Lähtölaskenta oli alkanut. 20 minuutin päästä maailman ensimmäisen atomipommin suunnittelijoille selviäisi, mihin heidän työnsä oli johtanut. Kaikki aavistelivat pahinta.
Pommin räjäytystä edeltävinä päivinä tutkijat olivat lyöneet vetoa siitä, miten kävisi.
Jotkut uskoivat, ettei pommi toimisi ollenkaan, mutta toiset pelkäsivät, että se tuhoaisi koko New Mexicon maan tasalle.
Oli niitäkin, jotka uskoivat pommin sytyttävän Maan ilmakehän tuleen ja tuhoavan koko ihmiskunnan.
15 kilometrin päässä pommista seisoi varusmiehiä, upseereja ja tutkijoita pienissä ryhmissä.
Useimmat olivat odotelleet koko yön ja astelivat paikallaan aavikon hiekalla pysyäkseen lämpiminä.
He vilkuilivat vähän väliä kaakkoon kohti ”The Gadgetia” (kapistusta). Kaikilla oli tummennetut lasit silmiensä suojana.
”Pankaa lasit päähän”, eräs upseeri komensi rivissä seisovia miehiä.
”Viis laseista”, eräs fyysikko vastasi, ”haluan nähdä tämän, vaikka se olisi viimeinen asia minkä ikinä näkisin.”
Lopulta punaiset merkinantoraketit näkyivät aavikon yllä. Muutaman sekunnin päästä selviäisi, oliko pitkä ja kallis uurastus ollut turhaa.
Uuden aikakauden alku
Koeräjäytys oli vuosikymmeniä kestäneen tutkimuksen seurausta. Vuosi-sadan vaihteessa fyysikot Pierre ja Marie Curie olivat päätelleet, että atomiytimestä voi vapautua suunnattomia määriä energiaa.
He tiesivät, että atomiytimet koostuivat tiiviisti toisissaan kiinni olevista protoneista ja neutroneista, joiden välillä vallitsi voimakas sidosenergia.
Jos hiukkaset erotettaisiin toisistaan, energiaa vapautuisi miljoonia kertoja enemmän kuin jos samat aineet poltettaisiin tavanomaiseen tapaan.
Siihen asti ytimiä oli pidetty vakaina ja jakamattomina. Curiet eivät kuitenkaan tienneet, miten tätä energianlähdettä voisi hyödyntää käytännössä.
Kehitys eteni pienin askelin vuoteen 1930 asti. Edes Albert Einstein ei uskonut, että atomiytimistä voisi vapautua energiaa nopeammin kuin tavanomaisena radioaktiivisena säteilynä.
Vasta vuonna 1932 brittiläinen John Cockcroft ja irlantilainen Ernest Walton onnistuivat halkaisemaan atomin.
Siinä ei kuitenkaan vapautunut tarpeeksi energiaa ketjureaktion käynnistämiseen. Läpimurto tapahtui vasta joulukuussa 1938. Saksalaiset Otto Hahn ja Fritz Strassman havaitsivat pystyvänsä halkaisemaan uraaniatomeja.
Pian sen jälkeen ranskalaisfyysikot huomasivat, että uraanin atomiydinten haljetessa niistä vapautui neutroneja.
Nyt ryhdyttiin pohtimaan, pystyisivätkö nämä neutronit halkaisemaan ympäröiviä uraaniatomeja ja käynnistämään räjähdykseen johtavan ketjureaktion. Euroopan poliittinen tilanne oli epävakaa, ja monet poliitikot arvelivat keksinnöstä olevan sotilaallista hyötyä.
Saksa hyökkäsi Puolaan 1.9.1939, ja toinen maailmansota syttyi. Sattumalta samana päivänä The Physical Review -tiedejulkaisussa oli tanskalaisen fyysikon Niels Bohrin artikkeli, jossa tämä kirjoitti, että riittävästä määrästä uraanin harvinaista 235-isotooppia voi vapautua suunnattomasti energiaa.
Korkeasti koulutetut tutkijat, opiskelijat ja sotilaat työskentelivät tiiviissä yhteistyössä salaisissa tehdaslaitoksissa.
Kolme perusongelmaa
Monet maailman etevimmistä fyysikoista olivat paenneet Saksasta jo ennen sodan alkua.
Vuonna 1940 osa heistä varoitti Ison-Britannian hallitusta, että Saksa on rakentamassa tuomiopäivän asetta.
Varoitus lähetettiin edelleen kaikille brittien liittolaisille. Pian kaikkialla maailmassa tutkittiin uutta superasetta.
Ratkaistavana oli kolme ongelmaa: oli selvitettävä, paljonko Bohrin ”riittävä määrä uraanin 235-isotooppia” oli, hankittava se ja suunniteltava pommin räjäytysmekanismi. Kaikkein kalleinta oli hankkia uraani 235:tä.
Yli 99 prosenttia maapallon uraanivaroista on 238-isotooppia ja vain 0,71 prosenttia 235-isotooppia. Eri isotooppien lajitteluun kului valtavasti energiaa.
Laskuvirhe hidasti natseja
Saksalaiset pääsivät nopeasti alkuun ja rakensivat tehokkaan reaktorin. Tutkimuksen johtaja Werner Heisenberg keskitti kaikki voimavarat prosessiin, johon tarvittiin raskasta vettä.
Raskaan veden valmistaminen vaatii erittäin paljon energiaa, ja saksalaiset päättivät hyödyntää miehitetyn Norjan halpaa vesivoimaa.
Liittoutuneet onnistuivat kuitenkin sabotoimaan Rjukanin raskaan veden tuotantolaitosta, eivätkä saksalaiset saaneet tarpeeksi ainetta käyttöönsä.
Saksalaiset myös olettivat virheellisesti, että pommiin tarvittiin satoja kiloja uraani-235:tä, mikä olisi käynyt liian kalliiksi. Natsien atomiohjelma alkoi hiipua hitaasti mutta varmasti. Liittoutuneet eivät kuitenkaan tienneet sitä.
Atomipommia valmisteltiin eri puolilla Yhdysvaltoja. Oak Ridgessä Tennesseessä sijaitseva laitos toimitti fyysikoille uraani-235:tä.
Etevimmät insinöörit ja fyysikot majoitettiin salaiseen paikkaan lähelle Los Alamosia New Mexicon aavikolla.
Autoteollisuutta suurempi
Yhdysvaltalaiset olettivat saksalaisten olevan kaksi vuotta heitä edellä, ja 1941 presidentti Roosevelt päätti käynnistää maailman siihen asti mittavimman tieteellisen hankkeen. Hän määräsi salassa kaikkiaan kaksi ja puoli miljardia dollaria projektille, joka sai nimen Manhattan. Nimi tuli siitä, että sitä hallinnoitiin huomaamattomasta toimistosta New Yorkin Manhattanilta.
Toimisto palkkasi kaikki fyysikot, kemistit, insinöörit ja opiskelijat, jotka se vain sai käsiinsä. Jopa varusmiehet, jotka olivat edes hieman perillä fysiikasta, saivat käteensä junalipun ja salaiseksi leimatun käskyn.
Heidät määrättiin ilmoittautumaan projektin teollisuuslaitoksiin, jotka sijaitsivat kaukana asutuksesta. Projektiin määrättiin kaikkiaan yli 125 000 henkilöä.
Hankkeen laajuudesta huolimatta työ onnistuttiin pitämään salassa. Vain muutama henkilö oli selvillä projektin todellisista mittasuhteista, ja toisaalta atomipommin kehittelytyötä tehtiin niin monessa paikassa ympäri maata, että ulkopuolisten oli vaikea muodostaa toiminnasta kokonaiskuvaa.
Tehtaiden tuhansien työläisten sopimuksissa ilmoitettiin, että heille ei kerrottaisi työn lopullista päämäärää mutta että heille taattaisiin pihviä pöytään joka ilta. Sodan aikana isänmaallisuus oli huipussaan eivätkä kansalaiset juuri esittäneet kriittisiä kysymyksiä, kun armeija kutsui.
Kiivaimmassa vaiheessaan projekti oli laajempi kuin koko Yhdysvaltain autoteollisuus ja kulutti 10 prosenttia koko Yhdysvaltain sähköntuotannosta.
Fyysikko ja kenraali yhteistyössä
Toinen oli boheemi teoreetikko, toinen käytännöllinen upseeri. Yhdessä nämä kaksi miestä vastasivat jättihankkeen toteutumisesta.
Atomipommin isä
Robert Oppenheimerista sanottiin, ettei hän olisi osannut johtaa edes nakkikioskia.
Hänen tietonsa ja kunnianhimonsa kuitenkin korva-sivat hänen puuttensa.
Ennen Manhattan-projektia Oppenheimer oli saanut tunnustusta teoreettisen fysiikan tutkijana ja opettanut arvostetuissa oppilaitoksissa.
Jo kauan ennen kuin presidentti Roosevelt päätti aloittaa pommin kehittelyn, Oppenheimer oli yrittänyt laskea, paljonko uraani-235:tä tarvittaisiin räjähdykseen johtavan ketjureaktion käynnistämiseen.
Vuonna 1945 hän tuki atomipommien pudottamista Japaniin, mutta sodan jälkeen hän toimi aktiivisesti atomienergian ja -aseiden kansainvälisen valvonnan kehittämiseksi.
Hallitus alkoi epäillä hänen uskollisuuttaan, ja hän joutui epäsuosioon.
Hänen maineensa palautettiin vasta muutama vuosi ennen hänen kuolemaansa vuonna 1963, kun presidentti Johnson myönsi hänelle arvostetun tiedepalkinnon.
Miljoonan miehen päällikkö
Kenraali Leslie Groves oli selvä valinta Manhattan-projektin johtoon.
Armeijan liikekannallepanossa hän oli vastannut armeijan rakennustöistä: niin kasarmeista ja varikoista kuin puolustusministeriön päämajasta Pentagonista.
Hänen johdossaan oli tuolloin kahdeksan miljardin dollarin rakennusprojekti, ja hänen alaisenaan työskenteli miljoona miestä.
Groves nimitti myös Manhattan-projektin tieteellisen johtajan.
Hän ei epäröinyt hetkeäkään valitessaan Oppenheimerin, vaikka tällä huhuttiinkin olevan kommunistisympatioita.
Grovesille se oli samantekevää – pommi oli saatava valmiiksi.
Valtionpankilta 6 000 tonnia hopeaa
Tärkeä osatavoite projektissa saavutettiin Chicagon yliopiston kellarissa.
Yliopiston squashkentästä oli rakennettu laboratorio, jossa italialainen fyysikko Enrico Fermi onnistui joulukuussa 1942 kehittämään pienen atomireaktorin. Sen avulla hän pystyi käynnistämään ja pysäyttämään ketjureaktion.
Niissä olosuhteissa ei kuitenkaan voitu testata lopullisen pommin kokoluokkaa olevia ketjureaktioita.
Seuraavaksi olikin rakennettava paljon suurempia reaktoreita.
Niiden sähkölaitteisiin oli kuitenkin vaikea hankkia tarpeeksi kuparia, ja siksi Yhdysvaltain valtionpankki antoi neuvottelujen jälkeen tutkijoille luvan lainata 6 000 tonnia hopeaa.
Hopealla on hyvä sähkönjohtamiskyky, ja sitä saattoi mainiosti käyttää kuparin sijasta magneettisissa navoissa ja johtimissa.
Ideahautomo aavikolla
Kaikki Manhattan-projektin johtavat fyysikot ja insinöörit majoitettiin asuntovaunuihin lähelle pientä Los Alamosin kaupunkia New Mexicon asumattomalle aavikkoylängölle. Vain pieni mutkitteleva soratie johti Manhattan-projektin sydämeen.
Eristyksissä ulkomaailmasta terävien aivojen odotettiin pystyvän laskemaan, paljonko uraani-235:tä tarvittiin ja mitä mekanismia pommeissa käytettäisiin.
Vuonna 1943 Los Alamosissa työskenteli 250 tutkijaa. Kaksi vuotta myöhemmin heitä oli jo 3 500, ja monilla oli vaimo ja lapset mukanaan.
Tutkijat muodostivat vilkkaan yhteisön, ja joka puolelle pölyistä maisemaa nousi pikavauhtia erilaisia tilapäisrakennuksia. Asuinparakkien välissä roikkui naruilla pyykkiä ja vastapestyjä vaippoja.
Samalla kun vaimot pyörittivät perheen arkea, aviomiehet työskentelivät yötä päivää laboratorioissa laitteistoineen, geigermittareineen ja kaavoineen.
Aikaa riitti kuitenkin muuhunkin. Asukkaat järjestivät usein cocktailjuhlia toivottaakseen uudet tulokkaat tervetulleiksi, ja juhlien välillä asukkaita viihdyttivät teatteri- ja elokuvaesitykset.
Perheisiin syntyi niin paljon lapsia, että vaatimattoman sairaalan synnytysosasto jäi auttamatta liian pieneksi.
Huolettomasta elämästä huolimatta koko kaupunki pysyi huippusalaisena, ja kaikki perheet elivät käytännössä vankeina. Asukkaiden piti esimerkiksi hyväksyä, että kaikki lähtevä ja saapuva posti sensuroitiin.
"Little Boy"
Claus Lunau"Little Boy"
Kun tutka havaitsee pommin olevan sopivalla korkeudella, räjähdyspanos laukeaa uraanikappaleen takana.
"Little Boy"
Uraanikappale kulkee pitkin metalliputkea.
"Little Boy"
Uraanikappale asettuu toisen uraanikappaleen ympärille, jolloin muodostuu tarvittava kriittinen massa, noin 50 kiloa uraania. Neutroneja vapautuu, ja uraaniatomit halkeavat. Ketjureaktio käynnistyy, ja pommi räjähtää.
"Fat Man"
Claus Lunau"Fat Man"
Räjähdyspanokset ovat hajallaan pommin pinnalla.
"Fat Man"
Panosten räjähtäessä plutoniumpallon ympärillä oleva ohut alumiinikuori painuu kasaan.
"Fat Man"
Plutoniumpallon keskellä on neutronilähteeksi kutsuttua ainetta, jonka tarkka kemiallinen koostumus on sotasalaisuus. Ympäröivän plutoniumin paine puristaa sen kasaan niin, että neutroneja vapautuu.
"Fat Man"
Neutronit hajottavat plutoniumia, ja ketjureaktio alkaa. Pommi räjähtää.
Kaksi eri pommityyppiä
Tutkijat kehittelivät alusta asti kahta erityyppistä atomipommia. Toisessa käytettiin uraania ja toisessa plutoniumia, joka on voimakkaasti radioaktiivinen aine.
Plutoniumia oli valmistettu Kalifornian yliopistossa vuonna 1940. Sen valmistaminen oli nopeampaa ja halvempaa kuin uraani-235:n, mutta aine oli epävakaata. Siksi plutoniumpommin mekanismi oli paljon uraanipommia monimutkaisempi.
Armeijan ja tutkijoiden erimielisyyksistä, tieteellisistä takaiskuista ja materiaalihankinnoissa ilmenneistä vaikeuksista huolimatta projekti onnistui vain 27 kuukaudessa siinä missä mikään muu valtio ei ollut onnistunut.
Valtavat tehdaslaitokset olivat kesällä 1945 valmistaneet yhteensä noin 50 kiloa uraani-235:tä sekä kahteen atomipommiin tarvittavan määrän plutoniumia. Ulkonäkönsä vuoksi pommeja alettiin kutsua nimillä Little Boy ja Fat Man. Pommeja oli tarkoitus käyttää japanilaissiviilejä vastaan.
Vaikka plutoniumia oli onnistuttu tuottamaan melko vähän, tutkijat päättivät käyttää osan siitä testipommiin, sillä he eivät olleet varmoja plutoniumpommin toimivuudesta.
Testipommi sai nimekseen The Gadget (kapistus), ja se oli rakenteeltaan samanlainen kuin Fat Man. Sen sijaan Little Boyn ja sen uraani-235:tä sisältävän lastin räjähtämistä ei epäilty, koska siinä oli käytetty verraten yksinkertaista tekniikkaa.
78 000 ydinasetta piti maailman varpaillaan
Yhdysvallat yritti säilyttää atomipommin salaisuuden itsellään, mutta ei onnistunut. Neuvostoliitto kehitti oman pomminsa, ja käsittämättömän kallis kilpavarustelu oli pian täydessä vauhdissa.
Neljä vuotta maailmansodan jälkeen Yhdysvallat oli ainoa ydinasevaltio. Jo vuonna 1949 Neuvostoliitto ilmoitti kuitenkin tehneensä kokeita atomipommilla.
Kylmä sota oli alkanut, ja molemmat osapuolet varustautuivat kilpaa uhaten tuhota toinen toisensa. Neuvostoliiton arvellaan saaneen tietoa projektista siihen osallistuneelta tutkijalta Klaus Fuchsilta sekä Rosenbergin pariskunnalta, joka tuomittiin lopulta kuolemaan.
Enimmillään Yhdysvalloilla oli varastossa 33 000 ydinkärkeä ja Neuvostoliitolla 45 000. Aseriisuntaneuvottelujen tuloksena tuhansia niistä on sittemmin tuhottu.
Nykyään kahdeksalla maalla tiedetään varmasti olevan ydinaseita: Yhdysvalloilla, Venäjällä, Ranskalla, Kiinalla, Isolla-Britannialla, Israelilla, Intialla ja Pakistanilla. YK:n mukaan maailmassa on tällä hetkellä noin 28 000 ydinkärkeä.
Aavikon hiekka muuttui lasiksi
Testipommin kokoaminen ja valmisteleminen kesti kolme päivää. Lentopommin vaikutuksen simuloimiseksi pommi vietiin 20 metrin korkuisen terästornin huipulle. Se oli tarkoitus räjäyttää 16.7.1945 kello neljältä yöllä, mutta sade ja ukkonen viivästyttivät lähtölaskentaa, joka alkoi vasta kello 5.10.00.
Turvallisen matkan päähän testialueelta oli rakennettu kaksi bunkkeria, joista upseerit ja tutkijat seurasivat koeräjäytystä.
Mukana olivat projektin tieteellinen johtaja Robert Oppenheimer ja sotilaallinen johtaja Leslie R. Groves. Muiden tavoin he makasivat valvomassa koeräjäytystä suojalasit päässä.
Pommi räjähti kello 5.29.45. Oli kuin kirkas valkoinen valo olisi nielaissut koko maailman. Katsojat häikäistyivät, vaikka olivat sulkeneet silmänsä.
Valtava tulipallo valaisi vuoria sekuntien ajan, ja hehkuvan kuuma myrskytuuli levisi joka suuntaan. 40 sekunnin kuluttua seurasi paineaalto ja hirmuinen jyrähdys, joka kuului 320 kilometrin päähän, ja taivaalle kohosi 12 kilometrin korkuinen sienipilvi. Aavikon hiekka suli lasimaiseksi, radioaktiiviseksi massaksi.
”Se toimi”, Robert Oppenheimer totesi lyhyesti. Muutama tunti räjähdyksen jälkeen hän muisteli erästä hindulaista tekstiä: ”Nyt minusta on tullut kuolema, maailmojen tuhoaja.”
Vaikka monet olivat nähneet välähdyksen ja sienipilven ja räjähdys kuului kauas, armeija onnistui salaamaan niiden syyn. Vain 50 sanan pituisessa lehdistötiedotteessaan se ilmoitti, että syrjäisessä paikassa sijainneessa asevarastossa oli tapahtunut räjähdys. ”Kukaan ei loukkaantunut räjähdyksessä”, tiedotteessa todettiin.
Kaksi kuukautta räjähdyksen jälkeen Robert Oppenheimer ja kenraali Groves palasivat tutkimaan pommia kannatelleen 20 metriä korkean tornin jäännöksiä. Hiekka oli sulanut lasiksi.
Hitlerin kuoltua oli Japanin vuoro
Sota Euroopassa oli loppunut jo muutama kuukausi aiemmin, mutta Tyynellämerellä Yhdysvallat ja Japani kävivät yhä rajuja taisteluja. Amerikkalaiset tajusivat, etteivät japanilaiset antautuisi.
Muutamaa viikkoa aiemmin käydyssä Okinawan taistelussa 1 500 kilometriä Japanin pääsaarilta etelään amerikkalaiset menettivät 12 500 miestä, mutta japanilaisten tappiot olivat yli 100 000.
Keisarin joukot taistelivat fanaattisesti viimeiseen veripisaraan, ja amerikkalaiset odottivat kauhulla, millaiset taistelut heitä odottaisivat Japania vallattaessa.
Jo kuukausia ennen koeräjäytystä pommikoneet olivat lennelleet Utahin osavaltion yllä kuljettaen Fat Manin ja Little Boyn jäljitelmiä.
Muutama viikko räjäytyksen jälkeen Yhdysvaltain presidentti Harry S. Truman antoi käskyn pudottaa ensimmäisen pommin toivoen, että joukkotuhoaseen käyttö saisi japanilaiset antautumaan. Pommikone oli jo valmiina käskyn saapuessa.
Samana päivänä kun koeräjäytys järjestettiin, Little Boy oli lastattu hävittäjään ja rahdattu Tinianin saarella Tyynellämerellä sijaitsevaan amerikkalaisten tukikohtaan.
Saarelle kuljetettiin myös toinen atomipommi, Fat Man, ja molemmat pommit valmisteltiin käyttökuntoon.
- elokuuta 1945 B-29-pommikone Enola Gay otti kurssin kohti Hiroshimaa. Tuhannet kaupungin asukkaat kuolivat sekunnin murto-osassa valonvälähdyksen jälkeen.
Kaupungin laidoilla asuvat kuolivat hitaasti ja tuskallisesti enimmäkseen palovammoihin. Kaikkiaan 146 000 ihmistä sai surmansa, ja kaupungin 76 000 rakennuksesta sortui 70 000.
Tuho oli niin täydellinen, että kaikki viestintäyhteydet katkesivat. Vasta seuraavana päivänä Japanin hallitukselle selvisi, mitä oli tapahtunut.
Japani ei kuitenkaan antautunut, ja kolme päivää myöhemmin Yhdysvallat pudotti Fat Manin Nagasakiin. Tällä kertaa kuolonuhreja oli 80 000. 15. elokuuta japanilaiset kuulivat keisarin puhuvan radiossa.
”Uusi, hirvittävä ja käsittämättömän tuhovoimainen pommi on surmannut useita viattomia ihmisiä”, keisari ilmoitti perustellessaan päätöstään, joka siihen asti ei olisi tullut kysymykseenkään: Nousevan auringon maan ehdotonta antautumista.