Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

Oak Ridge,

Tennessee:Americas Secret Atomic City En luftfoto af Oak Ridge National Laboratory campus i Tennessee, taget på en ukendt dato. Wikimedia Commons

I september 1942, US Army Lt.general Leslie Groves, chef for Manhattan Project - den hemmelige amerikanske styrtindsats for at udvikle atombomben - stod over for en kritisk beslutning. Projektet skulle producere uran-235, en isotop af uran, hvis ustabile kerne let kunne splittes for at udløse en fissionskædereaktion og frigive en enorm mængde destruktiv energi. Men det ville kræve en massiv, kompleks fremstillingsproces, involverer titusinder af arbejdere, som skulle holdes hemmelig for at modvirke indblanding fra spioner og sabotører. Men, spørgsmålet var, hvor kunne disse faciliteter muligvis skjules?

Som beskrevet i Charles W. Johnsons og Charles O. Jacksons bog fra 1981 "City Behind a Fence:Oak Ridge Tennessee 1942-1946, "Amerikanske embedsmænd havde allerede identificeret potentielle steder i flere dele af landet, men alle havde ulemper. Shasta Dam i Californien, for eksempel, var for tæt på Stillehavskysten, og dermed sårbar over for et luftangreb, og flere steder i staten Washington ville have krævet konstruktion af lange kraftledninger for at levere de enorme mængder elektricitet, der er nødvendig til arbejdet. Et sted i Illinois nær Chicago var ude, såvel. Embedsmænd ønskede ikke at være tæt på et stort befolkningscenter, da de potentielle sundhedsrisici ved arbejdet ikke var klare, og det ville have været lettere for fjendtlige agenter at blande sig.

Så i stedet, Groves faldt hurtigt på en 52, 000 hektar (21, 000 hektar) sted i det landlige østlige Tennessee, senere udvidet til 59, 000 acres (24, 000 hektar). Ikke alene ville det være iøjnefaldende for nogen uden for det tyndt befolkede område, men det var også tæt på vandkraftværker, der drives af Tennessee Valley Authority, som kunne levere de enorme mængder elektricitet, som værkerne ville kræve, ifølge Johnsons og Jacksons bog. Det var det perfekte sted at bygge både Clinton Engineer Works, som ville være atomkomplekset, og en hemmelig by til at huse arbejderne. Regeringen besluttede at kalde den hemmelige by Oak Ridge, fordi den lød "tilstrækkeligt bucolic og generel til at blive brugt som et dæknavn for boligområdet, "som denne artikel fra 1969 i en regeringspublikation forklarer.

Ikke længe efter, den amerikanske regering begyndte stille og roligt at flytte små landmænd, der havde jord på stedet, betale dem erstatning, men ikke fortælle dem hvorfor, ifølge en artikel fra 1945 i The New Republic af Louis Falstein, en af ​​de første journalister, der skrev om Oak Ridge. Derefter kom toglæsser fulde af entreprenørmateriel og byggematerialer. Konstruktionsteams rejste hurtigt de bygninger, der skulle omfatte den ikke-beskrivende campus, samt tusinder af huse til forskere og arbejdere. Mange af husene var B-1 flade toppe, et design fremstillet af præfabrikerede paneler og tagdækning for at spare byggetid.

Byggeri og rekruttering

At bygge de hemmelige industrielle faciliteter og boliger til arbejdere koster omkring $ 1,32 milliarder (omkring $ 18,5 milliarder i dagens dollars). Det udgjorde 60 procent af Manhattan -projektets samlede budget, ifølge D. Ray Smith, en pensioneret historiker for Y-12 National Security Complex, der også er historiker for City of Oak Ridge og klummeskribent for Oak Ridger, en lokal avis.

I løbet af de næste par år, Oak Ridge voksede til et samfund på 75, 000 mennesker. "Folk kom fra hele verden, "forklarer Smith." Mange af forskerne var ungarere. Der kom meget ud af Tyskland og Storbritannien. "Andre blev rekrutteret til Clinton Engineering Works af store amerikanske virksomheder, der arbejder på Manhattan -projektet, der gennemsøgte universiteterne i amerikanske gymnasier og universiteter for lyse studerende med nødvendige videnskabelige og tekniske færdigheder.

En ung kemiker ved navn Bill Wilcox, der blev kontaktet af en Eastman Kodak -rekrutterer i 1943, for eksempel, mindede senere om, at han kun fik at vide, at jobbet var en slags hemmeligt krigsarbejde. "Jeg spurgte, hvor jeg ville arbejde, "sagde han." Han ville ikke sige - det var hemmeligt. Jeg spurgte, hvilken slags arbejde jeg ville lave. Han ville ikke sige - det var hemmeligt. "Han endte til sidst på Clinton Engineer Works. Dem, der afslog job, kan ende med at blive indkaldt til en særlig ingeniørafdeling af den amerikanske hær og sendt til Tennessee, ifølge Smith.

Disse atomarbejdere kom til et sted, der var skjult i hemmeligholdelse. Lokalbefolkningen vidste, at der foregik noget mystisk på stedet, men kun dem, der var en del af missionen, måtte komme indenfor, forbi de beskyttede porte på adgangsvejene. Selve atomfaciliteterne var omgivet af ekstra sikkerhed. Selve værket var stærkt opdelt, så de fleste mennesker kun vidste om den lille del af indsatsen, de selv arbejdede på, og kun få udvalgte vidste, at den overordnede mission var at hjælpe med at lave atombomben. "Folk, der skulle til en bestemt bygning, kunne kun gå til den bygning, "Forklarer Smith.

Et selvstændigt fællesskab

For at forhindre oplysninger i at komme ud, Oak Ridge blev et selvstændigt samfund med det meste, hvad dets arbejdere havde brug for. Som Falstein beskrev i sin artikel fra 1945, den hemmelige by havde butikker, filmhuse, et gymnasium, en bank, et hospital med 300 senge, tennis- og håndboldbaner, og endda sit eget symfoniorkester, ledet af en Manhattan Project -videnskabsmand. Folk, der boede der, passede sejrshaver, stiftede familier og ledede det, der stort set var en normal amerikansk eksistens - det vil sige, bortset fra hemmeligholdelsen, der omgav dem og deres arbejde. Et skilt mindede arbejdere om, "Lad os holde vores fælde lukket." De vidste, at de skulle være forsigtige med ikke at sige noget om deres job til nogen, selv deres egne ægtefæller, "Vi sad ved middagsbordet, og belastningen var forfærdelig, "sagde en ung videnskabsmand til Falstein i 1945.

Selvom der ikke er tegn på, at tyske eller japanske spioner nogensinde har formået at infiltrere Clinton Engineer Works, en sovjetisk spion ved navn George Koval formåede at få et job der, og tilsyneladende videregivet oplysninger om atomarbejdet til Sovjet. I 2007, han blev hædret posthum med en Helt fra Den Russiske Føderationsmedalje, landets største hæder, af den russiske præsident Vladimir Putin, som beskrevet i denne Smithsonian -artikel fra 2009.

Fremstilling af uran-235

I mellemtiden, Clinton Engineer Works måtte udføre den vanskelige opgave at producere uran-235.

Der er kun en lille mængde af tingene - 0,7 procent - i uranmalm, hvoraf det meste er uran-238, som ikke fissioner så let. Og en bombe som Little Boy, den faldt på Hiroshima, krævede 141 pund (63,9 kilo) uran-235, ifølge Tom Zoellners bog "Uranium:War, Energi og klippen, der formede verden. "

"Du skal adskille en masse materiale for at få den mængde på 235, du har brug for, "Forklarer Smith.

For at løse det problem, Clinton Engineer Works 'Y-12-anlæg brugte specielle enheder kaldet calutrons, som udnyttede den elektromagnetiske separationsproces udviklet af den nobelvindende fysiker Ernest O. Laurence ved University of California, Berkeley. Calutronerne brugte varme og kraftige magneter til at adskille de to isotoper. Smith sammenligner processen med at holde en golfbold - repræsenterer den tungere isotop, uran-238-fastgjort til et gummibånd i den ene hånd og en tilsvarende fastgjort ping-pongkugle, der repræsenterer lettere uran-235 i den anden, og derefter kaste dem begge i luften. "Den tunge genstand laver en større bue, på grund af centrifugalkraft, "forklarer han. Når de to isotoper blev adskilt, det var muligt at opsamle den lettere uran-235 isotop. Ikke desto mindre, at samle nok uran-235, Y-12-anlægget beskæftigede 22, 000 arbejdere til at køre 1, 152 kalutroner bogstaveligt talt døgnet rundt.

I mellemtiden, en anden del af værkerne, X-10 grafitreaktoren, brugte neutroner udsendt fra uran-235 til at omdanne uran-238 til en isotop af et andet element, plutonium-239, et andet let fissionabelt materiale, der er egnet til fremstilling af atombomber. Som Smith forklarer, efter X-10 viste, at processen kunne fungere, det egentlige plutonium, der bruges til at lave Fat Man, bomben faldt på Nagasaki, blev produceret i B -reaktoren ved Hanford Engineer Works nær Richland, Washington. (Fra Seattle Business Magazine, her er en artikel om denne facilitet.)

Oak Ridge National Laboratory -stedet, som det ser ud i dag. Flickr (CC af 2.0)

Endelig, den 6. august, 1945, verden fik at se resultaterne af den hemmelige bys arbejde, da en atombombe indeholdende uran-235 blev produceret der blev tabt på den japanske by Hiroshima. Knoxville, Tennessee News-Sentinels forsideoverskrift forkyndte stolt:"ATOMIC SUPER-BOMB, FREMSTILLET PÅ OAK RIDGE, STRIKES JAPAN. "(Det var ikke helt korrekt-selvom uran-235 kom fra Tennessee, dele af bomben blev fremstillet på tre forskellige anlæg, så ingen af ​​dem ville have det komplette design, ifølge atomhistorikere Lillian Hoddeson, Paul W. Henriksen og Roger A. Meade i deres bog "Critical Assembly:A Technical History of Los Alamos during the Oppenheimer Years, 1943-1945. ")

Efter krigen, de forskellige dele af det engang hemmelige atomkompleks i Tennessee blev delt op. Del blev til sidst genfødt som Oak Ridge National Laboratory, som hjalp med at foregå inden for nuklearmedicin, fremstilling af isotoper til brug ved behandling af kræft og som diagnostiske værktøjer udover at lave banebrydende forskning inden for områder lige fra nanoteknologi til trådløs opladning af elbiler. En anden portion blev Y-12 National Security Complex, som producerede komponenter til titusinder af termonukleære våben i det amerikanske arsenal under den kolde krig, og hjalp senere med at adskille amerikanske og tidligere sovjetiske atomvåben. En tredje del er nu stedet for East Tennessee Technology Park.

Nu er det interessant

Japanerne havde deres egen indsats for at udvikle en atombombe, baseret på RIKEN, et videnskabeligt institut nær Tokyo, ifølge Atomic Heritage Foundation. Men i modsætning til amerikanerne, de formåede aldrig at berige nok uran til at lave en atombombe og udviklede ikke den nødvendige teknologi til at detonere en.