Atomenergi – da menneskeheden blev i stand til at udslette sig selv
Bomberne over Hiroshima og Nagasaki i august 1945 indvarslede atomalderen og herefter fulgte et atomart rustningskapløb og en konkurrence om udvikling af fredelige atomreaktorer.

Efter 2. Verdenskrig forsøgte FN at finde en løsning på atomproblemet. Desværre viste det sig hurtigt, at USA’s og Sovjetunionens forslag til international kontrol med atomenergien var uforenelige. (Foto: Shutterstock)

Klokken 2:45 om morgenen den 6. august 1945 lettede B-29 bombeflyet Enola Gay fra en amerikansk base på øen Tinian cirka 2.000 km sydøst for Japan. Ombord var en besætning på 11 mand. Flyet medførte en helt ny slags bombe – en uranbombe – som var blevet døbt 'Little Boy'.

Flyet satte kursen mod Japans hovedø, Honshu.

Omkring kl. 8 nærmede flyet sig den japanske kyst. Det havde i mellemtiden fået følgeskab af to andre fly, hvoraf det ene skulle fotografere den forestående begivenhed, mens det andet var pakket med måleinstrumenter.

Få minutter senere fløj de ind over Hiroshima, en japansk by med cirka 350.000 indbyggere. Bomben blev frigjort kl. 8:14, og knapt et minut senere eksploderede Little Boy i en højde af cirka 500 meter.

Eksplosionen dræbte øjeblikkeligt 70.000-80.000 mennesker og sårede et tilsvarende antal. I løbet af de næste uger døde mange flere af radioaktiv bestråling eller kvæstelser. Bombens sprængvirkning blev vurderet at svare til cirka 12.000 tons konventionelt sprængstof (TNT).

Kun tre dage senere, den 9. august 1945, opførtes et tilsvarende makabert skuespil over byen Nagasaki. Denne gang blev der brugt en anden slags atombombe, en plutoniumbombe med øgenavnet Fat Man, der havde en sprængkraft på cirka 20.000 tons TNT.

Seks dage senere overgav Japan sig betingelsesløst.

Manhattanprojektet viser sine resultater

Atombomberne var det synlige resultat af det enorme hemmelige projekt, som blev kaldt Manhattanprojektet.

Det blev startet i foråret 1942 på baggrund af en sensationel videnskabelig opdagelse, der i efteråret 1938 blev gjort på Kaiser Wilhelminstituttet i Berlin, nemlig at en urankerne kan spaltes i to næsten lige tunge dele, hvis den træffes af en neutron.

Ved processen, en fission, produceres der også frie neutroner, som i princippet kan spalte andre urankerner.

Det stod derfor hurtigt klart, at man muligvis kunne skabe en kædereaktion i en klump uran med frigivelse af en kolossal energimængde til følge. Altså en atombombe med uhyre destruktiv kraft.

En gruppe fysikere, der befandt sig i Storbritannien, udførte i 1940-1941 beregninger, der tydede på, at den såkaldte kritiske masse, dvs. den mindste masse af spalteligt uran, der skal til for at få en kædereaktion til at forløbe eksplosivt, kun er omkring 10 kg.

Det var langt mindre, end de fleste havde forventet.

Hiroshima, som byen så ud få dage efter, at atombomben var eksploderet over den om morgenen den 6. august 1945. (Foto: United States International Archives)

Store udgifter til projektet

Manhattanprojektet byggede på sagkyndiges vurdering af, at det i løbet af 2-3 år kunne lade sig gøre at fremstille tilstrækkelige mængder af spalteligt uran, hvis bare der blev stillet tilstrækkelige midler til rådighed for projektet, som blev ledet af general Leslie Groves (1896-1970) og fysikeren Robert Oppenheimer (1904-1967). Og det blev der.

I løbet af de tre år der gik fra projektstart, til bomberne blev kastet over Hiroshima og Nagasaki, arbejdede over 200.000 mand på projektet. De samlede udgifter beløb sig til cirka to milliarder US dollars.

Fire forskellige steder i USA anlagde man hemmelige anlæg, som hver for sig var en vigtig del af Manhattanprojektet.

Et af dem lå i Chicago, og det rummede verdens første atomreaktor. Under ledelse af den italienske fysiker Enrico Fermi (1901-1954) lykkedes det den 2. december 1942 at realisere en kontrolleret kædereaktion i naturligt uran, som består af 0,7 procent U-235 og 99,3 procent U-238.

Et andet anlæg – beregnet til at separere den sjældne, men spaltelige uranisotop U-235 fra den almindelige U-238 – blev opført ved Oak Ridge i Tennessee.

Først i foråret 1945 kunne man herfra levere U-235 i kilogramklassen. Et tredje anlæg, centreret om tre store plutoniumproducerende atomreaktorer, lå ved Hanford i staten Washington.

En deling fra den 11. amerikanske luftbårne division iagttager paddehatteskyen, der rejser sig efter en atomprøvesprængning i Nevadas ørken – kun få kilometer fra de ubeskyttede soldater. (Foto: Library of Congress Prints and Photographs Division Washington)

Skjult væk i New Mexicos ørken

Projektets tråde blev samlet i Los Alamos – et hemmeligt laboratorium i New Mexicos ørken.

Her havde Oppenheimer samlet en perlerække af verdens bedste hjerner inden for fysik, kemi og ingeniørvidenskab med et eneste formål: At finde ud af hvordan man konstruerer en atombombe.

I begyndelsen af juli 1945 havde forskerne i Los Alamos løst alle problemerne, ja, de havde faktisk bygget både en uranbombe og en plutoniumbombe.

De var sikre på, at uranbomben ville fungere, og den blev derfor ikke testet, før den blev kastet over Hiroshima.

Plutoniumbomben var mere kompliceret, og det blev derfor besluttet at prøvesprænge en bombe i ørkenen. Sprængningens effekt oversteg fysikernes beregninger, og tre uger senere blev en tilsvarende bombe kastet over Nagasaki.

International kontrol af atomenergien ikke en mulighed

Kort efter 2. Verdenskrig blev de Forenede Nationer (FN) stiftet, og en af organisationens første store opgaver var at finde en løsning på atomproblemet.

Desværre viste det sig hurtigt, at USA’s og Sovjetunionens forslag til international kontrol med atomenergien var uforenelige.

Manhattanprojektets leder, Leslie Groves, anslog i 1945, at der ville gå mindst 15-20 år, inden russerne ville være i stand til at fremstille en atombombe.

Selvom fremtrædende atomfysikere advarede om, at det var ønsketænkning, førte USA indtil 1953 en politik, der gik ud på at bevare 'atomhemmeligheden' længst muligt.

I praksis betød det, at den amerikanske atomenergikommission (AEC) var yderst restriktiv med at stille oplysninger til rådighed for andre lande, selv til USA’s nærmeste allierede, Storbritannien, der i frustration begyndte sit eget civile og militære atomprogram.

Atomenergi var yderst fascinerende i 1950’erne. Legetøjssættet her tilamerikanske drenge indeholdt fire forskellige strålingskilder, så de heldige børn kunne udføre mere end 150 spændende eksperimenter med radioaktivitet. (Foto: Websm)

Atomkapløbet begyndte tidligt

USA’s forsøg på at undgå spredning af atomvåben viste sig at slå fejl. Sovjetunionen foretog allerede i 1949 en atomprøvesprængning, tæt fulgt af Storbritannien i 1952.

Rustningskapløbet tog en ekstra omdrejning, da både USA og Sovjetunionen omkring 1950 besluttede at udvikle en ny superbombe, brintbomben, med en sprængkraft der svarede til knap 1.000 Hiroshimabomber.

Og lande som Canada, Frankrig, Holland, Norge og Sverige var på egen hånd gået i gang med atomprojekter, der i begyndelsen af 1950’erne resulterede i en række nationale atomreaktorer. Ganske vist var de små, men de var på vej mod reaktorer, der kunne bruges til enten elektricitetsproduktion eller plutoniumproduktion.

Fremtiden så alt andet end lys ud.

I den efterhånden uholdbare situation besluttede den amerikanske regering sig for en drastisk kursændring. Den 8. december 1953 holdt præsident Eisenhower (1890-1969) sin berømte 'Atoms for Peace'-tale i FN’s generalforsamling, hvori han opfordrede til åbenhed om den fredelige udnyttelse af atomenergien.

Tiden var nu kommet »til at menneskeheden bevæger sig fra rædslernes mørke korridor ud i lyset«. På kort tid skabte det amerikanske initiativ en utrolig positiv holdning til fredelig atomenergi i pressen såvel som i den brede befolkning.

Atomenergi reddede verden fra global energimangel

Atomkraftværker blev fremstillet som den eneste mulige redning fra global energimangel i takt med, at de kendte oliereserver blev udtømt. Al kritisk sans blev for en stund lagt på hylden.

Det var, som om alle dystre tanker forårsaget af det militære atomkapløb mellem øst og vest forsvandt som dug for solen til fordel for begejstringsrusen.

De første atomkraftværker, der leverede strøm til det elektriske forsyningsnet, blev indviet i 1950’erne. Det drejede sig om Obninsk i Sovjetunionen (1954), Calder Hall i Storbritannien (1956) og Shippingport i USA (1957).

Mange lande forsøgte i 1960’erne at udvikle egne reaktorer i håbet om at finde frem til en konstruktion, der kunne sikre dem en god bid af det forventede enorme verdensmarked for civil atomenergi. Men anstrengelserne var i de fleste tilfælde forgæves.

I anden halvdel af 1960’erne stod det klart, at de suveræne vindere i den vestlige verden var de to store amerikanske koncerner General Electric og Westinghouse, der markedsførte letvandsreaktorer.

I perioden 1964-1974 blev der i den vestlige verden uden for USA bestilt reaktorer med en samlet kapacitet på 50.000 megawatt elektrisk effekt (MWe), hvoraf General Electric eller Westinghouse skulle levere 80 procent.

Mens Shippingport-reaktoren kun havde været i stand til at levere 60 MWe til elforsyningen, havde de nye reaktorer en størrelse på 600-1.000 MWe. En enestående – og særdeles dristig – opskalering af en potentielt farlig teknologi.

Atomenergien blev mødt af en flod af protester

Men atomenergien var ved at løbe ind i alvorlige problemer. I 1970’erne løb spredte indsigelser mod placeringen af atomkraftværker under indtryk af ungdomsoprøret og grænser for vækstdebatten sammen til en flod af protester mod atomenergi i hele den vestlige verden.

Et efter et blev atomkraftens problemer taget op til kritisk diskussion, men diskussionen havde især fokus på tre farer, der var knyttet til hver sin del af det atomare brændselskredsløb.

Der var for det første faren for, at der kunne ske en stor reaktorulykke, hvorved en større eller mindre del af rektorkernens stærkt radioaktive indhold blev spredt ud over et stort område.

For det andet var der spørgsmålet om det radioaktive affald.

Når de radioaktive brændselselementer har siddet i reaktoren i et par år, skal de skiftes. De brugte elementer er stærkt radioaktive, og en del af denne radioaktivitet består af langlivede isotoper (for eksempel strontium-90 og cæsium-137 med halveringstider på cirka 30 år), der må holdes isoleret fra biosfæren i mange hundrede år.

Massiv udnyttelse af atomenergi øger risiko for atomvåben

ForskerZonen

Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde.

Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.

Men hvordan gør man det?

Og endelig for det tredje var der spørgsmålet om, hvorvidt den fredelige atomenergi nu også er så fredelig endda. Altså om en massiv udnyttelse af atomenergi til civile formål samtidig øger risikoen for spredning af atomvåben til lande, der ikke allerede besidder atomvåben – eller måske endog til terrorbevægelser.

Debatten var så heftig, og befolkningen i mange vestlige lande så delt på spørgsmålet, at reaktorindustriens enorme vækst i 1960’erne og første halvdel af 1970’erne blev bremset hårdt op.

Ulykken på Three Mile Island-kraftværket i USA (1979) og de katastrofale atomulykker i Tjernobyl i Sovjetunionen (1986) og på Fukushimaværket i Japan (2011) har kun forstærket usikkerheden om atomenergiens fremtid.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.