الرجل النحيف (القنبلة النووية)

كان " الرجل النحيف " الاسم الرمزي لقنبلة نووية مقترحة تعمل بالبلوتونيوم من نوع المدفع، طورتها الولايات المتحدة جزئياً خلال مشروع مانهاتن . تم التخلي عن تطويرها في عام 1944 بعد اكتشاف أن معدل الانشطار التلقائي للبلوتونيوم المُنتج في المفاعلات النووية كان مرتفعاً للغاية بحيث لا يمكن استخدامه في تصميم من نوع المدفع، وذلك بسبب التركيز العالي لنظير البلوتونيوم-240 .

في عام ١٩٤٢، وقبل أن يتولى الجيش الأمريكي زمام أبحاث الطاقة الذرية في زمن الحرب فيما عُرف بمشروع مانهاتن ، عقد روبرت أوبنهايمر مؤتمرات في شيكاغو في يونيو وبيركلي، كاليفورنيا في يوليو، ناقش خلالها الفيزيائيون مسائل تصميم القنبلة النووية. وقع الاختيار على تصميم يشبه المدفع ، حيث يتم فيه تقريب كتلتين دون حرجتين من البلوتونيوم عن طريق إطلاق "رصاصة" على "هدف". ^{[ ١ ]} اقترح ريتشارد تولمان فكرة بديلة لسلاح نووي من نوع الانفجار الداخلي ، لكنها لم تحظَ باهتمام يُذكر، نظرًا لتعقيدها الشديد. ^{[ ٢ ]}

استعرض أوبنهايمر خياراته في أوائل عام 1943، وأعطى الأولوية للسلاح المدفعي، ^{[ 2 ]} ولكن كإجراء احترازي ضد خطر الانفجار المبكر ، أنشأ المجموعة E-5 في مختبر لوس ألاموس تحت إشراف سيث نيدرمير لدراسة الانفجار الداخلي. وقد تبين أن القنابل الانفجارية الداخلية أكثر كفاءة بشكل ملحوظ من حيث قوة الانفجار لكل وحدة كتلة من المواد الانشطارية في القنبلة، لأن المواد الانشطارية المضغوطة تتفاعل بسرعة أكبر وبالتالي بشكل أكثر اكتمالاً. ولكن تقرر أن تحظى القنبلة المدفعية المصنوعة من البلوتونيوم بمعظم جهود البحث، لأنها كانت المشروع الأقل عرضة للغموض. وافتُرض أنه يمكن تكييف القنبلة المدفعية المصنوعة من اليورانيوم بسهولة أكبر منها. ^{[ 3 ]}

أُطلق على تصميمي المدفع والتفجير الداخلي اسمي "الرجل النحيف" و" الرجل السمين " على التوالي. وقد ابتكر هذين الاسمين روبرت سيربر ، وهو طالب سابق لدى أوبنهايمر، عمل في مشروع مانهاتن. واختارهما بناءً على شكليهما؛ فالرجل النحيف كان جهازًا طويلًا جدًا، واستُمد اسمه من رواية داشيل هاميت البوليسية " الرجل النحيف" وسلسلة الأفلام التي تحمل الاسم نفسه. أما الرجل السمين فكان مستديرًا وسمينًا، وسُمّي تيمنًا بشخصية سيدني غرينستريت في فيلم "الصقر المالطي" . أما تصميم " الولد الصغير " الذي يعمل باليورانيوم فقد ظهر لاحقًا، وسُمّي بهذا الاسم فقط للتمييز بينه وبين "الرجل النحيف". ^{[ 4 ]} وقد اعتمدت القوات الجوية للجيش الأمريكي اسمي "الرجل النحيف" و"الرجل السمين" اللذين أطلقهما مختبر لوس ألاموس . تم اختلاق قصةٍ مُلفّقة مفادها أن مشروع "سيلفر بليت" كان يهدف إلى تعديل عربة قطار من طراز بولمان لاستخدامها من قِبل الرئيس فرانكلين روزفلت (الرجل النحيف) ورئيس وزراء المملكة المتحدة ونستون تشرشل (الرجل البدين) في جولة سرية بالولايات المتحدة. ^{[ 5 ]} استخدم أفراد القوات الجوية هذه الأسماء الرمزية عبر الهاتف لإيهام الناس بأنهم يُعدّلون طائرةً لروزفلت وتشرشل. ^{[ 6 ]}

للعمل على تصميم مدفع البلوتونيوم، شكّل أوبنهايمر فريقًا في مختبر لوس ألاموس ضمّ كبير المهندسين إدوين ماكميلان، وكبيري الفيزيائيين تشارلز كريتشيفيلد وجوزيف هيرشفيلدر . كان كريتشيفيلد يعمل على تطوير أغلفة المقذوفات ، التي اعتقد أوبنهايمر أنها ستكون ضرورية لـ"الرجل النحيف" لتحقيق سرعات الفوهة العالية التي يتطلبها التجميع الدقيق ؛ بينما كان هيرشفيلدر يعمل على دراسة المقذوفات الداخلية . قاد أوبنهايمر جهود التصميم بنفسه حتى يونيو 1943، عندما وصل الكابتن ويليام ستيرلينغ بارسونز من البحرية الأمريكية وتولى إدارة قسم الذخائر والهندسة والإدارة المباشرة لمشروع "الرجل النحيف". ^{[ 7 ]}

قام هؤلاء الأربعة بتصميم واختبار جميع عناصر تصميم "الرجل النحيف" بين أبريل 1943 وأغسطس 1944. تولى بارسونز، الذي طور الصاعق التقاربي للبحرية، إدارة القسم والتنسيق مع الوكالات الأخرى. وبصفته رئيسًا لمجموعة E-6 للقذائف والأهداف والمصادر، قام كريتشيفيلد بحساب الكتل الحرجة، وأسس نظامًا للاختبارات الحية باستخدام نماذج مصغرة لمدافع عيار 20 ملم ومدافع عيار 3 بوصات . كانت هذه النماذج متوفرة بسهولة، بينما استغرق إنتاج أنابيب "الرجل النحيف" بالحجم الكامل شهورًا. ^{[ 8 ]} لم يكن من الممكن إجراء اختبارات باستخدام البلوتونيوم، لأنه لم يكن متوفرًا بعد. في الواقع، لم تكن الخصائص الفيزيائية الفعلية للمعدن في ذلك الوقت سوى تخمينات مبنية على معلومات مدروسة. ^{[ 9 ]}

ترأس هيرشفيلدر فريق المقذوفات الداخلية للطائرة E-8. أجرى فريقه حسابات رياضية، وكان عليه أيضًا تحديد نوع البارود والمشعل والكبسولة المناسبة . أجرى فريقه اختبارات واسعة النطاق على اختياراتهم. ^{[ 10 ]} كان تحديد الحجم الفعلي للقنبلة أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار الطائرة المناسبة لحملها. ^{[ 9 ]} قدّر فريق E-8 سرعة فوهة المدفع بحوالي 3000 قدم في الثانية (910 م/ث) ، وهي قريبة من الحد الأقصى الممكن تحقيقه في عام 1944، ^{[ 11 ]} وحسبوا أن الضغط داخل الماسورة سيصل إلى 75000 رطل لكل بوصة مربعة (520000 كيلو باسكال) . ^{[ 9 ]}  

على الرغم من أن مصممي السلاح اعتقدوا أن مجرد تجميع كتلة حرجة سيكون كافيًا، اقترح سيربر أن يتضمن التصميم أيضًا مُشغِّلًا . تم اختيار مُشغِّل من البولونيوم-210 والبريليوم لأن عمر النصف للبولونيوم -210 يبلغ 140 يومًا ، مما يسمح بتخزينه، ويمكن الحصول عليه من خامات طبيعية في بورت هوب، أونتاريو . طلب ​​أوبنهايمر أيضًا تصنيعه في مفاعل الجرافيت X-10 في مصانع كلينتون الهندسية في أوك ريدج، تينيسي ، أو عند توفرها، في مفاعلات مصانع هانفورد الهندسية في ولاية واشنطن . ^{[ 12 ]}

كان تصميم "الرجل النحيف" أحد التصاميم المبكرة للأسلحة النووية، وقد طُرح قبل نجاح إنتاج البلوتونيوم في مفاعل نووي من خلال تشعيع اليورانيوم-238 . كان يُفترض أن البلوتونيوم، مثل اليورانيوم-235 ، يُمكن تجميعه في كتلة حرجة باستخدام طريقة تشبه المدفع ، والتي تتضمن إطلاق قطعة دون حرجة على أخرى. ولتجنب الانفجار المبكر أو " الفشل "، كان لا بد من تسريع "رصاصة" البلوتونيوم إلى سرعة لا تقل عن 910 أمتار في الثانية (3000 قدم في الثانية) - وإلا سيبدأ تفاعل الانشطار قبل اكتمال التجميع، مما يؤدي إلى انفجار الجهاز قبل الأوان. ^{[ 11 ]} 

كان طول "الرجل النحيف " 5.2 متر (17 قدمًا ) ، وعرض ذيله ومقدمته 97 سم (38 بوصة ) ، وقسمه الأوسط 58 سم (23 بوصة) . كان هذا الطول ضروريًا لكي تصل "رصاصة" البلوتونيوم إلى السرعة الكافية قبل الوصول إلى "الهدف". بلغ وزن النموذج النهائي للسلاح حوالي 3600 كيلوغرام (8000 رطل) . ^{[ 13 ]} لم تكن هناك أي طائرة في ترسانة القوات الجوية الأمريكية قادرة على حمل "الرجل النحيف" دون تعديل، وفي عام 1943، اقترح نورمان رامزي طائرة أفرو لانكستر البريطانية باعتبارها الطائرة الوحيدة القادرة على حمل "الرجل النحيف" داخليًا نظرًا لحجرة قنابلها التي يبلغ طولها 10 أمتار (33 قدمًا) . ^{[ 14 ]} مع ذلك، كان من الممكن تعديل طائرة بوينغ بي-29 سوبرفورتريس الأمريكية لحمله عن طريق إزالة جزء من الحاجز أسفل عارضة الجناح الرئيسية وبعض خزانات الأكسجين الموجودة بين حجرتي القنابل. ^{[ 15 ]} تم إجراء هذا التعديل على النموذج الإنتاجي رقم 58 من خط إنتاج بوينغ ويتشيتا، رقم التسلسل AAF 42-6259. ^{[ 16 ]}     

على الرغم من اقتراح رامزي استخدام طائرة لانكستر، رفض قائد القوات الجوية الأمريكية، الفريق هنري هـ. أرنولد ، الاقتراح، مفضلاً طائرة أمريكية، وتحديداً طائرة بي-29. قبل إلغاء تجارب قنابل "الرجل النحيف" و"الرجل البدين" الوهمية، اقترح العميد ليزلي غروفز ، مدير مشروع مانهاتن، استخدام طائرة لانكستر للتجارب نظراً لندرة طائرة بي-29، رغم أنها كانت قيد الإنتاج. ^{[ 17 ]} ومرة ​​أخرى، رفض أرنولد الاقتراح، لأنه استثمر الكثير من الوقت والمال في تطوير طائرة بي-29. ^{[ 18 ]}

• بوين، لي (1959). المجلد الأول، مشروع سيلفر بليت 1943-1946 (ملف PDF) . تاريخ مشاركة القوات الجوية في برنامج الطاقة الذرية، 1943-1953. واشنطن العاصمة: القوات الجوية الأمريكية، مكتب الاتصال التاريخي بجامعة القوات الجوية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 22 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يوليو 2013 .
• كامبل، ريتشارد هـ. (2005). قاذفات سيلفر بليت: تاريخ وسجل طائرة إينولا جاي وغيرها من طائرات بي-29 المُجهزة لحمل القنابل الذرية . جيفرسون، كارولاينا الشمالية: ماكفارلاند وشركاه. ISBN 0-7864-2139-8. OCLC 58554961 . 
• هانسن، تشاك (1995). المجلد الخامس: تاريخ الأسلحة النووية الأمريكية . سيوف هرمجدون: تطوير الأسلحة النووية الأمريكية منذ عام 1945. صني فيل، كاليفورنيا: منشورات تشوكليا. ISBN 978-0-9791915-0-3. OCLC 231585284 . 
• هوديسون، ليليان ؛ هنريكسن، بول دبليو؛ ميد، روجر أ؛ ويستفال، كاثرين ل. (1993). التجميع الحرج: تاريخ تقني لمختبر لوس ألاموس خلال سنوات أوبنهايمر، 1943-1945 . نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-44132-3. OCLC 26764320 . 
• ماكينستري، ليو (2009). لانكستر: أعظم قاذفة قنابل في الحرب العالمية الثانية . لندن: جون موراي. ISBN 978-0-7195-2363-2. OCLC 520736950 . 
• نيومان، غرانت (أغسطس 2020). "مهمة مستحيلة". مجلة الطائرات الشهرية . العدد  568. الصفحات 50-59 . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0143-7240 .  
• نيكولز، كينيث د. (1987). الطريق إلى ترينيتي . نيويورك: ويليام مورو وشركاه. ISBN 0-688-06910-X. OCLC 15223648 . 

• رودس، ريتشارد (1986). صناعة القنبلة الذرية . نيويورك: سايمون وشوستر. ISBN 0-671-44133-7. OCLC 13793436 . 
• سيربر، روبرت ؛ كريز، روبرت ب. (1998). السلام والحرب: ذكريات حياة على حدود العلم . نيويورك: مطبعة جامعة كولومبيا. ISBN 978-0-231-10546-0. OCLC 37631186 .