Liten gutt -Little Boy

fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Liten gutt
Lillegutt.jpg
En liten gutt-modell etter krigen
Type Atomvåpen
Opprinnelsessted forente stater
Produksjonshistorie
Designer Los Alamos Laboratory
Produsent
  • Naval Gun Factory,
    Washington, DC
  • Naval Ordnance Plant,
    Center Line, Michigan
  • Expert Tool and Die Company,
    Detroit, Michigan
Produsert 1945–1947
Nei bygget 33
Spesifikasjoner
Masse 9700 pund (4400 kg)
Lengde 10 fot (3,0 m)
Diameter 28 tommer (71 cm)

Fylling Høyanriket uran
Fyllingsvekt 64 kg
Sprengningsutbytte 15 kilotonn TNT (63 TJ)

« Little Boy » var kodenavnet for typen atombombe som ble sluppet over den japanske byen Hiroshima 6. august 1945 under andre verdenskrig . Det var det første atomvåpenet som ble brukt i krigføring. Bomben ble sluppet av Boeing B-29 Superfortress Enola Gay pilotert av oberst Paul W. Tibbets, Jr., sjef for 509th Composite Group of the United States Army Air Forces og kaptein Robert A. Lewis . Den eksploderte med en energi på omtrent 15 kilotonn TNT (63 TJ) og forårsaket omfattende død og ødeleggelse over hele byen. Hiroshima -bombingenvar den andre menneskeskapte atomeksplosjonen i historien, etter Trinity-atomprøven .

Little Boy ble utviklet av løytnantkommandør Francis Birchs gruppe ved Manhattan Projects Los Alamos Laboratory under andre verdenskrig, en omarbeiding av deres mislykkede Thin Man -atombombe. I likhet med Thin Man var det et fisjonsvåpen av pistoltype, men det hentet sin eksplosive kraft fra kjernefysisk fisjon av uran-235, mens Thin Man var basert på fisjon av plutonium-239 . Fisjon ble oppnådd ved å skyte en hul sylinder ("kulen") på en solid sylinder av samme materiale ("målet") ved hjelp av en ladning av nitrocellulose drivmiddelpulver. Den inneholdt 64 kg (141 lb) høyt anriket uran, selv om mindre enn et kilo gjennomgikk kjernefysisk fisjon. Komponentene ble produsert på tre forskjellige fabrikker slik at ingen skulle ha en kopi av hele designet.

Etter at krigen var over, var det ikke forventet at den ineffektive Little Boy-designen noen gang igjen ville bli nødvendig, og mange planer og diagrammer ble ødelagt. Imidlertid, i midten av 1946, begynte Hanford Site - reaktorene å lide hardt av Wigner-effekten, forskyvningen av atomer i et fast stoff forårsaket av nøytronstråling, og plutonium ble mangelvare, så seks Little Boy-enheter ble produsert ved Sandia Base . Navy Bureau of Ordnance bygde ytterligere 25 Little Boy-montasjer i 1947 for bruk av Lockheed P2V Neptune atomangrepsfly som kunne skytes opp fra Midway-klassen hangarskip . Alle Little Boy-enhetene ble trukket ut av tjeneste i slutten av januar 1951.

Navngivning

Fysiker Robert Serber kalte de to første atombombedesignene under andre verdenskrig basert på formene deres: Thin Man og Fat Man . "Thin Man" var en lang, tynn enhet og navnet kom fra Dashiell Hammett - detektivromanen og filmserien om The Thin Man . «Fat Man» var rund og feit, så den ble oppkalt etter Kasper Gutman, en rund karakter i Hammetts roman The Maltese Falcon fra 1930, spilt av Sydney Greenstreet i filmversjonen fra 1941 . Little Boy ble navngitt av andre som en hentydning til Thin Man siden den var basert på designet.

Utvikling

Fordi uran-235 var kjent for å være spaltbart, var det det første materialet som ble fulgt i tilnærmingen til bombeutvikling. Ettersom det første designet utviklet seg (så vel som det første som ble utplassert for kamp), er det noen ganger kjent som Mark I. Det store flertallet av arbeidet kom i form av isotopanrikningen av uran som er nødvendig for våpenet, siden uran- 235 utgjør bare 1 del av 140 av naturlig uran . Anrikningen ble utført i Oak Ridge, Tennessee, hvor det elektromagnetiske separasjonsanlegget, kjent som Y-12, ble fullt operativt i mars 1944. De første forsendelsene med høyt anriket uran ble sendt til Los Alamos Laboratory i juni 1944.

Det meste av uranet som er nødvendig for produksjonen av bomben kom fra Shinkolobwe -gruven i Belgisk Kongo, og ble gjort tilgjengelig takket være fremsynet til administrerende direktør for High Katanga Mining Union, Edgar Sengier, som hadde omtrent 1200 korte tonn (1100). t ) uranmalm fraktet til et lager i Staten Island, New York i 1940. Minst en del av de 1200 korte tonnene (1100 t) i tillegg til uranmalmen og uranoksidet som ble fanget opp av Alsos-misjonen i 1944 og 1945 gikk til Oak Ridge for anrikning, det samme gjorde 1232 pund (559 kg) uranoksid fanget på den Japan-bundne tyske ubåten U-234 etter Tysklands overgivelse i mai 1945.

Som en del av Project Alberta, setter kommandør A. Francis Birch (til venstre) sammen bomben mens fysikeren Norman Ramsey ser på. Dette er et av de sjeldne bildene hvor innsiden av bomben kan sees.

Little Boy var en forenkling av Thin Man, den forrige pistoltypen fisjonsvåpendesign . Thin Man, 17 fot (5,2 m) lang, ble designet for å bruke plutonium, så den var også mer enn i stand til å bruke anriket uran. Thin Man-designet ble forlatt etter eksperimenter av Emilio G. Segrè og hans P-5 Group i Los Alamos på det nylig reaktorproduserte plutoniumet fra Oak Ridge og Hanford-området viste at det inneholdt urenheter i form av isotopen plutonium-240 . Dette har en langt høyere spontan fisjonshastighet og radioaktivitet enn det syklotronproduserte plutoniumet som de opprinnelige målingene var gjort på, og dets inkludering i reaktoravledet plutonium (nødvendig for bombeproduksjon på grunn av de nødvendige mengdene) virket uunngåelig. Dette betydde at bakgrunnsfisjonshastigheten til plutonium var så høy at det ville være høyst sannsynlig at plutonium ville predetonere og sprenge seg selv fra hverandre i den første dannelsen av en kritisk masse.

I juli 1944 ble nesten all forskning ved Los Alamos omdirigert til plutoniumvåpenet av implosjonstypen. Det overordnede ansvaret for våpenet av uranpistoltype ble tildelt kaptein William S. Parsons 's Ordnance (O) Division. Alt design, utvikling og teknisk arbeid ved Los Alamos ble konsolidert under løytnantkommandør Francis Birchs gruppe. I motsetning til atomvåpenet av plutonium -implosjonstypen og fisjonsvåpenet av plutonium-pistoltypen, var våpenet av uranpistoltypen enkelt om ikke trivielt å designe. Konseptet ble fulgt slik at i tilfelle en svikt i å utvikle en plutoniumbombe, ville det fortsatt være mulig å bruke pistolprinsippet. Den pistol-type designen heretter måtte bare fungere med anriket uran, og dette gjorde at Thin Man-designet ble kraftig forenklet. En høyhastighetspistol var ikke lenger nødvendig, og et enklere våpen kunne erstattes. Det forenklede våpenet var kort nok til å passe inn i en B-29 bomberom.

Designspesifikasjonene ble ferdigstilt i februar 1945, og kontrakter ble innleid for å bygge komponentene. Tre forskjellige planter ble brukt slik at ingen skulle ha en kopi av hele designet. Pistolen og sluttstykket ble laget av Naval Gun Factory i Washington, DC; målkassen og noen andre komponenter av Naval Ordnance Plant i Center Line, Michigan ; og halekledning og monteringsbraketter fra Expert Tool and Die Company i Detroit, Michigan . Bomben, bortsett fra nyttelasten for uran, var klar i begynnelsen av mai 1945. Manhattan District Engineer Kenneth Nichols forventet 1. mai 1945 å ha anriket uran "for ett våpen før 1. august og et andre en gang i desember", forutsatt at andre våpen ville være en pistol-type; å designe en implosjonsbombe for anriket uran ble vurdert, og dette ville øke produksjonshastigheten. Det anrikede uranprosjektilet ble ferdigstilt 15. juni, og målet 24. juli. Mål- og bombeformonteringene (delvis sammensatte bomber uten de spaltbare komponentene) forlot Hunters Point Naval Shipyard, California 16. juli ombord på den tunge krysseren USS Indianapolis, og ankom 26. juli. Målinnlegg etterfulgt av luft 30. juli.

Selv om alle komponentene var testet, skjedde ingen fullstendig test av et atomvåpen av pistoltype før Little Boy ble sluppet over Hiroshima . Den eneste prøveeksplosjonen av et atomvåpenkonsept hadde vært en innretning av implosjonstypen som brukte plutonium som spaltbart materiale, og fant sted 16. juli 1945 ved Trinity-atomprøven . Det var flere grunner til ikke å teste en Little Boy-type enhet. Primært var det lite anriket uran sammenlignet med den relativt store mengden plutonium som, det var forventet, kunne produseres av Hanford Site - reaktorene. I tillegg var våpendesignet enkelt nok til at det bare ble ansett som nødvendig å utføre laboratorietester med pistoltypen. I motsetning til implosjonsdesignet, som krevde sofistikert koordinering av formede eksplosive ladninger, ble pistoltypen ansett som nesten sikker på å fungere.

Selv om Little Boy inkorporerte forskjellige sikkerhetsmekanismer, var en utilsiktet detonasjon likevel mulig. Hvis for eksempel bombeflyet som bærer enheten krasje, kan den hule "kulen" bli drevet inn i "mål"-sylinderen, detonere bomben eller i det minste slippe ut enorme mengder stråling; tester viste at dette ville kreve en høyst usannsynlig innvirkning på 500 ganger tyngdekraften. En annen bekymring var at et brak og brann kunne utløse eksplosivene. Hvis de ble nedsenket i vann, ble urankomponentene utsatt for en nøytronmoderatoreffekt, som ikke ville forårsake en eksplosjon, men ville frigjøre radioaktiv forurensning . Av denne grunn ble piloter rådet til å krasje på land i stedet for til sjøs.

Design

"pistol" monteringsmetoden. Da det hule uranprosjektilet ble drevet på målsylinderen, resulterte en atomeksplosjon.
To bomber av typen Little Boy med åpne hylstre.

Den lille gutten var 300 cm lang, 71 cm i diameter og veide omtrent 4400 kg. Designet brukte pistolmetoden for å eksplosivt tvinge en hul subkritisk masse av anriket uran og en solid målsylinder sammen til en superkritisk masse, og initierte en kjernefysisk kjedereaksjon . Dette ble oppnådd ved å skyte den ene biten av uranet på den andre ved hjelp av fire sylindriske silkeposer med kordittpulver . Dette var et mye brukt røykfritt drivmiddel bestående av en blanding av 65 prosent nitrocellulose, 30 prosent nitroglyserin, 3 prosent vaselin og 2 prosent karbamitt som ble ekstrudert til rørformede granuler. Dette ga den et høyt overflateareal og et raskt brennende område, og kunne oppnå trykk på opptil 40 000 pund per kvadrattomme (280 000 kPa). Cordite for krigstiden Little Boy ble hentet fra Canada; drivmiddel for etterkrigstidens Little Boys ble hentet fra Picatinny Arsenal . Bomben inneholdt 64 kg (141 lb) anriket uran. De fleste ble anriket til 89 %, men noen var bare 50 % uran-235, for en gjennomsnittlig anrikning på 80 %. Mindre enn et kilo uran gjennomgikk kjernefysisk fisjon, og av denne massen ble bare 0,7 g (0,025 oz) omdannet til flere former for energi, for det meste kinetisk energi, men også varme og stråling.

Monteringsdetaljer

Inne i våpenet ble uran-235-materialet delt i to deler, etter pistolprinsippet: "prosjektilet" og "målet". Prosjektilet var en hul sylinder med 60% av den totale massen (38,5 kg (85 lb)). Den besto av en stabel med ni uranringer, hver 6,25-tommer (159 mm) i diameter med en 4-tommers (100 mm) boring i midten, og en total lengde på 7 tommer (180 mm), presset sammen inn i frontenden av et tynnvegget prosjektil 16,25 tommer (413 mm) langt. Resten av rommet bak disse ringene i prosjektilet fylte ut en wolframkarbidskive med stålbakside. Ved tenning ble prosjektilsneglen skjøvet 42 tommer (1100 mm) langs den 72-tommers (1800 mm) lange, 6,5-tommers (170 mm) glattborede pistolløpet. Slug-"innsatsen" var en 4 tommer (100 mm) sylinder, 7 tommer (180 mm) i lengde med et 1 tommer (25 mm) aksialt hull. Sneglen utgjorde 40 % av den totale spaltbare massen (25,6 kg eller 56 lb). Innsatsen var en stabel med seks skive-lignende uranskiver noe tykkere enn prosjektilringene som ble skled over en 1 tommers (25 mm) stang. Denne stangen strakte seg deretter fremover gjennom tungstenkarbidpluggen, den støtdempende ambolten og nesepluggens tilbakestopper, og stakk til slutt ut av fronten av bombehuset. Hele denne målenheten var sikret i begge ender med låsemuttere.

Når det hule frontprosjektilet nådde målet og gled over målinnsatsen, ville den sammensatte superkritiske massen av uran være fullstendig omgitt av en tamper og nøytronreflektor av wolframkarbid og stål, begge materialer med en samlet masse på 2300 kg ( 5100 lb). Nøytroninitiatorer ved bunnen av prosjektilet ble aktivert av støtet.

Little Boy Internal Components.png

Kontraintuitivt design

I de første femti årene etter 1945 antok hver publiserte beskrivelse og tegning av Little Boy-mekanismen at et lite, solid prosjektil ble skutt inn i midten av et større, stasjonært mål. Imidlertid tilsa hensynet til kritisk masse at i Little Boy ville det større, hule stykket være prosjektilet. Den sammensatte spaltbare kjernen hadde mer enn to kritiske masser av uran-235. Dette krevde at en av de to delene hadde mer enn én kritisk masse, hvor det større stykket unngikk kritikalitet før montering ved hjelp av form og minimal kontakt med den nøytronreflekterende wolframkarbid-tamperen.

Et hull i midten av det større stykket spredte massen og økte overflatearealet, slik at flere fisjonsnøytroner kunne unnslippe, og forhindret dermed en for tidlig kjedereaksjon. Men for at dette større, hule stykket skal ha minimal kontakt med sabotasjen, må det være prosjektilet, siden bare prosjektilets bakende var i kontakt med sabotasjen før detonasjonen. Resten av wolframkarbiden omringet den subkritiske massemålsylinderen (kalt "innsatsen" av designerne) med luftrom mellom den og innsatsen. Dette arrangementet pakker den maksimale mengden spaltbart materiale inn i en pistol-monteringsdesign.

Tennsystem

Armering av plugger for en atombombe av typen Little Boy utstilt på National Air and Space Museums Steven F. Udvar-Hazy Center .

Fuzing - systemet ble designet for å utløse i den mest ødeleggende høyden, som beregninger antydet var 580 meter (1900 fot). Den brukte et tre-trinns sperresystem:

  • En tidtaker sørget for at bomben ikke ville eksplodere før minst femten sekunder etter utgivelsen, en fjerdedel av forventet falltid, for å sikre sikkerheten til flyet. Tidtakeren ble aktivert da de elektriske uttrekkspluggene som koblet den til flyet løsnet da bomben falt, byttet den til det interne 24-volts-batteriet og startet timeren. På slutten av de 15 sekundene ville bomben være 3600 fot (1100 m) fra flyet, og radarhøydemålerne ble slått på og ansvaret ble overført til det barometriske stadiet.
  • Hensikten med det barometriske trinnet var å forsinke aktiveringen av radarhøydemåleravfyringskommandokretsen til nær detonasjonshøyde. En tynn metallmembran som omslutter et vakuumkammer (en lignende design brukes fortsatt i dag i gammeldagse veggbarometre) gradvis deformert ettersom lufttrykket i omgivelsene økte under nedstigningen. Det barometriske tennrøret ble ikke ansett som nøyaktig nok til å detonere bomben ved nøyaktig tenningshøyde, fordi lufttrykket varierer med lokale forhold. Da bomben nådde designhøyden for dette stadiet (angivelig 2000 meter, 6600 fot), lukket membranen en krets og aktiverte radarens høydemålere. Det barometriske trinnet ble lagt til på grunn av en bekymring for at eksterne radarsignaler kan detonere bomben for tidlig.
  • To eller flere redundante radarhøydemålere ble brukt for å pålitelig oppdage endelig høyde. Da høydemålerne registrerte riktig høyde, lukket avfyringsbryteren seg, og tente på de tre BuOrd Mk15, Mod 1 Navy gun primere i sluttstykket, som satte i gang ladningen bestående av fire silkepulverposer som hver inneholdt 2 pund (0,9 kg) WM slisset rør korditt . Dette lanserte uranprosjektilet mot motsatt ende av pistolløpet med en eventuell munningshastighet på 300 meter per sekund (980 fot/s). Omtrent 10 millisekunder senere skjedde kjedereaksjonen, som varte mindre enn 1 mikrosekund. Radarhøydemålerne som ble brukt var modifiserte US Army Air Corps APS-13 halevarslingsradarer, med kallenavnet "Archie", vanligvis brukt til å advare en jagerpilot om et annet fly som nærmer seg bakfra.

Prøver

Lillegutt i bombegropen på øya Tinian, før han ble lastet inn i Enola Gays bomberom . En del av bomberomdøren er synlig øverst til høyre.

Little Boy-formonteringene ble betegnet L-1, L-2, L-3, L-4, L-5, L-6, L-7 og L-11. L-1, L-2, L-5 og L-6 ble brukt i testdråper. Den første falltesten ble utført med L-1 23. juli 1945. Den ble sluppet over havet nær Tinian for å teste radarhøydemåleren av B-29 senere kjent som Big Stink, pilotert av oberst Paul W. Tibbets, sjef for 509th Composite Group . Ytterligere to falltester over havet ble utført 24. og 25. juli, med bruk av L-2 og L-5 enhetene for å teste alle komponentene. Tibbets var pilot for begge oppdragene, men denne gangen var bombeflyet som ble brukt som senere kjent som Jabit . L-6 ble brukt som generalprøve 29. juli. B-29 Next Objective, pilotert av major Charles W. Sweeney, fløy til Iwo Jima, hvor nødprosedyrer for å laste bomben på et beredskapsfly ble praktisert. Denne øvelsen ble gjentatt 31. juli, men denne gangen ble L-6 lastet på nytt på en annen B-29, Enola Gay, pilotert av Tibbets, og bomben ble testslippet nær Tinian. L-11 var sammenstillingen som ble brukt til Hiroshima-bomben.

Bombing av Hiroshima

Enola Gay etter Hiroshima-oppdraget, på vei inn i hardstand . Den er i sin sjette bombardementgruppe, med seier nummer 82 synlig på flykroppen like foran halefinnen.

Parsons, Enola Gays våpenmann, var bekymret for muligheten for en utilsiktet detonasjon hvis flyet krasjet ved start, så han bestemte seg for å ikke laste de fire cordite-pulverposene inn i pistolen før flyet var i flukt. Etter takeoff tok Parsons og hans assistent, andreløytnant Morris R. Jeppson, vei inn i bomberommet langs den smale catwalken på babord side. Jeppson holdt en lommelykt mens Parsons koblet fra primerledningene, fjernet sluttstykkepluggen, satte inn pulverposene, skiftet sluttstykkepluggen og koblet til ledningene igjen. Før Jeppson klatret opp i høyden når han nærmet seg målet, byttet Jeppson de tre sikkerhetspluggene mellom de elektriske kontaktene til det interne batteriet og avfyringsmekanismen fra grønt til rødt. Bomben var da fullt bevæpnet. Jeppson overvåket bombens kretsløp.

Soppskyen over Hiroshima etter at Little Boy ble droppet

Bomben ble sluppet ca. kl. 08:15 T) 6. august 1945. Etter å ha falt i 44,4 sekunder, startet tiden og barometriske utløsere avfyringsmekanismen. Detonasjonen skjedde i en høyde av 1968 ± 50 fot (600 ± 15 m). Den var mindre kraftig enn Fat Man, som ble sluppet ned på Nagasaki, men skadene og antallet ofre ved Hiroshima var mye høyere, ettersom Hiroshima var i flatt terreng, mens hyposenteret til Nagasaki lå i en liten dal. I følge tall publisert i 1945 ble 66 000 mennesker drept som et direkte resultat av eksplosjonen i Hiroshima, og 69 000 ble skadet i ulik grad. Av disse dødsfallene var 20 000 medlemmer av den keiserlige japanske hæren .

Den nøyaktige målingen av utbyttet var problematisk siden våpenet aldri hadde blitt testet. President Harry S. Truman kunngjorde offisielt at utbyttet var 20 kilotonn TNT (84 TJ). Dette var basert på Parsons visuelle vurdering om at eksplosjonen var større enn det han hadde sett ved Trinity-atomprøven . Siden det hadde blitt estimert til 18 kilotonn TNT (75 TJ), rundet taleforfattere opp til 20 kilotonn. Ytterligere diskusjon ble deretter undertrykt, av frykt for å redusere bombens innvirkning på japanerne. Data hadde blitt samlet inn av Luis Alvarez, Harold Agnew og Lawrence H. Johnston på instrumentflyet, The Great Artiste, men dette ble ikke brukt til å beregne utbyttet på det tidspunktet.

Etter at fiendtlighetene var over, ble et undersøkelsesteam fra Manhattan-prosjektet som inkluderte William Penney, Robert Serber og George T. Reynolds sendt til Hiroshima for å evaluere virkningene av eksplosjonen. Fra å evaluere effekten på objekter og strukturer, konkluderte Penney med at utbyttet var 12 ± 1 kilotonn. Senere beregninger basert på forkulling viste til et utbytte på 13 til 14 kilotonn. I 1953 beregnet Frederick Reines utbyttet til 15 kilotonn TNT (63 TJ). Dette tallet ble den offisielle avkastningen.

Prosjekt Ichiban

I 1962 skapte forskere ved Los Alamos en mockup av Little Boy kjent som "Project Ichiban" for å svare på noen av de ubesvarte spørsmålene, men den klarte ikke å rydde opp i alle problemene. I 1982 skapte Los Alamos en replika Little Boy fra de originale tegningene og spesifikasjonene. Dette ble deretter testet med anriket uran, men i en sikker konfigurasjon som ikke ville forårsake en atomeksplosjon. En hydraulisk heis ble brukt for å flytte prosjektilet, og det ble kjørt eksperimenter for å vurdere nøytronutslipp. Basert på dette og dataene fra The Great Artiste ble utbyttet estimert til 16,6 ± 0,3 kilotonn. Etter å ha vurdert mange estimeringsmetoder, konkluderte en rapport fra 1985 at utbyttet var 15 kilotonn TNT (63 TJ) ± 20%.

Fysiske effekter

The General Effects of the Atomic Bombs on Hiroshima and Nagasaki, en US Air Force-film.

Etter å ha blitt valgt ut i april 1945, ble Hiroshima skånet for konvensjonell bombing for å tjene som et uberørt mål, der effekten av en atombombe på en uskadet by kunne observeres. Mens skader kunne studeres senere, kunne energiutbyttet til det uprøvde Little Boy-designet bare bestemmes i øyeblikket av detonasjonen, ved å bruke instrumenter som ble sluppet i fallskjerm fra et fly som fløy i formasjon med det som slapp bomben. Radiooverførte data fra disse instrumentene indikerte et utbytte på rundt 15 kilotonn.

Sammenligning av dette utbyttet med den observerte skaden ga en tommelfingerregel kalt 5 pounds per square inch (34 kPa ) dødelige områderegelen. Omtrent alle menneskene inne i området der sjokkbølgen bar et slikt overtrykk eller større ville bli drept. Ved Hiroshima var området 3,5 kilometer (2,2 mi) i diameter.

Skaden kom fra tre hovedeffekter: eksplosjon, brann og stråling.

Blast

Eksplosjonen fra en atombombe er et resultat av røntgenoppvarmet luft (ildkulen) som sender en sjokkbølge eller trykkbølge i alle retninger, først med en hastighet høyere enn lydhastigheten, analogt med torden generert av lyn. Kunnskap om ødeleggelse av urbane eksplosjoner er i stor grad basert på studier av Little Boy i Hiroshima. Nagasaki-bygninger fikk lignende skader på lignende avstander, men Nagasaki-bomben detonerte 3,2 kilometer fra sentrum over kupert terreng som var delvis fritt for bygninger.

Rammehus i 1953 kjernefysisk test, 5 psi overtrykk

I Hiroshima ble nesten alt innenfor 1,6 kilometer (1,0 mi) fra punktet rett under eksplosjonen fullstendig ødelagt, bortsett fra rundt 50 tungt armerte, jordskjelvbestandige betongbygninger, hvor bare skjellene ble stående. De fleste var fullstendig sløyd, med vinduer, dører, rammeverk og karmer revet ut. Omkretsen av alvorlig eksplosjonsskade fulgte omtrent 5 psi (34 kPa) konturen på 1,8 kilometer (1,1 mi).

Senere testeksplosjoner av atomvåpen med hus og andre teststrukturer i nærheten bekreftet 5 psi overtrykksterskel. Vanlige bybygninger som opplevde det, ble knust, veltet eller sløyd av lufttrykkets kraft. Bildet til høyre viser effekten av en atombombe-generert 5 psi trykkbølge på en teststruktur i Nevada i 1953.

En stor effekt av denne typen strukturelle skader var at den skapte drivstoff til branner som ble startet samtidig i hele området med alvorlige ødeleggelser.

Brann

Den første effekten av eksplosjonen var blendende lys, ledsaget av strålevarme fra ildkulen. Hiroshima-ildkulen var 370 meter (1200 fot) i diameter, med en overflatetemperatur på 6000 °C (10,830 °F), omtrent samme temperatur som på overflaten av solen. Nær nullpunktet brast alt brennbart i brann. Et berømt, anonymt Hiroshima-offer, som satt på steintrapper 260 meter fra hyposenteret, etterlot bare en skygge, etter å ha absorbert ildkulevarmen som bleket den omkringliggende steinen permanent. Samtidige branner ble startet i hele det eksplosjonsskadede området av ildkulevarme og av veltede ovner og ovner, elektriske kortslutninger, osv. Tjue minutter etter detonasjonen hadde disse brannene smeltet sammen til en brannstorm, som trakk inn overflateluft fra alle retninger for å mate et inferno som konsumerte alt brennbart.

Hiroshima eksplosjon og brannskader, US Strategic Bombing Survey kart

Hiroshima-brannstormen var omtrent 3,2 kilometer (2,0 mi) i diameter, tilsvarende den alvorlige eksplosjonsskadesonen. (Se USSBS-kartet til høyre.) Sprengningsskadede bygninger ga drivstoff til brannen. Konstruksjonelt trelast og møbler ble splintret og spredt rundt. Avfallskvalte veier hindret brannmenn. Ødelagte gassrør førte til brannen, og ødelagte vannrør gjorde hydranter ubrukelige. Ved Nagasaki klarte ikke brannene å smelte sammen til en enkelt brannstorm, og det brannskadde området var bare en fjerdedel så stort som ved Hiroshima, delvis på grunn av en sørvestlig vind som presset brannene bort fra byen.

Som kartet viser, hoppet Hiroshima-brannstormen over naturlige brannskiller (elvekanaler), samt forberedte brannskiller. Spredningen av brann stoppet først da den nådde kanten av det eksplosjonsskadede området, og møtte mindre tilgjengelig drivstoff. Manhattan-prosjektets rapport om Hiroshima estimerte at 60 % av de umiddelbare dødsfallene var forårsaket av brann, men med forbehold om at "mange personer nær eksplosjonssenteret led dødelige skader fra mer enn én av bombeeffektene."

Stråling

Lokalt nedfall er støv og aske fra et bombekrater, forurenset med radioaktive fisjonsprodukter. Det faller til jorden nedover krateret og kan produsere, med stråling alene, et dødelig område som er mye større enn det fra eksplosjon og brann. Med et luftutbrudd stiger fisjonsproduktene inn i stratosfæren, hvor de forsvinner og blir en del av det globale miljøet. Fordi Little Boy var en luftsprengning 580 meter (1900 fot) over bakken, var det ikke noe bombekrater og ingen lokal radioaktivt nedfall.

Imidlertid kom et utbrudd av intens nøytron- og gammastråling direkte fra spaltningen av uran. Dens dødelige radius var omtrent 1,3 kilometer (0,8 mi), og dekket omtrent halvparten av brannstormområdet. Anslagsvis 30 % av de umiddelbare omkomne var mennesker som fikk dødelige doser av denne direkte strålingen, men døde i brannstormen før strålingsskadene deres ville ha blitt tydelige. Over 6000 mennesker overlevde eksplosjonen og brannen, men døde av strålingsskader. Blant skadde overlevende hadde 30 % stråleskader som de ble friske av, men med livslang økning i kreftrisiko . Til dags dato er det ikke observert strålingsrelaterte bevis på arvelige sykdommer blant de overlevendes barn.

Ekvivalent med konvensjonelle våpen

Selv om Little Boy eksploderte med energiekvivalenten til 16 000 tonn TNT, estimerte Strategic Bombing Survey at den samme eksplosjons- og branneffekten kunne ha blitt forårsaket av 2100 tonn konvensjonelle bomber : "220 B-29-er med 1200 tonn brannbomber, 400 tonn høyeksplosive bomber og 500 tonn antipersonell fragmenteringsbomber ." Siden målet var spredt over et todimensjonalt plan, var den vertikale komponenten av en enkelt sfærisk atomeksplosjon stort sett bortkastet. Et klasebombemønster med mindre eksplosjoner ville vært en mer energieffektiv match til målet.

Etterkrigs

En av fem hylstre bygget for Little Boy-bomben brukt på Hiroshima utstilt på Imperial War Museum i London i løpet av 2015

Da krigen tok slutt, var det ikke forventet at den ineffektive Little Boy-designen noen gang igjen ville bli nødvendig, og mange planer og diagrammer ble ødelagt. I midten av 1946 led imidlertid Hanford Site-reaktorene hardt av Wigner-effekten . Overfor utsiktene til ikke mer plutonium for nye kjerner og ikke mer polonium for initiativtakerne til kjernene som allerede var produsert, beordret direktøren for Manhattan-prosjektet, generalmajor Leslie R. Groves, at noen smågutter skulle forberedes som en midlertidige tiltak inntil en løsning ble funnet. Ingen Little Boy-montasjer var tilgjengelige, og ingen omfattende sett med diagrammer av Little Boy kunne bli funnet, selv om det var tegninger av de forskjellige komponentene og reservedeler.

Ved Sandia Base forsøkte tre hæroffiserer, kapteinene Albert Bethel, Richard Meyer og Bobbie Griffin å gjenskape den lille gutten. De ble overvåket av Harlow W. Russ, en ekspert på Little Boy som tjenestegjorde med Project Alberta på Tinian, og nå var leder for Z-11 Group i Los Alamos Laboratorys Z-divisjon i Sandia. Etter hvert klarte de å finne de riktige tegningene og delene, og fant ut hvordan de gikk sammen. Til slutt bygde de seks Little Boy-forsamlinger. Selv om hylstrene, fatene og komponentene ble testet, ble det ikke levert anriket uran til bombene. Tidlig i 1947 var problemet forårsaket av Wigner-effekten på vei mot løsning, og de tre offiserene ble omplassert.

Navy Bureau of Ordnance bygde 25 Little Boy-montasjer i 1947 for bruk av de kjernefysiske hangarskipene Lockheed P2V Neptune (som kunne skytes opp fra, men ikke lande på Midway-klassens hangarskip ). Komponenter ble produsert av Naval Ordnance Plants i Pocatello, Idaho og Louisville, Kentucky . Nok spaltbart materiale var tilgjengelig i 1948 til å bygge ti prosjektiler og mål, selv om det bare var nok initiativtakere til seks. Alle Little Boy-enhetene ble trukket ut av tjeneste i slutten av januar 1951.

Smithsonian Institution viste en liten gutt (komplett, bortsett fra anriket uran), frem til 1986. Energidepartementet tok våpenet fra museet for å fjerne dets indre komponenter, slik at bombene ikke kunne stjeles og detoneres med spaltbart materiale. Regjeringen returnerte den tømte hylsteret til Smithsonian i 1993. Tre andre avvæpnede bomber er utstilt i USA; en annen er på Imperial War Museum i London.

Notater

Referanser

Eksterne linker