Little Boy

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
En «Little Boy»-modell fra etterkigstiden.

Little Boy var kodenavnet på atombomben som ble sluppet over Hiroshima, den 6. august 1945 av det tolv mann sterke mannskapet ombord på bombeflyet Enola Gay av typen B-29 Superfortress. Flyet ble styrt av oberst Paul Tibbets fra United States Army Air Forces. Dette var den første atombomben noen gang som ble brukt som et våpen, den ble sluppet tre dager før «Fat Man»-bomben ble sluppet over Nagasaki.

Dette våpenet ble utviklet under den andre verdenskrig under «Manhattanprosjektet». Bomben utviklet sin eksplosive kraft gjennom en kjernefysisk fisjon av grunnstoffet uran. Bombingen av Hiroshima var den andre kjernefysiske detonasjonen i historien, den første var prøvesprengningen av «Trinity»-bomben. I tillegg var også Hiroshima-bomben den første uranbaserte detonasjonen i historien. Fisjonen omdannet omtrent 600 milligram uran til energi. Den detonerte med en sprengkraft som tilsvarte mellom 13 og 16 kilotonn med TNT (faktisk sprengkraft blir ennå diskutert), og tok livet av anslagsvis 140 000 mennesker (senskader inkludert).

Designet av bomben[rediger | rediger kilde]

Oppbyggingen i «skytevåpenprinsippet». Dette er ikke nødvendigvis slik «Little Boy» var, da den faktiske oppbyggingen er hemmeligstemplet den dag i dag.

Mk I bomben «Little Boy» var 3 m(10 fot) lang, 71 cm (28 tommer) i diameter og veide 4000 kg (8,900 lb). Dette designet benyttet «skytevåpenprinsippet» for å skape en superkritisk masse av uran-235 (235U), som resulterte i en kjernefysisk kjedereaksjon. Dette ble gjort på en så enkel måte som å skyte en del med uran inn i den andre ved hjelp av vanlige kjemiske sprengstoff. Denne bomben inneholdt 64 kg uran, hvorav 0,7 kg oppnådde fisjon, og av denne massen ble bare 0,6 g omdannet til energi.

Det ble aldri utført en fullskalatest av dette våpen prinsippet før bomben ble sluppet over Hiroshima. Den eneste prøvesprengningen som var blitt utført brukte implosjonsprinsippet med plutonium-239 som fisjonsmateriale. Dette ble gjort den 16. juli 1945 med Trinityprøvesprengningen. Det var flere grunner for ikke å teste «Little Boy», dette hovedsakelig på grunn av mangelen på uran kontra tilgjengeligheten på relativt store mengder plutonium-239 som ble produsert i reaktorene i Hanford. I tillegg var konseptet bak dette designet så enkelt at det ikke ble vurdert nødvendig å gjøre mer enn laboratoriumstester, noe som på denne tiden kjent som «å kile ved dragens hale». I motsetning til implosjonsprinsippet, som krevde komplisert utforming av sprengladninger, ble «skytevåpendesignet» ansett som garantert til å fungere uten fullskalatesting.

På tross av senere tids eksperimentell bruk ble dette designet kun brukt som våpen én gang, dette på grunn av den ekstreme faren for en utilsiktet detonasjon. For eksempel, noe så enkelt som et kræsj med flyet kunne være nok til å få «kulen» til å skyte inn i «målet», og dermed føre til et massivt utslipp av radioaktiv stråling eller en full kjernefysisk detonasjon. Selv om et kræsj ikke nødvendigvis ville få bomben til å gå av, så kunne en vannlekkasje føre til at det ubeskyttede systemet kortsluttet og dermed føre til en utilsiktet detonasjon. Den Britiske Red Beard atombomben var også utsatt for denne feilen i designet. Et lynnedslag eller brann kunne være nok til å utløse bomben. Ingen av de fem andre Mark I bombene bygd etter «Little Boy»-modellen ble brukt av det Amerikanske forsvaret.

Oppbygging[rediger | rediger kilde]

De nøyaktige spesifikasjonene for «Little Boy»-bomben forblir hemmeligstemplet da designet fremdeles kan brukes til å fremstille et funksjonelt atomvåpen. Allikevel har mange spekulert på designet, hjulpet av en liten mengde fotografisk bevis, uttalelser fra tidligere personell ved Manhattanprosjektet, men også ved å sette sammen data oppgitt i den lille informasjonen som er frigitt om bombens interne oppbygging.

Ifølge en kilde som blir ansett å være troverdig,[1] så var det inni våpenet plassert to kjerner med uran-235, dette for å kunne bruke «skytevåpenprinsippet». Uranet ble delt i prosjektilet og målet. Prosjektilet var en sylinder, ca. 16 cm lang og 10 cm diameter, med ca. 40 % (25,6 kg) av den totale uranmassen. Det var en stabel med seks uranringer beskyttet i en sylinder av stål med en plate av stål og wolframkarbid i den bakre enden. Hele prosjektildelen var låst inne i en stålkasse laget av 2 mm stål.Selve målet var en hul sylinder ca. 16 cm lang, 16 cm diameter, med et 10 cm diameter hull i midten for prosjektilet. Målet hadde en uran masse på ca. 38,4 kg. Mesteparten av uranet ble sannsynligvis plassert i prosjektilet, med tanke på å øke effekten i eksplosjonen.

Disse to delene ble plassert inni beskyttere av bor som var designet for å absorbere nøytronene, en inni «målet» og en som omringet «prosjektilet» (Beskrevet som en sabot). Når prosjektilet nådde målet så skulle bor-beskyttelsen bli fjernet; segmentet inni målet ble trykket fremover inn i et hulrom i nesen, og saboten rundt prosjektilet ble fjernet rett før den nådde målet. Systemet med nøytronreflektorer var laget av stål og wolfram, denne delen ble kalt en «tamper» og veide 2,300 kg. Hensikten var at «målet» skulle sette seg fast i denne delen.

Løpet var laget av et modifisert artilleri kanonløp og låsekasse. Etter maskinering var denne delen 10 cm bred, ca. 180 cm lang, og veide 450 kg. For å skyte uranet i en hastighet av 300 m/s så ble det brukt en drivladning av korditt.

Little Boy internal diagram.svg
  1. Styrefinner
  2. Kanonløp («krutt»)kammeret
  3. Detonator
  4. Kordittladning
  5. Uran-235 «prosjektil», seks ringer (26 kg) i en tynn stålpakning
  6. Lufttrykksensorer og målepunkter
  7. Bombekropp
  8. Armering og tennutstyr
  9. Kanonløp, stål, ca. 10 cm diameter, 200 cm lengde
  10. Armeringsledninger
  11. «Tamper» sammensetning
  12. Uran-235 «målet», to ringer (38 kg)
  13. Tamper/reflector delen, wolfram karbid
  14. Nøytron «starter»
  15. Archie fuzing radar antenner
  16. Hulrom for å skyte bort sikkerhetspluggen (ikke vist) inn i.

Utvikling av bomben[rediger | rediger kilde]

Uranet til «Little Boy» var anriket i «gryter» og med gassdefusering i Oak Ridge, Tennessee.

«Little Boy» bomben ble utviklet og bygd gjennom det massive Manhattanprosjektet under andre verdenskrig. Ettersom man visste at anriket uran kunne fisjoneres, så ble dette det første konseptet de prøvde. (Plutonium var ennå ikke kjent ved starten av prosjektet) Hoveddelen av arbeidet med å lage «Little Boy» var i form av isotop anriking av det uranet man trengte til bomben. Anrikingen ved Oak Ridge, Tennessee begynte i februar 1943, etter mange års forskning.

Eksperimentene og utviklingen av de første prototypene startet våren 1943, omtrent samtidig med at Los Alamos National Laboratory ble operativt innen Manhattanprosjektet. Opprinnelig ble «skytevåpenprinsippet» ansett som den beste løsningen for både uran- og plutoniumbaserte våpen (det såkalte «Thin Man» designet). Det var ikke før i april 1944 at det ble oppdaget at den spontane fisjonsraten for plutinium var for høy til å brukes i «skytevåpenprinsippet». Detonasjonen av dette kostbare våpenet ville bare lage en lite effektiv «fis» som potensielt ville ødelegge seg selv før det laget en stor eksplosjon. I juli 1944 ble nesten all forskning ved Los Alamos konsentrert om utviklingen av et implosjons plutoniumvåpen. Til kontrast ble uranbomben nesten ansett som en formalitet.

Som en del av Prosjekt Alberta, nummerer Kommandør A. Francis Birch (venstre) bomben mens fysikeren Norman Ramsey ser på. Dette er et av de sjeldne bildene hvor man faktisk ser innsiden av bomben.

Da det ble unødvendig med plutonium i «skytevåpenprinsippet», så sto teamet og lederen A. Francis Birch overfor et dilemma. Bomben hadde et enkelt design, men de manglet uran-235 for å faktisk lage den. Fisjons materialet var ikke tilgjengelig før i midten av 1945. På tross av disse problemene så klarte Birch å overtale de andre om at hans design var det rette, og i tilfelle plutoniumbomben skulle svikte, så kunne de fremdeles benytte «skytevåpenprinsippet». Teamet hans hadde mye ansvar og selv om teknologien deres var mindre kompleks enn det andre prosjektet, så trengtes det allikevel mye hardt arbeid. I februar 1945 var spesifikasjonene ferdige (model 1850). Med unntak av den kjernefysiske uranladningen, var bomben ferdig i begynnelsen av mai 1945.

Mesteparten av uranet som trengtes til bomben kom fra Shinkolobwegruven og ble gjort tilgjengelig mye på grunn av fremsyntheten til direktøren i High Katanga Mining Union, Edgar Sengier. Allerede i 1939 fikk han fraktet 1000 tonn uranmalm til et lagerlokale i New York. Hovedmengden av uranet til «Little Boy» ble anriket ved Oak Ridge, Tennessee, dette primært ved hjelp av elektromagnetisk separasjon i «gryter» og gjennom gassdefusering, hvor av en liten mengde ble fremstilt i syklotronen ved Ernest O. Lawrence sitt Radiation Laboratory. Kjernen i «Little Boy» inneholdt 64 kg uran, hvorav 50 kg ble anriket til 89 % og de resterende 14 kg til 50%. Med en gjennomsnittlig anriking på 80 % så kunne bomben oppnå en kritisk masse på 2,5. Til sammenligning så hadde «Fat Man»- og «Trinity»-bombene en kritisk masse på 5.

Konstruksjon og «levering»[rediger | rediger kilde]

«Little Boy» i en bombegrop på Tinian før den ble lastet ombord Enola Gay. En del av bombeluken er synlig i øvre høyre hjørne.

Den 14. juli 1945 forlot et tog Los Alamos med flere bombeenheter (De hovedsakelige ikke-radioaktive delene av en «skytevåpenbombe») og et enkelt komplett uran prosjektil; uranmålet var ennå ikke ferdig laget. Hele denne lasten ble levert til San Francisco Naval Shipyard ved Hunters Point i San Francisco, California[1]. Der, to timer før den vellykkede prøvesprengningen ved Trinity i New Mexico, ble bomben lastet ombord i den tunge krysseren USS «Indianapolis». Indianapolis dro, med rekordfart, til flybasen på øya Tinian, en øy tilhørende Mikronesia, hvor den leverte delene ti dager senere den 26. juli. Mens Indianapolis returnerte etter dette oppdraget ble hun senket av en japansk ubåt, og mange av mannskapet mistet livet. Den 26. juli ble også de tre seksjonene av uranmålet sendt fra Kirtland Air Force Base[1] nær Albuquerque, New Mexico, i tre C-54 Skymaster fly operert av 509th Composite Group's Green Hornet squadron.[2][3] Med alle de nødvendige delene levert til Tinian, ble bombeenhet L11 valgt og det ferdige «Little Boy» våpenet ble ferdigstilt 1. august[1].

Håndteringen av den ferdige «Little Boy»-bomben var spesielt farlig. Så snart korditt ble ladet i bomben kunne en avfyring i verste fall føre til en kjernefysisk kjedereaksjon, i beste fall føre til en spredning og forurensning i eksplosjonsområdet. Det skulle ikke mer til enn kontakt mellom de to uran delene før det kunne skjedd en detonasjon med fatale følger, fra en enkel «fis» til en eksplosjon stor nok til å ødelegge hele Tinian (inkludert de 500 B-29 bombeflyene, bygningene og personellet som var stasjonert der). Vann var også en risiko ettersom det kunne virke som en kobling mellom de to delene med fisjonsmateriale og skape en eksplosiv spredning av radioaktivt materiale. Uranprosjektilet kunne bare installeres med et spesial verktøy som produserte en kraft på 300 kN (67 000 pund, over 30 tonn). Av sikkerhetsmessige årsaker valgte våpenoffiseren, Kaptein William Sterling Parsons, å lade korditt ladningen først etter at flyet var tatt av.

Etter slippet brukte bomben fire radarhøydemålere og en barometrisk lunte for å utløse kordittladningen, og en tidsinnstilt klokke for å aktivere radaren femten sekunder etter slippet. I store høyder er lufttrykket lavt, men øker etterhvert som man kommer nærmere bakken. En tynn metallisk membran ble gradvis deformert pga. trykket. Når bomben nådde den tiltenkte høyden (anslått å være 8 000 fot, 2 600 m), sluttet membranen den elektriske kretsen og aktiverte radarene for endelig armering. Denne mekanismen var en sikkerhetsdetalj som hindret en utilsiktet avfyringsstrøm å nå utløseren for tidlig, og dermed også hindre utvendig radar stråling i å utløse bomben mens den falt. Når to av radarene målte den korrekte høyden, ville de lukke avfyringsavtrekkeren som antente korditten. Dette ville så avfyre uran prosjektilet mot den andre enden av kanonløpet med en hastighet på ~300 meter per sekund. Ca. 10 millisekunder senere startet den kjernefysiske kjedereaksjonen.

Bombingen av Hiroshima[rediger | rediger kilde]

Soppskyen over Hiroshima etter bombingen med "Little Boy".

Bomben ble armert mens flyet var i en høyde av 9600 m (31,000 fot) over byen, og ble sluppet over byen klokken 8:15 (JST). Detonasjonen skjedde i en høyde av 580 m. Med en sprengkraft mellom 13 til 16 kilotonn (vurderingene er sprikende) var den svakere enn «Fat Man» som ble sluppet over Nagasaki (21–23 kt). Den offisielle sprengkraften i «Little Boy» ble anslått til 15 kilotonn med TNT (6,3 × 1013 joule = 63 TJ (terajoule)).[4] Skadene og dødstallene i Hiroshima var mye høyere enn i Nagasaki, ettersom Hiroshima lå på flatt terreng, mens nedslagsfeltet i Nagasaki var i en liten dal.

Det er beregnet at ca. 70 000 mennesker mistet livet som en direkte følge av eksplosjonen, og et tilsvarende antall ble skadet. I ettertid ville også et stort antall personer miste livet på grunn av det radioaktive nedfallet og som en følge av dette kreft. [1] Ufødte barn døde eller ble født med store misdannelser. [2],[3] Klesplaggene ble brent inn i huden til de døde og skadde.

Denne vellykkede bombingen ble mottatt med stor entusiasme i USA, og sammen med bomben over Nagasaki førte den til at Japan kapitulerte. En blodig invasjon av Japans hovedøyer ble dermed unngått.

Muligheten for uranets opprinnelse i Nazi-Tyskland[rediger | rediger kilde]

Det har vært anslått at mesteparten av det anrikede uranet kom fra Shinkolobwegruven i det som den gang var Belgisk Kongo. Det var direktøren for Union Minière du Haut Katanga, Edgar Sengier, som sendte en last av uran til New York for bruk i Manhattanprosjektet. Han ble senere belønnet med Presidential Medal for Merit for hans hjelp til å sikre de allierte seieren. Resten av uranet kom fra kilder i USA (spesialt fra Four Corners regionen), og fra Port Radium i Canada.

Flere historikere har allikevel vurdert om noe av uranet som ble benyttet i «Little Boy» eller «Fat Man» (etter konvertering til plutonium) kan ha blitt produsert i Nazi-Tyskland. Uranet ble ifølge rapportene sikret av Manhattanprosjektets forskningsdirektør Robert Oppenheimer etter at den tyske U-234 overga seg da Tyskland kapitulerte. U-234 var opprinnelig på vei til Japan for å overlevere tysk våpenteknologi. Den 19. mai 1945 ble ubåten ført til kai i Portsmouth, New Hampshire. To japanske militæroffiserer som var ombord den tyske ubåten begikk selvmord før overgivelsen, og disse ble gravlagt til sjøs.[5]

Det råder uenighet om hvor viktig dette materialet var for Manhattanprosjektet. Det tyske uranet var mest sannsynligvis uanriket uranoksid som bare ville gitt en liten brøkdel av det totale mengden fisjonsmateriale i «Little Boy»; på den tiden ble det anslått at det ville være mulig å skaffe 4 kg anriket uran per 560 kg uranoksid.

Dersom dette uranet hadde vært ferdig anriket så ville det utgjort mer enn åtte ganger det USA hadde klart å fremstille under hele Manhattanprosjektet. I tillegg ble det sett som svært usannsynlig at Tyskland ville eksportert nok materiale til Japan for å lage et ukjent antall atomvåpen, spesielt siden deres eget atomprosjekt var mislykket. I tillegg så hadde Japan kun 50 forskere som jobbet med deres atomprogram, og de hadde heller ingen mulighet til å anrike uran på samme måte som USA gjorde ved Oak Ridge.

Mellom 240 og 340 tonn uranoksid ble etter krigen tatt ut av Tyskland for å brukes i Sovjet sitt atomprogram. Lederen for det sovjetiske atomprogrammet skal også ha uttalt at denne mengden uranoksid gjorde det mulig for Sovjetunionen å starte sin første eksperimentelle atomreaktor minst ett år tidligere, ettersom landet på den tiden hadde veldig liten tilgang på uran.[6]

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ a b c d Mye av denne uttalelsen er tatt fra beskrivelsen av «Little Boy» gitt av Carey Sublette i Seksjon 8 av hans Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, tilgjengelig online på denne adressen http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq8.html.
  2. ^ «Victory», Los Alamos National Laboratory's history of the atomic bomb project
  3. ^ «The Story of the Atomic Bomb», USAF Historical Studies Office
  4. ^ Los Alamos National Laboratory report LA-8819, The yields of the Hiroshima and Nagasaki nuclear explosions by John Malik, September 1985. Tilgjengelig online på følgende adresse http://www.mbe.doe.gov/me70/manhattan/publications/LANLHiroshimaNagasakiYields.pdf
  5. ^ Wolfgang Hirschfeld var U-234 sin signaloffiser på denne siste turen, han beskriver at det var lagret esker merket «U 235» ombord, han har også beskrevet selvmordene til japanerene. Detter beskrevet i hans krigsmemorarer: Feindfahrten: Das Logbuch eines U-Boot-Funkers (German, Neff Verlag 1982)
  6. ^ David Holloway, Stalin and the bomb (New Haven, CT: Yale University Press, 1994): 111.

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]

Commons Commons: Little Boy – bilder, video eller lyd