Il progetto Manhattan

a cura di Gianluca Turconi

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La seconda guerra mondiale volgeva ancora a favore del blocco dell'Asse quando, nel 1942, gli Stati Uniti d'America gettarono le basi per la costruzione della prima bomba atomica. Militari e scienziati si impegnarono in tutta segretezza nella sua costruzione, pur avendo obbiettivi differenti: la vittoria nel conflitto per i primi, la dimostrazione di come funziona la natura per i secondi. E se per pura coincidenza l'utilizzo di armi nucleari avesse comportato l'incendio dell'atmosfera terrestre, entrambi gli obiettivi sarebbero stati comunque raggiunti, al costo di qualche "trascurabile" conseguenza per l'Umanità.

Al sole del New Messico

Julius Robert Oppenheimer, fisico a capo del progetto Manhattan - immagine in pubblico dominio, fonte Wikipedia

Julius Robert Oppenheimer, fisico a capo del progetto Manhattan

Nello stato federale statunitense del New Messico, a circa 2100 metri di altezza sul livello del mare, sorge una imponente mesa, un altipiano simile a centinaia di altri tra il confine col Messico propriamente detto e gli imponenti contrafforti delle Montagne Rocciose, che i residenti in tempi diversi hanno chiamato Valle Grande, Pajarito Plateau o Località Y, secondo che fossero coltivatori, archeologi oppure scienziati durante la seconda guerra mondiale.

Circondata da grandi canyon e alti picchi che la delimitavano circolarmente in una maniera singolare, la zona era stata conosciuta fino agli inizi degli anni '40 del XX secolo più per le sue coltivazioni di fagioli e per una complessa controversia in campo geologico che per altro. Infatti, si era ipotizzato che la Valle Grande - come veniva chiamato il complesso sistema di canyon e picchi in cui si divideva l'area per via del fatto che da quella valle passava l'unica strada pubblica di qualche importanza -, fosse stata o il cratere d'impatto di un meteorite o ciò che restava della caldera di un gigantesco vulcano preistorico. Nonostante i geologi alla fine di interminabili discussioni avessero optato definitivamente per questa seconda tesi, gli abitanti della Valle Grande erano certi di ben altro.

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Per cominciare che la loro bella valle, per molti tratti ancora dominata da una flora e una fauna selvagge, fosse parecchio distante da qualunque segno di civiltà evoluta propriamente detto e, in secondo luogo, che le persone che avevano occupato la Los Alamos Ranch School - ufficialmente a partire dal 7 dicembre 1942, giorno in cui il Segretario alla Guerra degli Stati Uniti d'America, Stinson, fu informato dell'acquisizione e secondo anniversario dell'attacco giapponese a Pearl Harbor - erano tutto fuorché persone ordinarie.

Naturalmente, là, negli sparuti edifici che fino a pochi mesi prima erano stati occupati da quarantacinque studenti, si potevano incontrare persone dai nomi comuni come Nick Barker e Eugene Farmer, ma qualcosa in loro non quadrava, a partire dalle comunicazioni dirette alla scuola che passavano tutte per la casella postale 1663 di Santa Fe e dall'enorme dispiegamento di forze aeree e terrestri che, con la discrezione limitata dovuta al numero, controllavano la zona.

E quegli scaltri coltivatori di fagioli non sbagliavano affatto.

Tante grandi menti, un unico scopo

Dietro i nominativi di Nick Barker e Eugene Farmer si celavano rispettivamente Niels Bohr e Enrico Fermi, due tra le menti più eccelse della fisica contemporanea, a cui si erano aggiunti personaggi del calibro di Bruno Benedetto Rossi, Emilio Segrè, Edvard Teller, Eugen Wigner, James Chadwick, John von Neumann, Hans Bethe, Viktor Weisskopf e Arthur Compton, per formare un gruppo scientifico comprendente il maggior numero di Premi Nobel mai raggiunto prima. Lo scopo dichiarato era costruire l'arma definitiva che avrebbe restituito la pace al mondo o, per alcuni, che avrebbe condannato l'umanità all'autodistruzione nel tentativo di realizzarla: la prima bomba atomica.

Il cammino verso questo azzardato progetto (denominato Manhattan) era cominciato a Chicago il 2 dicembre 1942 quando Enrico Fermi aveva correttamente attivato la CP1 (Chicago Pile 1), la prima pila atomica che mostrava per la prima volta al mondo l'esistenza di una nuova e impressionante energia, quella atomica, appunto.

L'idea dell'applicazione bellica della stessa, come si può facilmente dedurre dalle date riportate in precedenza in merito alla nascita del Progetto Manhattan, si può considerare pressoché contemporanea.

In origine, il progetto avrebbe dovuto riunire solo poche menti scelte per affinare l'intuizione di Fermi sulla reazione a catena e la sua applicabilità come arma. Per questa ragione si pensò che gli edifici presenti sulla proprietà della scuola a Los Alamos fossero sufficienti a ospitare la trentina di fisici e teorici che vi avrebbero lavorato. Tuttavia la guerra, su ogni fronte, non procedeva bene.

Il 1942 era stato l'anno dell'apogeo della potenza giapponese, con la conquista di Hong Kong, Singapore, le Filippine, la Malaysia e la minaccia all'Australia e all'Impero britannico in India. I Tedeschi a loro volta erano avanzati in Africa e in Russia dimostrando l'abilità dei loro comandanti, come la Volpe del deserto, Erwin Rommel. Certo, già vi erano state delle avvisaglie di cedimento di queste potenze, come la sconfitta navale giapponese a Midway o il terribile inverno sul fronte russo per la Wehrmacht, ma niente faceva presagire una netta e inequivocabile inversione di tendenza nelle sorti belliche nel dicembre 1942. La creazione di un'arma definitiva e invincibile risultava perciò quanto mai appetibile.

Segreto assoluto

Proprio per tale ragione, non appena l'Esercito ebbe modo di organizzare Los Alamos secondo le proprie esigenze, i 30 uomini iniziali divennero in breve oltre 1500, tra scienziati, tecnici, dipendenti amministrativi e le loro famiglie. Il reclutamento di tanto personale non fu affatto semplice, per via dell'elemento basilare dell'intero progetto: la segretezza.

Gli unici a cui fu rivelata dal principio la finalità ultima del progetto furono gli scienziati che, invogliati dall'attrattiva di una speculazione teorica sulla reazione a catena finalmente messa in pratica attraverso i grandi mezzi di un gigante industriale come gli Stati Uniti, impiegarono poco ad accettare il trasferimento al nuovo incarico. Molto più difficile fu convincere il personale non scientifico. Essi infatti dovettero accettare di trasferirsi in un luogo sconosciuto per un impiego sconosciuto, abbandonando proprietà, impieghi e in molti casi anche affetti.

E l'arrivo a Los Alamos non migliorava affatto l'umore di questi uomini e donne abbastanza temerari da abbandonare ciò che conoscevano per l'ignoto. Infatti, intorno all'originaria scuola era cresciuta una vera e propria cittadina provvisoria in puro stile Far West, con tutti i disagi del caso. Le strade erano perennemente impraticabili a causa del fango, la pulizia personale e del proprio vestiario era costantemente minacciata dalla cronica mancanza d'acqua nella zona, l'istruzione dei propri figli fu per lungo tempo ritardata dall'assenza di scuole adeguate (vera ironia se si pensa alla destinazione iniziale del luogo) e, come se non bastasse quanto elencato, una poco invitante recinzione di filo spinato e molte guardie armate non solo tenevano lontani i curiosi, ma non permettevano ai membri del neonato Los Alamos Scientific Laboratory di allontanarsi a più di cento miglia dal complesso cresciuto nelle sperdute lande del New Messico.

Tanta segretezza unicamente per proteggere un'arma possibile solo in teoria.

La bomba atomica, dalla teoria alla pratica

Difatti, la progettazione della prima bomba atomica fu portata avanti per oltre due anni solo in forma teorica a causa di una mancanza pratica non di poco conto: il progetto mancava della materia prima per la sua costruzione. I due materiali radioattivi presi in considerazione per la costruzione della bomba, l'uranio 235 (U-235) e il plutonio 239 (Pu-239) all'epoca della fondazione del Los Alamos Scientific Laboratory non esistevano in quantità sufficienti per essere impiegati a fini bellici.

Ma, esattamente, quanto materiale fissile era necessario per la costruzione dell'ordigno?

Tale quantità era sconosciuta persino alle grandi menti radunate sulla Mesa. Sapevano che la reazione a catena nucleare sarebbe avvenuta unicamente al raggiungimento di una massa critica e non prima. Ignoravano, però, quale fosse la massa critica. Vi sarebbero arrivati empiricamente. In secondo luogo, non erano a conoscenza di quanto efficiente sarebbe stata l'esplosione, cioè era sconosciuta nella pratica l'effettiva potenza della bomba una volta innescata la reazione a catena.

L'esplosione avvenuta durante il test per il Progetto Trinity - immagine in pubblico dominio, fonte Wikipedia

L'esplosione avvenuta durante il test per il Progetto Trinity.

Si susseguirono, nell'arco di quei due anni, una serie di esperimenti e scoperte che portarono a due possibili soluzioni pratiche per la realizzazione della bomba. La prima prevedeva un ordigno "a cannone" dove una quantità di materiale fissile veniva "sparata" contro un'altra quantità per raggiungere la massa critica e innescare la reazione a catena. Il secondo metodo, detto della "implosione", prevedeva una massa di materiale subcritica circondata da esplosivo convenzionale che una volta fatto esplodere avrebbe compresso il materiale fissile fino a raggiungere la massa critica vera e propria. Il primo sistema, utilizzando metodi già ampiamente studiati e applicati in ambito bellico, era di realizzazione più semplice e quindi preferibile per lo scopo finale, cioè vincere la seconda guerra mondiale nel tempo più breve possibile.

Scelto il metodo di costruzione, si scoprì che poteva essere applicato efficacemente solo alla bomba all'uranio. Come si accertò, il plutonio prodotto a Oak Ridge e Hanford conteneva anche un notevole quantitativo dell'isotopo 240 che aveva un veloce e naturale rilascio di neutroni, tale da poter innescare una reazione a catena anticipata e quindi non controllabile per fini bellici.

Si profilavano quindi due bombe: una a base d'uranio e "a cannone", dalla costruzione veloce e dagli effetti distruttivi teoricamente più limitati, e una a base di plutonio e a "implosione", dalla costruzione più complessa e dagli effetti distruttivi tutti da verificare, sebbene in teoria maggiori, almeno stando agli esperimenti effettuati a Los Alamos.

Gli scienziati di Los Alamos accettano la scommessa più rischiosa della storia dell'Umanità

La produzione di uranio arricchito a scopi bellici raggiunse il chilogrammo a metà del 1944 e i cinquanta chilogrammi a metà del 1945. Nello stesso periodo, il plutonio disponibile negli USA poteva ancora contarsi nell'ordine dei grammi. Questo impedimento rese chiaro per tutti ciò che già agli occhi degli scienziati era evidente: l'ordigno a implosione sarebbe stato difficilmente testato prima del suo effettivo utilizzo, per via della scarsità della materia prima.

Ciò comportava delle gravi controindicazioni sia dal punto di vista bellico sia da quello strettamente scientifico. L'utilizzo di tale ordigno sul suolo giapponese, come già si ipotizzava a quel tempo, e un suo eventuale fallimento avrebbe avuto come conseguenza un ringalluzzimento dei Giapponesi, già disposti alla morte per la salvezza del proprio Imperatore, e un duro colpo al morale dei soldati americani, con un conseguente prolungamento delle ostilità, cioè esattamente l'effetto contrario a quello che si voleva ottenere con l'utilizzo della bomba atomica. Per gli scienziati, l'impiego di un ordigno non testato poteva essere il più grande rischio mai assunto dall'Umanità. Alcuni tra loro teorizzavano la possibilità che la reazione a catena sarebbe stata non controllabile, portando all'incendio dell'atmosfera e alla distruzione del nostro pianeta.

Tali rischi comportarono una decisione altrettanto rischiosa: sacrificare un terzo delle scorte statunitensi di materiale fissile per effettuare un test di esplosione nucleare controllata in territorio americano. Tale soluzione eliminava completamente i rischi per il morale della truppa di cui si preoccupavano i comandi militare lasciando inalterati i pericoli scientifici. In tempo di guerra i militari comandano e gli scienziati sono gli stessi del tempo di pace: curiosi fino all'eccesso su come la natura funziona. La decisione fu presa e i preparativi per il Project Trinity, il primo test reale di bomba atomica a implosione, iniziati.

I test

Di fronte a tali rischi, non deve stupire che la prima preoccupazione del personale coinvolto nel test fu di realizzarlo in condizioni ideali per limitare qualsiasi effetto distruttivo imprevisto si fosse verificato. Venne progettato e costruito un gigantesco involucro d'acciaio chiamato Jumbo, più per tranquillizzare i militari tradizionalisti che per altro, dal momento che Oppenheimer, direttore del Progetto, riteneva che vi fossero possibilità davvero minime che l'esplosione non lo spazzasse via.

A ogni modo, Jumbo fu montato su una torre alta 300 metri montata nella desolata località di Jornada del Muerto (Viaggio del Morto) nei pressi di Alamogordo. La zona deve il proprio nome al paesaggio particolarmente desertico che ne rendeva l'attraversamento durante gli anni ruggenti del Far West alquanto difficile e l'impresa ai limiti della sopravvivenza.

Un primo test di collaudo della struttura fu effettuato il 7 maggio 1945 con cento tonnellate di esplosivo convenzionale TNT, più una piccola quantità di materiale fissile per simulare la ricaduta radioattiva dell'arma nucleare vera e propria. L'esplosione fu di straordinaria potenza stando ai resoconti dei testimoni, ma sarebbe stato nulla in confronto alla successiva esplosione atomica che vi sarebbe avvenuta pochi mesi dopo.

Il materiale fissile finale proveniente da Hanford fu trasportato dal Generale Thomas Farrell il 15 luglio 1945, una domenica, in vista del test che sarebbe avvenuto l'indomani mattina. Le condizioni ambientali non erano ottimali, con pioggia fitta e discreto vento che soffiava in direzione della grande città di Amarillo. Si decise comunque di procedere.

Il personale scientifico era letteralmente rintanato in postazioni di controllo rinforzate a 10,000 yard dal centro dell'area di tiro. Non si sapeva se tale distanza sarebbe sufficiente a salvarli dagli effetti della bomba, ma nessuno si tirò indietro. O, meglio, chi aveva delle remore di coscienza sull'impiego della bomba atomica aveva già fatto i propri passi. Nel 1939, Albert Einstein aveva firmato una lettera sui pericoli di un'ipotetica arma nucleare, redatta in gran parte dallo scienziato Leo Szilard e destinata a presidente statunitense Franklin Delano Roosevelt. Nel medesimo giorno in cui Farrell arrivò a Jornada del Muerto, lo stesso Szilard raccolse a Chicago la firma di altri sessanta scienziati contro l'impiego in guerra della bomba atomica. Purtroppo, le iniziative non produssero gli effetti sperati.

Più brillante del sole

Ricostruzione dell'ordigno atomico denominato Fat Man - immagine in pubblico dominio, fonte Wikipedia

Ricostruzione dell'ordigno atomico denominato Fat Man.

La fastidiosa pioggia che aveva tormentato il giorno precedente cessò alle ore 4:00, orario inizialmente previsto per il test. Ci vollero altri quarantacinque minuti prima che le previsioni del tempo indicassero che anche il vento fosse favorevole, nel limite del possibile, all'effettuazione della grande prova. L'OK definitivo fu dato. L'esplosione sarebbe avvenuta alle 5:30 del mattino di lunedì 16 luglio 1945.

Dalle parole del Generale Farrell possiamo capire che i partecipanti all'esperimento comprendevano di essere prossimi a una svolta epocale nella storia umana: "La scena all'interno del rifugio era drammatica al di là di qualsiasi parola... Si può sicuramente dire che quasi tutti i presenti stessero pregando. Oppenheimer divenne più teso man mano che i secondi passavano. A malapena respirava." (vedi Los Alamos Scientific Laboratory, Los Alamos, Beginning of An Era, 1943-1945, p. 51)

Alle 5:30 precise, il fisico Samuel King Allison diede l'ordine: "Ora!"

Ciò che seguì quel comando andò al di là delle aspettative di molti. Soprattutto il bagliore rimase nella memoria delle persone all'interno delle postazioni di controllo e dei molti familiari, amici e semplici abitanti dell'area che, subodorando qualcosa di importante, si erano avventurati sulle alture circostanti e anche oltre, fino a trecento chilometri di distanza. In una testimonianza esso è descritto come "molte, molte volte più luminoso della luce del sole del Nuovo Messico a mezzogiorno del più luminoso giorno d'estate". (vedi Raymond Cartier, La Seconda Guerra Mondiale, vol. II, p. 653)

La bomba aveva funzionato e l'atmosfera terrestre era ancora al suo posto, anche se sferzata da un'immensa palla di fuoco multicolore e da un rombo che pareva nascere dalle viscere della terra. L'esplosione aveva volatilizzato la torre al centro del poligono e abbassato il terreno di sei piedi, vetrificandolo. E, quasi come conseguenza trascurabile, il genere umano esisteva ancora.

Gli effetti devastanti dell'esplosione erano stati perfettamente registrati dalla strumentazione e dal punto di vista puramente scientifico e militare, il test era stato un pieno successo. Little Boy (la bomba all'uranio) e Fat Man (la bomba al plutonio) sarebbero state utilizzate entro poche settimane sull'ignara popolazione delle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki, con centinaia di migliaia di morti dirette e indirette e la fine definitiva del secondo conflitto mondiale. Einstein, Szilard e gli altri scienziati preoccupati delle conseguenze dell'uso di una tale forza distruttiva avevano avuto ragione nel ritenere che il mondo non sarebbe più stato lo stesso dopo quella scoperta.

Un'arma di distruzione planetaria era a disposizione degli USA e un'ipotetica tirannia di questa democrazia occidentale sulle altre nazioni sarebbe stata evitata nei decenni successivi solo attraverso mali necessari quali l'arsenale atomico dell'Unione Sovietica e la Guerra Fredda. A ogni modo, si sarebbe trattato più che altro di politica ai massimi livelli. Nulla che potesse veramente interessare gli scienziati o i coltivatori di fagioli di Los Alamos.

Fonti e letture consigliate:

Raymond Cartier, La Seconda Guerra Mondiale, Arnoldo Mondadori Editore

Giorgio Rivieccio, Quell'italiano ha scoperto qualcosa di terribile, in Historia, anno XXXIX numero 8, Industrie Grafiche Cino del Duca

Los Alamos Scientific Laboratory, Los Alamos, Beginning of An Era, 1943-1945, Library Without Walls Project, Los Alamos National Laboratory Research Library

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