Atom kelime anlamı olarak “parçalanamaz” anlamına geliyor ancak 1938’de Alman bilim insanları bunu başardılar. Atomu parçaladılar ve arkasından gelen araştırmalar silsilesi dünyanın kaderini sonsuza dek değiştirdi.
Atomu parçalamak anlamına gelen nükleer fisyon uranyuma nötronlar fırlatarak gerçekleşiyor. Parçacıklar atoma çarpınca çekirdekleri parçalanıyor ve daha hafif elementler ve nötronlar ortaya çıkıyor. Bu nötronlar tekrar yönlendirilerek başka uranyum atomlarına çarptırılıyor ve ortaya bir zincirleme reaksiyon çıkıyor. Bu reaksiyon o kadar güçlü ki, bir silah olarak kullanılabiliyor. İkinci Dünya Savaşı’nın sonuna doğru fizikçiler Almanya’nın bunu yapabileceğinden korkuyordu.
Avrupa’da yükselen faşizmden kaçan ve Amerika’ya gelen, aralarında Leo Szilard, Albert Einstein ve Enrico Fermi’nin de bulunduğu bilim insanları bundan çekiniyordu. Szilard, ABD başkanını bu yeni buluş hakkında uyarmak istedi ancak henüz genç bir bilim insanı olduğu için arkasında kendisini destekleyecek daha kıdemli birilerinin olmasını istiyordu. Meslektaşı Edward Teller vasıtası ile Einstein‘a ulaştı, Einstein da Başkan Theodore Roosevelt’i uyardı.
Roosevelt hemen uranyum hakkında bir danışma komitesi oluşturdu. Ancak daha sonra konu gündeminden düştü, zira savaşla uğraşmak zorundaydı. 1941’de tekrar ciddi olarak ilgilenmeye başladı. O yıl Japonya Pearl Harbour’a saldırdı ve 2.000 Amerikan askerini öldürdü.
New York şehrinde başlatılan Manhattan Projesi’nin başına Korgeneral Leslie R. Groves atandı. 6.000 dolar ödenek verildi ve atom araştırmalarına başlamaları istendi. İlk faz, fizikçi Enrico Fermi tarafından yönetildi. Başarılı olacaklarına kimse inanmıyordu. Fermi İsveç’e gidip Nobel Ödülü’nü aldıktan sonra İtalya’ya kaçmış, oradan da eşi ile beraber Amerika’ya sığınmıştı. Manhattan Projesi başladığında ilk önce nükleer zincirleme reaksiyon başlatmak üzerine yoğunlaştı ve Szilard’ın yardımı ile Dünya‘nın ilk nükleer reaktörünü, Chicago Üniversitesi’nin altındaki bir squash odasında inşa etti.
Nükleer zincirleme reaksiyonu devam ettirebilmek için nötronları kontrol altına almaları gerekiyordu. Bunu, uranyum küreleri grafit katmanların arasına gömerek başardılar. Sonunda 1942’de bir zincirleme reaksiyon başlatıp devam ettirmeyi başardılar. Bunun üzerine hükümet projeye para dökmeye başladı. Ordu New Mexico’da Los Alamos çölünde bir arazi satın aldı. Burada kurulan araştırma merkezi, fizik profesörü Robert Oppenheimer’ın kontrolüne verildi. Bir bomba yapmak için ne kadar yakıta ihtiyaçları olduğunu hesaplamaya giriştiler.
Uranyum cevheri bu radyoaktif elementin farklı izotoplarını içeriyor ve her birinin atomlarında farklı sayıda nötron mevcut. Uranyumun büyük kısmı uranyum-238 halinde bulunuyor, oysa bir bomba yapabilmek için uranyum-235 gerekli. Bu yüzden, bu izotopları ayıracak bir yöntem bulunması gerekiyordu. Oppenheimer ve ekibinden 200 kilogram uranyum istenince (aslında bu ihtiyaç duyulandan 10 kat fazlaydı) Başkan Roosevelt projeye 500 milyon dolar ek bütçe ayırdı.
Uranyum yakıtını üretmek için kullanılan ilk ayrıştırma araçları Berkeley Üniversitesi’nden Ernest Lawrence tarafından geliştirildi. Kalutron adı verilen bu makineler dev boyutta kütle spektrometreleriydi. Atomları mıknatısların arasından büyük bir hızla geçirerek çalışıyorlardı. Uranyum-235 uranyum-238’den daha hafif olduğu için mıknatıslar arasından geçerken hafifçe yol değiştiriyordu ve bu ikisi tam olarak ayrışabiliyordu.
Kalutron son derece yavaş çalışan bir cihazdı. Bir tanesi günde sadece 10 gram uranyum-235 üretilebiliyordu. Bunun için Tennessee’nin Oak Ridge kentinde Y-12 Uranyum Zenginleştirme Santrali adını verdikleri yeni bir tesis kurdular ve içine 1150 calutron koydular.
Bu teknolojiyi küçük ölçekte test edecek kadar zaman yoktu. Bu yüzden Y-12 ilk defa çalıştırıldığında mıknatıslar duvarlarda ki çivileri bile söküp kendilerine çektiler. Problemler giderilip sistem tam kapasite çalışmaya başlayınca burada 75.000 kişi işe alındı. Savaşın sonlarına doğru Oak Ridge, Tennessee’nin beşinci en kalabalık kenti haline gelmişti.
Kalutronlar ile bir bomba yapacak kadar çok uranyum üretmek mümkün değildi. Manhattan Projesi bilim insanları daha fazla yakıt üretmek için ikinci bir yol bulmaya çalıştılar. 1940’larda İngiltere’de geliştirilmiş olan Gazlı Difüzyon, uranyumu florinle birleştirerek uranyum hekzaflorür gazı üretiyordu. Bu gaz daha sonra mikroskobik delikleri olan bir elekten geçiriliyordu. Deliklerin boyutları sadece uranyum-235 izotopunun geçeceği genişlikteydi.
Tennessee’de 1943 yılında K25 fabrikasında 300.000 metrekarelik bir elek inşa edildi. Manhattan Projesi yakıt üretmek için tam kapasite çalışıyor, bu sırada ABD’de üretilen enerjinin onda birini tek başına tüketiyordu. Sadece iki yıl içinde bu proje Dünya‘nın en büyük bilimsel projelerinden biri haline geldi.
Birkaç şehre yayılan projede askerler, siviller, bilim insanları ve hükümet görevlileri de dahil olmak üzere on binlerce kişi çalıştı. Ancak bilim insanları son dakikaya kadar atom bombasının çalışıp çalışmayacağına emin değillerdi.
Bir bomba için bile yetecek kadar uranyum üretmek çok zor olmuştu. Ellerinde ikinci bir test için yeterli yakıt kalmamıştı ancak 1941’de plütonyum keşfedildi. İnsan yapısı bir radyoaktif element olan plütonyum, uranyumu nükleer reaktörlerde radyasyona tabi tutarak üretiliyordu ve ikinci bombada kullanılabilirdi.
Chicago’daki bilim insanları plütonyum üretecek nükleer reaktörler tasarladılar ve 60.000 işçi ile Hanford çölünde yeni bir fabrika inşa edildi. İleride adı “Küçük Çocuk” konacak olan uranyum bombasını hazırlayan bilim insanları tabanca benzeri bir tasarım kullandılar. Bir parça uranyumu başka bir sete çarptırarak zincirleme reaksiyon başlattılar.
Ancak plütonyum bombasının tasarımı farklıydı. Burada plütonyum çekirdeğin etrafını saran patlayıcılar kullandılar. Patlama sonucu oluşan şok dalgaları plütonyum atomlarını birbirine kaynatacak ve zincirleme reaksiyonu başlatacaktı. Başkan Roosevelt 12 Nisan 1945’te hayatını kaybetti. Bir yıl sonra Naziler teslim oldu. Ancak Japonya savaşı sürdürmekte ısrar ediyordu. Amerika’nın atom bombası projesi devam etti. Yeni başkan Truman 1 Haziran’da bombayı atma kararını verdi. İlk test temmuz ayında ABD topraklarında gerçekleştirildi. Patlatılan plütonyum bombasının gücü 20.000 ton TNT’ye eşitti. Patlama sonucu çöldeki kum cama dönüştü.
Pilot Paul Tibbets 6 Ağustos 1945’te Enola Gay adını verdiği uçağına bindi ve Küçük Çocuk ile Hiroşima semalarına geldi. 120.000 kişinin çalıştığı, yapılması için 2 milyar dolar harcanan atom bombası patlamak üzereydi. Bomba patladı, şehrin yüzde 90’ı yok oldu, 150.000 kişi hayatını kaybetti. ABD iki gün sonra Nagazaki’ye Şişman Adam adını verdiği ikinci atom bombasını attı. 75.000 kişi daha öldü. Japonya 15 Ağustos 1945’te teslim oldu.
Kaynak: How It Works