. Rok po válce se mu tato neopatrnost stala osudnou. Šroubovák se mu smekl, laboratoř ozářilo modrobílé světlo, ale Slotin ještě naštěstí stihl poklop shodit. Dávka radiace, kterou dostal, ho nicméně během pouhých devíti dní zabila a tři z přihlížejících zemřeli později na leukemii.

Stejně složitým vědeckým problémem bylo sestavení vlastní bomby. Pokud by se totiž podkriticky velké části štěpného materiálu k sobě jen tak přiblížily, byl by výsledkem předčasný slabý výbuch, který by většinu drahocenného uranu či plutonia bezúčelně rozmetal do okolí, aniž by stihla reagovat. Štěpný materiál bylo proto třeba k sobě „sestřelit“ a dosáhnout toho, aby u sebe zlomek vteřiny vydržel. Uranová bomba proto nejvíc ze všeho připomínala dělo a architektura implozivní plutoniové pumy byly ještě daleko složitější.

Jasnější než tisíc sluncí

Všechny tyto obtíže se ale nakonec podařilo překonat a 16. července 1945 Slotin – tenkrát ještě plný života – sestavil jádro pokusné plutoniové bomby nazvané Trinity a téhož dne ji Američané odpálili na střelnici v Alamogordu. Mohutnost exploze překonala všechna očekávání, a tak se reakce očitých účastníků hemžily vzletnými a strašlivými slovy. Oppenheimera napadl podle jeho vzpomínek verš ze staroindického eposu Bhagavadgíta o záři tisícovky sluncí a hned poté další: „A nyní se stávám Smrtí, ničitelem Světů.“ Zástupce generála Grovese – Thomas Farrell – pro změnu v oficiální zprávě užil slova jako „velkolepý, krásný, ohromující, hrůzný“.

Brzy poté vzlétly bombardéry a 6. srpna dopadla (tentokrát uranová) bomba na Hirošimu a o tři dny později (plutoniová) bomba na Nagasaki. Další měla podle Grovesových plánů následovat 19. srpna a tři další v září. Japonský císař Hirohito ovšem mezitím ohlásil 15. srpna v rozhlasovém projevu kapitulaci.

Dávný sen básníků

Dodejme, že odpálení atomové bomby bylo pro světovou veřejnost naprostým překvapením, které lze vyčíst i z dobových českých novin. Snad všechny 8. srpna přetiskly zprávu agentury Reuters, která citovala vyjádření amerického prezidenta Harry S. Trumana o svržení atomové bomby na japonskou vojenskou základnu v Hirošimě. Truman v ní stručně popsal historii výroby atomové bomby a dodal: „Můžeme býti věrni prozřetelnosti, že Němci měli své (rakety) V1 a V2 teprve pozdě a v omezeném množství, a můžeme být ještě vděčnější, že neměli vůbec atomových pum.“ 

Také v dalších dnech otiskly noviny o bombě celou řadu článků. Válka v Evropě sotva skončila, a tak v nich žádnou lítost nad osudem lidí z vybombardovaných japonských měst nehledejme. Články se naopak často nesly v duchu vítání nového – atomového – věku lidstva. Věku, kdy jaderná energie nahradí docházející fosilní paliva a atomová letadla už brzy dokážou bez tankování několikrát obletět zeměkouli. Novinář a spisovatel Bedřich Golombek například v úvodníku Svobodných novin nazvaném „Největší triumf lidského ducha“ kvitoval, že závod o uvolnění atomové energie vyhráli Spojenci, a nikoli Němci, a dodával, že lidstvo právě učinilo „nesmírný krok“ kupředu: „Dávný sen básníků a stará tužba vědců se uskutečnila; podařilo se uvolnit obrovskou energii, kterou skrývají v sobě atomy.“ Tvrdil, že jde o největší objev v historii lidstva, a mínil, že může mít převratný vliv „na celé uspořádání lidské společnosti a na způsob jejího života“.

Týdeník hrot

  • Řecká tragédie po česku
  • Proč jsou ženy nedoceněné
Objednat nyní