مشروع مانهاتن السري لتطوير القنبلة الذرية وإمتلاك السلاح الفتاك

قصة مشروع مانهاتن السري :

كان مشروع مانهاتن السري manhattan project هو الإسم الرَمزي لمشروع علمي نفذته الولايات المتحدة خلال الحرب العالمية الثانية بمساعدة من بريطانيا وكندا. 

كان الهدف النهائي للمَشْرُوع النووى هو تصنيع و تطوير اول قنبلة ذرية قبل أن تحصل عليها ألمانيا النازية.

تم توجيه التحقيق العِلمي من قبل الفيزيائي جوليوس روبرت اوبنهايمر بينما نفذت العمليات الأمنية والعسكرية من قبل الجنرال ليزلي ريتشارد جروفز.

تم تنفيذ المَشْرُوع في العديد من المراكز البحثية، وأهمها منطقة مانهاتن الهندسية الواقعة في ما يعرف الآن باسم مختبَر لوس ألاموس الوَطَنِي.

جمع المشروع عددًا كبيرًا من الشخصيات العلمية البارزة مثل روبرت اوبنهايمر، ونيلز بور، وإنريكو فيرمي، وإرنست لورانس، ولويس والتر ألفاريز، إلخ. 

نظرًا لأنه بعد تجارب وبرامج ما قبل الحرب في ألمانيا، كان معروفًا أن انشطار الذرة كان ممكنًا وأن النازيين كانوا يعملون بالفعل على برنامجهم النووي، فقد تم الجمع بين العديد من العقول اللامعة.

كما أن الكثير من المنفيين اليهود، قامو بدعم مشروع مانهاتن السري، بدعوى الحصول على القنبلة الذرية قبل الألمان وبالتالي سوف يأمنون شرهم.

إقرأ أيضا : مشروع هارب السري : سلاح امريكا المرعب للتحكم في الطقس والمناخ

قصة اختراع القنبلة النووية :

تم إجراء اول اختبار ذري ناجح في صحراء ألاموغوردو بنيومكسيكو في 16 يوليو 1945. وكان الاختبار يسمى Trinity والجهاز المفجر كان يحمل الاسم الرمزي Gadget.

كانت قنبلة ذرة من البلوتونيوم من نوع Fat Man، وهي نفس النوع من القنبله التي سيتم إسقاطها على ناغازاكي بعد أيام، في 9 أغسطس سنة 1945.

حاليا يتميز هذا المكان بترابط مخروطي أسود من السيليكون ناتج عن الذوبان من الرمال تحت تأثير الحرارة الناجمة عن الانفجار.

في السباق على القنبلة النووية، كان لدى الألمان مشروع اليورانيوم وكان السوفييت لديهم عملية بورودينو.

c

مراكز البحوث التي تم فيها العمل على القنبلة النووية :

بدأ مشروع مانهاتن السري في البداية في جامعات أمريكية مختلفة، ولا سيما جامِعة شيكاغو مع أول اختبارات تفاعل متسلسل أنتجت تحت إشراف الفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي. 

تم إنشاء مختبَر لوس الاموس الوَطَنِي لاحقًا في نيومكسيكو، وتديره جامِعة كاليفورنيا.

المراكز الرئيسية التي تم تنفيذ المشروع فيها هي :

1. موقع هانفورد واشنطنوصلت مساحة 1000 ميل مربع (2589 كيلومتر مربع) وتضمنت أرضًا في البلدات الصغيرة المجاورة هانفورد ووايت بلافز.
2. مختبر لوس ألاموس الوَطَنِي، نيو مكسيكو.
3. مختبَر أوك ريدج الوَطَنِي، تينيسي بمساحة تزيد عن 60.000 فدان (243 كم²).
4. مجمع Y-12 للأمن القومي والعديد من المراكز الأخرى.

ظل وجود هذه المراكز سرا حتى نهاية الحرب. في كثير من الحالات لم يكن العمال على دراية بالمشروع الذي كانوا يعملون فيه، لكي يظل مشروع مانهاتن السري تحت طي الكتمان.

بحلول منتصف عام 1945، وظف المشروع اكثر من 130 ألف شخص بتكلفة إجمالية تبلغ حوالي 2 مليار دوْلار في ذلك الوقت.وهي بقيمة 20 مليار دولار اليوم تتكيف مع التغيرات في التضخم.

السياق التاريخي للمشروع :

اعتقد فريق العلماء النوويون ليو زيلارد وإدوارد تيلر ويوجين فيجنر اللاجئون اليهود من المجر، أن الطاقة المنبعثة من الانشطار النووي يمكن استخدامها لإنتاج القنابل من قبل الألمان، لذلك أقنعوا ألبرت اينشتاين أشهر الفيزيائيين في الولايات المتحدة بالانضمام لهم.

لتحذير الرئيس فرانكلين دي روزفلت من هذا الخطر في رسالة كتبها Szilárd وأرسلها في 2 أغسطس 1939. 

رداً على التحذير ، زاد روزفلت من البحث حول الآثار المترتبة على الانشطار النووي على الأمن القومي. بعد التفجير في هيروشيما، علق آينشتاين قائلا : “كان يجب أن أحرق الأصابع التي كتبت بها تلك الرسالة الأولى إلى روزفلت”.

بداية المشروع :

أنشأ روزفلت لجنة مخصصة لليورانيوم برئاسة ليمان بريجز الذي كان حينها رئيسًا لـ Boureau الوطنية للمعايير والتي بدأت بحثه في عام 1939 في مختبر الأبحاث البحرية في واشنطن، حيث قام الفيزيائي فيليب أبيلسون بالتحقيق في فصل نظائر اليورَانيوم.

في مبنى جامِعة كولومبيا، بنى الفيزيائي إنريكو فيرمي نموذجًا أوليًا لمفاعلات نوويه باستخدام تكوينات مختلفة من الجرافيت واليورانيوم.

في عام 1940، نظم فانيفار بوش مدير معهد كارنيجي بواشنطن، لجنة أبحاث الدفاع الوَطَنِي لتعبئة الموارد العلمية للولايات المتحدة لدعم البحوث الموجهة نحو الحرب.

ولقد تولى مجلس أبحاث الدفاع الوطني فيما بعد “مشروع اليورَانيوم”، كما كان معروفًا ببرنامج الفيزياء النووية، وفي عام 1940 أنشأ بوش وروزفلت مكتب تطوير خاص بالبحث العِلمي من أجل توسيع هذه الجهود.

في 9 أكتوبر 1941، أعطى روزفلت الإذن أخيرًا بتطوير السلاح الذري المدمر.

تطوير مشروع مانهاتن السري :

في 7 ديسمبر 1941، مع الهجوم الياباني على بيرل هاربور، دخلت الولايات المتحدة الحرب العالمية الثانية. في اليوم السابق، أنشأ في. بوش اللجنة S-1 بهدف توجيه التحقيقات.

ازدادت الجهود المبذولة للحصول على مادة القنبلة في مختبر المعادن بجامعه شيكاغو، ومختبر الإشعاع بجامعه كاليفورْنيا وقسم الفيزياء بجامعه كُولُومْبِيَا .

للحصول على نظائر البلوتونيوم، كان يجب قصف اليورَانيوم 238 بالنيوترونات، التي تمتص النيوترونات التي تتحول إلى يورانيوم 239 وتصدر جسيم بيتا ليصبح النبتونيوم 239، وأخيراً ينبعث منها جسيم بيتا آخر ليصبح بلوتونيوم 239.

تحقيقا لهذه الغاية، تم بناء مصانع ضخمة في عام 1942 في أوك ريدج (الموقع العاشر) في تينيسي، وهانفورد (الموقع W) واشنطن، لإنجاز هذا الفصل و العمل.

في أوائل عام 1942، نظم الفيزيائي والحائز على جائزة نوبل آرثر هولي كومبتون مختبَر المعادن في جامِعة شيكاغو لدراسة البلوتونيوم والخلايا الانشطارية.

كلف كومبتون الفيزيائي النظري ج.روبرت أوبنهايمر من جامِعة كاليفورْنيا لإجراء الحسابات على النيوترونات عالية السرعة، الضرورية لصلاحية السلاح النووي.

تم تعيين جون مانلي، الفيزيائي في مختبَر المعادن بجامعة شيكاغو، لمساعدة أوبنهايمر في العثور على إجابات عن طريق الاتصال والتنسيق بين مجموعات مختلفة من علماء  الْفِيزِيَاء التجريبية المنتشرين في جميع أنحاء البلاد.

الخطوات الأخيرة للمَشْرُوع :

في ربيع عام 1942، عمل أوبنهايمر وروبرت سيربر من جامِعة إلينوي على مشاكل انتشار النيوترونات (حركة النيوترونات في التفاعل المتسلسل) والديناميكا المائية (سلوك الانفجار الناتج عن التفاعل المتسلسل).

تمت مراجعة هذه الدراسة الأولية في الصيف نفسه من قبل مجموعة من علماء الفيزياء النظرية تتألف من هانز بيث، وجون فان فلي، وإدوارد تيلر ، وفيليكس بلوخ، وإميل كونوبنسكي، ووسام عنكا، وروبرت سيربر، وستانلي إس فرانكل، وإلدريد سي. لقد خلصوا أنه القنبلة الانشطارية كانت قابلة للتطبيق.

اقترح العلماء أن التفاعل يمكن أن يبدأ عن طَريق اقتران كتلة حرجة، إما بإطلاق كتلتين دون الحرجتين من البلوتونيوم أو اليورَانيوم؛ أو بانفجار أو ضغط كرة مجوفة من نفس المواد.

 من جانبه، فكر تيلر في إمكانية صنع جهاز أقوى بكثير من خلال إحاطة القنبلة الانشطارية بالديوتيريوم والتريتيوم. ومع ذلك، لم يتم إختبار الجهاز حتى عام 1952 بعد الحَرب.

إقرأ أيضا : معاهدة جريادا السرية : اتفاقية مزعومة بين امريكا والفضائيين مقابل التكنولوجيا

تتويج المشروع :

حقق مشروع مانهاتن هدفه بنجاح وتم انتاج أول قنبلة ذرية في عامين و 3 أشهر و 16 يومًا، حيث تم تَفجير أول تجربة نووية في العالم (اختبار ترينيتي) في 16 يوليو 1945 بالقرب من ألاموغوردو، نيومكسيكو.

أدى استمرار المشروع إلى إنتاج قنبلتين من النوع A تعرفان باسم Little Boy و Fat Man بفاصل زمني لبضعة أيام، واللتان انفجرتا في هيروشيما في 6 أغسطس 1945 و أيضاً في ناغازاكي في 9 أغسطس على التوالي مما تسبب في دمار هائل.

النتيجة قنبلتين مختلفتين :

كانت أكبر مشكلة يجب حلها من أجل بِناء قنبلة ذرية هي الحصول على مواد انشطارية كافية ونقاء كافٍ.

تمت معالجة المشكلة في وقت واحد من خلال نهجين، والتي تم تمثيلهما في كل من السلاحين المنتشرين في المدن اليابانية.

قنبلة هيروشيما little boy، كانت مبنية على نظير اليورَانيوم U-235  وهو نظير نادر يجب فصله عن نظير اليورَانيوم الأكثر شيوعًا U- 238 وهو غير مناسب لصُنع القَنابِل الذرية. 

تم إجراء الفصل في مرافق أوك ريدج باستخدام طريقة الانتشار الغازي لسداسي كلوريد اليورَانيوم (UF6)، وكذلك طرق أخرى مثل الكالترون، التي تستخدم مبدأ الفصل المغناطيسي في مطياف الكتلة ؛ والانتشار الحراري.

في المقابل استخدمت قنبلة ناجازاكي فات مان Fat man، نظير البلوتونيوم P-U 239 وهو عنصر اصطناعي ولكنه اكثر تعقيدًا من حيث نظام التفجير، والذي بدَأ عن طَريق جهاز تفجير داخلي تم تطويره أثناء المشروع في مرافق los alamos.

إقرأ أيضا : أنفاق دولسي السرية التي تصل بين أمريكا وعالم جوف الأرض

العلماء المميزون الذين عملوا في مشروع مانهاتن السرى:

 وقع ألبرت أينشتاين على رسالة كتبها ليو تسيلارد (عالم يهودي لاجئ في الولايات المتحدة) قبل بدء المشروع لإقناع الرئيس روزفلت بالحاجة إلى إنشاء مثل هذا البرنامج. 

هذه قائمة جزئية لبعض العُلَماء و كيميائيين  الذين شاركوا في مشروع مانهاتن السري :

1. روبرت أوبنهايمر : مدير المشروع عارض الاستخدام العسكري للطاقة النووية بعد الحَرب.
2. إنريكو فيرمي : هرب من موطنه إيطاليا، وكان مبتكر أول كومة ذريه في جامعة شيكاغو.
3. إدوارد تيلر : هرب أحد اليهود من النظام النازي. أحد اكثر المدافعين المتحمسين عن برنامج الأسلحة النووية الأمريكي.
4. هانز بيته : كان مديرًا للقسم الفني.
5. ريتشارد فاينمان : مسؤول عن القسمة النظرية وحسابات الكمبيوتر. يروي في سيرته الذاتية العديد من الحكايات عن الفترة التي قضاها في مشروع مانهاتن وشعوره بالذنب عندما انفجرت القنبلة الأولى.
6. جون فون نيومان : خبير في المتفجرات، تم تكليفه بمهمة المساعدة في تصميم المتفجرات الملامسة لضغط قلب البلوتونيوم لجهاز اختبار ترينيتي وقنبلة الرجل السمين fat man التي تم إسقاطها في ناجازاكي.

كان أيضًا المسؤول عن حساب مدى ارتفاع القَنابِل التي يجب أن تنفجر قبل أن تصطدم بالأرض بحيث يكون تأثيرها أكثر تدميراً. وبالمثل، كان أيضًا عضوًا في اللجنة المسؤولة عن اختيار الأهداف (المدن) اليابانية المحتملة، حيث يتم إلقاء القَنابِل الذرية.

مشاريع مماثلة :

في الاتحاد السوفياتي، جرت محاولة لتنفيذ مشروع مماثل بواسطة الدكتور إيغور فاسيليفيتش كورشاتوف، ولكن مع اختلاف جوهري : بعض أبحاث كورشاتوف جاءت مباشرة من البلدان المشاركة في مشروع مانهاتن بفضل المخابرات أو الاستخبارات السوفيتية.

كان هناك اثنان على الأقل في الفريق العلمي في لوس ألاموس كلاوس فوكس و ثيودور هول، اللذين لم يعْرف كل منهما الآخر. خلال الحَرب، تم تنفيذ بعض المحاولات الرمزية أيضًا في ألمانيا بـبـرلين (بقيادة فيرنر هايزنبرغ)، وفي اليابان.

مثل مشروع مانهاتن السري جانبًا إلى جنب مع أبحاث التشفير وتطوير رادار الميكروويف، بعض الأمثلة على المشاريع السرية واسعة النطاق والناجحة بشكل غير عادي التي ولّدها الصراع في الحرب العالمية الثانية.

إقرأ أيضا : مشروع أبيجيل : مشروع أمريكي سري لصنع الإنسان الخارق