Kamera Flaşınızın Atom Bombasıyla Ne alakası Var?

Kamera flaşı tasarımı ve yapımı özellikle zorlu bir cihazdır ve Edgerton’un dahil olduğu türden kişiler için bu durum iki kat daha fazladır. Ksenon flaş tüpünde olduğu gibi iletkenler arasında nispeten uzun bir boşluk bulunan keskin bir ışık patlaması yaratmak için, çok büyük bir voltaja ihtiyacınız vardır – Edgerton’un havadan flaşı durumunda 4.000 volta kadar.

16 Temmuz 1945’te, New Mexico, Socorro’nun 35 mil güneydoğusunda, White Sands Deneme Sahası büyük bir patlamayla sarsıldı.

Binlerce fizikçinin, mühendisin ve teknisyenin kümülatif çabasıyla inşa edilen “Gadget” kod adlı cihaz, 25.000 ton TNT’ye eşdeğer enerjiyle patlatılarak çevredeki araziyi yerle bir eden, çölü kaynaştıran kavurucu bir ısı ve patlama basıncı dalgası yarattı. kumu “trinit” olarak adlandırılan siyah, kırmızı ve yeşil parçalara dönüştürüyor ve Los Alamos Ulusal Laboratuarı’nın baş fizikçisi J. Robert Oppenheimer‘ı Hindu Bhagavad Gita’yı çağırmaya teşvik ediyor ve şöyle diyor: ” Şimdi , ben Ölüm, dünyaların yok edicisi”.

Ve dünya sonsuza dek değişti.

Bilmiyor olabileceğiniz şey, sizin ve benim bugün kullandığımız flaş ekipmanlarının çoğunun kökeninin, bu testi mümkün kılan insanlara ve nesnelere kadar uzanabildiğidir. Hadi içeri girelim.

Savaşta Bir Ulus

Elbette bu, Manhattan Projesi’nin doruk noktası olan Trinity Testi ve Dünya’da başarıyla gerçekleştirilen ilk nükleer patlamaydı.

Ama biraz geri dönüp oraya nasıl geldiğimiz hakkında konuşalım.

Amerika Birleşik Devletleri’nin İkinci Dünya Savaşı’na girmesinden önce bile, Nazi Almanyası nükleer araştırmaya yoğun yatırım yapıyordu ve nükleer fisyonun gücünden yararlanabilecek teknolojinin gelişimini savaş stratejilerinin önemli bir bileşeni olarak görüyordu. İlk olarak 1938 yılının Aralık ayında keşfedilen nükleer fisyonun görünüşte sınırsız bir yıkıcı potansiyeli vardı ve Almanya’da güç ve nüfuza sahip olanlar bunu biliyordu. Ne yazık ki Almanlar için, bu konuyla ilgili araştırma projelerinin birçoğu yolsuzluk, düzensizlik ve savaş sırasındaki eş zamanlı olaylar nedeniyle sekteye uğradı, bu da genel ilerlemenin yavaş olduğu anlamına geliyordu.

Ağustos 1939’da Einstein-Szilard mektubunu (evet, o Einstein) aldıktan sonra, Nazi Almanyası’nın “farklı türden son derece güçlü bombalar” geliştirme potansiyeline ilişkin uyarıda bulunan ABD, hızla kendi nükleer programının oluşturulmasını araştırmaya başladı. Sadece bir aylık müzakereden sonra, Lyman Biggs, Leo Szilard, Eugene Wigner ve Edward Teller başkanlığındaki Uranyum Danışma Komitesi, Kasım 1939’da Başkan Roosevelt’e uranyumun “çok daha büyük yıkıcılığa sahip olası bir bomba kaynağı sağlayacağı” tavsiyesinde bulundu. şu anda bilinen her şeyden daha fazlası.” Sonraki Şubat ayında ABD Donanması, Columbia Üniversitesi’ne araştırmasına başlaması için 6.000 dolar ödül verdi ve nükleer silahlanma yarışı resmen başladı.

Elbette, Amerika Birleşik Devletleri’nin İkinci Dünya Savaşı’na resmen girmesindeki itici güç, Japonya’nın 7 Aralık 1941’de Honolulu, Hawaii’deki Pearl Harbor’a saldırısıydı. Saldırı, ABD ile Japonya arasında gelecekle ilgili aylarca süren gergin müzakere girişimlerinden sonra geldi. Pasifik bölgesinin durumu ve iki ülke arasındaki ilişkiler.

24 saatten kısa bir süre sonra, Başkan Roosevelt ünlü “Şöhret Günü” konuşmasını yaptı ve Japonya’ya resmi bir savaş ilanı çağrısında bulundu; bu talep, ne yapılması gerektiğini belirlemek üzere Kongre’nin ortak oturumu tarafından bir saatten kısa bir süre içinde kabul edildi. . Japonya’nın Almanya ve İtalya ile yaptığı savunma anlaşması olan Üçlü Pakt’taki bazı siyasi nüanslar nedeniyle, ABD birkaç gün sonrasına kadar son iki ülkeyle resmi olarak savaş halinde değildi, ancak 11 Aralık’a gelindiğinde Amerika her iki tarafta da savaşmaya tamamen kararlıydı. Pasifik ve Avrupa cepheleri, her 3 ülkeye karşı resmi savaş ilanları.

Kararsız Fisyon

Hikâyenin bu noktasında Amerika Birleşik Devletleri ve müttefikleri işleyen bir nükleer cihazın inşasına doğru ilerliyorlardı. 1942 yazından itibaren, şu anda bildiğimiz Manhattan Projesi resmi olarak organize edilmiş ve nükleer silah tasarımına yönelik araştırma ve geliştirmeye başlamıştı.

Gelişmiş nükleer teoriyi büyük ölçüde basitleştirmek için , böyle bir cihazın temel dayanağı, uranyum, plütonyum veya başka bir element gibi yeterli miktarda bölünebilir malzemeyi, “kritik kütle” olarak adlandırılan bu parçanın radyoaktivitesinin bir büyüklüğe neden olacağı tek bir yığın halinde toplamaktır. Atomların bölünmesi veya “bölünmesi” yoluyla hayal edilemeyecek miktarda enerji açığa çıkaran “zincirleme reaksiyon”. Ne kadar çok atom bölünürse, muhtemelen o kadar çok atom bölünecektir . Bunun gerçekleşmesi için gereken malzeme miktarı, malzemenin ne kadar hacim kapladığına bağlıdır; bu, kritik altı bir kütleyi daha küçük bir alana sıkıştırmanın bir yolunu bulabilirseniz, kritik bir kütle oluşturabileceğiniz anlamına gelir.

Ve bilmiyor muydunuz, Manhattan Projesi’ndeki o parlak kıvılcımlar tam da bunu yaptı. Eylül 1943’te matematikçi John von Neumann, bölünebilir malzemeden oluşan bir çekirdeğin, Bileşim B ve Baratol olmak üzere iki tür yüksek patlayıcıdan oluşan özel bir düzenlemeyle çevrelenmesi fikrini ortaya attı. Dikkat çekici bir şekilde bir futbol topuna benzeyen bu iki bileşik, farklı hızlarda patlama dalgaları üretecektir ve konumlarını ve şekillerini hassas bir şekilde hesaplayarak, teorik olarak patlamalarını etkili bir şekilde içten dışa çevirebilir ve nükleer çekirdeği yeterince küçük bir hacme kadar ezebilirsiniz. onu kritik bir duruma sokmak ve her şeyin işe yaramasını sağlayacak zincirleme reaksiyonu oluşturmak. Aslında bu prensibe aslında “patlayıcı mercek” adı veriliyor çünkü patlama dalgasını, merceğin ışığı büktüğü gibi büküyor.

Sadece küçük bir sorun vardı. Yüksek patlayıcılar saniyede binlerce metre civarında ölçülen hızlarda patlar. Örneğin Bileşim B, saniyede 8.050 metre hızla patlar; bu, bir bombaya sığacak kadar küçük bir düzenlemede, fünyenin mikro saniyeler içinde bile çok erken veya çok geç ateşlenmesinin, mükemmel ters küresel patlama dalgasını mahvedeceği ve bombanın muhtemelen patlamaya yol açacağı anlamına gelir. fizzle (bu aslında resmi bir teknik terimdir – ciddiyim).

Bir şeyler yapılması gerekiyordu.

İşte bir anda

Manhattan Projesi hakkında konuşmaya bir anlığına ara verip, şu anda Wright-Patterson Hava Kuvvetleri Üssü olarak bilinen ABD Ordusu’nun fotoğraf laboratuvarını ziyaret edelim. Hava Fotoğrafı Yorumlama eğitmeni Binbaşı George Goddard, gece görevlerinden yararlı hava keşifleri elde etmenin bir yolunu bulmakta zorlanıyordu ve bu yüzden doğrudan zirveye çıktı ve 1939’da MIT’yi ziyaret ederek devasa bir flaş ampulü yapmanın mümkün olup olmadığını sordu. Bu, uçakların yerden bir mil yükseklikten hedeflerin net fotoğraflarını çekmesine olanak sağlayacak.

MIT bağlantısı mı? Yüksek hızlı fotoğrafçılığın öncüsü olan ve uçuş sırasında mermileri yakalama ve buna benzer diğer fenomenleri ele alan çalışmaları, bugünkü bilimsel fotoğrafçılığın temelini oluşturan Harold “Doc” Edgerton’dan başkası değil. Edgerton ve meslektaşları, her biri 500 pound ağırlığa kadar olan kapasitör raflarıyla çalıştırılan, 30 inç sarmal, ksenon dolgulu kuvars camdan oluşan, kesinlikle devasa bir flaş ampulü tasarladılar. taşıma uçağının bomba rafı.

Kamera flaşı tasarımı ve yapımı özellikle zorlu bir cihazdır ve Edgerton’un dahil olduğu türden kişiler için bu durum iki kat daha fazladır. Ksenon flaş tüpünde olduğu gibi iletkenler arasında nispeten uzun bir boşluk bulunan keskin bir ışık patlaması yaratmak için, çok büyük bir voltaja ihtiyacınız vardır – Edgerton’un havadan flaşı durumunda 4.000 volta kadar. Sorun şu ki, bu yüksek voltajın, devre kapatıldığında (nispeten) yavaş yavaş sıfırdan oluşması yerine, anında iletilmesi gerekiyor. Ayrıca, gerçek tetikleme sisteminin kendisinin, özellikle büyük miktarlarda elektriği bu şekilde güvenilir bir şekilde iletmesine güvenilemez, çünkü bu kadar yüksek voltajlarla çalışırken anahtarın iki tarafı arasında elektrik arkları oluşması muhtemeldir.

Çözüm dehadan başka bir şey değil: tetiklenen bir kıvılcım aralığı. Bunlar, düşük voltajın yüksek voltajı etkinleştirmesini sağlayan, röle gibi davranan, içinde benzersiz bir anahtarlama devresine sahip özel cihazlardır. Ancak, daha önce bahsedilen öngörülemeyen ark sorununun kurbanı olacak akımın akmasını sağlamak için fiziksel bir bağlantı kullanmak yerine, bunlar tıpkı arabanızdaki bujiler gibi bir prensiple çalışır. Anahtar etkinleştirildiğinde, düşük voltajlı bir kıvılcım iki elektrot arasında neredeyse anında atlar çünkü voltaj farkı çok küçüktür. Bu daha sonra tüpün içindeki gazı iyonize ederek devrenin yüksek voltaj tarafındaki elektriğin kendi elektrotları arasında atlaması için oldukça iletken bir yol oluşturur ve tam olarak devasa bir flaş ampulü için ihtiyaç duyulan şekilde anlık bir voltaj yükselmesi yaratır.

Mutlu Küçük Bir Kaza

Görünen o ki, bu tür yüksek hızlı, yüksek akımlı anahtarlama, Manhattan Projesi’nin, nükleer bomba patlatıcılarının çekirdeğin mükemmel bir patlamasını yaratacak kadar hızlı, hassas ve güvenilir olmasını sağlamak için aradığı şeydi. Bu sorunu çözme zamanı geldiğinde, Manhattan Projesi’nin tamamını denetlemekle görevli Ordu Generali Leslie Groves, kıvılcım aralığı tetikleyicisini mükemmelleştirmek için Edgerton’un hava fotoğrafçılığı sistemleri için bileşenler üreten savunma yüklenicisi Raytheon’un yardımına başvurdu. nükleer silahlarda kullanılmak üzere. Ve bildiğimiz gibi, hem Trinity testinde kullanılan Gadget’ta hem de Japonya’nın Nagazaki kentinde kullanılan Şişman Adam’da tam olarak bu tür bir cihaz kullanılıyordu.

Teknoloji, Edgerton’un EG&G şirketi tarafından geliştirilecek ve “Krytron” olarak pazarlanacak; “Sprytron” türevi, eski cihazın kazara tetiklenmesine yol açabilecek yüksek düzeyde radyasyona maruz kalan ortamlarda çalışacak şekilde tasarlanacaktı. Son derece gizli doğaları göz önüne alındığında hala en modern nükleer uygulamalarda kullanılıp kullanılmadıkları bilinmese de, sıkı bir şekilde denetleniyorlar ve en az 1985 yılında NATO danışmanı Richard Smyth’in yasa dışı olarak krytron nakletmekle suçlandığı tarihe kadar teknolojik açıdan önemli oldukları biliniyor. İsrail’e.

Ve geri kalanı, dedikleri gibi, tarih.

---

Yazar Hakkında: John Bilbao, Los Angeles’ta yaşayan bir fotoğrafçı ve görüntü yönetmenidir. Spor, etkinlikler ve havadan görüntüleme konusunda uzmanlaşan çalışmaları Porsche, Zero Motorcycles, Rodnoc Racing, Tough Mudder USA, Terra Rally Crew, Team Big Bear ve yüzlerce bireysel motokros sporcusu NTT IndyCar tarafından öne çıkarıldı. serisi, MotoAmerica ve Formula Drift. Her şeyden çok, ekrandan fırlayan görüntüler yaratmanın heyecanını ve bu heyecanı başkalarıyla paylaşmayı seviyor.