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Manhattan-Projekt


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Das Manhattan-Projekt war die Deckbezeichnung für alle Tätigkeiten US-Heeres die während des Zweiten Weltkrieges ab 1942 zur Entwicklung und zum Bau einer Atombombe führten. Das Projekt wurde vom amerikanischen Physiker Dr. Julius Robert Oppenheimer geleitet.

Vergleichbare Forschungsanstrengungen wurden in der Sowjetunion von Igor Kurtschatow geleitet.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

In den Jahren zwischen dem Ersten und Zweiten Weltkrieg stieg in den Staaten die wissenschaftliche Überlegenheit auf dem Gebiet Nuklearphysik. Dazu trug neben amerikanischen Physikern auch Arbeit von Immigranten bei. Bis zum Beginn Zweiten Weltkrieges entwickelten sie mit dem Zyklotron Teilchenbeschleuniger und Radioisotopen die Grundlagen der Nuklearphysik.

Im nationalsozialistischen Deutschland arbeitete eine Gruppe Physikern um Werner Heisenberg an der militärischen Nutzbarmachung der 1938 entdeckten Kernspaltung .

Einer der wichtigsten Wissenschaftler Enrico Fermi erinnert sich an die Anfänge des in einer Rede die er 1954 hielt:

Ich kann mich noch sehr lebhaft an ersten Monat den Januar 1939 erinnern in dem ich begonnen habe den Pupin Laboratorien zu arbeiten weil die sich damals sehr schnell zu entwickeln begannen. hielt Niels Bohr Vorlesungen an der Princeton University und eines Abends kam Willis Lamb zurück und erzählte daß Bohr große Neuigkeiten hatte. Dabei handelte es sich um die der Kernspaltung und eine Übersicht was die zu bedeuten hatte. Etwas später in diesem gab es ein Treffen in Washington auf die mögliche Wichtigkeit des neuen Phänomens der zum ersten Mal halb ernst als potentielle von Kernenergie diskutiert wurde.

Die geflüchteten Wissenschaftler Leo Szilard Edward Teller und Eugene Wigner waren der Ansicht dass die Kernspaltung den Deutschen zum Bau von Bomben genutzt könnte. Sie überzeugten deshalb Amerikas bekanntesten Physiker Einstein den US-Präsidenten Franklin D. Roosevelt in einem Brief zu warnen. Angesichts Geheimdienstberichte um die deutschen Antrengungen und Einsteins Schreibens vom 2. August 1938 wurde beschlossen die Entwicklung einer Atombombe forcieren.

Unter der Aufsicht von Lyman Briggs Leiter des National Bureau of Standards begann 1939 am Seeforschungsinstitut ( Naval Research Institute ) in Washington ein kleines Forschungsprogramm. Der Physiker Philip arbeitete dort an der Isotopentrennung von Uran . Aus ersten Forschungsgeldern in Höhe von USD baute der italienische Nuklearphysiker Enrico Fermi an der Columbia University den Prototyp eines Kernreaktors zu dem er verschiedene Kombinationen von Graphit und Uran einsetzte.

Erst 1940 wurde auf Initiative von Vannevar Bush dem Direktor des Carnegie Institutes in begonnen die wissenschaftlichen Ressourcen der Vereinigten Staaten Unterstützung der Kriegsanstrengungen zu bündeln. Es entstanden Laboratorien darunter das Strahlungslabor am Massachusetts Institute of Technology das bei der Entwicklung des Radar eine bedeutende Rolle spielte und das in San Diego an dem das Sonar entwickelt wurde.

Das nationale Gremium zur Verteidigungsforschung ( National Defense Research Council ) übernahm das Uranprojekt wie Briggs' Forschungsprogramm bis dahin genannt 1940 schufen Bush und Rossevelt das Büro wissenschaftliche Forschung und Entwicklung ( Office of Scientific Research and Development ) um die Forschung zu forcieren.

Bis zum Sommer 1941 machte das Uranprojekt keine großen Fortschritte. änderte sich erst mit der aus Großbritannien Berechnung von Otto Frisch und Fritz Peierls zeigten dass die Explosionskraft einer sehr kleinen des spaltbaren Uran isotops U-235 dem Äquivalent von mehreren tausend Tonnen TNT entsprechen.

Die Nationale Akademie der Wissenschaften machte Vorschlag einer umfassenden Anstrengung zum Bau von woraufhin Bush das S-1 Komitee gründete das Vorhaben leiten sollte.Die Entscheidung fiel kurz nach Angriff der Japaner auf Pearl Harbor am 7. Dezember 1941.

Am metallurgischen Labor der Universität Chicago Strahlungslabor der Universität von Kalifornien und der Universität wurden die Anstrengungen zur Produktion von Material aus Uran verstärkt. Uran 235 wurde Uranerz separiert und Plutonium erhielt man durch den Beschuss von mit Neutronen .

Anfang 1942 begann man mit dem Bau goßer zur Herstellung dieser Materialien: das Site X genannte Oak Ridge National Laboratory in Tennessee sowie die Site W genannten Anlage Hanford bei Richland Washington.

Als die Vereinigten Staaten im Dezember in den Zweiten Weltkrieg eintraten gab es Projekte zur Erforschung der Separierung von Uran aus Uran 238 der Herstellung von Plutonium der Durchführbarkeit von Nuklearexplosionen.

Der Physiker und Nobelpreisträger Arthur Holly Compton baute das metallurgische Labor an der Chicago Anfang 1942 auf um Plutonium und Spaltreihen zu Er bat Robert Oppenheimer um eine Stellungnahme zur Möglichkeit von

Im Fühjahr 1942 forschte Oppenheimer zusammen Robert Serber von der Universität Illinois am der Neutronendiffussion (wie sich Neutronen bei der Kettenreaktion verhalten) und der Hydrodynamik (wie sich durch die Kettenreaktion hervorgerufene Explosion verhalten kann). seine Forschungsarbeit und die allgemeine Theorie der begutachten zu lassen veranstaltete Oppenheimer im Juni an der Universität Kalifornien in Berkeley einen Forschungssommer. Die Teilnehmer Hans Bethe John Van Vleck Edward Teller Felix Bloch Richard Tolman und Emil Konopinski kamen zu dem Schluss dass eine Bombe auf der Kernspaltung möglich ist und vermuteten dass Starten der Kettenreaktion eine kritische Masse vorhanden muss. Die nötige Menge an Explosivmaterial musste genug sein damit die durch die Spaltung Neutronen genügend weitere Uran-235-Atome spalten können um Kettenreaktion am Laufen zu halten. Die Schwierigkeit im gezielten Starten der Kettenreaktion. Dies ließ entweder durch das Aufeinanderfeuern zweier subkritischer Plutoniummassen oder durch eine Hohlsphäre aus Plutonium und die mit explosivem Material ummantelt ist.

Teller sah noch eine weitere Möglichkeit: vermutete dass durch die Ummantelung der Spaltbombe Deuterium und Tritium ein wesentlich stärkere Superbombe gebaut werden Die Idee basierte auf Bethes Vorkriegsstudien zur in Sternen . Wenn die Detonationswelle der Spaltbombe durch Gemisch der Deuterium- und Tritiumkerne expandierte würden dadurch verschmolzen; der Prozess der Kernfusion würde dabei wesentlich mehr Energie freisetzen die Kernspaltung. Bethe war skeptisch und wies Skizzen die Teller für die Superbombe entwarf ums andere mal zurück. Teller vermutete dass seine Superbombe die Möglichkeit der Entzündung der bestand. Auch nachdem Bethe theoretisch nachwies dass nicht passieren konnte blieben leise Zweifel. Nichtsdestotrotz er die Versuche daran weiter voran.

Die Ergebnisse der Sommerkonferenzen Oppenheimers bildeten theoretische Grundlage zum Bau der Atombombe der der Hauptaufgaben in Los Alamos während des Krieges wurde. Serber nannte Konferenzen später The Los Alamos Primer (LA-1). Auf ihnen wurde auch das der Wasserstoffbombe entwickelt die in der Nachkriegszeit Gestalt Selten hatte eine Physik-Konferenz eine derartige Bedeutung die Zukunft der Menschheit.

Mit der Aussicht auf einen langen trafen sich im Sommer 1942 eine Gruppe theoretischen Physikern um Robert Oppenheimer in Berkeley Pläne für die Entwicklung und Gestaltung einer festzulegen. Grundlegende Fragen über die Eigenschaften schneller bleiben dabei noch offen. Der Physiker John vom metallurgischen Labor der Universität Chicago koordinierte Oppenheimer die Forschungsgruppen im ganzen Land die Frage beantworten sollten.

Die Messungen der Wechselwirkungen von schnellen mit anderen Materialien innerhalb einer Bombe waren großer Bedeutung. Die Zahl der im Spaltungsprozess Uran und Plutonium entstehenden Neutronen musste bekannt und die die Bombe umgebende Substanz musste Eigenschaft haben diese Neutronen wieder in die zu reflektieren oder zu streuen um die der Bombe zu erhöhen. Aus diesem Grund die Reflexionseigenschaften verschiedener Materialen ermittelt werden.

Um die Explosionskraft einer Bombe abschätzen können waren viele andere Ergebnisse der Kernforschung Auch waren die zur Herstellung von schnellen nötigen Teilchenbeschleuniger damals noch äußerst selten. Im 1942 zeigten die Schwierigkeiten der Koordination der ganzen Land verstreuten Forschungseinrichtungen dass ein zentrales zur Kernwaffenforschung notwendig war. Daneben bestand ein Bedarf an Einrichtungen zur Herstellung von Uran und Plutonium im größeren Maßstab.

Auf Anraten Vannevar Bushs wurde die von kernwaffenfähigem Material im großen Stil unter Aufsicht der US-Army gestellt. Zuständig war nun Army Ingenieurkorps unter Colonel James Marshall. Bushs für wissenschaftliche Forschung und Entwicklung ( Office for Scientific Research and Development OSRD) hatte mehrere Verfahren zur Separation Uranisotopen und zur Gewinnung von Plutonium entwickelt nur die von Ernest Lawrence entwickelte elektromagnetische schien für eine Produktion im großen Maßstab

Manhattan District und Los Alamos

Im Sommer 1942 wurde eine merkliche der Deuterium- und Tritiumproduktion im Norsk-Hydro Werk von Deutschland besetzten Norwegen festgestellt. Das schon Uranprojekt bekam eine merklich Bedeutungssteigerung und aus wurden ohne Beratung des Kongresses insgesamt über 5 Milliarden US-Dollar für das Projekt bewilligt. Leslie Groves der zuvor den Bau des geleitet hatte übernahm die Verantwortung für das benannte es nach dem Standort von Marshalls in New York in Manhattan District um.

Innerhalb einer Woche löste Groves die Probleme des Projektes und begann unter größter in der Wüste von New Mexico mit dem Bau von Site Y einer Forschungsstadt bei Los Alamos mit weitläufigen Laboranlagen und Werkstätten. Robert stand der Anlage als Leiter der Trinity genannten Kernwaffenforschung vor. Viele Physiker und wurden in den Folgemonaten in Los Alamos und zusammen mit den übrigen Forschungseinrichtungen arbeiteten über 100.000 Menschen am Manhattan-Projekt.

Ganz in der Nähe von Los in Alamogordo fand am 16. Juli 1945 der Trinity-Test die erste erfolgreiche Zündung Atombombe statt. Die Bombe verwendete Plutonium als Brennmaterial und besaß eine Sprengkraft von 20 TNT.

Ergebnisse des Manhattan-Projekts

Da sich die Achsenmächte in Europa ergeben hatten kam die beim Manhattan-Projekt entwickelte hier nicht mehr zum Einsatz. Der mögliche der Atombombe in Europa war das Industriezentrum Ludwigshafen / Mannheim .

Die bislang einzigen Einsätze von Atombomben bald darauf über japanischen Städten statt. Am 6. August 1945 wurde über Hiroshima die Little Boy genannte Bombe abgeworfen die hauptsächlich aus 235 bestand. Drei Tage später am 9. August wurde über Nagasaki die Fat Man genannte Bombe abgeworfen die größtenteils aus 239 bestand.

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