Å bygge en hydrogenbombe

For et par uker siden kunne datapressen fortelle at systemene som kontrollerer USAs kjernefysiske våpenarsenal er basert på gammeldags teknologi. Det at disketter av den aller eldste typen inngår i  systemene som kan utløse ragnarok på planeten, høres etter manges mening ikke altfor sikkert ut. Dagens it-eksperter fnyser av slikt utstyr. «Datalefser» ble de kalt da de var i bruk. Du kan se dem på Teknisk Museum. Som komponent i moderne våpensystemer? Umulig. Men slik er det. Husk at da Armstrong og Aldrin, som de første mennesker satte sine ben på månen, ble romskipet Apollo styrt av en datamaskin med bare en tiendedel så stor regnekraft som mobiltelefonen din.

Det er kanskje andre ting ved kjernevåpenteknologien som er mer skremmende?

Project Matterhorn

En av hovedpersonene i det såkalte Project Matterhorn, som tok sikte på å fremstille USAs første hydrogenbombe, Kenneth W. Ford, har nettopp utgitt en interessant bok med tittelen «Building the H-Bomb». Boka er gir ingen IKEA-oppskrift for hvordan du kan bygge en slik bombe. Ford er muligens en av de siste nålevende personer som befant seg midt i begivenhetenes sentrum i 1950-åra. Han skriver også underholdende og poengtert. Dermed får vi bli med på en interessant tur inn i det ganske spesielle fysikk-miljøet på den tid. Sikkerhetsmyndighetene anført av FBI, CIA og NSA har naturligvis på forhånd gått nøye gjennom manuskriptet, og kanskje overraskende for mange, godkjent det.

24-åringen Ken Ford kom i slutten av 1940-åra inn i H-bombeprosjektet nærmest ved et tilfelle. Han tilhørte noen av de aller best utrustede PhD-studentene på sitt kull ved det prestisjetunge Princeton-universitetet i New Jersey (han forteller forresten om andre lyse hoder også, nordmannen Tor Staver som midt i innspurten til doktorgraden kjørte på et tre og omkom i en alpinbakke i New Hampshire, ble likevel ansett kompetent og fikk doktorgraden post mortem, uten å ha disputert). 

Mot slutten av 40-åra begynte det å gå rykter om at Sovjetunionen igjen var i ferd med å ta ledelsen i våpenkappløpet. Anført av sitt kanskje mest briljante hode, Andrei Sakharov, hadde de greid å lage sin egen atombombe. Den første testen av denne bomba, som for øvrig ble kalt Joe-1 oppkalt etter Joseph Stalin, ble foretatt i 1949. Allerede da hadde en påbegynt arbeidet med å lage en ny og enda kraftigere bombe basert på hydrogen. Det lå i lufta; den kalde krigen var i emning. Ordet «cold war» skal visstnok først ha blitt brukt av forfatteren George Orwell i essayet «You and the Atomic Bomb» fra 1945.

I USA begynte de beste hodene i Manhatten-prosjektet dermed omgående å arbeide i Project Matterhorn som hadde det klare mål å produsere og teste en amerikansk vannstoffbombe. Til og med Openheimer, som hadde fått moralske skrupler etter Hiroshima og Nagasaki, gikk med. Slik hadde det seg at Ford fikk en flying start. Nobelprisvinnerne, Enrico Fermi og Hans Bethe ble hans kolleger. Det ble også den uhyre begavede, ultrakonservative immigranten fra Ungarn, Edward Teller, og hans politiske motstykke, den mer «løssnippede» Stan Ulam som hadde emigrert fra Polen. Disse to var det forresten som kom til å levere den forløsende ide som gjorde at gruppa allerede i 1952 kunne gjøre den første prøvesprengning i Stillehavet. For å få fusjonen av hydrogenatomer til heliumatomer er en avhengig av ekstremt høy temperatur. Bomba, kalt Ivy Mike, ble detonert 1. november. Den tilsvarte 10 megatonn – 10 millioner tonn konvensjonelt sprengstoff og var nesten 1.000 ganger sterkere enn Hiroshima-bomba. Den veide 20 tonn og hadde en konvensjonell atombombe som «tennsats».

På den tid var det ingen diskusjon med de som bodde i prøveområdet. De ble skyssa bort. Gjorde de ikke det fort nok kunne det gå på livet løs.

Ken Fords hovedoppgave i prosjektet gikk ut på å gjøre de helt grunnleggende teoretiske beregninger av hvordan bomba skulle virke, hvilken effekt den ville ha og så videre. Beregningen ble gjort på en av de første datamaskiner som eksisterte. Maskinen SEAC tilhørte USA statistiske sentralbyrå. (Slik var det forresten her i landet også, vår første datamaskin, NUSSE tilhørte SSB).

Radioaktivitet

Det begynte med at Henry Becquerel oppdaget radioaktiviteten i 1896. Han fant ut at grunnstoffet uran sendte ut noen merkelige stråler som eksempelvis kunne eksponere en film. Men Becquerel fikk ikke like stor oppmerksomhet som en annen fysiker, Konrad Røntgen fikk da han et knapt år tidligere hadde oppdaget det som etterhevert ble kalt røntgenstråler. Denne oppdagelsen var mer spektakulær. Røntgen kunne se knokkelstrukturen inne i hånda si når han lot den bestråle. En annen fysiker, Marie Curie, fulgte opp Becquerels arbeid noen år senere. Det var hun som lanserte ordet radioaktiv. Uran var radioaktivt. Ordet slo an.

Så gikk det slag i slag. Joseph Thompson oppdaget elektronet i 1897. Briten Ernst Rutherford fant flere typer stråling. Han kalte den alfa-stråling og beta-stråling. Franskmannen Paul Villard oppdaget gammastrålingen. Da Albert Einstein i 1905 lanserte sin relativitetsteori og ligningen som forbandt energi og masse (E=m*c**2) begynte fysikere over hele verden å undre seg over om det ikke kunne skjule seg et og annet overraskende inne i atomkjernen.

Men det var en dikter og ikke en fysiker som var først ute med å antyde at det måtte være mulig å lage en slags bombe. Forfatteren H.G. Wells, mannen bak The Time Machine og The War of the Worlds (udødeliggjort blant annet  Orson Welles som skrekkslo en stor del av USAss radiolyttere da han som hallomann sendte en dramatisert versjon av stykket som radiohørespill) har skrevet bøker i mange genrer.

I 1914 gav han ut boka The World set Free. Wells tenkte seg her at det skulle bli mulig å «samle opp» den energien som ligger i radioaktiv stråling og frigjøre den i løpet av et øyeblikk (han er forøvrig også kjent for sitatet: "Human history becomes more and more a race between education and catastrophe"). Og Wells skulle få rett. Ca. 20 år senere, i 1933, da den elektrisk nøytrale kjernepartikkelen nøytronet var oppdaget av Walter Bothe & Co, kom den ungarske immigranten i USA, Leo Szilard, opp med ideen å bombardere urankjerner med nøytroner. Disse ville jo ikke bli frastøtt av de positivt laddede protonene. Og dermed kunne trenge inn bak forsvarsverkene. "Aha" lød det samstemmig fra alle verdens kjernefysikere. Dette var veien inn til atomet, og dermed en måte til å utløse de ufattelige energimengder som Einsteins ligning forutsa.

Otto Hahn, Lize Meitner og Fritz Strassmann var i 1938 de første til å gjøre et slikt forsøk, og oppdaget til sin forbauselse at uranatomet med sine mer enn 230 kjernepartikler ikke greide å holde styr på disse når det fikk besøk av et nøytron med passende fart (energi). Den ble ustabil og delte seg opp i flere lettere kjerner, blant annet barium og krypton. Og de oppdaget også at massen av disse kjernene var mindre enn massen til den opprinnelige urankjernen. Differansen ble omgjort til energi etter Einsteins formel. Fisjon kaller fysikerne denne prosessen. Uran blir spaltet i lettere grunnstoffer. Det er denne type spaltninger som ligger til grunn for atombomba. I den andre enden av grunnstoffrekka (der vi finner hydrogen, helium med flere) er det mulig å få denne reaksjonen til å gå andre veien, flere atomer av et lettere grunnstoff kan smelte sammen (fusjonere) til et tyngre. Da frigjøres enda mere energi. Generalene sier; det smeller høyere.

Resten av denne historien er det blitt både bøker og filmer av. Mange. Vi kjenner tungtvanns-filmene fra vår egen historie fra Rjukan. Noen vil huske filmen basert på Neville Shuts bok «On the Beach» og «The Day After».

Epilog

Det er viktig å ta inn over seg de enorme konsenser en krig med vannstoffbomber kan få. Når noen er bekymret over at disketter av eldre årgang ikke skal være lesbare, så mener jeg at det er lite å bekymre seg over. Best var kanskje om de som kjenner disse prosedyrene glemte dem?

Uansett  er det vanskelig å se at dette skal utgjøre en spesiell sikkerhetsrisiko. Når en i dag ser den enorme fanatisme som legges for dagen for at ens egen religion eller ideologi skal vinne på verdensbasis kan en bli redd. Jeg er ikke sikker på at jomfruene venter i enden av den veien som starter med en krig utkjempet med vannstoffbomber.

Rolf Jacobsen sier i et av sine dikt: «Sand er sovende tid». Når våre romfartøyer og romteleskoper av og til viser oss bilder av ugjestmilde planeter og himmellegemer så hender det at jeg tenker på Jacobsens ord.

Sigmund Hov Moen, kjernefysiker og professor ved Westerdals.