اختراع القنبلة النووية .. تفاصيل مثيرة

كان ليو زيلارد ينتظر عبور الطريق بالقرب من ميدان راسل في لندن عندما خطرت له الفكرة، كان ذلك في 12 سبتمبر 1933. بعد أقل من 12 عامًا بقليل ، أسقطت الولايات المتحدة قنبلة ذرية على هيروشيما ، مما أسفر عن مقتل ما يقدر بنحو 135000 شخص.

يعد المسار من فكرة تسيلارد إلى تحقيقها المميت أحد أكثر الفصول شهرة في تاريخ العلوم والتكنولوجيا. إنه يتميز بمجموعة غير عادية من الشخصيات ، العديد منهم لاجئون من الفاشية الذين عارضوا أخلاقياً القنبلة ولكنهم مدفوعون بالاحتمال الرهيب لوصول ألمانيا النازية إلى هناك أولاً.

كان تسيلارد نفسه يهوديًا مجري المولد فر من ألمانيا إلى المملكة المتحدة بعد شهرين من تولي أدولف هتلر منصب المستشار. وصل إلى بلد كان آنذاك في طليعة الفيزياء النووية. كان جيمس تشادويك قد اكتشف للتو النيوترون وسرعان ما قام فيزيائيو كامبريدج “بتقسيم الذرة”. لقد كسروا نواة الليثيوم إلى قسمين بقصفها بالبروتونات ، للتحقق من رؤية ألبرت أينشتاين بأن الكتلة والطاقة هما نفس الشيء ، كما تعبر عنه المعادلة E = mc2.

استندت لحظة يوريكا في تسيلارد إلى هذه التجربة الرائدة. لقد استنتج أنه إذا تمكنت من العثور على ذرة تم تقسيمها بواسطة النيوترونات وأثناء العملية تنبعث نيوترونين أو أكثر ، فإن كتلة هذا العنصر ستصدر كميات هائلة من الطاقة في تفاعل تسلسلي مستدام ذاتيًا.

تابع تسيلارد الفكرة دون نجاح يذكر. لم يحدث الاختراق إلا في عام 1938 – ومن المفارقات أن حدث الاختراق في العاصمة النازية برلين ، حيث قام الفيزيائيان الألمان أوتو هان وفريتز ستراسمان بقصف ذرات اليورانيوم بالنيوترونات. عندما قاموا بتحليل الحطام ، ذهلوا للعثور على آثار عنصر الباريوم الأخف بكثير.

لحسن الحظ ، كان هان وستراسمان من المعارضين للنظام. كتب هان إلى الكيميائي النمساوي ليز مايتنر ، التي عملت معه في برلين حتى هربت إلى السويد بعد احتلال النازيين لفيينا في عام 1938. وكتب مايتنر موضحًا أن نواة اليورانيوم تنقسم إلى قسمين متساويين تقريبًا. دعت العملية “الانشطار”.

جاءت القطعة التالية من اللغز عندما اكتشف الفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي ، الذي هرب من الفاشية وكان يعمل في جامعة كولومبيا في نيويورك ، أن انشطار اليورانيوم أطلق النيوترونات الثانوية التي كانت لازمة لتحقيق التفاعل المتسلسل. سرعان ما انضم تسيلارد إلى فيرمي في نيويورك.

وقد حسبوا معًا أن كيلوغرامًا من اليورانيوم سيولد طاقة تعادل 20 ألف طن من مادة تي إن تي. لقد رأى تسيلارد بالفعل احتمالية نشوب حرب نووية. يتذكر لاحقًا: “لم يكن لدي شك كبير في أن العالم كان في طريقه إلى الحزن”.

لكن البعض الآخر كان لديه شكوك. في عام 1939 ، قام الفيزيائي الدنماركي نيلز بور – الذي كان يساعد العلماء الألمان بنشاط على الهروب عبر كوبنهاغن – بصب الماء البارد على الفكرة. وأشار إلى أن نظير اليورانيوم 238 الذي يشكل 99.3٪ من اليورانيوم الطبيعي لن يصدر نيوترونات ثانوية. فقط نظير اليورانيوم النادر جدًا ، اليورانيوم 235 ، سينقسم بهذه الطريقة.

ومع ذلك ، ظل تسيلارد مقتنعًا بأن رد الفعل المتسلسل كان ممكنًا ، وخشي أن يعرفه النازيون أيضًا. استشار زملائه المهاجرين المجريين يوجين فيغنر وإدوارد تيلر. اتفقوا على أن أينشتاين سيكون أفضل شخص لتنبيه الرئيس روزفلت إلى الخطر. أُرسلت رسالة أينشتاين الشهيرة بعد فترة وجيزة من اندلاع الحرب في أوروبا ، ولكن لم يكن لها تأثير يذكر.

تغيرت الأمور بشكل كبير في عام 1940 ، عندما تم ترشيح الأخبار من خلال اثنين من الفيزيائيين الألمان العاملين في المملكة المتحدة أثبت خطأ بور. كان رودولف بيرلز وأوتو فريش قد توصلوا إلى كيفية إنتاج اليورانيوم 235 بكميات كبيرة ، وكيف يمكن استخدامه لإنتاج قنبلة ، وما هي العواقب المروعة لإسقاطها. شعر بيرلز وفريش – اللذان ساعد بور على الهرب – بالرعب أيضًا من احتمال انفجار قنبلة نازية ، وفي مارس / آذار ، كتبوا إلى الحكومة البريطانية يحثون فيه على اتخاذ إجراء سريع. كانت ” مذكرتهم حول خصائص” القنبلة الفائقة “المشعة أكثر نجاحًا من رسالة أينشتاين إلى روزفلت. أدى ذلك إلى بدء مشروع القنبلة البريطانية ، الذي يحمل الاسم الرمزي سبائك الأنبوب.

كما دفعت الرسالة الولايات المتحدة إلى العمل. في أبريل 1940 ، عينت الحكومة الفيزيائي المخضرم آرثر كومبتون لرئاسة برنامج الأسلحة النووية ، والذي أصبح في النهاية مشروع مانهاتن. كانت إحدى خطواته الأولى هي الجمع بين مجموعات بحثية مختلفة للتفاعل المتسلسل تحت سقف واحد في شيكاغو. في ذلك الصيف ، بدأ الفريق سلسلة من التجارب لتحقيق التفاعل المتسلسل.

أضاف قصف بيرل هاربور في ديسمبر 1941 المزيد من الزخم. بعد مرور عام ، كان فريق مشروع مانهاتن جاهزًا لمحاولة التفاعل المتسلسل في كومة من اليورانيوم والجرافيت التي جمعوها في ملعب اسكواش أسفل منصة ملعب كرة القدم بجامعة شيكاغو. يوم الأربعاء ، 2 ديسمبر 1942 ، فعلوا ذلك.

كانت الاحتفالات صامتة. بمجرد تأكيد رد الفعل ، صافح تسيلارد فيرمي وقال: “سيصبح هذا يومًا أسود في تاريخ البشرية.”

على مدى السنوات الأربع التالية ، ضخت الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وكندا موارد هائلة في مشروع مانهاتن. استمرت سبائك الأنبوب لفترة من الوقت ولكن تم استيعابها في النهاية في مشروع الولايات المتحدة. بدأ النازيون برنامج أسلحة نووية لكنهم أحرزوا تقدمًا ضئيلًا.

في 16 يوليو 1945 ، فجرت الولايات المتحدة أول قنبلة نووية في العالم في صحراء نيو مكسيكو. كان الاختبار نهائيًا ، دليلًا رهيبًا على إمكانية تحويل الطاقة النووية إلى أسلحة ، ودفع روبرت أوبنهايمر إلى تذكر مقطع من الكتاب المقدس الهندوسي ، بهاجافاد جيتا: “لقد أصبحت الموت ، مدمر العوالم”.

بدأت الهجمات على اليابان في سباق تسلح عالمي، بعد عام 1945 ، طورت الولايات المتحدة قنابل هيدروجينية مدمرة على نطاق واسع ، والتي استغلت الاندماج النووي بدلاً من الانشطار. طور السوفييت واختبروا قنبلتهم الخاصة في عام 1949. يبلغ ترسانة العالم من الأسلحة النووية الآن حوالي 27000 قنبلة.