FOK!toen: De atoombom

Ser_Ciappelletto

64 jaar geleden deed de Amerikaanse luchtmacht een rare ontdekking. Hun sensoren registreerden fall-out, alsof iemand een atoombom had af laten gaan. Maar dat kon helemaal niet, want de VS waren het enige land dat over atoombommen beschikte. Verder onderzoek bevestigde al snel hun grootste angst: de Sovjets lieten voor het eerst succesvol een kernwapen ontploffen.

Het verhaal van de atoombom begint enkele tientallen jaren eerder, met een dame die op een andere manier met deze dag verbonden is. Lise Meitner was een van de grootheden van de natuurkunde van het interbellum. Hoewel ze voortdurend werd tegengewerkt – een vrouw hoorde volgens sommigen in de keuken, niet in het laboratorium – wist deze schrandere Oostenrijkse het als eerste vrouw te schoppen tot professor in de natuurkunde.

Meitner deed met haar partner in science, Otto Hahn, in Berlijn onderzoek naar de kern van het atoom. In 1932 werd de neutron, de bouwsteen van de atoomkern, ontdekt. Men besefte al snel dat het mogelijk zou zijn om een atoom te creëren met meer neutronen dan uranium, het zwaarste element dat in de natuur voorkomt. Meitner en Hahn raceten tegen grootheden als Rutherford en Fermi om als eerste deze atoom te vinden – een puur theoretische bezigheid, dachten ze – en daarmee een Nobelprijs in de wacht te slepen.

Meitner (L) en Hahn in hun laboratoriumMeitner (L) en Hahn in hun laboratorium

Helaas voor Meitner gooiden de nazi's roet in het eten. Hoewel ze zo'n 30 jaar voordien al bekeerd was tot het christendom, waren haar ouders joods. Omdat ze Oostenrijkse was, werd ze daarvoor niet vervolgd toen de nazi's aan de macht kwamen, in tegenstelling tot veel van haar collega's. Maar na de Anschluss in 1938, toen Oostenrijk deel van Duitsland werd, veranderde dat. Meitner moest halsoverkop vluchten, eerst naar Nederland, en vervolgens naar Zweden.

Het was in Zweden dat Meitner en Hahn door middel van briefwisseling hun onderzoek voortzetten. Bij gebrek aan een eigen laboratorium, moest Meitner alle onderzoeken laten uitvoeren door Hahn. Daarbij deed hij een verrassende ontdekking. Hij vond bewijs voor kernsplijting. Hahn wist zich geen raad met de ontdekking en wendde zich tot Meitner. Zij formuleerde in 1939, met hulp van de eveneens gevluchte fysicus Otto Frisch, als eerste de theorie achter de kernsplijting. Maar ze ontdekten ook de destructieve kracht van kernsplijting. Meitner zag in dat Einstein's bekende formule E=mc2 ook hier gold. Bij splitsing bleef wat massa over, die omgezet werd in energie – heel veel energie.

Meitner en haar collega's ontvingen direct veel lofprijzingen. Einstein noemde haar 'de Duitse Marie Curie'. Toen Hahn in 1945 de Nobelprijs voor Natuurkunde kreeg wegens de ontdekking van kernsplijting, waren veel mensen kwaad dat Meitner de prijs niet mocht delen. Haar erkenning kwam echter nog. In 1982 vonden Duitse onderzoekers atoom 110, dat ze meitnerium doopten – een eer die Hahn nog niet ten beurten was gevallen (al had het niet veel gescheeld).

Hiermee sluiten we het verhaal van Meitner af. Maar het verhaal van de atoombom, dat begint pas.

Amerikaanse natuurkundigen zagen de ontdekking met lede ogen aan. Ook zij begrepen wat een kracht kernsplijting had, en dat het in de verkeerde handen héél verkeerd gebruikt zou kunnen worden. Maar alle kennis over kernsplijting was in handen van het vleesgeworden kwaad: de nazi's! Ze schoten direct in actie en met steun van beroemdheid Einstein vroegen ze president Roosevelt om financiering. In het begin kregen ze slechts weinig geld en was hun onderzoek slecht georganiseerd. In 1941 werd het Office for Scientific Research and Development (OSRD) opgericht om het onderzoek te financieren en coördineren. Pas na de aanval op Pearl Harbor en de daaropvolgende oorlogsverklaring door Duitsland werd het idee van een kernbom serieus.

Einstein (L) met OppenheimerEinstein (L) met J. Robert Oppenheimer

Allereerst werd professor J. Robert Oppenheimer van de Universiteit van Californië aangetrokken om het project te leiden. Het was zijn taak om het onderzoek naar kernsplijting te bundelen en een ontwerp voor een werkende atoombom te maken. Hij overlegde met zijn collega's en kwam tot de conclusie dat tien kilo uranium al een kritische massa vormt. Dat betekent dat als atomen splitsen in tien kilo uranium er al een kettingreactie van splitsende atomen ontstaat, waarbij enorm veel energie vrijkomt. Plutonium, wat juist in 1941 ontdekt was, scheen nog veelbelovender.

Oppenheimer's ontdekking werd in 1942 in actie omgezet: het Manhattan-project was geboren. Doorheen geheel Amerika werden fabrieken en bases ingezet voor de productie van een atoombom, waarvan de bekendste ongetwijfeld het hoofdkwartier in Los Alamos is. Uranium en plutonium werden geproduceerd en een ontstekingssysteem werd ontworpen. Het culmineerde allemaal in de eerste succesvolle test van een atoombom, de Trinity-test op 16 juli 1945.

Hoewel indrukwekkend, vat zo'n plaatje nooit de werkelijke destructieve kracht van de atoombomHoewel indrukwekkend, vat zo'n plaatje nooit
de werkelijke destructieve kracht van de atoombom

In sneltreinvaart werden nog twee kernbommen geproduceerd: Little Boy en Fat Man. Little Boy werd op 1 augustus opgeleverd en werd op 6 augustus al op Hiroshima gegooid: de eerste keer dat atoomwapens gebruikt werden in de oorlog, iets meer dan een halve maand na hun geboorte. Fat Man legde drie dagen later Nagasaki in as, de tweede en totnogtoe hopelijk laatste atoombom die in de oorlog gebruikt werd. Het nieuwe superwapen leek een Amerikaanse wereldhegemonie in te luiden.

Maar de Sovjets zaten ook niet stil. Ook zij hoorden van Meitner en Hahn's ontdekking, en ze wisten dat zowel de nazi's als de Amerikanen als de Britten druk onderzoek deden naar kernsplijting. Maar toen natuurkundige Georgi Fliorov in 1942 de wetenschappelijke tijdschriften erop nasloeg, stond daar niets in over kernsplijting. Hij begreep al snel dat het onderzoek staatsgeheim was geworden en dat de overheden van verschillende landen kernsplijting wilden inzetten voor hun eigen doeleinden.

Fliorov drong er bij Stalin op aan om ook een kernwapenprogramma te starten. Stalin, die van spionnen al gehoord had dat andere landen al bezig waren met het ontwerpen van kernbommen, besloot direct zijn eigen programma op te zetten. Hij stelde natuurkundige Igor Koertsjatov aan het hoofd. Toen de Amerikanen in 1945 hun eerste bommen gooiden, waren de Sovjets nog bezig met ontwerpen. Stalin gaf de onderzoekers nog een zak geld en een hoop mankracht. Daarnaast kaapte hij nazi-wetenschappers die ook bezig waren met het ontwerpen van atoombommen en daar erg dicht bij in de buurt kwamen.

Igor Koertsjatov aan het werk in de jaren '30Igor Koertsjatov aan het werk in de jaren '30

Maar het belangrijkste waren de verschillende spionnen in het kernwapenprogramma van de Amerikanen. Die speelden informatie over Amerikaanse ontdekkingen door aan de Sovjets. Het resulteerde in de eerste succesvolle test van een atoombom door de Sovjets, op 29 augustus 1949. Niet toevallig was het wapen grotendeels identiek aan de Amerikaanse Little Boy.

De Russische test brak het Amerikaanse overwicht en luidde definitief de Koude Oorlog in. Terwijl de VS en de Sovjet-Unie elkaar bedreigden met mutually assured destruction, wisten andere landen ook een kernbom te bemachtigen. Eerst volgde het Verenigd Koninkrijk in 1952, in de jaren '60 wisten ook Frankrijk en China kernwapens te bouwen. India testte haar eerste atoombom in 1974, Zuid-Afrika bouwde in de jaren '80 een aantal kernwapens en het is een publiek geheim dat Israël ongeveer in dezelfde periode ook haar eerste kernwapen ontwikkelde. De jongste leden van de kernwapenclub zijn Pakistan (1996) en Noord-Korea (2006).

Hoewel sinds 1968 vrijwel alle landen het Non-proliferatieverdrag tekenden (alleen India, Pakistan en Israël weigerden; Noord-Korea tekende maar kwam op de beslissing terug), waarin ze beloofden hun kernwapenarsenaal te ontmantelen, is de wereld nog steeds bezaaid met kernwapens. De VS hebben er naar schatting nog zo'n 5.000 kernwapens, Rusland heeft er naar schatting 10.000, en de andere landen samen hebben er ongeveer 1000. In Nederland liggen nog zo'n 20 Amerikaanse kernwapens, op vliegbasis Volkel, ondanks protest van het volk en de politiek.

Vanaf vandaag verzorgt Ser_Ciappelletto enkele weken iedere donderdag FOK!toen