Dự án "đáp lễ" Đức Quốc xã
Ngày 6-10-1939, một bức thư được gửi và đặt trên bàn làm việc của Tổng thống Mỹ khi ấy là Franklin D. Roosevelt. Bức thư này cảnh báo rằng Đức Quốc xã đã có những bước đột phá mới trong nghiên cứu hạt nhân vốn có thể đem lại thứ mà bức thư miêu tả là "những quả bom kiểu mới có sức công phá cực mạnh".
Cuối thư viết: "Kính thư, Albert Einstein". Dĩ nhiên, Einstein khi ấy không phải là một gián điệp, nhưng ông có một vài người bạn đã "để mắt" đến tin tức này từ lâu.
Vào tháng 12-1938, hai nhà khoa học Đức đã tình cờ phát hiện ra rằng nguyên tử urani có thể bị phân tách thành hai mảnh phóng xạ. Sau đó, hai nhà khoa học Mỹ là Enrico Fermi và Léo Szilárd tin rằng phát hiện của nhà khoa học Đức có thể được sử dụng để chế tạo một quả bom nguyên tử có sức công phá mạnh hơn bất kỳ thứ gì mà thế giới từng chứng kiến.
Hai nhà khoa học Mỹ Fermi và Szilárd bắt tay thực hiện nỗ lực xây dựng một lò phản ứng hạt nhân của riêng họ, với sự hỗ trợ duy nhất từ nguồn lực của Đại học Columbia. Thế nhưng, một mẩu tin tức trên báo chí đã khiến Szilárd hết sức lo lắng.
Đó là việc Đức chiếm các mỏ urani của Cộng hòa Séc đồng thời cấm chính quyền Séc bán urani cho bất kỳ ai trừ Đức Quốc xã. Lo lắng hơn nữa là Szilárd còn phát hiện ra rằng Đức Quốc xã đang chế tạo một quả bom nguyên tử của riêng họ.
Lo sợ Tổng thống Roosevelt sẽ không nghe theo một người như mình, Szilárd đã sắp xếp một cuộc gặp với Einstein, trình bày và chia sẻ những mối lo của mình với Einstein và thuyết phục Einstein ký tên là Einstein vào bức thư nói trên.
Sau đó, Szilárd đã trao bức thư cho Alexander Sachs, một chuyên gia nghiên cứu kinh tế học và khoa học và vốn là một người bạn cá nhân của Tổng thống Roosevelt.
Cuối cùng, Tổng thống Roosevelt nhất trí gặp Sachs. Sau cuộc gặp, Tổng thống Roosevelt đã rất khó khăn để mường tượng được viễn cảnh vấn đề và chỉ có thể chốt lại một câu: "Nhiệm vụ của anh sau này là đảm bảo Phát xít Đức không làm nổ tung nước Mỹ".
Sau đó, Tổng thống Roosevelt đã cho mời Thiếu tướng đồng thời là trợ lý cấp cao Edwin "Pa" Watson vào phòng, trao bộ tài liệu và ra lệnh tiến hành thực hiện dự án mang biệt danh Manhattan. "Vấn đề này cần hành động", Tổng thống nói.
Năm 1939, Tổng thống Roosevelt đã thành lập các cơ quan liên quan để triển khai Dự án Manhattan mà ban đầu là Ủy ban Tham vấn về urani.
Dựa trên những kết quả nghiên cứu của ủy ban này, Chính phủ Mỹ bắt đầu tài trợ công trình nghiên cứu của hai nhà khoa học Enrico Fermi và Leo Szilard tại Đại học Columbia, vốn tập trung vào quá trình phân tách đồng vị phóng xạ (hay còn gọi là quá trình làm giàu urani) và chuỗi các phản ứng hạt nhân.
Dự án Manhattan
Không một ai tin vào khả năng chế tạo được một quả bom nguyên tử. Một số người còn đặt cược tỷ lệ thành công chỉ là 1/100.000. Ngay cả nhà khoa học Fermi cũng nói rằng cơ hội thành công của họ là "xa vời".
Vấn đề lớn nhất là cân nặng. Ngay cả khi có thể chế tạo được một quả bom nguyên tử thì người ta cho rằng cân nặng của nó ít nhất là 40.000kg. Điều này đồng nghĩa với việc quả bom nguyên tử như vậy sẽ chẳng đem lại lợi ích gì cho Mỹ nếu họ không thể đưa bom đến lãnh thổ của kẻ thù cho dù sức công phá của bom có mạnh mẽ đến mức nào.
Tướng Leslie Groves (giữa) cùng ban kỹ thuật dự án.
Vào thời điểm đó, Mỹ không phải là nước duy nhất đang theo đuổi chương trình bom hạt nhân. Tại Anh, hai nhà khoa học người Anh gốc Đức là Rudolf Peierls và Otto Frisch đã miệt mài nghiên cứu để đánh bại những người đồng hương Đức trong công cuộc chế tạo bom nguyên tử. Và đến tháng 3-1940, họ đã tạo bước đột phá làm thay đổi công trình nghiên cứu của mình.
Trước thời điểm bản ghi nhớ mang tên hai nhà khoa học Peierls - Frisch về quá trình nghiên cứu của họ được công bố, nước Anh đã đầu tư tiền của vào công tác nghiên cứu hạt nhân nhiều hơn so với Mỹ.
Tuy nhiên, sau những khám phá của mình, Chính phủ Mỹ đã đẩy mạnh chiến dịch chế tạo bom hạt nhân, với số tiền đầu tư hàng tỷ USD, vượt xa so với Anh. Dự án Manhattan "chào đời" ngày 17-9-1942 khi tướng Leslie Groves của Mỹ nhận nhiệm vụ giám sát dự án.
Trước khi Groves tham gia dự án này, dự án ban đầu chỉ nhận được nguồn kinh phí eo hẹp, với chỉ 90 triệu USD để xây 4 nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên trái đất.
Đến ngày 29-9, dự án đã thiết lập được một cơ sở làm giàu urani ở thành phố Oak Ridge, bang Tennessee, Đông Nam nước Mỹ, với khoảng 80.000 nhân viên làm việc tại đây. Những hộ nông dân buộc phải di dời khu vực này đã nhận được một khoản tiền bồi thường ít ỏi và không một lời giải thích.
Ngoài ra, một trường tư ở hạt Los Alamos, New Mexico, bang Tây Nam nước Mỹ, đã bị tịch thu để xây dựng Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos (hay còn gọi là Dự án Y), nơi nghiên cứu chế tạo bom hạt nhân.
Làm việc tại phòng thí nghiệm này là một nhóm các nhà vật lý hàng đầu của Mỹ, bao gồm nhà vật lý người Mỹ gốc Ý Enrico Fermi (sau này là người phát minh ra lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới tên là Chicago Pile-1 và được mệnh danh là kiến trúc sư của bom hạt nhân) và nhà vật lý người Mỹ gốc Do Thái Richard Feynman người đóng góp chủ yếu cho lý thuyết bom nguyên tử.
Giám đốc khoa học của dự án Manhattan là một lãnh đạo do Groves lựa chọn: nhà vật lý J. Robert Oppenheimer, được mệnh danh là "cha đẻ của bom hạt nhân".
Các nhà khoa học làm việc dưới sự lãnh đạo của Oppenheimer đã phát triển 2 loại bom khác nhau: Một loại có tên mật mã là "Little Boy" (tạm dịch là "Thằng nhỏ"). Việc thiết kế "Little Boy" dựa trên phương pháp bắn phá urani-235 để tạo ra phản ứng hạt nhân.
Loại thứ 2 có tên mật mã là "Fat Man" (tạm dịch là "Gã béo") với thiết kế dựa trên plutoni. Hai quả bom nguyên tử đều được chế tạo tại Los Alamos này đã trở thành một phần quan trọng trong chiến lược của Mỹ nhằm chấm dứt Chiến tranh Thế giới lần 2.
Bí mật và tình báo
Mọi chi tiết nhỏ nhất của Dự án Manhattan đều là tuyệt mật. Tại Oak Ridge, nhân viên thậm chí không được phép biết họ đang làm gì. Nếu họ đặt câu hỏi, họ sẽ bị sa thải. Như một cựu nhân viên kể lại: "Khi tay dịch chuyển từ 0 đến 100 tôi sẽ xoay van. Tay sẽ quay trở lại số 0. Tôi sẽ mở một cái van khác và tay sẽ trở lại vị trí 100. Cả ngày chỉ lặp đi lặp lại thao tác như vậy".
Các nhà khoa học và nhân viên tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos sống trong “công viên” xe mooc.
Tại Los Alamos, an ninh được thắt chặt hơn. Ngay cả những nhà khoa học mà bức thư của họ đã làm kích hoạt Dự án Manhattan, như nhà khoa học Einstein và Szilárd, đều bị cấm không được vào.
Szilárd được một vài lần tiếp cận khu vực thí nghiệm ở Los Alamos song Groves đều nỗ lực cản trở và hạn chế vai trò của Szilárd. Ông là một công dân Đức và là người theo chủ nghĩa yêu chuộng hòa bình và điều đó khiến Szilárd quan ngại sâu sắc.
Groves đã nhiều lần yêu cầu Szilárd phải bị loại khỏi nhóm nghiên cứu và khi những mệnh lệnh này không được thông qua thì Cục điều tra Liên bang Mỹ (FBI) đã "theo đuôi" giám sát Szilárd ở mọi lúc mọi nơi.
Einstein cũng bị loại khỏi dự án. Phía quân đội Mỹ cho rằng ông "không phù hợp" để "xử lý những vấn đề tối mật liên quan quốc phòng".
Một báo cáo của quân đội có đoạn nhận định: "Giáo sư Einstein là một người có tư tưởng cấp tiến cực đoan" và có mối liên hệ với các hoạt động Cộng sản cực đoan". Ngay cả báo chí cũng bị cấm đưa tin, dù chỉ là khoa học hạt nhân nói chung.
Trớ trêu là tất cả những bí mật này rốt cục lại lọt vào sự chú ý của Liên Xô. Năm 1942, một nhà khoa học Liên Xô tên là Georgy Flyorov đã cảnh báo Stalin rằng trong vòng 2 năm, người Mỹ đã không hề đả động một từ nào về phân hạch hạt nhân. Lý do duy nhất, theo giải thích của ông này, là Mỹ đang chế tạo bom hạt nhân.
"Những kết quả của hoạt động này sẽ hết sức to lớn", nhà khoa học Flyorov cảnh báo và rằng "sẽ không có thời gian để quyết định ai có tội khi chúng ta bỏ bê công việc này ở Liên Xô". Vì vậy, kế hoạch do thám của Liên Xô bắt đầu.
Einstein thì không "hóa thân" thành gián điệp khi làm việc ở Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos. Tuy nhiên, Klaus Fuchs lại làm việc này, và ông đã truyền đạt lại tất cả những gì biết được ở phòng thí nghiệm này cho tình báo quân đội Liên Xô.
Vụ thử Trinity
Sau 6 năm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, nhóm nhà khoa học của Dự án Manhattan cuối cùng đã chế tạo ra thứ mà họ tin là một vũ khí hạt nhân hiệu quả. Và giờ là lúc thử nghiệm vũ khí này.
Ngày 16-7-1945, một quả bom hạt nhân mang tên "Gadget" được vận chuyển đến sa mạc Jornada del Muerto, cách thị trấn nhỏ bé Socorro, bang New Mexico, khoảng 35 dặm về phía đông nam.
Để đề phòng những sự cố ngoài mong muốn, quả bom này được đặt trong một con tàu làm bằng 210 tấn thép với các bức tường bao xung quanh dày gần 36cm. Nếu vụ thử không thành, thì Groves và Oppenheimer cho rằng họ có thể thu hồi an toàn lượng plutoni bên trong con tàu chứa quả bom.
Khi cho phát nổ, Gadget có sức công phá bằng 20.000 tấn thuốc nổ TNT, đã hình thành quả cầu lửa khổng lồ và tạo ra hình cây nấm đạt độ cao hơn 12km. Kết quả này vượt xa kỳ vọng của nhóm các nhà khoa học nghiên cứu, mở ra một thời kỳ nguyên tử như nhận định của giám đốc dự án Robert Oppenheimer: “Thế giới đã không còn như xưa".
Chỉ chưa vòng 30 ngày sau vụ thử, bom đã được đưa vào sử dụng. Ngày 6-8-1945, quả bom nguyên tử "Little Boy" đầu tiên được thả xuống thành phố Hiroshima và 3 ngày sau, quả bom nguyên tử thứ hai loại "Fat Man" được thả xuống thành phố Nagasaki của Nhật Bản.
Đối với Groves, việc thả 2 quả bom xuống Nhật Bản là một chiến thắng song không phải tất cả mọi người đều công nhận điều này. Trong số những nhà khoa học tham gia Dự án Manhattan, không ít người đã hối tiếc vì những gì họ làm, trong đó có Oppenheimer. "Bom nguyên tử biến thế giới trở nên tồi tệ hơn", Oppenheimer tâm sự.
Trong suốt thời kỳ Chiến tranh Lạnh, ông đã nỗ lực chấm dứt cuộc đua vũ khí hạt nhân vì hòa bình. Sự đấu tranh của ông diễn ra mạnh mẽ đến mức ông bị Ủy ban Hạ viện kiểm tra hành động bất hợp pháp Hoa Kỳ buộc tội là người theo chủ nghĩa cộng sản.
"Bình minh" của kỷ nguyên nguyên tử
Chỉ có điều chắc chắn rằng dự án Manhattan đã làm thay đổi thế giới mãi mãi. Năm 1949, các nhà khoa học Liên Xô, nhờ dữ liệu có được, đã phát triển bom hạt nhân phỏng theo mô hình của quả bom được thả xuống Nagasaki.
Sau Thế chiến II, Mỹ đã lập Ủy ban Năng lượng nguyên tử để giám sát những nỗ lực nghiên cứu nhằm áp dụng những công nghệ được phát triển dưới thời Dự án Manhattan vào những lĩnh vực khác.
Cuối cùng, năm 1964, Tổng thống Mỹ khi ấy là Lyndon B. Johnson đã khép lại thời kỳ chính phủ độc quyền kiểm soát năng lượng hạt nhân bằng cách cho phép tư nhân sở hữu loại nguyên vật liệu này.
Kể từ đó, công nghệ phân hạch hạt nhân được các nhà khoa học Dự án Manhattan hoàn thiện đã trở thành cơ sở để phát triển lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện hạt nhân cũng như các công trình sáng chế khác, trong đó có ứng dụng trong hệ thống chuẩn đoán hình ảnh y học (ví dụ máy chụp cộng hưởng từ MRI) kèm theo đó là các phương pháp xạ trị đối với nhiều bệnh ung thư khác nhau.