โครงการแมนแฮตตันเป็นอย่างไร ตอนที่ 2

How the Manhattan Project Worked?

ตอนที่ 2 ความเป็นไปของโครงการแมนฮัตตัน

คลิกดูภาพยนตร์ระดับ SD

โกมล อังกุรรัตน์
อดีตผู้เชี่ยวชาญ ศูนย์ไอโซโทปรังสี (เกษียณ)
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

Image # 2.

แอลเบิร์ต ไอสไตน์ และลีโอ ชีลาร์ด ในปี 1946 ลงนามในจดหมายถึงประธานาธิบดีโรสเวลต์ เพื่อเตือนว่า เยอรมนีอาจจะสร้างลูกระเบิดอะตอม

ภัยคุกคามจากเยอรมนี (The German threat)
          ข่าวเกี่ยวกับนิวเคลียร์ฟิชชันได้แพร่กระจายไปอย่างรวดเร็ว จากยุโรปไปยังสหรัฐอเมริกา และในปี 1939 ห้องปฏิบัติการชั้นนำทางฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกา รวมทั้งห้องปฏิบัติการเออร์เนสต์ลอร์เรนซ์ ที่วิทยาเขตเบิร์กลีย์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ได้มีการทดสอบดวามเป็นไปได้ ที่จะผลิตพลังงานด้วยยูเรเนียม

แม้ว่าจะเป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นทางฟิสิกส์ แต่มันก็เป็นหนึ่งในความตึงเครียดและความไม่แน่นอน สงครามโลกครั้งที่สองกำลังดำเนินไปได้อย่างรวดเร็วในขณะนั้น ภายใต้ฮิตเลอร์ซึ่งได้เถลิงอำนาจในกองทัพนาซีเยอรมัน และเข้าบุกโปแลนด์เมื่อวันที่ 1 กันยายน 1939 มีความกลัวกันว่า เยอรมันกำลังดำเนินการอย่างรวดเร็วและมีความก้าวหน้าทางอาวุธนิวเคลียร์ และไม่ต้องสงสัยเลยว่า อาวุธนิวเคลียร์จะต้องถูกนำมาใช้กับศัตรูในช่วงสงคราม นักฟิสิกส์ที่มีความโดดเด่น เช่น ลีโอ ชีลาร์ด (Leo Szilard) เอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์ (Edward Teller) และยูจีน วิกเนอร์(Eugene Wigner) ทั้งหมดเป็นชาวยุโรปที่หนีภัยสงครามไปสหรัฐอเมริกา รู้ว่ามันมีความจำเป็นที่จะต้องเตือนรัฐบาลสหรัฐอเมริกา เกี่ยวกับภัยอันตรายของการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ของเยอรมันอย่างเร่งด่วน

แอลเบิร์ต ไอสไตน์ และชีลาร์ด มีความกังวลเป็นอย่างมาก ที่จะต้องเขียนจดหมายถึงประธานาธิบดีรัฐบาลสหรัฐอเมริกาแฟรงกลิน ดี. โรสเวลต์ อธิบายถึงภัยคุกคามจากเยอรมัน และความเป็นไปได้ของการสร้างอาวุธที่ทรงประสิทธภาพด้วยยูเรเนียม หลังจากมีการปรึกษาหารือกับนักเศรษฐศาสตร์ชื่อ อะเล็กซานเดอร์ แซกส์ โรสเวลต์ก็ตัดสินใจว่า จำเป็นที่จะต้องเริ่มต้นการวิจัยเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ และได้จัดตั้งคณะกรรมการที่ปรึกษาเกี่ยวกับยูเรเนียม โดยมีเลแมน เจ. บริกกส์ เป็นหัวหน้า (Lyman J.Briggs)

ในสองปีต่อมาที่เต็มไปด้วยความไม่แน่นอนเพราะไม่มีใครแน่ใจว่า จะต้องใช้ยูเรเนียมจำนวนเท่าใด ต้นทุนในการสร้างลูกระเบิดต้องใช้เท่าใด หรือต้องใช้เวลาแค่ไหน ที่สหรัฐอเมริกาจึงจะได้ลูกระเบิดที่ทำงานได้สมบูรณ์ จากที่กล่าวมาในตอนต้น การวิจัยยังคงค้างคาอยู่เกี่ยวกับการที่จะสกัดยูเรเนียม-235 ออกมาจากยูเรเนียม ธรรมชาติ

Image # 3.

แวนเนวาร์ บุช บนหน้าปกของ นิตสารไทมส์เมื่อวันที่ 3 เมษายน 1944

          กิจกรรมทุกอย่างถูกเร่งด้วยความช่วยเหลือของแวนเนวาร์ บุช (Vannevar Bush) ประธานมูลนิธิคาร์เนกี (Carnegie Foundation) ผู้ซึ่งได้รับแต่งตั้งให้เป็นประธานของคณะกรรมการวิจัยด้านกลาโหมแห่งชาติ (National Defense research Committee) โดยประธานาธิบดีโรสเวลต์ ในฤดูร้อนปี 1940 โดยบุชได้พับเก็บคณะกรรมการที่ปรึกษาเกี่ยวกับยูเรเนียม มาเป็นคณะกรรมการชุดใหม่ของรัฐบาล โดยให้หลักประกันความมั่นคงและเงินตอบแทนที่ดีกว่าเดิมแก่นักวิทยาศาสตร์

อีกขั้นตอนหนึ่งเมื่อ 28 มิถุนายน 1941 บุชได้เป็นผู้อำนวยการของสำนักงานวิจัยและพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์ (Office of Scientific Research and Development) โดยคณะกรรมการวิจัยด้านกลาโหมเปลี่ยนมาเป็นที่ปรึกษาของสำนักงานวิจัยและพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์ และคณะกรรมการที่ปรึกษาเกี่ยวกับยูเรเนียมได้เปลี่ยนชื่อใหม่ เป็นสำนักงานวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์แผนกยูเรเนียม (Office of Scientific Research and Development section on Uranium)ภายใต้ชื่อรหัส S-1 การต้องเจอกับการสลับสับเปลี่ยนชื่อต่าง ๆ มันดูสับสน ทำให้เป็นการยากในความพยายามที่จะหาคำตอบว่า ทำเนียบขาวกำลังทำอะไรกับโครงการผลิตลูกระเบิด

ต่อมาในเดือนกรกฎาคม 1941 บุชได้รับการส่งเสริมในสิ่งที่เขาต้องการ ที่จะให้โครงการมีอิสระในการดำเนินงาน ในขณะเดียวกันที่ประเทศอังกฤษก็มีคณะกรรมการชื่อว่า MAUD ที่เกี่ยวกับแผนการอาวุธนิวเคลียร์ ได้ออกรายงานชื่อคล้ายกันชื่อรายงานว่า MAUD ถึงแม้ว่าแหล่งข้อมูลจากอังกฤษจะมีเพียงไม่มาก ทั้งนี้เพราะกำลังร่วมรบอยู่ในสงครามโลกครั้งที่สอง ผลงานทางทฤษฎีการออกแบบลูกระเบิดถือเป็นสิ่งล้ำค่า และรายงานทำให้ผู้ได้อ่านมีความมั่นใจว่า ความเป็นไปได้ที่จะทำลูกระเบิดนิวเคลียร์และการเสริมสมรรถะยูเรเนียม-235 บุชได้ตั้งกลุ่มวิจัยอีกหลายกลุ่ม ส่วนใหญ่จะเป็นกลุ่มมหาวิทยาลัยอย่าง เช่น เบิร์กลีย์ และโคลัมเบีย ด้วยการสนับสนุนทางด้านการเงินมากกว่าเดิม เฉพาะห้องปฏิบัติการเออร์เนสต์ลอว์เรนซ์แห่งเดียว ก็ได้รับไป 400,000 ดอลลาร์อเมริกัน สำหรับงานทางด้านแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetism) ความลับยังคงอยู่ในขั้นสูงสุด แม้จะมีเงินเพิ่มพิเศษและนักวิทยาศาสตร์ที่จะเลือกสถานที่แปลก ๆ เพื่อการบิดบังซ่อนเร้นความพยายามของพวกเขาทั้งหลาย คนจำนวนมากในปัจจุบันอาจจะต้องตกใจที่ทราบว่า นักฟิสิกส์อย่างเอ็นรีโก แฟร์มี และอาเทอร์ คอมป์ตัน ใช้พื้นที่ใต้อัฒจันทร์ของสนามกีฬาสแต็กฟีลด์ (Stagg Field) ซึ่งเป็นสนามเทนนิสของมหาวิทยาลัยชิคาโก เพื่อการดำเนินการเกี่ยวกับการควบคุมปฏิกริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ครั้งแรกในปี 1942

Image # 4.

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่สแตกฟีลด์

          ในไม่ช้าก็เป็นช่วงเวลาสำหรับกองทัพที่จะก้าวเข้ามา เพื่อการจัดตั้งองค์การของโครงการแมนแฮตตัน

Image # 5.

นักฟิสิกส์นิวเคลียร์รอเบิร์ต ออปเพนไฮเมอร์ (คนซ้าย) และพลตรี เลสลีย์ โกรฟส์ กับซากที่เหลืออยู่ของหอคอยจากการจุดทดสอบลูกระเบิดทรินิต

การจัดองค์การของโครงการแมนแฮตตัน (Manhattan Project Organization)
          เดือนมีนาคม 1942 ได้มีการประชุมของวิศวกรของกองทัพที่มีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงกับ S-1และในวันที่ 18 กันยายน พลตรี เลสลีย์ โกรฟส์ (Leslie Groves) ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าโครงการ ที่รู้กันอย่างเป็นทางการว่า โครงการแมนแฮตตัน โดยการที่มีพื้นฐานที่แข็งแกร่งทางด้านวิศวกรรม เขาได้เป็นผู้ดูแลการก่อสร้างของกระทรวงกลาโหม โกรฟส์ได้เป็นผู้ดูแลระบบการบริหารจัดการที่มีความเชี่ยวชาญอย่างเหลือเชื่อ และมีส่วนอย่างมากในความสำเร็จของการทำลูกระเบิดภายในเวลาอันสั้นที่ไม่น่าจะเป็นไปได้

ใช้เวลามากกว่าปีต่อมา โกรฟส์ได้ทำการเลือกสถานที่ต่าง ๆ ทั่วสหรัฐอเมริกา ที่จะช่วยในการทำลูกระเบิดที่สมบูรณ์ ซึ่งรวมทั้งโอกริดจ์ (Oak Ridge) มลรัฐเทนเนสซี (เรียกว่าไซต์เอกซ์ (Site X)) และที่แฮนฟอร์ด (Hanford) มลรัฐวอชิงตัน (เรียกว่าไซต์ดับเบิลยู (Site W)) สถานที่เหล่านี้เป็นหน่วยงานขนาดใหญ่เพื่อการผลิตยูเรเนียมและพลูโทเนียม เมื่อโกรฟส์ได้เลือกรอเบิร์ต ออปเพนไฮเมอร์ (Robert Oppenheimer) ศาสตราจารย์ทางด้านฟิสิกส์ทฤษฎีที่เบิร์กลีย์ เป็นผู้อำนวยการโครงการวาย (Project Y) ทั้งสองท่านเลือกลอสอะลาโมส มลรัฐนิวเม็กซิโก ให้เป็นศูนย์กลางของโครงการแมนแฮตตัน

ลอสอะลาโมสพร้อมกับหน่วยที่เทนเนสซีและวอชิงตันเป็นสถานที่ห่างไกลที่ถูกเลือก ก็เพื่อให้มีระบบรักษาความมั่นคงสูงสุด แต่ถ้ามองเห็นภาพก็จะไม่รู้ถึงการดำเนินงานภายในเลย แม้ว่าช่วงนั้นจะเป็นช่วงที่มีการผลิตสูงสุด สถานที่อ้างว้างโดดเดี่ยว ที่ราบสูงนิวเม็กซิโกในลอสอะลาโมสเป็นตัวอย่างที่มีความจำเป็น ที่จะถูกเปลี่ยนเป็นเมืองเล็ก ๆ ที่ประกอบด้วยห้องปฏิบัติการทดลอง สำนักงาน ห้องอาหาร และที่พักอาศัยสำหรับทุกคนที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงการ ออปเพนไฮเมอร์ต้องทำงานหนักที่จะรวบรวมนักวิทยาศาสตร์ที่คิดว่าดีที่สุดในประเทศ และเกือบสามปีระหว่างฤดูใบไม้ร่วงปี1942 ถึงช่วงทิ้งลูกระเบิดที่ฮิโรชิมา 6 สิงหาคม 1945 มีคนหลายพันคนที่ทำงานผ่านความท้าทายของการสร้างอาวุธนิวเคลียร์

Image # 6.

ที่พักอาศัยที่เรียบง่ายของผู้ปฏิบัติงานในโครงการแมนแฮตตัน ที่ลอสอะลาโมส มลรัฐนิวเม็กซิโก

          การรักษาความปลอดภัยที่ลอสอะลาโมสจะมีความเข้มงวดเป็นอย่างยิ่ง แทบจะไม่มีการอนุญาตให้มีการติดต่อกับสมาชิกครอบครัวและเพื่อนฝูงสำหรับผู้อาศัยอยู่ที่หน่วย Y มียามที่แข็งขันชัดเจนทุกสถานการณ์ และมีลวดหนามล้อมรอบทั่วทั้งสถานที่ตั้ง โครงการแมนแฮตตันถูกห่อหุ้มอย่างรัดกุมในชั้นความลับอย่างยิ่งยวด โดยความเป็นจริงที่บางคนไม่สามารถที่จะล่วงรู้ถึงธรรมชาติของงานที่ตัวเองกระทำอยู่ จนกระทั่งพวกเขาได้ยินข่าวลูกระเบิดที่ระเบิดเหนือเมืองฮิโรชิมา

มีลูกระเบิดนิวเคลียร์สองแบบที่ได้รับการออกแบบที่ลอสอะลาโมส คือลูกระเบิดที่เกิดจากการจุดระเบิดเข้าด้านใน (implosion bomb) และลูกระเบิดที่มีตัวจุดชนวนแบบไกปืน (gun-triggered bomb) หลังจากได้มีการปรับปรุงในส่วนสำคัญของอุปกรณ์การระเบิด ในที่สุดก็ได้มีการเลือกสถานที่ที่จะมีการทดสอบลูกระเบิดนิวเคลียร์เป็นครั้งแรกที่อะลาโมกอร์โด (Alamogordo) ทะเลทรายที่ห่างออกไปทางใต้ 210 ไมล์ จากลอสอะลาโมส การทดสอบที่มีชื่อเล่นเรียกว่า “ทรินิตี” (Trinity) สำหรับการทดสอบลูกระเบิดที่ออกแบบเป็นแบบลูกระเบิดพลูโทเนียม กล่าวกันว่าในตอนนั้นออปเพนไฮเมอร์กำลังนึกถึงบทกวีของ John Donne ที่เริ่มต้นด้วย “Batter my heart three-person’d God” (น่าจะหมายถึงว่า บาปกรรมของการสร้างลูกระเบิดทรงพลังนี้ มีแต่การลงโทษหนักจากพระเจ้าจึงจะสาสม) และนี่น่าเป็นการอุปมาอุปไมยที่เหมาะสมมาก โดย ณ เวลาเช้า 5:30 น. วันที่ 16 กรกฎาคม 1945 ลูกระเบิดได้ถูกจุดระเบิด ทำให้เกิดการระเบิดขนาดใหญ่ และทำให้ระบบการมองเห็นของนักวิทยาศาสตร์ที่สังเกตการณ์อยู่ทั้งหลาย มืดบอดลงชั่วคราว ยุคปรมาณูได้เริ่มขึ้นแล้ว

Image # 7.

เจ้าหน้าที่โครงการแมนแฮตตัน รวมทั้ง ดร.รอเบิร์ต เจ. ออปเพนไฮเมอร์ (สวมหมวกขาว) และพลตรี เลสลีย์ โกรฟส์ ตรวจสอบสถานที่การจุดระเบิดของการทดสอบลูกระเบิดอะตอมทรินิตี

          หลังจากวันนั้น ในเดือนต่อมา สหรัฐอเมริกาได้ใช้ทั้งลูกระเบิดแบบการจุดระเบิดเข้าภายใน (implosion bomb) ที่ทดสอบมาแล้ว และลูกระเบิดที่จุดชนวนแบบไกปืน (gun-triggered bomb) ที่ยังไม่ได้ทดสอบ เพื่อบีบบังคับให้ญี่ปุ่นยอมจำนน ถึงแม้จะมีการถกเถียงว่าลูกระเบิดทั้งสองลูกนี้ โดยสามารถทำให้ยุติข้อขัดแย้งในต่างประเทศ โดยยุติการรบภาคพื้นดินในประเทศญี่ปุ่นได้สำเร็จ แต่การมีอยู่ของลูกระเบิด นำไปสู่การแข่งขันทางอาวุธนิวเคลียร์ ที่จะเปลี่ยนครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ไปอย่างมหาศาล

ถอดความจาก http://science.howstuffworks.com/manhattan-project3.htm

กลับไปดูตอนที่ 1