Trinity (ydinkoe)

Trinity oli Yhdysvaltojen tekemän historian ensimmäisen ydinkokeen peitenimi. Koe suoritettiin New Mexicon osavaltiossa Alamogordon alueella. Tyypiltään Japanin Nagasakiin pudotetun kaltainen ydinlataus räjäytettiin aikalaukaisumekanismilla 16. heinäkuuta 1945 kello 5.30. Kokeeseen osallistui 425 tiedemiestä sekä teknikkoa. Koetta johtivat Manhattan-projektin johtajat, kenraali Leslie Groves, joka vastasi muun muassa rakennustoiminnasta, ja tieteellinen johtaja Robert Oppenheimer. Mukana oli myös Grovesin lähin apuri, prikaatikenraali Thomas F. Farrell.
Plutoniumlataus oli sijoitettu 30 metriä korkean terästornin huippuun. Räjähdyksen voima vastasi yli 20:tä tuhatta kiloa TNT-räjähdysainetta. Räjähdystä seurasivat sokaiseva valoilmiö, tulipallo, paineaalto ja maanjäristys. Kukaan ei kuollut tai vammautunut koeräjäytyksessä. Räjähdys haihdutti lähes koko koetornin ja jätti jälkeensä kraatterin, josta löydettiin kokeen jälkeen lasittunutta kiveä. Räjähdyksen paineaalto havaittiin 100 kilometrin päässä. Valoleimahdus näkyi yli 200 kilometrin päähän. Räjähdyspaikasta koilliseen mitattiin radioaktiivinen laskeuma. 50 kilometrin päässä räjähdyksestä karjassa havaittiin beetasäteilyn aiheuttamia palovammoja.
Pommi.
Kokeessa räjäytettiin Fat Man -tyyppinen Mark 3 -fissiopommi, jonka räjähtävä materiaali oli plutonium. Siitä oli tehty ontto pallo. Vielä sen sisäpuolella oli minimaalisen pieni (n. 1–2 cm) "deflektori" eli säteilyheijastin. Sen materiaalina olivat beryllium ja polonium. Pallon ympärillä olevat räjähdysainekiilat puristivat plutoniumin kriittiseen kokoon, jolloin ketjureaktio alkoi ja pommi räjähti. Koepommin lempinimi oli "Gadget" (suom. "Härveli").
Mallintavat testit ennen varsinaista ydinkoetta.
Kriittisen massan saavuttavaa pommin rakennetta kehiteltiin matemaattisten kaavojen mutta myös mallintamisen avulla. Thomas ja Witts kutsuvat kirjassaan erästä mallinnuslaitetta "Giljotiiniksi". Tuo laite sisälsi ympyrän muotoisen, onton ja subkriittisen kappaleen fissioituvaa materiaalia. Sen läpi pudotettiin toinen pala vastaavaa fissiiliä materiaalia. Pieneksi, sekunnin kymmenysosien hetkeksi, nämä saavuttivat tarvittavan kriittisyyden. Richard Feynman kuvaili tätä "lohikäärmeen härnäämisenä" ().
Paholaisydin, Demon Core.
"Demon Core" -nimen (suom. "Paholaisydin") saanut Fat Man -tyypin pommin räjähdeydin (aluksi lempinimellä "Rufus") aiheutti kahden tiedemiehen menehtymisen säteilysairauteen erillisissä tapaturmissa. Nämä olivat historian ensimmäiset rauhan ajan ydinturmien vaatimat ihmisuhrit. Heidän lisäkseen radioaktiiviselle säteilylle altistui muita tutkijoita ja turvamiehiä. Pommiydin muuttui kahdesti vahingossa eli tapaturmaisesti kriittiseksi. Tämä tapahtui ensin elokuun lopulla 1945 surmaten Harry K. Daghlianin ja uudelleen toukokuussa 1946, jolloin Louis A. Slotin menehtyi. Tämä fissiili materiaali oli valmiina, että se voitaisiin sulkea pommin sisään, sekä pudottaa 3. atomipommina Japaniin. Japani kuitenkin antautui, eikä tätä pommia siten enää tarvittu.
Koealue.
Koeräjäytys tapahtui 16. heinäkuuta 1945 New Mexicossa Alamogordon lähellä Alue tunnettiin atomitutkimusprojektin puitteissa nimellä "Site S", ja sen lähiseutu tunnettiin paikallisesti nimellä "Jordana Del Muerte".. Paikka on Jornada del Muerton aavikolla noin 75 kilometriä Alamogordosta pohjoiskoilliseen, 56 kilometriä Socorrosta kaakkoon ja 160 kilometriä Albuquerquesta etelään, noin 200 kilometriä El Pasosta pohjoiseen. Lähellä on Oscuron kylä.
Nimitys.
Nimityksen "Trinity" (’kolminaisuus’) alkuperästä liikkuu eri käsityksiä. Erään tiedon mukaan se olisi valittu tarkoituksella huomiota herättämättömäksi. Trinity on yleinen nimi Keskilännen paikoissa. Oppenheimerin mukaan "Trinity" tulee John Donnen runosta, jonka tämä kirjoitti juuri ennen kuolemaansa ja jossa mainitaan Jumala. Siinä ei mainita kolminaisuutta, mutta eräässä toisessa Donnen sonettien runossa mainitaan. Oppenheimer piti John Donnen joistakin runoista. Erään televisiodokumentin mukaan "Trinity" viittasi jollain tapaa Jean Tatlockiin, joka oli Oppenheimerin aiempi rakastettu.
Joidenkin mukaan "Trinity" olisi viitannut intiaanien hylkäämään kaivokseen. Eräiden mukaan kolminaisuus olisi viitannut kolmeen tekeillä olleeseen atomipommiin. Niin ikään oli itse ilmasta pudotettavan atomipommin varmistusmekanismi kolmitahoinen eli kolminkertainen: ajastin, barometrit sekä tutkasytytin eli lähisytytin.
100 tonnin testi.
Ennen varsinaista ydinkoetta armeija räjäytti kokeeksi 100 tonnia TNT:tä 6,1 metriä korkeassa terästornissa. Lisäksi mukana oli radioaktiivista ainetta.
Jumbo.
Pommin lähelle sijoitettiin mittalaitteita sisältänyt paksu terässäiliö, ”Jumbo”. Se säilyi ehjänä räjähdyksessä.
Ongelmia.
Kokeen toteutus kärsi monista ongelmista, joista yksi oli alueella tuolloin riehunut ukkosmyrsky, joka uhkasi panna alkuun ketjureaktion ennenaikaisesti aiheuttamalla pommin elektronisiin virtapiireihin oikosulun. Ilmatilan tarkkailukone B-29 jouduttiin vetämään pois tarkkailualueelta, jolloin ei saatu riittävää tietoa šokkiaallosta.
Ukkosta oli 14.–15. heinäkuuta.
Räjäytys.
Tarkkailijat olivat suojassa 15,5 kilometrin päässä räjäytyspaikasta. Kello neljäksi määrätty laukaisu siirrettiin huonon sään takia myöhemmäksi. Sääolosuhteet uhkasivat laukaisua, sillä pelättin, että salama sytyttäisi pommin laukaisun sähköiset mekanismit ennenaikaisesti.
Pommi räjäytettiin noin 30 metriä korkean terästornin huipulla automaattisen ajastimen avulla. Kello oli tuolloin 5.29.45 paikallista aikaa.
Yhtäkkiä välähti aurinkoa kirkkaammin. 30 sekunnin kuluttua paineaalto iski. Kuului jylinää. Tulipallon koko oli noin 1,6 kilometriä. Räjähdyksessä syntyi ennennäkemättömän voimakas valoilmiö sekä lämpöpulssi. Yli kymmenen miljoonan Celsius-asteen lämpötila kehittyi. Kuumuus haihdutti teräksisen tornin kokonaisuudessaan. Lisäksi syntyi yhdeksän metriä leveä ja 1,5 metriä syvä kraatteri ja vihreää lasittunutta kiveä. Trinitiittiä todettiin esiintyneen. Myös radioaktiivisuutta kehittyi. Räjähdyksen voimakkuus oli ennalta arvioituun nähden kaksinkertainen, noin 21 kilotonnia. Ikkunoita särkyi Amarillossa asti.
Kommentteja.
Historiaan on jäänyt pommin silminnäkijöiden lausumia. J. R. Oppenheimerin sitaatti "Bhagavad-Gitasta" lienee tullut kaikkein tunnetuimmaksi tähän tapahtumaan liittyvänä kommenttina: "Nyt minusta on tullut Kuolema, maailmojen tuhoaja." Sen sijaan kenraali Groves ennusti räjähdyksestä näin: ”"Sota on ohi. Yksi taikka kaksi tuollaista kapinetta — ja Japani on saanut tarpeekseen."”
Eräs tiedemies kuvaili tapahtumaa kokeen tekemisen jälkeen näin: ”"Aurinko on sen rinnalla kuin pieni kynttilä."” Myös tätä ilmaisua on käytetty: "tuhansia aurinkoja kirkkaampi". Pommin koeräjäytyksen järjestämisen merkittävin syy oli ollut epävarmuus laukaisukoneiston toiminnasta. Osa harjoituspommeista oli pudonnut räjähtämättä eli ”suutareina”. Imploosion eli imahduksen periaatteen toimimisesta käytännön tasolla ei myöskään ollut vielä saatu täyttä varmuutta. Sen oletettiin toimivan kuitenkin noin 20 kilotonnin teholla.
Kun Groves saapui ydinkoepaikalle, hän kysyi: ”Siinäkö kaikki?”
Laskeuma.
Radioaktiivinen laskeuma koealueen ulkopuolella oli voimakkain Chupadera Mesassa noin 48 kilometrin päässä koealueesta. Siellä lehmät sairastuivat säteilysairauteen. Ne saivat polttamia beetasäteilystä ja menettivät karvoja joksikin aikaa. Armeija nouti sairastuneita eläimiä maanviljelijöiltä tutkimuksia varten. Kokeen jälkeen lyijylevyin vuoratut M4 Sherman -panssarivaunut kävivät tutkimassa koealuetta. Samoin ensimmäiset sinne saapuneet tutkijat eli tieteilijät saapuivat lyijyasustein, kuten suojaviitoin sekä suojakengin.
Trinity-testin jälkeen räjähdyksestä peräisin olevaa radioaktiivista tuhkaa satoi taivaalta päivien ajan. Ruidosossa, 80 kilometrin päässä räjähdyspaikasta, valkoisia hiutaleita alkoi pudota 12 teini-ikäisen kesäleiriläisen päälle muutama tunti räjähdyksen jälkeen. Putoavat hiutaleet näyttivät lumelta, mutta olivat kuumia, ja lapset leikkivät niiden keskellä. Barbara Kent, tuolloin 13-vuotias, oli yksi vain kahdesta tästä ryhmästä, jotka selvisivät hengissä yli 40 vuoden iän. Tina Cordovan perhe asui Tularosassa, myös 80 kilometrin päässä räjähdyspaikasta. Hän kertoi, että kuudelle hänen lähisukulaiselleen kehittyi syöpä Trinity-testin jälkeen.
Kokeen jälkeen.
Ydinkokeen jälkeen lähetettiin tekaistu uutinen alueellisille sanomalehdille sekä muille uutisvälineille. Siinä kerrottiin täysin valheellisesti suuren ammusvarikon räjähtäneen.
Myös aikaisemmin oli todettu Mark 2 -tyypin "Thin Manin" olevan käyttökelvoton sotatoimiin. "Thin Man" oli plutoniumpohjainen tykkityyppinen ase. 9. elokuuta 1945 pudotettiin lentopommituksena samanlainen, "Gadget"'ia täydellisesti vastaava ase, "Fat Man" Nagasakiin, Japaniin.
Seuraava ydinkoe maailmassa oli Bikinin atollilla kesä-heinäkuussa 1946 tehty Operaatio Crossroads. Vuonna 1948 seurasi Operaatio Sandstone. Jo vuonna 1949 venäläiset suorittivat RDS-1:n eli Joe-1:n.