ניסוי טריניטי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

ניסוי טריניטיאנגלית: Trinity test) היה הניסוי הגרעיני הראשון, במהלכו הופעלה לראשונה פצצה גרעינית. הניסוי נערך על ידי הצבא האמריקני ב-16 ביולי 1945 בניו מקסיקו שבארצות הברית, במטרה לבחון את יעילותה של הפצצה החדשה בטרם ייעשה בה שימוש צבאי במלחמת העולם השנייה. עוצמת הפיצוץ בניסוי הייתה שקולה לכ-20 קילוטון TNT.

ניסוי טריניטי היה שיאה של תוכנית מנהטן, התוכנית האמריקנית הסודית לפיתוח נשק גרעיני, אשר במהלכה פותחו שני סוגי פצצות גרעיניות, פצצת אורניום המבוססת על "מנגנון ירי", ופצצת פלוטוניום המבוססת על "מנגנון קריסה". אי-הוודאות לגבי יעילות מנגנון הקריסה, המורכב והעדין מביניהם, ומחסור באורניום, הביאו להחלטה לבחון דווקא מנגנון זה בניסוי. הפצצה בניסוי טריניטי, אשר כונתה "גאדג'ט" (Gadget), הייתה אם כן מהסוג השני: מבוססת פלוטוניום ובעלת מנגנון קריסה.

הצלחת הניסוי סללה את הדרך להטלת שתי הפצצות הגרעיניות על יפן שבועות ספורים לאחר מכן. השנייה שבהן – "איש שמן" שהוטלה על נגסאקי – הייתה העתק מדויק של "גאדג'ט". הטלת הפצצות הובילה לסיום מלחמת העולם השנייה, וסימנה את תחילת עידן הגרעין.

שלב מוקדם בהיווצרות "כדור האש" בניסוי טריניטי. צולם על ידי ברלין בריקסנר, צלם הניסוי הראשי.

רקע[עריכת קוד מקור | עריכה]

פרויקט מנהטן[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – פרויקט מנהטן

ראשית פיתוחו של הנשק הגרעיני באה על רקע ההתפתחויות הפוליטיות והמדעיות בשלהי שנות ה-30 של המאה ה-20. גילוי אפשרות ביקוע האטום, על האנרגיה העצומה הגלומה בו, במקביל לעלייתם של משטרים פאשיסטיים באירופה, ובמיוחד עליית הנאצים לשלטון בגרמניה ופרוץ מלחמת העולם השנייה, הביאו לחשש כבד מיכולתם של הגרמנים ליישם את הידע לכדי פיתוח נשק גרעיני, בהערכה כי לא יהססו להשתמש בו.

המחקר הבריטי-אמריקני בתחום הפיזיקה הגרעינית הואץ והוגבר עוד בשנת 1939, בעקבות מכתב ששלח אלברט איינשטיין לנשיא רוזוולט, ובו התריע על התקדמות המחקר בתחום זה בגרמניה הנאצית ‏[1], אולם רק ב-1942 נפלה ההחלטה בבית הלבן להוציא לפועל את רעיון פיתוחו של נשק רב עוצמה המבוסס על אנרגיית ביקוע גרעיני – הפצצה הגרעינית. פרויקט פיתוח הפצצה, אשר כונה תוכנית מנהטן, הועבר לטיפול חיל ההנדסה של הצבא האמריקני, אשר מינה את הגנרל לסלי גרובס לתפקיד מנהל התוכנית ואת רוברט אופנהיימר לתפקיד המנהל המדעי. התוכנית התמקדה הן בפיתוח מבנה הפצצה והן בהפקת חומר בקיעאורניום מועשר ופלוטוניום – ליצירת תגובת שרשרת גרעינית האמורה להתחולל בתוכה. בסיס התוכנית מוקם במעבדות לוס אלמוס, ניו מקסיקו, בשל ריחוקן ממקום יישוב, תהליך העשרת האורניום התבצע באוק רידג', טנסי, וייצור הפלוטוניום בהנפורד שבמדינת וושינגטון.

פיתוח הפצצה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מנגנון הירייה (למעלה) לעומת מנגנון הקריסה
אנימציה של מנגנון הקריסה

התכנון המוקדם של מבנה הפצצה התבסס על שימוש בכמויות קטנות של אורניום מועשר ופלוטוניום אשר יוצרו במפעלים מיוחדים ובציקלוטרונים מעבדתיים (סוג של מאיצי חלקיקים), ועל מנגנון ירי פשוט, שבו פיצוץ חומר נפץ רגיל יהדוף מסה תת-קריטית של חומר בקיע אל מסה תת-קריטית שנייה, והתלכדותן תביא למסה הקריטית הנדרשת ליצירת תגובת השרשרת.

במהרה התברר כי הפקת אורניום מועשר היא משימה מורכבת וקשה לביצוע באמצעים הטכנולוגיים של אותה תקופה, בעוד הפקת פלוטוניום היא קלה יחסית, שכן הפלוטוניום הופק כתוצר לוואי מפעילות הכור הגרעיני הראשון שפותח על ידי אנריקו פרמי וכבר היה פעיל באותה שנה (1942). אליה וקוץ בה – ב-1944 התברר כי הפלוטוניום המתקבל מהכור הגרעיני פחות טהור מהפלוטוניום שהופק על ידי הציקלוטרונים, ולכן בעל רמת ביקוע ספונטני גבוהה מהצפוי. מנגנון הירי המתוכנן היה בלתי ישים על חומר בעל רמת ביקוע ספונטני גבוהה, שכן היה מביא לפיצוץ בטרם עת ובעוצמה פחותה מאוד מהרצוי.

מגבלה זו הובילה לעיצוב מחדש של פצצת הפלוטוניום. במקום מנגנון הירי פותח מנגנון הקריסה, שבו חומר נפץ רגיל עוטף ליבת פלוטוניום. פיצוצו של חומר הנפץ מביא לדחיסת הפלוטוניום בעוצמה כלפי פנים, ובכך מעלה את צפיפות מסת הפלוטוניום לכדי מסה קריטית. המנגנון החדש חייב תהליך דחיסה סימטרי, שכן דחיסה א-סימטרית הייתה מביאה לפליטת מסת הפלוטוניום אל מחוץ לגוף הפצצה, ולשיבוש תהליך הביקוע הגרעיני, כלומר לפיצוץ של פצצה מלוכלכת (פצצה קונבנציונאלית המזוהמת בפסולת גרעינית ובחומרים רדיואקטיביים) בלתי יעיל. לצורך השגת גל הדף בסימטריה הרצויה, הותקן חומר הנפץ שהקיף את מסת הפלוטוניום כמערך "עדשות נפץ" ‏[2], באופן המאפשר וויסות וכוונון מרבי של עוצמת ההדף.

מנגנון הקריסה היה אמנם יעיל ובטיחותי ממנגנון הירי שהיה בעל פוטנציאל גבוה לתאונות, אך בשל מורכבותו והדיוק הרב שהצריך, החליטו אופנהיימר וגרובס, כי הוא מחייב ניסוי בטרם ייעשה בפצצה שימוש צבאי בתנאי קרב.

בניסוי המיועד, ניסוי טריניטי, הוחלט אם כך להפעיל פצצה המכילה פלוטוניום והמבוססת על מנגנון קריסה. במקביל נבנתה גם פצצה המכילה אורניום מועשר המבוססת על מנגנון ירי ("ילד קטן"), אולם בשל המבנה הפשוט יחסית של מנגנון זה ובשל המלאי המצומצם של אורניום מועשר, אשר הספיק לפצצה אחת בלבד, לא התקיימה בחינה מקדימה של שיטה מקבילה זו.

תכנון הניסוי[עריכת קוד מקור | עריכה]

ניהול ניסוי טריניטי הופקד בידי קנת ביינברידג', פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת הרווארד, אשר פעל בהנחייתו של הפיזיקאי ג'ורג' קיסטיאקובסקי, מומחה לחומרי נפץ.

בחירת האתר[עריכת קוד מקור | עריכה]

הידיעה כי הניסוי בא לבחון נשק שמידת עוצמתו משוערת בלבד ומיוחס משקל כה רב להצלחתו, העמידה קריטריונים מורכבים לבחירת אתר ראוי לקיומו. מטעמי בטיחות ברורים, היה על האתר להיות מרוחק מאות קילומטרים ממקום יישוב וריק לחלוטין מאוכלוסייה. היה עליו להיות מבודד לצורך הבטחת סודיות הניסוי, אך עם זאת קרוב דיו למעבדות לוס אלאמוס על-מנת להקל על הליכי שינוע הציוד הכבד והמורכב שנדרש לביצוע הניסוי ומדידת הנתונים. כדי לאמוד נכונה את עוצמת הפיצוץ ותוצאותיו, פני השטח צריכים היו להיות מישוריים ושטוחים כך שדבר לא יעמוד בפני גל ההדף, על מזג האוויר היה להיות יציב, ללא רוחות עזות ועם תנאי ראות טובים.

על פי מדדים אלו, התלבט ביינברידג' בין שמונה אתרים אפשריים ובחר לבסוף באזור שומם בחלקו הדרומי של מדבר ניו מקסיקו, כ-340 קילומטרים דרומית ללוס אלאמוס. שם המקום היה "חורנאדה דל מוארטו" (Jornada del Muerto, בספרדית: "מסעו של המת").

חומרי הנפץ מועלים לראש המגדל לסיום הרכבת הפצצה
הפצצה שלמה ומוכנה להפעלה

אמצעי בטיחות[עריכת קוד מקור | עריכה]

חוסר הוודאות באשר לעוצמת הפצצה, חייב נקיטת אמצעי זהירות מוגברים: תוכנן להרחיק את הצוות כ-10 קילומטרים לכל הפחות מנקודת הפיצוץ, וגרובס ואופנהיימר יועדו לשהות בבונקרים נפרדים שמא ייפגע אחד מהם במהלך הניסוי. דאגה מיוחדת נסבה סביב סכנת הנשורת רדיואקטיבית. אמנם נזקי קרינה מיידיים לא היוו מקור לדאגה, שכן האתר היה מרוחק ומבודד דיו, אולם ענן רדיואקטיבי שיתפתח כתוצאה מהפיצוץ עלול היה לחשוף ריכוזי אוכלוסייה מרוחקים לקרינה מסוכנת. למקרה חירום שכזה הוכנה מראש תוכנית מיוחדת לפינוי מהיר של אוכלוסייה אזרחית‏[3].

חשש נוסף, כלכלי בעיקרו, נסב סביב כשל אפשרי במנגנון הפצצה. פיצוץ חומר הנפץ הרגיל במנגנון היה מוכר וודאי, אך תהליך קריסת הפלוטוניום שהיה אמור להתרחש בעטיו היה באותו זמן בגדר תאוריה בלבד. במקרה של כשל בתהליך תגובת השרשרת, לא היה מתרחש פיצוץ גרעיני והפלוטוניום היקר היה מתפזר לשווא ברחבי האתר. כפתרון אפשרי נבנה מכל פלדה ענק אשר בו תכננו למקם את הפצצה, בידיעה כי יהיה מסוגל לספוג את פיצוץ חומר הנפץ אם תגובת השרשרת לא תתרחש. המכל, אשר כונה ג'מבו, יוצר והובל לאתר הניסוי בעלות גבוהה מאוד, אך לנוכח ביטחונם הגובר של המדענים בהצלחת המנגנון, בשילוב חשש כי שימוש בו יוסיף טונות של פלדה רדיואקטיבית כתוצר לוואי של פיצוץ מוצלח, הוחלט לא להשתמש בו. במקום ייעודו המקורי, מוקם ג'מבו על מגדל מתכת במרחק 266 מטרים (800 רגל)‏[4] מהפצצה כדי לשמש מדד גס לעוצמתה. המגדל הושמד בפיצוץ, אך המכל שרד ונמצא באתר עד היום.

תחזיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

התחזיות הרשמיות בנוגע לתוצאות הניסוי נעו מכישלון מוחלט עד להערכה (כמעט מדויקת בדיעבד) כי עוצמת הפיצוץ תהיה שקולה לכ-18 קילוטון TNT. עם זאת, אי הוודאות באשר לעוצמת ההרס הטמונה בפצצה החדשה, הניבה גם השערות אפוקליפטיות מרחיקות לכת. ויליאם לורנס, העיתונאי שליווה באופן רשמי את תוכנית מנהטן, הכין מבעוד מועד סדרת הודעות לעיתונות לכיסוי כל תרחיש אפשרי, החל מדיווח על הצלחת הניסוי (אשר פורסם לבסוף), עד לדיווח המסביר מדוע אבדו כל מדעני הניסוי בתאונה אחת.

הכשרת השטח[עריכת קוד מקור | עריכה]

הכנת האתר לניסוי החלה באוקטובר 1944 עם בניית הבסיס הצבאי, חפירת בונקרים ממוגנים לתצפית, התקנת ציוד המדידה ומצלמות התיעוד והקמת מגדל בגובה 20 מטרים המיועד להנחת הפצצה. גובהו נועד לדמות טוב יותר את עוצמתה, שכן הייתה מיועדת להתפוצץ באוויר. במרץ 1945 נקבע חודש יולי כתאריך היעד לביצוע הניסוי. ב-7 במאי בוצע באתר הניסוי פיצוץ מקדים של 108 טונות TNT לצורך כיול ציוד המדידה והאבטחה. למרות כניעתה של גרמניה בחודש מאי, המשיכו ההכנות לניסוי כמתוכנן: הפלוטוניום הובא לאתר ב-11 ביולי, רכיבי הפצצה הנוספים הגיעו ב-12 ביולי והרכבתה הושלמה ביום למחרת. בשלב זה כבר זכתה הפצצה לכינוי "גאדג'ט" (Gadget). ב-14 ביולי מוקמה הפצצה על מגדל הפלדה, מוכנה להפעלה. מועד הפיצוץ תוכנן ל-16 ביולי ב-4:00 לפנות בוקר, אולם מזג אוויר סוער אילץ את הצוות להמתין. ב-4:45 התייצבו תנאי מזג האוויר וב-5:10 החלה הספירה לאחור בת 20 דקות.

הפיצוץ[עריכת קוד מקור | עריכה]

אחד מצילומי הצבע הבודדים המתעדים את הפיצוץ בניסוי טריניטי

ב-16 ביולי 1945, בשעה 5:29:45 בדיוק, לעיני אנשי הצוות המדעי והצבאי אשר פוזרו במספר בונקרים מרוחקים, התפוצצה "גאדג'ט" במדבר ניו מקסיקו בעוצמה השקולה לכ-20 קילוטון TNT. ברגע הפיצוץ הוארו ההרים סביב האתר באור בהיר כרשף מגנזיום, 40 שניות אחר כך הגיע רעם הפיצוץ לאוזני הצופים, וגל הדף עצום וחם חרך את אדמת המדבר והורגש גם במרחק של 160 קילומטרים. כדור אש צהוב-כתום התפשט במהירות וממנו היתמר עמוד עשן לגובה 12 קילומטרים אשר הלך והתעוות עד שקיבל את צורת הפטרייה המפורסמת, אשר הוטבעה מאז בתודעה האנושית כסמל ההרס והחורבן של הנשק הגרעיני.

כתבים דיווחו על אזרחים במרחק 240 קילומטרים ממוקד הניסוי אשר חזו בהבזק אור שהאיר את השמים כשמש בצהרי היום, מלווה בפיצוץ אדיר וענן שחור. עוד דווח כי רעם הפיצוץ נשמע והרעיד חלונות במרחק 320 קילומטרים ממוקד הניסוי. המגדל שעליו הוצבה הפצצה התאייד כלא היה ומכתש בעומק של 3 מטרים וברדיוס של 330 מטרים נפער תחתיו בחול המדבר אשר הותך והפך לזכוכית רדיואקטיבית ירקרקה, שזכתה מאוחר יותר לשם טריניטייט.

בדיווח הרשמי של גרובס ‏[5], צוטט גנרל פארל, אחד מאנשי צוות הניסוי: "אין מילים לתאר את המראה. האזור כולו הואר בזוהר עצום פי כמה מאור השמש בצהרי היום בצבעי זהב, סגול, אפור ורוד וכחול. כל גבעה והר הוארו בבהירות, עוצמה ויופי בל יתואר..."‏[6].

התגובות הראשונות של אנשי צוות הניסוי היו של הפתעה, שמחה והקלה, אך עד מהרה פינתה האופוריה את מקומה לפיכחון קר. מפורסמת במיוחד אמירתו של אופנהיימר כי משהבין את עוצמת ההרס הטמונה בפצצה, עלתה במוחו שורה מתוך בהגאוואד גיטה (כתב הינדי קדוש) האומרת: "Now I am become death, the destroyer of worlds" (בתרגום חופשי: הנה הפכתי למוות, הייתי למחריב העולמות). ביינברידג' בחר במילים פחות פואטיות ואמר: "Now we are all sons of bitches"‏[7].

מיד לאחר הפיצוץ יצאה הודעה לעיתונות מבסיס חיל האוויר אלאמוגורדו הסמוך לאתר הניסוי, המדווחת על פיצוץ שאריות תחמושת ללא הרוגים או נפגעים. טיבו האמיתי של הפיצוץ פורסם רק לאחר הטלת שתי הפצצות הגרעיניות על יפן, כשלושה שבועות מאוחר יותר. למחרת הניסוי נפגש הנשיא האמריקני טרומן בוועידת פוטסדם, עם וינסטון צ'רצ'יל ועם יוסיף סטלין ובישר להם כי יש בידי ארצות הברית נשק בעל עוצמה חסרת תקדים.

לאחר הניסוי[עריכת קוד מקור | עריכה]

כשלושה שבועות לאחר הצלחת ניסוי טריניטי השתמשו האמריקנים בנשק החדש נגד היפנים, בתקווה כי הדבר יחיש את קיצה של המלחמה בזירת האוקיינוס השקט. הפצצה הראשונה, שהייתה מוכנה עוד טרם הניסוי, הוטלה על הירושימה ב-6 באוגוסט 1945. פצצה זו, שנקראה "ילד קטן", הייתה מורכבת מאורניום מועשר והופעלה באמצעות מנגנון ירי. הפצצה השנייה, "איש שמן", המבוססת על פלוטוניום ומנגנון דחיסה זהה לזה שבפצצת הניסוי, הוטלה על נגסאקי כעבור שלושה ימים, ב-9 באוגוסט. בשתי ההפצצות נהרגו מיידית כ-120,000 איש ועוד אלפים רבים מתו בשנים שלאחר מכן כתוצאה מפציעתם ומהשפעת הקרינה והנשורת הרדיואקטיבית.

לאחר הפצצת נגסאקי נכנעה ממשלת יפן ללא תנאים, ומלחמת העולם השנייה באה אל סיומה. אף שברור היה כי השימוש בנשק הגרעיני הוא זה שהביא לסיום המלחמה עוד בטרם החלה הפלישה האמריקנית המתוכננת לאיי יפן, שככל הנראה הייתה גובה מהם מחיר כבד בחיי אדם, התעוררו בשנים שלאחר מכן ויכוחים וחילוקי דעות באשר לנחיצות השימוש בנשק גרעיני כנגד יפן, מטעמים מוסריים וצבאיים. עוצמת ההרס האיומה של הנשק הגרעיני ואפשרויות יישומו, רדפו רבים מאנשי תוכנית מנהטן עד יומם האחרון. מאז ועד היום לא נעשה שימוש נוסף בפצצה גרעינית כנשק מלחמתי.

המידע על הניסוי פורסם זמן קצר לאחר הפצצת הירושימה. דו"ח סמית, המסמך המסקר את תוכנית מנהטן, פורסם ב-12 באוגוסט 1945 וסיפק אינפורמציה חלקית על הניסוי, אף שלא הזכיר כלל את מנגנון הקריסה של הפצצה. תמונות הפיצוץ זכו לפרסום והפכו לסמל לתחילת "עידן הגרעין".

האתר כיום[עריכת קוד מקור | עריכה]

האובליסק הניצב היום במוקד הפיצוץ

המכתש שנוצר בעקבות הפיצוץ כוסה מיד עם תום הניסוי, ורק בשנת 1952 נחפר שוב לצורך סילוק שאריות זכוכית הטריניטייט הרדיואקטיבית. השטח הוכרז כאתר מורשת לאומית בשנת 1965, אובליסק בגובה 3.65 מטרים ניצב במוקד הפיצוץ והמכל "ג'מבו" עדיין ממוקם לידו. יותר מ-60 שנה חלפו מאז הניסוי, אך עדיין עצמת הקרינה באתר חזקה פי 10 מהרגיל.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ערך מומלץ
Article MediumPurple.svg

קואורדינטות: 33°40′38″N 106°28′31″W / 33.6773°N 106.4754°W / 33.6773; -106.4754