Manhattan Projesi: İnsanlık Tarihinin İlk Atom Bombası Nasıl ve Neden Üretildi?

Manhattan Projesi, 1942-1945 yılları arasında sürdürülen, ABD hükümetinin insanlık tarihinin ilk atom bombasını üretmesiyle sonuçlanan araştırma projesidir. Bu proje, çoğu Avrupa'daki faşist rejimlerden sığınmacı olarak Amerika'ya gelen bilim insanları tarafından, 1939'da ilk defa keşfedilen fisyon sürecini askeri amaçlar için kullanmak amacıyla organize edilmiştir. Projenin doğası ve sonucu, son derece tartışmalıdır ve günümüzde nükleer bombaların savaşta kullanılmasının etiği halen yoğun bir şekilde tartışılmaktadır.

Jack Aeby/Los Alamos National Labrrotary

Hükümetle ilk temas, Kolombiya Üniversitesinden G.B. Pegram'ın, Enrico Fermi ve Deniz Kuvvetleri arasında 1939 Mart'ında bir toplantı ayarlamasıyla yapıldı. 1939 yazında Albert Einstein, bilim insanı arkadaşları tarafından, nüfuzunu kullanması ve kontrol edilemeyen bir fizyon zincir reaksiyonunun askeri potansiyelini Başkan Franklin D. Roosevelt'e sunması için teşvik edilmişti. 1940 Şubat'ında, National Bureau of Standards (daha sonra National Institute of Standards and Technology oldu, Tr: "Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü") tarafından L. J. Briggs'in liderlik ettiği bir komitenin gözetimi altında araştırmanın başlaması için 6000 dolar bütçe verildi. 6 Aralık 1941'de proje, Vannevar Bush'un liderlik ettiği the Office of Scientific Research and Development'ın (Tr: "Bilimsel Araştırma ve Geliştirme Ofisi") yönetimine verildi.

Encyclopaedia Britannica Inc.

ABD'nin İkinci Dünya Savaşı'na girmesinden sonra, o dönem Savaş Departmanı olarak bilinen günümüzün Savunma Bakanlığı'na, projeye ortak olma sorumluluğu verildi. Çünkü 1942'nin ortalarında, kuruldaki bilim insanlarının görevi devam ettirmesini sağlamak için çok çeşitli pilot tesislerinin, laboratuvarların ve imalat tesislerinin ABD Ordusu İstihkam Teşkilatı (İng: "U.S. Army Corps of Engineers") tarafından inşa edilmesi gerektiği anlaşılmıştı.

1942'de the İstihkam Teşkilatı'nın Manhattan ayağı, çalışmanın erken safhasının birçoğunun Manhattan'daki Kolombiya Üniversitesi'nde gerçekleştirilmesi nedeniyle inşaat işinin düzenlenmesiyle görevlendirildi ve Eylül 1942'de Tuğgeneral Leslie R. Groves, projenin orduyla ilişkili faaliyetlerinin (esas olarak mühendislik faaliyetlerinin) hepsinin yönetimine getirildi. Sonradan ülke geneline yayılacak olan araştırma çalışmalarının kod adı, bu ilk lokasyondan ötürü "Manhattan Projesi" olarak belirlendi. Ancak atom bombasına yönelik çalışmaların çoğu, New York'un bir bölgesi olan Manhattan'da değil, az sonra göreceğimiz üzere New Mexico eyaletinin Los Alamos kentinde sürdürüldü.

Los Alamos National Laboratory

1940’ta Alman bilim insanlarının buna benzer bir proje üzerinde çalıştığı ve İngilizlerin de bu problem üzerinde araştırmalar yaptığı biliniyordu. Bu bir problemdi, çünkü eğer Adolf Hitler bu tür bir silaha erişecek olursa, savaşın kaderi köklü bir şekilde değişebilirdi.

Bu sırada, 7 Aralık 1941 yılında Japonya, Pasifik Okyanusu'ndaki emellerini gerçekleştirmeleri önünde en büyük engel olarak gördükleri Amerika Birleşik Devletleri'nin devasa ordusuyla yüzleşmeksizin, kısa ve çabuk bir saldırıyla ABD'ye diz çöktürme fikriyle Pearl Harbor'daki ABD Donanması'na devasa bir saldırı düzenlemişti. Bu saldırı, ABD'yi 2. Dünya Savaşı'na sokacak büyük kayıplarla sonuçlanmıştı. Bu durum, geliştirilmekte olan atom bombasının kullanılması için uygun bir "gösteri fırsatı" sunuyordu.

Hitler'in atom bombasına ulaşması korkusu üzerine, 1941 sonbaharında (abiyogenez çalışmalarından da tanıdığımız) Harold C. Urey ve Pegram, bir iş birliği yapma ümidiyle İngiltere'ye gitti ve 1943’te Büyük Britanya ve Kanada'nın bulunduğu bir "birleşmiş politika komitesi" kuruldu. O yılda, bu ülkelerden bir dizi bilim insanı, projeye katılmak için Birleşik Devletler'e taşındı.

Eğer projenin başarıya hızla erişmesi gerekiyorsa, birkaç araştırma ve geliştirme kolunun, herhangi birinin başarılı olup olmayacağı daha belli olmadan, eş zamanlı devam ettirilmesi gerekiyordu. Sonrasındaysa patlayıcı malzemelerin üretilmesi ve gerçek silahlarda kullanılmaya uygun hale getirilmesi gerekiyordu.

Talep edilen bombanın parçalanabilir esas bileşeni olan uranyum-235, doğada çok daha fazla bulunan ve uranyum-235'in doğal eşi uranyum-238'den kimyasal yollarla ayrılamaz. Bu ilgili izotopların atomları, birbirlerinden fiziksel yollarla ayrılmalıdır.

Bunu başarabilmek için birden fazla fiziksel yöntem, yoğun bir şekilde araştırıldı. Bu çok çeşitli yöntemler arasından, birisi Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'nden Ernest Orlando Lawrence'ın denetiminde geliştirilen elektromanyetik süreç, diğeri Kolombiya Üniversitesi'nden Harold Urey gözetiminde geliştirilen difüzyon süreci olmak üzere, iki tanesi seçildi.

Bu iki süreç (özellikle difüzyon modeli), küçük bir miktar uranyum-235'i ayırmak için bile büyük karmaşık tesisler ve büyük miktarda elektrik gücü gerektiriyordu. Philip Hauge Abelson, termal difüzyon denilen ve sonrasında bir süre boyunca ön ayırma işlemini gerçekleştirmek için de kullanılmış üçüncü bir metot geliştirdi. Bu metotlar, Knoxville Tennessee'ye yakın bir yerde 180 kilometre karelik bir alanda işleme konuldu.

Encyclopaedia Britannica

Metotlardan birisi, bölünebilir bir yapıda olan plütonyum-239'un üretimi için uygundu. Bu yöntem, Arthur Holly Compton yönetimi altında, Chicago Üniversitesi metalürji laboratuvarında geliştirildi ve bir uranyum-238 reaktör yığınının "transmutasyonunu" içeriyordu. 1942 Aralık'ında Fermi, Chicago'da sonunda bir fizyon zincir reaksiyonunu üretmeyi ve kontrol etmeyi başardı.

National Archives and Records Administration (ARC Identifier 542144)

Plütonyum-239'un seri üretimi, üretilen her bir gram plütonyum için yaklaşık 25,000 kilovat-saat sıcaklık yayan bir güçte ve büyük bir boyda olan bir reaktör yapımını gerektiriyordu. Ayrıca bu süreç, daha önce hiç karşılaşılmamış koşullar altında çalışacak kimyasal özütleme prosedürlerinin geliştirilmesini içeriyordu. Bu metodu üretime sokmada bir ara adım, Oak Ridge'de orta boyutlu bir reaktörün inşasıyla atıldı. Büyük ölçekli üretim reaktörleri, Posco Washington'ın kuzeyindeki Kolombiya Nehri'nde izole edilmiş Handford Engineer Works isimli, 2,600 kilometre karelik bir alanda yapıldı.

1943'ten önce, bombanın tasarımı ve işleyişi birkaç farklı lokasyonda gerçekleştirilen temel deneylere dayanıyordu ve büyük anlamda teorikti. O yılda Santa Fe'nin 55 kilometre kuzeyinde, Los Alamos New Mexico'da, izole edilmiş bir ovada, J. Robert Oppenheimer tarafından yönetilen bir laboratuvar kuruldu. Bu laboratuvar, üretim tesislerindeki bölünebilir ürünleri saf metale indirgeyen ve metali gerekli şekillere uyduran bir metot geliştirmek zorundaydı. Belli miktardaki bölünebilir malzemeyi hızlıca bir araya getirerek süper kritik kütleye (ve dolayısıyla bir nükleer patlamaya) ulaşma metotlarının geliştirilmesi ve bu bombanın bir uçaktan atılıp, hedefin üstünde uygun bir zamanda patlatılabilecek bir silahın fiili olarak yapımı gerekiyordu. Bu problemlerin çoğu kabul edilebilir miktarda bölünebilir malzemenin üretilebilmesinden önce çözülmeliydi. Amaç, yeterli miktarda elde edilecek ilk radyoaktif malzemenin, savaşın ön saflarında olabildiğince erken kullanılabilmesiydi.

Courtesy of the Los Alamos National Laboratory, New Mexico

1945 yazına kadar, bir nükleer patlama üretmeye yetecek kadar plütonyum-239, Hanford Works'de kullanılabilir hale getirildi. Ayrıca silah geliştirme ve tasarımı, gerçek bir nükleer patlama test alanı ayarlamaya yetecek düzeyde ilerlemişti. Böyle bir test, basit bir iş değildi. Detaylı ve karmaşık donanımın toplanması gerekti; böylece tam bir başarı veya başarısızlık teşhisi yapılabilirdi. O zamana kadar Manhattan Projesi için ilk başta sağlanan 6000 dolar, 2 milyar dolara kadar yükselmişti!

Trinity Testi olarak bilinen test kapsamında ilk atom bombası, 16 Haziran 1945'te saat 5:30'da Albuquerque New Mexico'nun 193 kilometre güneyinde Alamogordo hava üssünde bir mevkide patladı. Bilimsel ekipmanlarla çevrili çelik bir tepenin üstünde patlatılan bomba, bilim insanları ve birkaç yetkili kişi tarafından patlamadan 9 kilometre uzakta bulunan sığınaklarda izlendi.

Patlama; yoğun bir ışık, ani bir ısı dalgası ve şok dalgaları vadiden geçerken sesi yankılanan muazzam bir gürültü açığa çıkardı. Önce bir ateş topu, sonrasında 12,200 metreye kadar genişleyen bir mantar bulutu hızlıca yükseldi. Bomba, 15.000 ila 20.000 ton trinitrotoluene (TNT) patlayıcıya eşdeğer bir güç üretti. Test kulesi tamamen buharlaştı ve bombanın atıldığı yeri çevreleyen çöl yüzeyindeki 730 metre yarıçapta kum, cama dönüştü. Bu patlama, Atom Çağı olarak bilinen bir dönemi başlatacaktı.

Courtesy of Los Alamos National Laboratory, New Mexico

Bu süreçte 2. Dünya Savaşı'nın seyri değişmiş, Nazi Almanyası Avrupa'da kayıp üzerine kayıp vermeye başlamıştı. 1945 yılında ABD askeri yönetimi arasındaki beklenti, Almanya ile aynı tarafta yer alan Japonya'nın bir yenilgiyi kabullenmek yerine, son derece sert saldırılar planlayacağıydı. Bu nedenle, ABD'nin agresif dış politikasıyla uyumlu olarak, ada ülkesinin toptan işgal edilmesini ve ülkenin savaştan tamamen egale edilmesi gerektiğini savunuyorlardı.

Bu nedenle 26 Temmuz 1945'te, Almanya'nın işgal altında olan Potsdam kentinde, Potsdam Konferansı olarak bilinen bir toplantı gerçekleştirildi. Bu toplantı sonrasında ABD, Japonya'ya teslim olması için bir ültimatom verdi. Bu ültimatom, Japonya'nın savaştan çekilmesini, yönetiminin dağıtılmasını ve "demokratik/barışçıl" bir hükümetin yeniden inşa edilmesini, aksi takdirde Japonya'nın "hızlı ve toptan yok edileceğini" söylüyordu. Japonya kralına ne olacağı ile ilgili hiçbir bilgiye yer verilmemişti ve dolayısıyla ada ülkesinin lideri, bu ültimatomu reddetti.

Haziran 1945'i takip eden iki ayda proje tarafından üretilen biri uranyum-235, diğeri ise plütonyum kullanan iki diğer bomba da Japonya'nın Hiroshima ve Nagasaki kentlerine atıldı. Bombalar, toplamda 100.000'den fazla kişiyi öldürdü ve iki Japon şehrini yerle bir etti. Japonya, 10 Ağustos 1945'te pes edeceğini ilan etti, 14 Ağustos 1945'teyse resmen beyaz bayrak çekti. Atom bombasının mucitlerinden biri olan Robert Oppenheimer, ilk nükleer bomba denemesi sonrasında gördüklerini bu sözlerle ifade ediyor:

Dünya'nın artık aynı yer olmayacağını biliyorduk. Bazılarımız güldü, bazılarımız ağladı. Birçoğumuz sessizdik. Benim aklıma Hint yazılarından Bhadavad-Gita'dan bir satır geldi. Vişnu, Prens'i görevini yapmaya ikna etmeye çalışırken, onu etkilemek için çok kollu formuna girer ve şöyle der: 'Ben şimdi Ölüm oldum, dünyaların yok edicisiyim.' Sanıyorum hepimiz bunu düşündük. Öyle veya böyle.

Ancak Japonya'nın bu kararında atom bombalarının ne düzeyde etkiye sahip olduğu, halihazırda Japonya'nın pes etme hazırlıklarında olup olmadığı tarihçiler tarafından yaygın bir şekilde tartışılmaktadır. Her ne olursa olsun bu iki atom bombası, tarihte görülmemiş ölçekte zararı çok kısa bir süre içerisinde vererek, Dünya'daki tüm savaş politikalarının ve her türlü savaş stratejisinin tamamen değişmesi veya köklü bir şekilde gözden geçirilmesi gerektiğini göstermiş oldu.

Atom bombaların etkilerini daha yakından incelemek isterseniz bu yazımızı okuyabilirsiniz.