08:16 uur boven Japan
De bom (‘een langwerpig vuilnisvat met vinnen’) deed er drieënveertig seconden over om fluitend en tollend uit de B-29 te vallen. Er zaten kleine gaatjes rond de neus waar draden in hadden gezeten die er bij het afwerpen uit waren getrokken: op die manier waren de tijdschakelaars van het eerste ladingssysteem geactiveerd. Verder naar achteren waren in Nieuw-Mexico nog meer gaten in de donkere stalen mantel geboord, waardoor tijdens de vrije val lucht naar binnen kon stromen. Toen de bom een hoogte van ongeveer 2000 meter had bereikt, werd een barometerschakelaar omgezet die het tweede ladingssysteem in werking stelde.
Van de grond af was de B-29 nog net zichtbaar als een zilveren streepje, maar de bom – krap drie meter lang en vijfenzeventig centimeter breed – was te klein om te zien. Zwakke radiosignalen werden vanuit de bom recht naar beneden naar het Shina Ziekenhuis gezonden. Een deel van die radiosignalen werden door de muren van het ziekenhuis geabsorbeerd, maar de meeste werden teruggekaatst. Aan de achterkant van de bom, vlak bij de roterende vinnen, staken een paar radioantennes uit, zo dun als zwepen. Die vingen de teruggekaatste radiosignalen op en bepaalden aan de hand van de tijd die ze erover gedaan hadden om terug te keren hoe hoog de bom boven de grond was.
Op een hoogte van 570 meter arriveerde het laatste teruggekaatste radiosignaal. John von Neumann en anderen hadden berekend dat als de bom hoger explodeerde een groot deel van de hitte in de lucht zou verdwijnen. Als hij lager ontplofte zou er een grote krater in de grond worden geslagen. Een hoogte van iets minder dan 600 meter was ideaal.
Een elektrische stroomstoot bracht de zakken cordiet tot ontbranding. Dit was een normale explosie als van een artilleriewapen. Een klein deel van het gezuiverde uranium werd nu door een kanonsloop binnen in de bom geschoten. In de eerste ontwerpen was dit een zeer zware constructie geweest, omdat ze gewoon een groot kanon van de Amerikaanse marine hadden nagebouwd. Pas na een paar maanden had een van Oppenheimers mannen zich gerealiseerd dat marinekanonnen zo zwaar zijn omdat ze na elk schot de terugslag moeten opvangen. Hier hoefde dat natuurlijk niet: dit kanon werd maar één keer afgeschoten. Het was nu zo ver afgefreesd dat het in plaats van 2500 kilo nog maar nauwelijks een vijfde daarvan woog.
Het eerste uraniumsegment schoot ruim een meter door de afgefreesde kanonsloop en plofte in de grote massa van het overige uranium. Nergens op aarde was er ooit een bal van tientallen kilo's gezuiverd uranium gevormd. Er zaten wat losse neutronen in. De kernen van de uraniumatomen waren goed beschermd door hun schil van elektronen, maar omdat neutronen geen elektrische lading hebben, hadden de losse neutronen daar geen last van. Ze vlogen gewoon door de elektronenschil – net als een ruimtesonde die tussen de planeten van ons zonnestelsel naar de zon vliegt. De meeste kwamen er aan de andere kant weer uit, maar een paar raakten de minuscule kern helemaal in het midden.
De kern stoot normaliter inkomende deeltjes af, omdat hij helemaal vol zit met positief geladen protonen, maar omdat neutronen geen elektrische lading hebben, zijn ze ook voor protonen onzichtbaar. De binnenkomende neutronen drongen in de kern en brachten die uit evenwicht, zodat hij ging trillen en wiebelen.
De op aarde gewonnen uraniumatomen waren allemaal meer dan 4,5 miljard jaar oud. Alleen een immens grote kracht had de elektrisch geladen protonen in de kern, vóór de vorming van de aarde, op elkaar kunnen persen. Toen de uraniumatomen eenmaal waren gevormd, had de sterke kernkracht als een soort lijm gefungeerd om die protonen op hun plaats te houden – al die tijd, terwijl de aarde afkoelde, terwijl de continenten werden gevormd, terwijl Amerika zich van Europa losmaakte en de Noord-Atlantische Oceaan ontstond, terwijl aan de andere kant van de aarde vulkanische uitbarstingen de landmassa's uit elkaar dreven en het latere Japan vormden. Eén enkel extra neutron verstoorde nu die stabiliteit.
Zodra de kern genoeg trilde om de lijm van de sterke kernkracht te verbreken begon de gewone elektrische lading van de protonen ze uit elkaar te duwen. Eén enkele kern weegt niet veel en een fragment van een kern weegt nog veel minder. De inslag van dat fragment in andere delen van het uranium veroorzaakte slechts een geringe opwarming. Maar de dichtheid van het uranium was voldoende voor een kettingreactie en algauw waren er niet twee snelle fragmenten van een uraniumkern, maar vier, vervolgens acht, toen zestien, enzovoort. Massa in de atomen ‘verdween’ en kwam tevoorschijn als energie in de vorm van snelle kernfragmenten. E=mc2 was in werking getreden.
De hele exponentiële reeks energieuitbarstingen was in een paar miljoensten van een seconde voltooid. De bom hing nog steeds in de vochtige ochtendlucht, met een dun laagje condens op de mantel, want nog maar drieënveertig seconden tevoren was hij in de koude lucht op ruim negen kilometer hoogte geweest en nu, 570 meter boven het ziekenhuis, was de temperatuur mild: 26° C. De bom viel gedurende de meeste tijd van de reactie nog een paar millimeter verder en van buiten gezien zou alleen maar een eerste vreemde bobbeling van de stalen mantel een indicatie hebben gegeven van wat er binnenin gebeurde.
De kettingreactie doorliep tachtig ‘generaties’ van verdubbelingen voordat hij beëindigd was. In de laatste paar generaties waren er zoveel losgeraakte kernfragmenten met zo'n hoge snelheid dat ze het metaal om zich heen begonnen op te warmen. De laatste paar verdubbelingen waren cruciaal. Stel je hebt een vijver in je tuin met daarin een waterlelie die elke dag twee keer zo groot wordt. Na tachtig dagen bedekt de waterlelie de hele vijver. Op welke dag is de vijver nog voor de helft onbedekt en staat bloot aan de buitenlucht en de zon? Op de negenenzeventigste dag.
Op dat moment was de hele actie van E=mc2 voorbij. Er ‘verdween’ geen massa meer en er verscheen geen nieuwe energie meer. De energie in de beweging van die kernen was gewoon omgezet in warmte-energie – net zoals je handen warm worden door ze tegen elkaar te wrijven. Maar als gevolg van de vermenigvuldiging met c2 wreven de uraniumfragmenten met een gigantische snelheid langs het stilstaande metaal. Na korte tijd hadden ze een snelheid die dicht bij de lichtsnelheid kwam.
Door de wrijving en de botsingen begonnen de metalen in de bom op te warmen. Ze begonnen bij ongeveer lichaamstemperatuur – 37° C – en kwamen algauw op de kooktemperatuur van water – 100° C – gevolgd door de smelttemperatuur van lood – 560° C. Maar de kettingreactie van verdubbelende generaties ging door naarmate meer atomen gespleten werden en de temperatuur steeg tot 5000° C (het oppervlak van de zon) en vervolgens tot een paar miljoen graden Celsius (het binnenste van de zon) en daarna nog hoger. Een heel korte tijd was de situatie in het binnenste van de vallende bom hetzelfde als in de eerste ogenblikken van het ontstaan van het heelal.
De hitte drong naar buiten, door het stalen omhulsel van het uranium en even gemakkelijk door de massieve, meer dan een ton wegende, bommantel. Maar toen hield het even op. Objecten die zo heet zijn als deze explosie moeten hun energie kwijtraken. Ze beginnen röntgenstralen uit te zenden, voor een deel omhoog en opzij, en voor een deel breed uitwaaierend naar de grond.
De explosie hangt even stil, de fragmenten proberen af te koelen. In die tijd stralen ze een groot deel van hun energie uit. Dan, na 1/10.000 seconde, als de röntgenstraling voorbij is, gaat de hittebol verder met uitdijen.
Pas nu wordt de centrale uitbarsting zichtbaar. Gewone lichtfotonen konden niet door de röntgenstralen dringen, alleen de gloed aan de uiteinden van de stralingsbogen was zichtbaar. Bij de eerste flits lijkt het of de hemel openscheurt. Er verschijnt een object zo groot als een reuzenzon uit de verre regionen van ons Melkwegstelsel. Het vult een oppervlak van het uitspansel groter dan onze zon.
Het onaardse object brandt ongeveer een halve seconde op vol vermogen en begint dan uit te doven. Na twee tot drie seconden is het ‘uit’. Dit ‘uitgaan’ houdt grotendeels in dat de energie naar buiten wordt gestraald. Overal ontstaan branden, schijnbaar uit het niets. De huid vliegt van het lichaam en hangt er in grote vellen bij. De eersten van de tienduizenden slachtoffers in Hirosjima zijn gevallen.
Minstens een derde van de energie van de kettingreactie komt in deze flits vrij. De rest volgt gauw. De hitte van het vreemde object drukt tegen de gewone lucht, die nu met een snelheid wordt voortgestuwd die nooit eerder op aarde is voorgekomen, behalve in het verre verleden, toen een grote meteoor of een komeet insloeg. De luchtsnelheid is een veelvoud van een orkaan – zo hoog zelfs dat de ontploffing niet te horen is omdat de lucht sneller gaat dan het geluid. Daarna volgt een tweede luchtstoot, een beetje langzamer, waarna de atmosfeer weer terugstroomt om het ontstane gat te vullen. Als gevolg daarvan wordt korte tijd de luchtdichtheid tot vrijwel nul gereduceerd. Op voldoende afstand van het centrum van de explosie beginnen de levensvormen die het hebben overleefd te exploderen omdat ze heel even in een compleet vacuüm komen.
Een klein deel van de geproduceerde hitte kan helemaal niet weg. Het blijft achter, hangend in de lucht op de plek waar de ontsteking en de antennes en het cordiet zaten. Binnen een paar seconden stijgt het op en zwelt en spreidt op grotere hoogte uiteen.
En toen die grote paddestoelwolk verscheen had E=mc2 zijn eerste werk op aarde gedaan.
 De atoombom op Hiroshima |