Quando, nell’agosto del 1945, il mondo scoprì che era stata costruita una bomba atomica, la sorpresa riguardò soprattutto il fatto che, per quasi tre anni, migliaia di persone avessero lavorato a uno dei più grandi progetti della storia senza conoscerne lo scopo.
Il Manhattan Project era stato concepito come un’impresa militare, scientifica e industriale senza precedenti. Ma per capire come si fosse arrivati a quel progetto bisogna tornare indietro di qualche decennio, quando una nuova branca della scienza stava appena prendendo forma.
Ma per capire come si sia arrivati a quel drammatico passaggio bisogna tornare indietro di qualche decennio, quando una nuova branca della scienza stava appena prendendo forma.
Prima della bomba: la nascita della fisica nucleare
L’idea di sfruttare l’energia contenuta nell’atomo non nacque con la guerra e nemmeno con il Progetto Manhattan. La sua origine appartiene alla lunga evoluzione della fisica avvenuta nei primi decenni del Novecento, quando l’atomo cessò progressivamente di essere considerato l’unità indivisibile della materia.
Nel 1911 Ernest Rutherford aveva dimostrato che quasi tutta la massa dell’atomo era concentrata in un nucleo piccolissimo, circondato dagli elettroni. Nel 1919 arrivò la prima dimostrazione della trasmutazione artificiale di un elemento: bombardando l’azoto con particelle alfa, Rutherford riuscì a trasformarlo in ossigeno.
Nel 1932 James Chadwick individuò il neutrone, una particella priva di carica elettrica capace di penetrare nel nucleo con molta maggiore facilità rispetto alle particelle cariche. Era uno strumento destinato a cambiare la fisica nucleare. A quel punto entrò in scena Enrico Fermi.
Dal 1934 Fermi e il suo gruppo iniziarono a bombardare gli elementi con neutroni, studiando le trasformazioni provocate nel nucleo. L’uranio, l’elemento più pesante allora conosciuto, divenne uno degli oggetti principali di questi esperimenti. Fermi pensò inizialmente di avere prodotto elementi ancora più pesanti dell’uranio; non aveva ancora riconosciuto che ciò che stava osservando era qualcosa di molto più radicale.
La svolta arrivò alla fine del 1938 a Berlino. Otto Hahn e Fritz Strassmann, continuando gli esperimenti sull’uranio, scoprirono che il nucleo si stava spezzando in nuclei più leggeri. La loro osservazione fu interpretata da Lise Meitner, fuggita dalla Germania nazista, e da suo nipote Otto Frisch. I due compresero che il nucleo di uranio, colpito da un neutrone, poteva dividersi liberando una quantità enorme di energia. Fu Frisch a chiamare il fenomeno fissione nucleare, prendendo il termine dalla divisione delle cellule in biologia.
La scoperta aveva una conseguenza ancora più importante. Durante la fissione venivano liberati altri neutroni. Se uno di questi avesse colpito un altro nucleo di uranio provocandone la fissione, e i neutroni prodotti avessero fatto lo stesso con altri nuclei, il processo avrebbe potuto autosostenersi. Una fissione avrebbe prodotto altre fissioni, e queste altre ancora: una reazione a catena. In condizioni controllate, quella reazione poteva diventare una fonte di energia; in condizioni non controllate, poteva liberare energia in modo rapidissimo e devastante.
A rendere comprensibile l’enormità di quella possibilità contribuiva una formula che esisteva già da decenni. Nel 1905 Albert Einstein aveva stabilito l’equivalenza fra massa ed energia con la celebre E = mc². La fissione avrebbe mostrato concretamente che una piccolissima perdita di massa poteva tradursi in una quantità enorme di energia. Non era però Einstein ad aver scoperto la fissione: la sua formula forniva il quadro teorico che permetteva di comprenderne una delle conseguenze più importanti.
Il passaggio dalla scoperta scientifica alla possibilità militare fu rapidissimo. Nell’agosto del 1939, con l’aiuto del fisico ungherese Leo Szilard, Einstein scrisse al presidente Franklin D. Roosevelt per avvertirlo che una reazione a catena nell’uranio poteva teoricamente portare alla costruzione di bombe di potenza eccezionale. La lettera era un avvertimento: la Germania aveva interrotto le esportazioni di uranio e i fisici tedeschi stavano lavorando sul problema.
Roosevelt istituì quindi il primo comitato governativo sull’uranio nell’ottobre del 1939. All’inizio il programma era ancora piccolo e prudente. Nel frattempo, però, la ricerca procedeva. Nel 1940 John Dunning e i suoi collaboratori dimostrarono che la fissione era molto più facilmente ottenibile nell’isotopo raro uranio-235 rispetto all’uranio-238. Nel 1941 il gruppo di Glenn Seaborg scoprì il plutonio e dimostrò che anch’esso poteva essere sottoposto a fissione. Si erano così aperte due possibili strade verso l’arma: l’uranio-235 e il plutonio.
A quel punto la domanda era diventata molto più concreta: era possibile produrre abbastanza materiale fissile, concentrarlo e controllare le condizioni necessarie perché quella energia venisse liberata nel modo voluto?
La risposta cominciò ad arrivare il 2 dicembre 1942, sotto le tribune dello Stagg Field dell’Università di Chicago. Enrico Fermi e il suo gruppo avevano costruito Chicago Pile-1, una struttura di blocchi di grafite e uranio. Quando Fermi fece ritirare l’ultima barra di controllo, il dispositivo raggiunse la prima reazione nucleare a catena autosostenuta e controllata mai realizzata dall’uomo.
Ma una cosa era dimostrare che la fissione poteva liberare energia. Un’altra, enormemente più difficile, era riuscire a produrre quella reazione su una scala sufficiente per trasformarla in un’arma. Servivano quantità industriali di materiale fissile, impianti capaci di separare gli isotopi dell’uranio, reattori per produrre plutonio, laboratori, ingegneri, tecnici, migliaia di operai. E serviva farlo mentre la guerra era in corso, mantenendo tutto questo fuori dalla vista del nemico.
L’ingegnerizzazione dell’atomo: nasce il Manhattan Engineer District
È a questo punto che la storia della fisica diventa la storia del Manhattan Project. Nel giugno del 1942 il programma passò sotto il controllo dell’U.S. Army Corps of Engineers, che istituì il Manhattan Engineer District. A settembre Leslie R. Groves ne assunse il comando. Il suo compito era trasformare in tempi brevissimi una possibilità scientifica ancora recente in un’arma concreta, costruendo contemporaneamente gli impianti necessari alla produzione dell’uranio arricchito e del plutonio e il laboratorio destinato alla progettazione della bomba.
Il nome Manhattan era già, in sé, una forma di copertura. La sede amministrativa iniziale si trovava a New York, ma il progetto si sarebbe presto disperso in una rete di installazioni lontanissime fra loro. Alla fine della guerra il progetto avrebbe impiegato circa 130.000 persone e sarebbe costato 2,2 miliardi di dollari dell’epoca. Eppure quasi nessuno possedeva il quadro completo.
Era questa la vera architettura del Manhattan Project: la compartimentazione. A ogni persona veniva fornita soltanto la quantità di informazioni necessaria a svolgere il proprio lavoro. Un operaio poteva sapere quale macchina dovesse costruire senza sapere a cosa sarebbe servita; un tecnico poteva conoscere un procedimento industriale senza conoscere quello successivo; persino gli scienziati potevano ignorare ciò che veniva fatto in un’altra parte del progetto. La documentazione storica del Dipartimento dell’Energia definisce la compartimentazione uno degli elementi centrali della sicurezza del programma. A Los Alamos, inoltre, molte comunicazioni venivano effettuate oralmente e alcuni documenti furono distrutti proprio per impedire che il segreto potesse essere ricostruito.
Era un sistema costruito sul principio che sarebbe diventato fondamentale per tutta la successiva storia dell’intelligence: per custodire un segreto è sufficiente impedire a ciascuno di sapere abbastanza.
La segretezza aveva anche una geografia. Gli impianti più importanti furono collocati in luoghi isolati, lontani dai grandi centri urbani e circondati da controlli militari. A Oak Ridge, nel 1943, 56.000 acri vennero posti sotto controllo e furono costruiti enormi impianti per separare l’uranio-235 dall’uranio-238. A Hanford furono realizzati i reattori destinati alla produzione del plutonio. Los Alamos, sull’altopiano del Pajarito, poteva essere isolata e sorvegliata, diventando il luogo nel quale fisici provenienti da università di tutto il Paese avrebbero lavorato alla costruzione della bomba.
Ma nessun sistema di sicurezza può essere perfetto quando al suo interno lavorano migliaia di persone. E l’intelligence sovietica riuscì a bucarlo. Klaus Fuchs, fisico tedesco emigrato nel Regno Unito e successivamente coinvolto nel progetto americano, passò informazioni sull’arma atomica all’Unione Sovietica a partire dal 1942. Altri nomi sarebbero emersi negli anni successivi, fra cui David Greenglass e Julius Rosenberg. La stessa National Nuclear Security Administration considera l’infiltrazione sovietica del Manhattan Project uno dei primi grandi esempi del problema della insider threat: il pericolo che arriva da chi possiede un’autorizzazione ad accedere alle informazioni.
Il progetto era stato costruito per impedire che un’informazione potesse uscire. Ma la bomba non fu sviluppata da una singola persona, né in un singolo luogo. Era il risultato della somma di migliaia di informazioni parziali: ricerca teorica, calcoli, esperimenti, produzione industriale, separazione degli isotopi, fabbricazione del plutonio, progettazione dell’arma. La compartimentazione rendeva difficile conoscere il progetto nella sua interezza, ma non rendeva impossibile raccogliere dall’interno frammenti sufficienti a ricostruirne il significato.
Il 16 luglio 1945, nel deserto del New Mexico, il progetto arrivò al suo punto decisivo. Alle 5:29 del mattino, nel sito di Trinity, venne fatta esplodere la prima arma nucleare della storia. Il plutonio utilizzato per il test proveniva da Hanford. Quello stesso materiale avrebbe alimentato anche la bomba che meno di un mese dopo sarebbe stata sganciata su Nagasaki.
Ma parleremo di Trinity in un prossimo dossier.
[1] Il nome Manhattan Project fu scelto perché i primi uffici amministrativi dell’U.S. Army Corps of Engineers vennero aperti al 270 di Broadway a Manhattan, seguendo la consuetudine militare di intitolare i distretti ingegneristici alla città in cui si trovava il quartier generale. Questo nome geolocalizzato servì anche come comodo camuffamento burocratico per nascondere il vero scopo delle ricerche.
