Manhattan Project -Manhattan Project

Manhattan District
En brændende svampesky lyser himlen op.
Trinity-testen af ​​Manhattan-projektet den 16. juli 1945 var den første detonation af et atomvåben .
Aktiv 1942-1946
Opløst 15 august 1947
Land
Afdeling US Army Corps of Engineer
Garnison/HQ Oak Ridge, Tennessee , USA
Jubilæer 13 august 1942
Forlovelser
Kommandører
Bemærkelsesværdige
befalingsmænd
Insignier
Manhattan District skulderærmes insignier
Oval formet skulderlap med en dyb blå baggrund.  Øverst er en rød cirkel og blå stjerne, lappen for hærens tjenestestyrker.  Det er omgivet af en hvid oval, der repræsenterer en svampesky.  Nedenunder er et hvidt lyn, der knækker en gul cirkel, der repræsenterer et atom.
Manhattan Project emblem (uofficielt)
Cirkulært formet emblem med ordene "Manhattan Project" øverst og et stort "A" i midten med ordet "bombe" under det, der overgår US Army Corps of Engineers' slotemblem

Manhattan-projektet var et forsknings- og udviklingsforetagende under Anden Verdenskrig, der producerede de første atomvåben . Det blev ledet af USA med støtte fra Storbritannien og Canada. Fra 1942 til 1946 var projektet under ledelse af generalmajor Leslie Groves fra US Army Corps of Engineers . Atomfysiker Robert Oppenheimer var direktør for Los Alamos Laboratory , der designede de egentlige bomber. Hærens komponent i projektet blev udpeget til Manhattan District , da dets første hovedkvarter var på Manhattan ; stednavnet afløste gradvist det officielle kodenavn, Development of Substitute Materials , for hele projektet. Undervejs absorberede projektet sin tidligere britiske pendant, Tube Alloys . Manhattan-projektet begyndte beskedent i 1939, men voksede til at beskæftige mere end 130.000 mennesker og kostede næsten 2 milliarder USD (svarende til omkring 23 milliarder USD i 2020). Over 90 procent af omkostningerne gik til at bygge fabrikker og producere fissilt materiale , med mindre end 10 procent til udvikling og produktion af våbnene. Forskning og produktion fandt sted på mere end tredive steder i USA, Storbritannien og Canada.

Projektet førte til udviklingen af ​​to typer atombomber, begge udviklet sideløbende under krigen: et relativt simpelt fissionsvåben af ​​pistoltypen og et mere komplekst atomvåben af ​​implosionstypen . Thin Man - pistol-typen viste sig at være upraktisk at bruge med plutonium , så en enklere pistol-type kaldet Little Boy blev udviklet, der brugte uranium-235 , en isotop , der kun udgør 0,7 procent af naturligt uran . Fordi det er kemisk identisk med den mest almindelige isotop, uran-238 , og har næsten samme masse, viste det sig at være svært at adskille de to. Tre metoder blev anvendt til uranberigelse : elektromagnetisk , gasformig og termisk . Forskere udførte det meste af dette arbejde på Clinton Engineer Works i Oak Ridge, Tennessee .

Sideløbende med arbejdet med uran var et forsøg på at producere plutonium, som forskere ved University of California, Berkeley , opdagede i 1940. Efter gennemførligheden af ​​verdens første kunstige atomreaktor, Chicago Pile-1 , blev demonstreret i 1942 kl. det metallurgiske laboratorium i University of Chicago , designet projektet X-10 grafitreaktoren ved Oak Ridge og produktionsreaktorerne på Hanford Site i staten Washington , hvor uran blev bestrålet og omdannet til plutonium. Plutoniumet blev derefter kemisk adskilt fra uranet ved hjælp af bismuthphosphatprocessen . Fat Man plutonium implosions-type våben blev udviklet i en samordnet design- og udviklingsindsats af Los Alamos Laboratory.

Projektet blev også anklaget for at indsamle efterretninger om det tyske atomvåbenprojekt . Gennem Operation Alsos tjente Manhattan Projects personale i Europa, nogle gange bag fjendens linjer, hvor de samlede nukleare materialer og dokumenter og samlede tyske videnskabsmænd. På trods af Manhattan-projektets stramme sikkerhed trængte sovjetiske atomspioner ind i programmet.

Den første nukleare anordning, der nogensinde blev detoneret, var en bombe af implosionstypen under Trinity-testen , udført ved New Mexicos Alamogordo Bombing and Gunnery Range den 16. juli 1945. Little Boy og Fat Man-bomber blev brugt en måned senere i atombomberne i Hiroshima og Nagasaki , henholdsvis med Manhattan Project-personale, der tjener som bombemonteringsteknikere og våbenfolk på angrebsflyet. I de umiddelbare efterkrigsåre gennemførte Manhattan-projektet våbentest på Bikini Atoll som en del af Operation Crossroads , udviklede nye våben, fremmede udviklingen af ​​netværket af nationale laboratorier , støttede medicinsk forskning i radiologi og lagde grundlaget for den nukleare flåde . Det opretholdt kontrollen over amerikansk atomvåbenforskning og -produktion indtil dannelsen af ​​United States Atomic Energy Commission i januar 1947.

Oprindelse

Opdagelsen af ​​nuklear fission af de tyske kemikere Otto Hahn og Fritz Strassmann i 1938, og dens teoretiske forklaring af Lise Meitner og Otto Frisch , gjorde udviklingen af ​​en atombombe til en teoretisk mulighed. Der var frygt for, at et tysk atombombeprojekt ville udvikle et først, især blandt videnskabsmænd, der var flygtninge fra Nazityskland og andre fascistiske lande. I august 1939 udarbejdede de ungarskfødte fysikere Leo Szilard og Eugene Wigner Einstein-Szilard-brevet , som advarede om den potentielle udvikling af "ekstremt kraftige bomber af en ny type". Det opfordrede indtrængende USA til at tage skridt til at erhverve lagre af uranmalm og fremskynde Enrico Fermi og andres forskning i nukleare kædereaktioner . De fik det underskrevet af Albert Einstein og leveret til præsident Franklin D. Roosevelt . Roosevelt opfordrede Lyman Briggs fra National Bureau of Standards til at lede den rådgivende komité for uran for at undersøge de spørgsmål, som brevet rejste. Briggs holdt et møde den 21. oktober 1939, hvor Szilárd, Wigner og Edward Teller deltog . Komiteen rapporterede tilbage til Roosevelt i november, at uran "ville give en mulig kilde til bomber med en ødelæggelsesevne, der er langt større end noget, der nu er kendt."

Enrico Fermi , John R. Dunning og Dana P. Mitchell foran cyklotronen i kælderen i Pupin HallColumbia University

I februar 1940 tildelte den amerikanske flåde Columbia University $6.000 i finansiering, hvoraf det meste Enrico Fermi og Szilard brugte på at købe grafit . Et hold af Columbia-professorer, herunder Fermi, Szilard, Eugene T. Booth og John Dunning , skabte den første nukleare fissionsreaktion i Amerika, der bekræftede Hahns og Strassmanns arbejde. Det samme hold byggede efterfølgende en række prototype -atomreaktorer (eller "pæle", som Fermi kaldte dem) i Pupin Hall i Columbia, men var endnu ikke i stand til at opnå en kædereaktion. Den rådgivende komité for uran blev til National Defense Research Committee (NDRC) for uran, da denne organisation blev dannet den 27. juni 1940. Briggs foreslog at bruge 167.000 dollars på forskning i uran, især uran-235 isotopen og plutonium , som blev opdaget i 1940 ved University of California . Den 28. juni 1941 underskrev Roosevelt Executive Order 8807, som oprettede Office of Scientific Research and Development (OSRD), med Vannevar Bush som direktør. Kontoret fik beføjelse til at engagere sig i store ingeniørprojekter ud over forskning. NDRC-komiteen for uran blev S-1-sektionen af ​​OSRD; ordet "uran" blev droppet af sikkerhedsmæssige årsager.

I Storbritannien havde Frisch og Rudolf Peierls ved University of Birmingham gjort et gennembrud med at undersøge den kritiske masse af uranium-235 i juni 1939. Deres beregninger viste, at den var inden for en størrelsesorden på 10 kilogram (22 lb), hvilket var lille. nok til at blive båret af dagens bombefly. Deres Frisch-Peierls-memorandum fra marts 1940 igangsatte det britiske atombombeprojekt og dets MAUD-komité , som enstemmigt anbefalede at forfølge udviklingen af ​​en atombombe. I juli 1940 havde Storbritannien tilbudt at give USA adgang til dets videnskabelige forskning, og Tizard Missions John Cockcroft orienterede amerikanske videnskabsmænd om den britiske udvikling. Han opdagede, at det amerikanske projekt var mindre end det britiske, og ikke så langt fremme.

Som en del af den videnskabelige udveksling blev MAUD-udvalgets resultater formidlet til USA. Et af dets medlemmer, den australske fysiker Mark Oliphant , fløj til USA i slutningen af ​​august 1941 og opdagede, at data leveret af MAUD-komiteen ikke var nået frem til vigtige amerikanske fysikere. Oliphant satte sig derefter for at finde ud af, hvorfor udvalgets resultater tilsyneladende blev ignoreret. Han mødtes med Uranium Committee og besøgte Berkeley, Californien , hvor han talte overbevisende med Ernest O. Lawrence . Lawrence var tilstrækkeligt imponeret til at påbegynde sin egen forskning i uran. Han talte til gengæld med James B. Conant , Arthur H. Compton og George B. Pegram . Oliphants mission var derfor en succes; centrale amerikanske fysikere var nu klar over den potentielle kraft af en atombombe.

Den 9. oktober 1941 godkendte præsident Roosevelt atomprogrammet, efter at han havde indkaldt til et møde med Vannevar Bush og vicepræsident Henry A. Wallace . For at kontrollere programmet oprettede han en toppolitisk gruppe bestående af ham selv – selvom han aldrig deltog i et møde – Wallace, Bush, Conant, krigsminister Henry L. Stimson og hærens stabschef , general George C. Marshall . Roosevelt valgte hæren til at køre projektet frem for flåden, fordi hæren havde mere erfaring med ledelse af store byggeprojekter. Han gik også med til at koordinere indsatsen med briternes, og den 11. oktober sendte han en besked til premierminister Winston Churchill , hvori han foreslog, at de korresponderede om atomare spørgsmål.

Gennemførlighed

Forslag

S-1-komiteen holdt sit møde den 18. december 1941 "gennemtrængt af en atmosfære af entusiasme og hastende" i kølvandet på angrebet på Pearl Harbor og USA's efterfølgende krigserklæring mod Japan og derefter mod Tyskland . Der arbejdes videre på tre forskellige teknikker til isotopadskillelse for at adskille uran-235 fra det mere rigelige uran-238 . Lawrence og hans team ved University of California undersøgte elektromagnetisk adskillelse , mens Eger Murphree og Jesse Wakefield Beams ' hold undersøgte gasdiffusion ved Columbia University , og Philip Abelson ledede forskning i termisk diffusion ved Carnegie Institution of Washington og senere Naval Research Laboratorium . Murphree var også leder af et mislykket separationsprojekt ved hjælp af gascentrifuger .

I mellemtiden var der to forskningslinjer i atomreaktorteknologi , hvor Harold Urey fortsatte forskningen i tungtvand i Columbia, mens Arthur Compton bragte de videnskabsmænd, der arbejdede under hans vejledning fra Columbia, Californien og Princeton University , til at slutte sig til hans team på University of Chicago , hvor han organiserede Metallurgical Laboratory i begyndelsen af ​​1942 for at studere plutonium og reaktorer med grafit som neutronmoderator . Briggs, Compton, Lawrence, Murphree og Urey mødtes den 23. maj 1942 for at færdiggøre S-1-udvalgets anbefalinger, som opfordrede til at følge alle fem teknologier. Dette blev godkendt af Bush, Conant og brigadegeneral Wilhelm D. Styer , stabschefen for generalmajor Brehon B. Somervells forsyningstjenester , som var blevet udpeget til hærens repræsentant i nukleare anliggender. Bush og Conant tog derefter anbefalingen til Top Policy Group med et budgetforslag på $54 millioner til byggeri af United States Army Corps of Engineers , $31 millioner til forskning og udvikling af OSRD og $5 millioner til uforudsete udgifter i regnskabsåret 1943. Policy Group sendte det igen den 17. juni 1942 til præsidenten, som godkendte det ved at skrive "OK FDR" på dokumentet.

Bombe design koncepter

En række doodles
Forskellige metoder til montering af fissionsbombe undersøgt under konferencen i juli 1942

Compton bad den teoretiske fysiker J. Robert Oppenheimer fra University of California om at overtage forskningen i hurtige neutronberegninger - nøglen til beregninger af kritisk masse og våbendetonation - fra Gregory Breit , som havde stoppet den 18. maj 1942 på grund af bekymringer over slap drift sikkerhed. John H. Manley , en fysiker ved Metallurgical Laboratory, fik til opgave at hjælpe Oppenheimer ved at kontakte og koordinere eksperimentelle fysikgrupper spredt over hele landet. Oppenheimer og Robert Serber fra University of Illinois undersøgte problemerne med neutrondiffusion - hvordan neutroner bevægede sig i en nuklear kædereaktion - og hydrodynamik - hvordan eksplosionen produceret af en kædereaktion kunne opføre sig. For at gennemgå dette arbejde og den generelle teori om fissionsreaktioner indkaldte Oppenheimer og Fermi til møder på University of Chicago i juni og på University of California i juli 1942 med teoretiske fysikere Hans Bethe , John Van Vleck , Edward Teller, Emil Konopinski , Robert Serber, Stan Frankel og Eldred C. (Carlyle) Nelson , de tre sidstnævnte tidligere studerende fra Oppenheimer, og eksperimentelle fysikere Emilio Segrè , Felix Bloch , Franco Rasetti , John Henry Manley og Edwin McMillan . De bekræftede foreløbigt, at en fissionsbombe teoretisk var mulig.

Der var stadig mange ukendte faktorer. Egenskaberne for rent uran-235 var relativt ukendte, ligesom egenskaberne for plutonium, et grundstof, der først var blevet opdaget i februar 1941 af Glenn Seaborg og hans team. Forskerne på Berkeley-konferencen (juli 1942) forestillede sig at skabe plutonium i atomreaktorer, hvor uran-238-atomer absorberede neutroner, der var blevet udsendt fra fissionering af uran-235-atomer. På dette tidspunkt var der ikke bygget nogen reaktor, og kun små mængder plutonium var tilgængelige fra cyklotroner på institutioner som Washington University i St. Louis . Selv i december 1943 var der kun produceret to milligram. Der var mange måder at arrangere det fissile materiale til en kritisk masse. Det enkleste var at skyde en "cylindrisk prop" ind i en kugle af "aktivt materiale" med en "tamper" - tæt materiale, der ville fokusere neutroner indad og holde den reagerende masse sammen for at øge dens effektivitet. De undersøgte også design, der involverede sfæroider , en primitiv form for " implosion " foreslået af Richard C. Tolman , og muligheden for autokatalytiske metoder , som ville øge effektiviteten af ​​bomben, da den eksploderede.

I betragtning af at ideen om fissionsbomben teoretisk var afgjort - i det mindste indtil flere eksperimentelle data var tilgængelige - vendte Berkeley-konferencen i 1942 derefter i en anden retning. Edward Teller pressede på for at diskutere en mere kraftfuld bombe: "superen", der nu normalt omtales som en " brintbombe ", som ville bruge den eksplosive kraft fra en detonerende fissionsbombe til at antænde en kernefusionsreaktion i deuterium og tritium . Teller foreslog ordning efter ordning, men Bethe afviste hver enkelt. Fusionsideen blev lagt til side for at koncentrere sig om at producere fissionsbomber. Teller rejste også den spekulative mulighed for, at en atombombe kunne "antænde" atmosfæren på grund af en hypotetisk fusionsreaktion af nitrogenkerner. Bethe beregnede, at det ikke kunne ske, og en rapport, der var medforfattet af Teller, viste, at "der sandsynligvis ikke vil blive startet en selvudbredende kæde af nukleare reaktioner." I Serbers beretning nævnte Oppenheimer muligheden for dette scenarie for Arthur Compton , som "ikke havde nok fornuft til at holde kæft med det. Det kom på en eller anden måde ind i et dokument, der gik til Washington" og "aldrig blev lagt til hvile".

Organisation

Manhattan District

Ingeniørchefen , generalmajor Eugene Reybold , valgte oberst James C. Marshall til at lede hærens del af projektet i juni 1942. Marshall oprettede et forbindelseskontor i Washington, DC, men etablerede sit midlertidige hovedkvarter på 18. etage i 270 Broadway i New York, hvor han kunne trække på administrativ støtte fra Corps of Engineers' North Atlantic Division . Det var tæt på Stone & Websters kontor på Manhattan , hovedprojektentreprenøren, og Columbia University. Han havde tilladelse til at trække på sin tidligere kommando, Syracuse-distriktet, for personalet, og han startede med oberstløjtnant Kenneth Nichols , som blev hans stedfortræder.

Organisationsdiagram over projektet, der viser projekthovedkvarterets divisioner øverst, Manhattan District i midten og feltkontorer nederst
Manhattan Project Organisation Chart, 1. maj 1946

Fordi det meste af hans opgave involverede byggeri, arbejdede Marshall i samarbejde med chefen for Corps of Engineers Construction Division, generalmajor Thomas M. Robbins og hans stedfortræder, oberst Leslie Groves . Reybold, Somervell og Styer besluttede at kalde projektet "Udvikling af erstatningsmaterialer", men Groves mente, at dette ville vække opmærksomhed. Da ingeniørdistrikter normalt bar navnet på den by, hvor de var placeret, blev Marshall og Groves enige om at navngive hærens del af projektet Manhattan District. Dette blev officielt den 13. august, da Reybold udstedte ordren om at skabe det nye distrikt. Uformelt var det kendt som Manhattan Engineer District, eller MED. I modsætning til andre distrikter havde det ingen geografiske grænser, og Marshall havde autoriteten som en divisionsingeniør. Udvikling af erstatningsmaterialer forblev som det officielle kodenavn for projektet som helhed, men blev over tid erstattet af "Manhattan".

Marshall indrømmede senere, "Jeg havde aldrig hørt om atomær fission, men jeg vidste, at man ikke kunne bygge meget af en plante, meget mindre fire af dem for 90 millioner dollars." Et enkelt TNT -anlæg, som Nichols for nylig havde bygget i Pennsylvania, havde kostet 128 millioner dollars. De var heller ikke imponerede over skøn til nærmeste størrelsesorden, som Groves sammenlignede med at bede en cateringfirma forberede mellem ti og tusind gæster. Et undersøgelseshold fra Stone & Webster havde allerede undersøgt et sted for produktionsanlæggene. War Production Board anbefalede steder omkring Knoxville, Tennessee , et isoleret område, hvor Tennessee Valley Authority kunne levere rigeligt med elektrisk strøm, og floderne kunne levere kølevand til reaktorerne. Efter at have undersøgt flere steder valgte undersøgelsesteamet et nær Elza, Tennessee . Conant tilrådede, at det skulle erhverves med det samme, og Styer gik med til det, men Marshall satte en pause, mens han afventede resultaterne af Conants reaktoreksperimenter, før han tog affære. Af de potentielle processer var det kun Lawrences elektromagnetiske adskillelse, der virkede tilstrækkeligt avanceret til at konstruktionen kunne begynde.

Marshall og Nichols begyndte at samle de ressourcer, de skulle bruge. Det første skridt var at opnå en høj prioritet vurdering af projektet. Topvurderingerne var AA-1 til AA-4 i faldende rækkefølge, selvom der også var en særlig AAA-rating forbeholdt nødsituationer. Klassificeringerne AA-1 og AA-2 var for væsentlige våben og udstyr, så oberst Lucius D. Clay , vicestabschefen hos Services and Supply for krav og ressourcer, mente, at den højeste vurdering, han kunne tildele, var AA-3, selvom han var villig til at give en AAA-rating på anmodning for kritiske materialer, hvis behovet opstod. Nichols og Marshall var skuffede; AA-3 havde samme prioritet som Nichols' TNT-fabrik i Pennsylvania.

Militærpolitisk Udvalg

En mand smilende i et jakkesæt i jakkesæt og en i en uniformssnak rundt om en bunke snoet metal.
Oppenheimer og Groves ved resterne af Trinity-testen i september 1945, to måneder efter prøvesprængningen og lige efter slutningen af ​​Anden Verdenskrig. De hvide overtrækssko forhindrede nedfald i at klæbe til sålerne på deres sko.

Vannevar Bush blev utilfreds med oberst Marshalls undladelse af at få projektet fremad hurtigt, nærmere bestemt den manglende overtagelse af Tennessee-stedet, den lave prioritet, som hæren tildelte projektet og placeringen af ​​hans hovedkvarter i New York City. Bush følte, at mere aggressiv ledelse var påkrævet, og talte med Harvey Bundy og generalerne Marshall, Somervell og Styer om hans bekymringer. Han ønskede, at projektet skulle placeres under et seniorpolitisk udvalg med en prestigefyldt medarbejder, fortrinsvis Styer, som overordnet direktør.

Somervell og Styer valgte Groves til posten og informerede ham den 17. september om denne beslutning, og at general Marshall beordrede, at han skulle forfremmes til brigadegeneral, da man mente, at titlen "general" ville have mere indflydelse hos de akademiske videnskabsmænd, der arbejdede. på Manhattan-projektet. Groves' ordrer placerede ham direkte under Somervell i stedet for Reybold, med oberst Marshall nu ansvarlig over for Groves. Groves etablerede sit hovedkvarter i Washington, DC, på femte sal i New War Department Building , hvor oberst Marshall havde sit forbindelseskontor. Han overtog kommandoen over Manhattan-projektet den 23. september 1942. Senere samme dag deltog han i et møde indkaldt af Stimson, som nedsatte en Military Policy Committee, ansvarlig for Top Policy Group, bestående af Bush (med Conant som suppleant), Styer og kontreadmiral William R. Purnell . Tolman og Conant blev senere udnævnt til Groves' videnskabelige rådgivere.

Den 19. september gik Groves til Donald Nelson , formanden for War Production Board, og bad om bred autoritet til at udstede en AAA-rating, når det var nødvendigt. Nelson vægrede sig først, men bøjede hurtigt efter, da Groves truede med at gå til præsidenten. Groves lovede ikke at bruge AAA-ratingen, medmindre det var nødvendigt. Det viste sig hurtigt, at for projektets rutinekrav var AAA-ratingen for høj, men AA-3-ratingen var for lav. Efter en lang kampagne modtog Groves endelig AA-1-autoritet den 1. juli 1944. Ifølge Groves, "I Washington blev du opmærksom på vigtigheden af ​​topprioritet. Næsten alt, der blev foreslået i Roosevelt-administrationen, ville have topprioritet. Det ville vare i omkring en uge eller to, og så ville noget andet få topprioritet”.

Et af Groves' tidlige problemer var at finde en instruktør til Project Y , gruppen der skulle designe og bygge bomben. Det oplagte valg var en af ​​de tre laboratoriechefer, Urey, Lawrence eller Compton, men de kunne ikke spares. Compton anbefalede Oppenheimer, som allerede var fortrolig med bombedesignkoncepterne. Oppenheimer havde dog ringe administrativ erfaring, og i modsætning til Urey, Lawrence og Compton havde han ikke vundet en Nobelpris, som mange forskere mente, at lederen af ​​et så vigtigt laboratorium burde have. Der var også bekymringer om Oppenheimers sikkerhedsstatus, da mange af hans medarbejdere var kommunister , herunder hans kone, Kitty (Katherine Oppenheimer) ; hans kæreste, Jean Tatlock ; og hans bror, Frank Oppenheimer . En lang samtale på et tog i oktober 1942 overbeviste Groves og Nichols om, at Oppenheimer grundigt forstod de problemer, der var involveret i at oprette et laboratorium i et fjerntliggende område og skulle udnævnes til dets direktør. Groves gav personligt afkald på sikkerhedskravene og udstedte Oppenheimer en godkendelse den 20. juli 1943.

Samarbejde med Storbritannien

Briterne og amerikanerne udvekslede nuklear information, men kombinerede ikke i første omgang deres indsats. Storbritannien afviste Bushs og Conants forsøg i 1941 på at styrke samarbejdet med sit eget projekt, kodenavnet Tube Alloys , fordi det var tilbageholdende med at dele sit teknologiske forspring og hjælpe USA med at udvikle sin egen atombombe. En amerikansk videnskabsmand, der bragte et personligt brev fra Roosevelt til Churchill, der tilbød at betale for al forskning og udvikling i et anglo-amerikansk projekt, blev dårligt behandlet, og Churchill svarede ikke på brevet. Som et resultat besluttede USA allerede i april 1942, at hvis dets tilbud blev afvist, skulle de fortsætte alene. Briterne, som havde ydet betydelige bidrag tidligt i krigen, havde ikke ressourcerne til at gennemføre et sådant forskningsprogram, mens de kæmpede for deres overlevelse. Som et resultat faldt Tube Alloys hurtigt bagud for sin amerikanske pendant. og den 30. juli 1942 rådgav Sir John Anderson , ministeren med ansvar for rørlegeringer, Churchill, at: "Vi må se i øjnene, at ... [vores] pionerarbejde ... er et svindende aktiv, og det, medmindre vi kapitaliserer det hurtigt vil vi blive overgået. Vi har nu et reelt bidrag at yde til en 'fusion'. Snart har vi lidt eller ingen." Den måned lavede Churchill og Roosevelt en uformel, uskreven aftale om atomart samarbejde.

En stor mand i uniform og en bebrillet tynd mand i jakkesæt og slips sidder ved et skrivebord.
Groves konfererer med James Chadwick , lederen af ​​den britiske mission.

Muligheden for et ligeværdigt partnerskab eksisterede dog ikke længere, som vist i august 1942, da briterne uden held krævede væsentlig kontrol over projektet uden at betale nogen af ​​omkostningerne. I 1943 var de to landes roller vendt om fra slutningen af ​​1941; i januar meddelte Conant briterne, at de ikke længere ville modtage atominformation undtagen i visse områder. Mens briterne var chokerede over ophævelsen af ​​Churchill-Roosevelt-aftalen, var lederen af ​​det canadiske nationale forskningsråd C. J. Mackenzie mindre overrasket og skrev: "Jeg kan ikke lade være med at føle, at den britiske gruppe [over] understreger vigtigheden af ​​deres bidrag. sammenlignet med amerikanerne." Som Conant og Bush fortalte briterne, kom ordren "fra toppen".

Den britiske forhandlingsposition var blevet forværret; de amerikanske videnskabsmænd havde besluttet, at USA ikke længere havde brug for hjælp udefra, og de ønskede at forhindre, at Storbritannien udnyttede efterkrigstidens kommercielle anvendelser af atomenergi. Komiteen støttede, og Roosevelt gik med til, at begrænse informationsstrømmen til, hvad Storbritannien kunne bruge under krigen – især ikke bombedesign – selvom det bremsede det amerikanske projekt. I begyndelsen af ​​1943 holdt briterne op med at sende forskning og videnskabsmænd til Amerika, og som et resultat stoppede amerikanerne al informationsdeling. Briterne overvejede at stoppe forsyningen af ​​canadisk uran og tungt vand for at tvinge amerikanerne til igen at dele, men Canada havde brug for amerikanske forsyninger til at producere dem. De undersøgte muligheden for et uafhængigt atomprogram, men fastslog, at det ikke kunne være klar i tide til at påvirke udfaldet af krigen i Europa .

I marts 1943 besluttede Conant, at britisk hjælp ville gavne nogle områder af projektet. James Chadwick og en eller to andre britiske videnskabsmænd var vigtige nok til, at bombedesignteamet i Los Alamos havde brug for dem, på trods af risikoen for at afsløre våbendesignhemmeligheder. I august 1943 forhandlede Churchill og Roosevelt om Quebec-aftalen , hvilket resulterede i en genoptagelse af samarbejdet mellem videnskabsmænd, der arbejder med det samme problem. Storbritannien gik dog med til begrænsninger af data om bygning af store produktionsanlæg, der er nødvendige for bomben. Den efterfølgende Hyde Park-aftale i september 1944 udvidede dette samarbejde til efterkrigstiden. Quebec-aftalen etablerede Combined Policy Committee til at koordinere indsatsen fra USA, Storbritannien og Canada. Stimson, Bush og Conant fungerede som de amerikanske medlemmer af Combined Policy Committee, feltmarskal Sir John Dill og oberst JJ Llewellin var de britiske medlemmer, og CD Howe var det canadiske medlem. Llewellin vendte tilbage til Storbritannien i slutningen af ​​1943 og blev erstattet i udvalget af Sir Ronald Ian Campbell , som igen blev erstattet af den britiske ambassadør i USA, Lord Halifax , i begyndelsen af ​​1945. Sir John Dill døde i Washington , DC, i november 1944 og blev erstattet både som chef for British Joint Staff Mission og som medlem af Combined Policy Committee af feltmarskal Sir Henry Maitland Wilson .

Da samarbejdet blev genoptaget efter Quebec-aftalen, undrede amerikanernes fremskridt og udgifter briterne. USA havde allerede brugt mere end $1 milliard ($12 milliarder i dag), mens Storbritannien i 1943 havde brugt omkring £0,5 millioner. Chadwick pressede således på for britisk involvering i Manhattan-projektet i videst muligt omfang og opgav ethvert håb om et uafhængigt britisk projekt under krigen. Med Churchills opbakning forsøgte han at sikre, at enhver anmodning fra Groves om assistance blev imødekommet. Den britiske mission, der ankom til USA i december 1943, omfattede Niels Bohr , Otto Frisch, Klaus Fuchs , Rudolf Peierls og Ernest Titterton . Flere videnskabsmænd ankom i begyndelsen af ​​1944. Mens dem, der var tildelt gasdiffusion, efterladt i efteråret 1944, blev de 35, der arbejdede under Oliphant med Lawrence i Berkeley, tildelt eksisterende laboratoriegrupper, og de fleste blev til slutningen af ​​krigen. De 19 sendt til Los Alamos sluttede sig også til eksisterende grupper, primært relateret til implosion og bombesamling, men ikke de plutonium-relaterede. En del af Quebec-aftalen specificerede, at atomvåben ikke ville blive brugt mod et andet land uden gensidigt samtykke fra USA og Storbritannien. I juni 1945 indvilligede Wilson i, at brugen af ​​atomvåben mod Japan ville blive registreret som en beslutning fra Combined Policy Committee.

Combined Policy Committee oprettede Combined Development Trust i juni 1944 med Groves som formand for at fremskaffe uran- og thoriummalm på internationale markeder. Belgisk Congo og Canada holdt meget af verdens uran uden for Østeuropa, og den belgiske eksilregering var i London. Storbritannien gik med til at give USA det meste af den belgiske malm, da det ikke kunne bruge det meste af forsyningen uden begrænset amerikansk forskning. I 1944 købte Trust 3.440.000 pund (1.560.000 kg) uranoxidmalm fra virksomheder, der driver miner i Belgisk Congo. For at undgå at orientere den amerikanske finansminister Henry Morgenthau Jr. om projektet, blev en særlig konto, der ikke var underlagt den sædvanlige revision og kontrol, brugt til at opbevare Trust-penge. Mellem 1944 og det tidspunkt, hvor han trak sig ud af trusten i 1947, indsatte Groves i alt 37,5 millioner dollars på trustens konto.

Groves satte pris på den tidlige britiske atomforskning og de britiske videnskabsmænds bidrag til Manhattan-projektet, men udtalte, at USA ville have haft succes uden dem. Han sagde også, at Churchill var "den bedste ven atombombeprojektet havde [da] han holdt Roosevelts interesse oppe ... Han ophidsede ham bare hele tiden ved at fortælle ham, hvor vigtigt han syntes, projektet var."

Den britiske deltagelse i krigstiden var afgørende for succesen med Storbritanniens uafhængige atomvåbenprogram efter krigen, da McMahon Act af 1946 midlertidigt afsluttede det amerikanske atomsamarbejde.

Projektsider

Berkeley, California Inyokern, California Richland, Washington Trail, British Columbia Wendover, Utah Monticello, Utah Uravan, Colorado Los Alamos, New Mexico Alamogordo, New Mexico Ames, Iowa St Louis, Missouri Chicago, Illinois Dana, Indiana Dayton, Ohio Sylacauga, Alabama Morgantown, West Virginia Oak Ridge, Tennessee Chalk River Laboratories Rochester, New York Washington, D.C.Kort over USA og det sydlige Canada med store projektsteder markeret
Et udvalg af amerikanske og canadiske websteder, der er vigtige for Manhattan-projektet. Klik på stedet for mere information.

Oak Ridge

Arbejdere, for det meste kvinder, strømmer ud af en klynge af bygninger.  En billboard opfordrer dem til at "Få CEW COUNT til at fortsætte med at beskytte projektoplysninger!"
Skift skifte på Y-12 uranberigelsesanlægget ved Clinton Engineer Works i Oak Ridge, Tennessee , den 11. august 1945. I maj 1945 var 82.000 mennesker ansat på Clinton Engineer Works. Fotografi af Manhattan District-fotografen Ed Westcott .

Dagen efter han overtog projektet, tog Groves et tog til Tennessee med oberst Marshall for at inspicere det foreslåede sted der, og Groves var imponeret. Den 29. september 1942 bemyndigede USA's underkrigsminister Robert P. Patterson Corps of Engineers til at erhverve 56.000 acres (23.000 ha) jord efter eminent domæne til en pris af $3,5 millioner. Yderligere 3.000 acres (1.200 ha) blev efterfølgende erhvervet. Omkring 1.000 familier blev berørt af fordømmelsesbekendtgørelsen, der trådte i kraft den 7. oktober. Protester, juridiske appeller og en kongresundersøgelse fra 1943 var til ingen nytte. I midten af ​​november var US Marshals i gang med at melde fraflytning på stuehusdøre, og entreprenører flyttede ind. Nogle familier fik to ugers varsel om at forlade gårde, der havde været deres hjem i generationer; andre havde slået sig ned der efter at være blevet smidt ud for at gøre plads til Great Smoky Mountains National Park i 1920'erne eller Norris Dam i 1930'erne. De endelige omkostninger ved jorderhvervelse i området, som først blev afsluttet i marts 1945, var kun omkring 2,6 millioner dollars, hvilket blev til omkring 47 dollars pr. Da den blev præsenteret for offentlig proklamation nummer to, som erklærede Oak Ridge for et totalt udelukkelsesområde, som ingen kunne komme ind i uden militær tilladelse, rev guvernøren i Tennessee , Prentice Cooper , det vredt op.

Oprindeligt kendt som Kingston Demolition Range, blev stedet officielt omdøbt til Clinton Engineer Works (CEW) i begyndelsen af ​​1943. Mens Stone & Webster koncentrerede sig om produktionsfaciliteterne, tegnede og byggede arkitekt- og ingeniørfirmaet Skidmore, Owings & Merrill et boligfællesskab. for 13.000. Samfundet lå på skråningerne af Black Oak Ridge, hvorfra den nye by Oak Ridge fik sit navn. Hærens tilstedeværelse ved Oak Ridge steg i august 1943, da Nichols erstattede Marshall som leder af Manhattan Engineer District. En af hans første opgaver var at flytte distriktets hovedkvarter til Oak Ridge, selvom navnet på distriktet ikke ændrede sig. I september 1943 blev administrationen af ​​fællesfaciliteter outsourcet til Turner Construction Company gennem et datterselskab, Roane-Anderson Company (for Roane og Anderson Counties, hvor Oak Ridge var beliggende). Kemiske ingeniører, herunder William J. (Jenkins) Wilcox Jr. (1923-2013) og Warren Fuchs, var en del af "hejsende bestræbelser" på at lave 10% til 12% beriget uran 235, kendt som kodenavnet "tuballoy tetroxide", med stram sikkerhed og hurtige godkendelser af forsyninger og materialer. Befolkningen i Oak Ridge ekspanderede hurtigt langt ud over de oprindelige planer og toppede med 75.000 i maj 1945, på hvilket tidspunkt 82.000 mennesker var ansat på Clinton Engineer Works og 10.000 hos Roane-Anderson.

Billedkunstfotograf, Josephine Herrick , og hendes kollega, Mary Steers, hjalp med at dokumentere arbejdet på Oak Ridge.

Los Alamos

Idéen om at placere Projekt Y ved Oak Ridge blev overvejet, men i sidste ende blev det besluttet, at det skulle være et fjerntliggende sted. På Oppenheimers anbefaling blev søgningen efter et passende sted indsnævret til nærheden af ​​Albuquerque, New Mexico , hvor Oppenheimer ejede en ranch. I oktober 1942 blev major John H. Dudley fra Manhattan District sendt for at undersøge området. Han anbefalede et sted nær Jemez Springs, New Mexico . Den 16. november turnerede Oppenheimer, Groves, Dudley og andre stedet. Oppenheimer frygtede, at de høje klipper omkring stedet ville få hans folk til at føle sig klaustrofobiske, mens ingeniørerne var bekymrede over muligheden for oversvømmelser. Partiet gik derefter videre til nærheden af ​​Los Alamos Ranch School . Oppenheimer var imponeret og udtrykte en stærk præference for stedet, med henvisning til dets naturlige skønhed og udsigt over Sangre de Cristo-bjergene , som man håbede ville inspirere dem, der ville arbejde på projektet. Ingeniørerne var bekymrede over den dårlige adgangsvej, og om vandforsyningen ville være tilstrækkelig, men mente ellers, at den var ideel.

En gruppe mænd i skjorteærmer, der sidder på klapstole
Fysikere ved et Manhattan District-sponsoreret kollokvium ved Los Alamos LaboratorySuper i april 1946. På forreste række er Norris Bradbury , John Manley , Enrico Fermi og J. (Jerome) MB Kellogg. Robert Oppenheimer , i mørk frakke, står bag Manley; til venstre for Oppenheimer er Richard Feynman . Hærens officer til venstre er oberst Oliver Haywood .

Patterson godkendte erhvervelsen af ​​stedet den 25. november 1942 og godkendte $440.000 til køb af grunden på 54.000 acres (22.000 ha), hvoraf alle på nær 8.900 acres (3.600 ha) allerede var ejet af den føderale regering. Landbrugsminister Claude R. Wickard bevilgede brug af omkring 45.100 acres (18.300 ha) af United States Forest Service jord til krigsministeriet "så længe den militære nødvendighed fortsætter". Behovet for jord, for en ny vej, og senere for en vigepligt til en 25-mile (40 km) kraftledning, bragte til sidst jordkøb i krigstid til 45.737 acres (18.509,1 ha), men kun $414.971 blev brugt. Byggeriet blev kontraheret til MM Sundt Company i Tucson, Arizona , med Willard C. Kruger og Associates i Santa Fe, New Mexico , som arkitekt og ingeniør. Arbejdet påbegyndtes i december 1942. Groves tildelte oprindeligt 300.000 dollars til byggeri, tre gange Oppenheimers estimat, med en planlagt færdiggørelsesdato 15. marts 1943. Det stod hurtigt klart, at omfanget af Projekt Y var større end forventet, og da Sundt sluttede d. 30. november 1943 var der brugt over 7 millioner dollars.

Kort over Los Alamos-stedet, New Mexico, 1943–45

Fordi det var hemmeligt, blev Los Alamos omtalt som "Site Y" eller "The Hill". Fødselsattester for babyer født i Los Alamos under krigen anførte deres fødested som postboks 1663 i Santa Fe. Oprindeligt skulle Los Alamos have været et militærlaboratorium med Oppenheimer og andre forskere bestilt i hæren. Oppenheimer gik så langt som at bestille sig selv en oberstløjtnantuniform , men to nøglefysikere, Robert Bacher og Isidor Rabi , vægrede sig ved ideen. Conant, Groves og Oppenheimer udtænkte derefter et kompromis, hvorved laboratoriet blev drevet af University of California under kontrakt med krigsafdelingen.

Chicago

Et Hær-OSRD-råd besluttede den 25. juni 1942 at bygge et pilotanlæg til plutoniumproduktion i Red Gate Woods sydvest for Chicago. I juli sørgede Nichols for et lejemål på 1.025 acres (415 ha) fra Cook County Forest Preserve District , og kaptajn James F. Grafton (1908-1969) blev udnævnt til Chicago-områdets ingeniør. Det blev hurtigt klart, at omfanget af operationer var for stort for området, og det blev besluttet at bygge anlægget ved Oak Ridge og beholde et forsknings- og testanlæg i Chicago.

Forsinkelser i etableringen af ​​anlægget i Red Gate Woods fik Compton til at autorisere Metallurgical Laboratory til at bygge den første atomreaktor under tribunerne i Stagg Field ved University of Chicago. Reaktoren krævede en enorm mængde grafitblokke og uranium pellets. På det tidspunkt var der en begrænset kilde til rent uran . Frank Spedding fra Iowa State University var i stand til kun at producere to korte tons rent uran. Yderligere tre korte tons uranmetal blev leveret af Westinghouse Lamp Plant , som blev produceret i et hastværk med en provisorisk proces. En stor firkantet ballon blev konstrueret af Goodyear Tire til at omslutte reaktoren. Den 2. december 1942 indledte et hold ledet af Enrico Fermi den første kunstige selvbærende nukleare kædereaktion i en eksperimentel reaktor kendt som Chicago Pile-1 . Det punkt, hvor en reaktion bliver selvbærende, blev kendt som "at blive kritisk". Compton rapporterede succesen til Conant i Washington, DC, ved et kodet telefonopkald og sagde: "Den italienske navigatør [Fermi] er lige landet i den nye verden."

I januar 1943 beordrede Graftons efterfølger, major Arthur V. Peterson , Chicago Pile-1 demonteret og samlet igen ved Red Gate Woods, da han anså driften af ​​en reaktor som for farlig for et tætbefolket område. På Argonne-stedet blev Chicago Pile-3 , den første tungtvandsreaktor, kritisk den 15. maj 1944. Efter krigen flyttede de operationer, der forblev ved Red Gate, til det nye sted for Argonne National Laboratory omkring 6 miles (9,7 km) ) væk.

Hanford

I december 1942 var der bekymring for, at selv Oak Ridge var for tæt på et større befolkningscenter (Knoxville) i det usandsynlige tilfælde af en større atomulykke. Groves rekrutterede DuPont i november 1942 til at være hovedentreprenør for opførelsen af ​​plutoniumproduktionskomplekset. DuPont blev tilbudt en standardpris plus fast vederlagskontrakt , men virksomhedens præsident, Walter S. Carpenter, Jr. , ønskede ingen fortjeneste af nogen art og bad om, at den foreslåede kontrakt blev ændret for eksplicit at udelukke virksomheden fra at erhverve eventuelle patentrettigheder. Dette blev accepteret, men af ​​juridiske årsager blev der aftalt et nominelt gebyr på én dollar. Efter krigen bad DuPont om at blive løst fra kontrakten tidligt og måtte returnere 33 cents.

En stor skare af surt udseende arbejdere ved en skranke, hvor to kvinder står og skriver.  Nogle af arbejderne bærer identifikationsfotografier af sig selv på deres hatte.
Hanford-arbejdere afhenter deres lønsedler på Western Union-kontoret.

DuPont anbefalede, at stedet blev placeret langt fra det eksisterende uranproduktionsanlæg ved Oak Ridge. I december 1942 sendte Groves oberst Franklin Matthias og DuPont-ingeniører ud for at spejde potentielle steder. Matthias rapporterede, at Hanford Site nær Richland, Washington , var "ideel i stort set alle henseender". Det var isoleret og nær Columbia-floden , som kunne levere tilstrækkeligt med vand til at afkøle de reaktorer, der ville producere plutonium. Groves besøgte stedet i januar og etablerede Hanford Engineer Works (HEW), kodenavnet "Site W".

Under sekretær Patterson gav sin godkendelse den 9. februar og tildelte 5 millioner dollars til erhvervelsen af ​​430.000 acres (170.000 ha) jord i området. Den føderale regering flyttede omkring 1.500 indbyggere i White Bluffs og Hanford , og nærliggende bosættelser, samt Wanapum og andre stammer, der brugte området. Der opstod en strid med bønder om erstatning for afgrøder, som allerede var blevet plantet, før jorden blev erhvervet. Hvor tidsplanerne tillod det, tillod hæren, at afgrøderne blev høstet, men det var ikke altid muligt. Jorderhvervelsesprocessen trak ud og blev ikke afsluttet før slutningen af ​​Manhattan-projektet i december 1946.

Tvisten forsinkede ikke arbejdet. Selvom fremskridtene med reaktordesignet på Metallurgical Laboratory og DuPont ikke var tilstrækkeligt fremskredne til nøjagtigt at forudsige projektets omfang, blev der i april 1943 startet på faciliteter til anslået 25.000 arbejdere, hvoraf halvdelen forventedes at bo på stedet. I juli 1944 var omkring 1.200 bygninger blevet opført, og næsten 51.000 mennesker boede i byggelejren. Som områdeingeniør havde Matthias den overordnede kontrol over stedet. På sit højeste var byggelejren den tredje mest folkerige by i staten Washington. Hanford drev en flåde på over 900 busser, mere end byen Chicago. Ligesom Los Alamos og Oak Ridge var Richland et lukket samfund med begrænset adgang, men det lignede mere en typisk krigstids amerikansk boomtown: den militære profil var lavere, og fysiske sikkerhedselementer som høje hegn, tårne ​​og vagthunde var mindre tydelige.

canadiske websteder

Britisk Columbia

Cominco havde produceret elektrolytisk brint i Trail, British Columbia , siden 1930. Urey foreslog i 1941, at det kunne producere tungt vand. Til det eksisterende anlæg på 10 millioner dollars bestående af 3.215 celler, der forbruger 75 MW vandkraft, blev der tilføjet sekundære elektrolyseceller for at øge deuteriumkoncentrationen i vandet fra 2,3 % til 99,8 %. Til denne proces udviklede Hugh Taylor fra Princeton en platin-på-kulstof- katalysator til de første tre trin, mens Urey udviklede en nikkel - chromia -katalysator til tårnet i fjerde trin. De endelige omkostninger var $2,8 millioner. Den canadiske regering fik først officielt kendskab til projektet i august 1942. Trails tungtvandsproduktion startede i januar 1944 og fortsatte indtil 1956. Tungt vand fra Trail blev brugt til Chicago Pile 3 , den første reaktor, der brugte tungt vand og naturligt uran, som gik kritisk den 15. maj 1944.

Ontario

Chalk River, Ontario , blev etableret for at genhuse den allierede indsats ved Montreal Laboratory væk fra et byområde. Et nyt fællesskab blev bygget ved Deep River, Ontario , for at skaffe boliger og faciliteter til teammedlemmerne. Stedet blev valgt på grund af dets nærhed til det industrielle produktionsområde i Ontario og Quebec, og nærhed til et jernbanehoved, der støder op til en stor militærbase, Camp Petawawa . Beliggende ved Ottawa-floden havde den adgang til rigeligt vand. Den første direktør for det nye laboratorium var Hans von Halban . Han blev erstattet af John Cockcroft i maj 1944, som igen blev efterfulgt af Bennett Lewis i september 1946. En pilotreaktor kendt som ZEEP (nul-energi eksperimentel bunke) blev den første canadiske reaktor, og den første, der blev færdiggjort uden for USA stater, da den blev kritisk i september 1945, forblev ZEEP i brug af forskere indtil 1970. En større 10 MW NRX- reaktor, som blev designet under krigen, blev færdiggjort og blev kritisk i juli 1947.

Northwest Territories

Eldorado-minen ved Port Radium var en kilde til uranmalm.

Tungtvandspladser

Selvom DuPonts foretrukne designs til atomreaktorerne var heliumkølede og brugte grafit som moderator, udtrykte DuPont stadig interesse i at bruge tungt vand som backup, i tilfælde af at grafitreaktordesignet af en eller anden grund skulle vise sig umuligt. Til dette formål blev det anslået, at der ville være behov for 3 korte tons (2,7 t) tungt vand om måneden. P -9-projektet var regeringens kodenavn for tungtvandsproduktionsprogrammet. Da anlægget ved Trail, som dengang var under opførelse, kunne producere 0,5 korte tons (0,45 t) om måneden, var der behov for yderligere kapacitet. Groves gav derfor DuPont tilladelse til at etablere tungtvandsfaciliteter ved Morgantown Ordnance Works, nær Morgantown, West Virginia ; ved Wabash River Ordnance Works , nær Dana og Newport, Indiana ; og ved Alabama Ordnance Works , nær Childersburg og Sylacauga, Alabama . Selvom de er kendt som Ordnance Works og betalt under Ordnance Department- kontrakter, blev de bygget og drevet af Army Corps of Engineers. De amerikanske planter brugte en anden proces end Trails; tungt vand blev ekstraheret ved destillation, idet man udnyttede det lidt højere kogepunkt for tungt vand.

Uran

Malm

Størstedelen af ​​det uran, der blev brugt i Manhattan-projektet, kom fra Shinkolobwe -minen i Belgisk Congo .

Det centrale råmateriale til projektet var uran, der blev brugt som brændsel til reaktorerne, som foder, der blev omdannet til plutonium, og i sin berigede form i selve atombomben. Der var fire kendte store forekomster af uran i 1940: i Colorado, i det nordlige Canada, i Joachimsthal i Tjekkoslovakiet og i Belgisk Congo . Alle undtagen Joachimstal var i allierede hænder. En undersøgelse fra november 1942 fastslog, at der var tilstrækkelige mængder uran til rådighed til at opfylde projektets krav. Nichols arrangerede med Udenrigsministeriet , at eksportkontrol blev placeret på uranoxid og forhandlede om køb af 1.200 korte tons (1.100 t) uranmalm fra Belgisk Congo, der blev opbevaret i et lager på Staten Island , og de resterende lagre af udvundet malm lagret i Congo. Han forhandlede med Eldorado Gold Mines om køb af malm fra dets raffinaderi i Port Hope, Ontario, og dets forsendelse i 100-tons partier. Den canadiske regering købte efterfølgende selskabets aktier op, indtil den fik en kontrollerende interesse.

Mens disse indkøb sikrede en tilstrækkelig forsyning til at opfylde krigstidsbehov, konkluderede de amerikanske og britiske ledere, at det var i deres landes interesse at få kontrol over så meget af verdens uranforekomster som muligt. Den rigeste malmkilde var Shinkolobwe -minen i Belgisk Congo, men den blev oversvømmet og lukket. Nichols forsøgte uden held at forhandle dens genåbning og salget af hele den fremtidige produktion til USA med Edgar Sengier , direktøren for det selskab, der ejede minen, Union Minière du Haut-Katanga . Sagen blev herefter behandlet af Combined Policy Committee. Da 30 procent af Union Minières aktier var kontrolleret af britiske interesser, tog briterne føringen i forhandlingerne. Sir John Anderson og ambassadør John Winant indgik en aftale med Sengier og den belgiske regering i maj 1944 om, at minen skulle genåbnes, og at 1.720 korte tons (1.560 t) malm skulle købes for 1,45 USD pr. pund. For at undgå afhængighed af briterne og canadierne for malm, sørgede Groves også for køb af US Vanadium Corporations lager i Uravan, Colorado . Uranudvinding i Colorado gav omkring 800 korte tons (730 t) malm.

Mallinckrodt Incorporated i St. Louis, Missouri, tog den rå malm og opløste den i salpetersyre for at producere uranylnitrat . Ether blev derefter tilsat i en væske-væske ekstraktionsproces for at adskille urenhederne fra uranylnitrat. Dette blev derefter opvarmet til dannelse af uraniumtrioxid , som blev reduceret til højrent urandioxid . I juli 1942 producerede Mallinckrodt et ton meget rent oxid om dagen, men at omdanne dette til uraniummetal viste sig oprindeligt at være vanskeligere for entreprenørerne Westinghouse og Metal Hydrides. Produktionen var for langsom, og kvaliteten var uacceptabel lav. En særlig afdeling af Metallurgical Laboratory blev etableret ved Iowa State College i Ames, Iowa , under Frank Spedding for at undersøge alternativer. Dette blev kendt som Ames-projektet , og dets Ames-proces blev tilgængelig i 1943.

Isotopadskillelse

Naturligt uran består af 99,3% uran-238 og 0,7% uran-235, men kun sidstnævnte er fissilt . Den kemisk identiske uran-235 skal fysisk adskilles fra den mere rigelige isotop. Forskellige metoder blev overvejet til uranberigelse , hvoraf de fleste blev udført ved Oak Ridge.

Den mest åbenlyse teknologi, centrifugen, mislykkedes, men teknologier til elektromagnetisk separation, gasdiffusion og termisk diffusion var alle vellykkede og bidrog til projektet. I februar 1943 kom Groves på ideen om at bruge output fra nogle planter som input til andre.

Konturkort over Oak Ridge-området.  Der er en flod mod syd, mens township ligger i nord.
Oak Ridge var vært for flere uranseparationsteknologier. Y-12 elektromagnetisk separationsanlæg er øverst til højre. K-25 og K-27 gasdiffusionsanlæg er nederst til venstre, nær S-50 termisk diffusionsanlæg. X-10 var til plutoniumproduktion.

Centrifuger

Centrifugeprocessen blev betragtet som den eneste lovende adskillelsesmetode i april 1942. Jesse Beams havde udviklet en sådan proces ved University of Virginia i løbet af 1930'erne, men var stødt på tekniske vanskeligheder. Processen krævede høje omdrejningshastigheder, men ved visse hastigheder udviklede der sig harmoniske vibrationer, der truede med at rive maskineriet fra hinanden. Det var derfor nødvendigt at accelerere hurtigt gennem disse hastigheder. I 1941 begyndte han at arbejde med uranhexafluorid , den eneste kendte gasformige forbindelse af uran, og var i stand til at adskille uran-235. I Columbia fik Urey Karl P. Cohen til at undersøge processen, og han fremstillede en mængde matematisk teori, der gjorde det muligt at designe en centrifugal separationsenhed, som Westinghouse påtog sig at konstruere.

At skalere dette op til et produktionsanlæg var en formidabel teknisk udfordring. Urey og Cohen vurderede, at produktion af et kilogram (2,2 lb) uranium-235 om dagen ville kræve op til 50.000 centrifuger med 1 meter (3 ft 3 in) rotorer eller 10.000 centrifuger med 4 meter (13 fod) rotorer, forudsat at at der kunne bygges 4 meter rotorer. Udsigten til at holde så mange rotorer i drift kontinuerligt ved høj hastighed virkede skræmmende, og da Beams kørte sit eksperimentelle apparat, opnåede han kun 60 % af det forudsagte udbytte, hvilket tyder på, at flere centrifuger ville være nødvendige. Beams, Urey og Cohen begyndte derefter arbejdet på en række forbedringer, som lovede at øge effektiviteten af ​​processen. Hyppige svigt af motorer, aksler og lejer ved høje hastigheder forsinkede imidlertid arbejdet på pilotanlægget. I november 1942 blev centrifugeprocessen opgivet af den militærpolitiske komité efter en anbefaling fra Conant, Nichols og August C. Klein fra Stone & Webster.

Selvom centrifugemetoden blev opgivet af Manhattan-projektet, gik forskningen i den markant frem efter krigen med introduktionen af ​​Zippe-typen centrifuge , som blev udviklet i Sovjetunionen af ​​sovjetiske og fangede tyske ingeniører. Det blev til sidst den foretrukne metode til uranisotopadskillelse, idet den var langt mere økonomisk end de andre adskillelsesmetoder, der blev brugt under Anden Verdenskrig.

Elektromagnetisk adskillelse

Elektromagnetisk isotopadskillelse blev udviklet af Lawrence ved University of California Radiation Laboratory. Denne metode anvendte enheder kendt som calutroner , en hybrid af standard laboratoriemassespektrometer og cyklotronmagneten . Navnet blev afledt af ordene California , university og cyclotron . I den elektromagnetiske proces afbøjede et magnetfelt ladede partikler efter masse. Processen var hverken videnskabeligt elegant eller industrielt effektiv. Sammenlignet med et gasdiffusionsanlæg eller en atomreaktor ville et elektromagnetisk separationsanlæg forbruge flere knappe materialer, kræve mere arbejdskraft at drive og koste mere at bygge. Ikke desto mindre blev processen godkendt, fordi den var baseret på gennemprøvet teknologi og derfor repræsenterede mindre risiko. Desuden kunne det bygges i etaper og hurtigt nå industriel kapacitet.

En stor oval struktur
Alpha I racerbane ved Y-12

Marshall og Nichols opdagede, at den elektromagnetiske isotopadskillelsesproces ville kræve 5.000 korte tons (4.500 tons) kobber, som var en desperat mangelvare. Sølv kunne dog erstattes i forholdet 11:10. Den 3. august 1942 mødtes Nichols med finansminister Daniel W. Bell og bad om overførsel af 6.000 tons sølvbarrer fra West Point Bullion Depository . "Ung mand," sagde Bell til ham, "du tænker måske på sølv i tons, men statskassen vil altid tænke på sølv i troy ounces !" I sidste ende blev 14.700 korte tons (13.300 tons; 430.000.000 troy ounces) brugt.

De 1.000 troy-ounce (31 kg) sølvstænger blev støbt til cylindriske barrer og bragt til Phelps Dodge i Bayway, New Jersey, hvor de blev ekstruderet til strimler 0,625 tommer (15,9 mm) tykke, 3 tommer (76 mm) brede og 40 fod (12 m) lang. Disse blev viklet på magnetspoler af Allis-Chalmers i Milwaukee, Wisconsin. Efter krigen blev alt maskineriet demonteret og renset, og gulvbrædderne under maskineriet blev revet op og brændt for at genvinde små mængder sølv. I sidste ende gik kun 1/3.600.000. tabt. Det sidste sølv blev returneret i maj 1970.

Ansvaret for design og konstruktion af det elektromagnetiske separationsanlæg, som kom til at hedde Y-12 , blev overdraget til Stone & Webster af S-1-komiteen i juni 1942. Designet krævede fem førstetrinsbehandlingsenheder, kendt som Alfa-væddeløbsbaner og to enheder til endelig behandling, kendt som Beta-væddeløbsbaner. I september 1943 godkendte Groves byggeriet af yderligere fire racerbaner, kendt som Alpha II. Byggeriet begyndte i februar 1943.

Da anlægget blev startet op til test efter planen i oktober, krøb de 14 tons vakuumtanke ud af justering på grund af magneternes kraft og skulle fastgøres mere sikkert. Et mere alvorligt problem opstod, da magnetspolerne begyndte at kortslutte. I december beordrede Groves en magnet til at blive brækket op, og der blev fundet håndfulde rust indeni. Groves beordrede derefter racerbanerne at blive revet ned og magneterne sendt tilbage til fabrikken for at blive renset. Der blev etableret et bejdseanlæg på stedet til at rense rør og fittings. Den anden Alpha I var ikke operationel før i slutningen af ​​januar 1944, den første Beta og første og tredje Alpha I kom online i marts, og den fjerde Alpha I var operationel i april. De fire Alpha II-væddeløbsbaner blev afsluttet mellem juli og oktober 1944.

En lang korridor med mange konsoller med urskiver og kontakter, hvor kvinder sidder på høje taburetter
Calutron Girls var unge kvinder, der overvågede calutron kontrolpaneler på Y-12. Gladys Owens, der sad i forgrunden, var uvidende om, hvad hun havde været involveret i.

Tennessee Eastman fik kontrakt om at administrere Y-12 på den sædvanlige pris plus faste gebyrer, med et gebyr på $22.500 pr. måned plus $7.500 pr. racerbane for de første syv racerbaner og $4.000 pr. ekstra racerbane. Calutronerne blev oprindeligt betjent af videnskabsmænd fra Berkeley for at fjerne bugs og opnå en rimelig driftshastighed. De blev derefter overdraget til uddannede Tennessee Eastman-operatører, som kun havde en gymnasieuddannelse. Nichols sammenlignede enhedsproduktionsdata og påpegede over for Lawrence, at de unge " hillbilly " pigeoperatører, kendt som Calutron Girls , overgik sine ph.d.er. De gik med til et produktionsræs, og Lawrence tabte, et moralløft for Tennessee Eastman-arbejderne og supervisorerne. Pigerne blev "trænet som soldater til ikke at begrunde hvorfor", mens "videnskabsmændene ikke kunne afholde sig fra tidskrævende undersøgelser af årsagen til selv mindre udsving i skiverne."

Y-12 berigede oprindeligt indholdet af uran-235 til mellem 13% og 15%, og sendte de første par hundrede gram af dette til Los Alamos i marts 1944. Kun 1 del ud af 5.825 af uranfoderet dukkede op som slutprodukt. Meget af resten blev sprøjtet over udstyr i processen. Anstrengende genopretningsindsats hjalp med at hæve produktionen til 10% af uran-235-foderet i januar 1945. I februar begyndte Alpha-væddeløbsbanerne at modtage let beriget (1,4%) foder fra det nye S-50 termiske diffusionsanlæg. Den næste måned modtog den forbedret (5%) foder fra K-25 gasdiffusionsanlægget. I august producerede K-25 uran, der var tilstrækkeligt beriget til at kunne føres direkte ind i Beta-sporene.

Gasformig diffusion

Den mest lovende, men også den mest udfordrende metode til isotopadskillelse, var gasdiffusion. Grahams lov siger, at udstrømningshastigheden af ​​en gas er omvendt proportional med kvadratroden af ​​dens molekylmasse , så i en kasse, der indeholder en semipermeabel membran og en blanding af to gasser, vil de lettere molekyler passere mere ud af beholderen hurtigere end de tungere molekyler. Gassen, der forlader beholderen, er noget beriget i de lettere molekyler, mens den resterende gas er noget udtømt. Tanken var, at sådanne kasser kunne formes til en kaskade af pumper og membraner, hvor hvert på hinanden følgende trin indeholdt en lidt mere beriget blanding. Forskning i processen blev udført ved Columbia University af en gruppe, der omfattede Harold Urey, Karl P. Cohen og John R. Dunning .

Skrå luftfoto af en enorm U-formet bygning
Oak Ridge K-25 anlæg

I november 1942 godkendte den militærpolitiske komité opførelsen af ​​et 600-trins gasdiffusionsanlæg. Den 14. december accepterede MW Kellogg et tilbud om at bygge anlægget, som fik kodenavnet K-25. Der blev forhandlet en kontrakt med omkostninger plus fast vederlag, som til sidst beløber sig til 2,5 millioner dollars. En separat virksomhedsenhed kaldet Kellex blev oprettet til projektet, ledet af Percival C. Keith, en af ​​Kelloggs vicepræsidenter. Processen stod over for formidable tekniske vanskeligheder. Den stærkt ætsende gas uranhexafluorid skulle bruges, da der ikke kunne findes nogen erstatning, og motorer og pumper skulle være vakuumtætte og indesluttet i inert gas. Det største problem var designet af barrieren, som skulle være stærk, porøs og modstandsdygtig over for korrosion fra uranhexafluorid. Det bedste valg til dette syntes at være nikkel. Edward Adler og Edward Norris skabte en mesh-barriere af elektropletteret nikkel. Et seks-trins pilotanlæg blev bygget i Columbia for at teste processen, men Norris-Adler-prototypen viste sig at være for skør. En rivaliserende barriere blev udviklet af pulveriseret nikkel af Kellex, Bell Telephone Laboratories og Bakelite Corporation. I januar 1944 beordrede Groves Kellex-barrieren i produktion.

Kellex' design til K-25 krævede en fire-etagers 0,5 mil (0,80 km) lang U-formet struktur indeholdende 54 sammenhængende bygninger. Disse var opdelt i ni sektioner. Inden i disse var celler i seks stadier. Cellerne kunne betjenes uafhængigt eller fortløbende inden for en sektion. Tilsvarende kunne sektionerne betjenes separat eller som en del af en enkelt kaskade. Et opmålingsselskab påbegyndte byggeriet ved at afmærke den 2,0 km 2 store grund i maj 1943. Arbejdet med hovedbygningen begyndte i oktober 1943, og seks-trins pilotanlæg var klar til drift den 17. april 1944. I 1945 Groves annullerede de øverste stadier af anlægget og fik Kellex til i stedet at designe og bygge en 540-trins sidefoderenhed, som blev kendt som K-27. Kellex overførte den sidste enhed til driftsentreprenøren, Union Carbide and Carbon, den 11. september 1945. De samlede omkostninger, inklusive K-27-anlægget færdiggjort efter krigen, nåede op på 480 millioner dollars.

Produktionsanlægget blev sat i drift i februar 1945, og efterhånden som kaskade efter kaskade kom online, steg produktets kvalitet. I april 1945 havde K-25 opnået en berigelse på 1,1 %, og produktionen fra S-50 termisk diffusionsanlæg begyndte at blive brugt som foder. Nogle produkter produceret den næste måned nåede næsten 7% berigelse. I august startede den sidste af de 2.892 etaper drift. K-25 og K-27 opnåede deres fulde potentiale i den tidlige efterkrigsperiode, da de formørkede de andre produktionsanlæg og blev prototyperne til en ny generation af planter.

Termisk diffusion

Den termiske diffusionsproces var baseret på Sydney Chapman og David Enskogs teori , som forklarede, at når en blandet gas passerer gennem en temperaturgradient, har den tungere en tendens til at koncentrere sig i den kolde ende og den lettere i den varme ende. Da varme gasser har tendens til at stige og kølige gasser har en tendens til at falde, kan dette bruges som et middel til isotopadskillelse. Denne proces blev først demonstreret af Klaus Clusius og Gerhard Dickel i Tyskland i 1938. Den blev udviklet af videnskabsmænd fra den amerikanske flåde, men var ikke en af ​​de berigelsesteknologier, der oprindeligt blev udvalgt til brug i Manhattan-projektet. Dette skyldtes primært tvivl om dets tekniske gennemførlighed, men rivaliseringen mellem hæren og flåden spillede også en rolle.

En fabrik med tre rygende skorstene i et flodsving set fra oven
S-50-anlægget er den mørke bygning øverst til venstre bag Oak Ridge-kraftværket (med røgstabler).

Naval Research Laboratory fortsatte forskningen under Philip Abelsons ledelse, men der var ringe kontakt med Manhattan-projektet indtil april 1944, da kaptajn William S. Parsons , søofficeren med ansvar for ammunitionsudvikling i Los Alamos, bragte Oppenheimer nyheder om opmuntrende fremskridt i Søværnets forsøg med termisk diffusion. Oppenheimer skrev til Groves og foreslog, at output fra et termisk diffusionsanlæg kunne føres ind i Y-12. Groves nedsatte en komité bestående af Warren K. Lewis , Eger Murphree og Richard Tolman for at undersøge ideen, og de anslog, at et termisk diffusionsanlæg, der kostede 3,5 millioner dollars, kunne berige 50 kg (110 lb) uran om ugen til næsten 0,9 % uran. -235. Groves godkendte dens konstruktion den 24. juni 1944.

Groves indgik kontrakt med HK Ferguson Company i Cleveland , Ohio, om at bygge det termiske diffusionsanlæg, som blev udpeget til S-50. Groves' rådgivere, Karl Cohen og WI Thompson fra Standard Oil , anslog, at det ville tage seks måneder at bygge. Groves gav Ferguson kun fire. Planerne krævede installation af 2.142 48 fod høje (15 m) diffusionssøjler arrangeret i 21 stativer. Inde i hver søjle var der tre koncentriske rør. Damp, opnået fra det nærliggende K-25 kraftværk ved et tryk på 100 pounds per square inch (690 kPa) og en temperatur på 545 °F (285 °C), strømmede nedad gennem det inderste 1,25-tommer (32 mm) nikkelrør, mens vand ved 155 °F (68 °C) strømmede opad gennem det yderste jernrør. Uranhexafluoridet flød i det midterste kobberrør, og der skete isotopadskillelse af uranet mellem nikkel- og kobberrørene.

Arbejdet begyndte den 9. juli 1944, og S-50 begyndte delvis drift i september. Ferguson drev fabrikken gennem et datterselskab kendt som Fercleve. Anlægget producerede kun 10,5 pund (4,8 kg) 0,852% uran-235 i oktober. Lækager begrænsede produktionen og tvungne nedlukninger i løbet af de næste par måneder, men i juni 1945 producerede den 12.730 pund (5.770 kg). I marts 1945 var alle 21 produktionsstativer i drift. Til at begynde med blev outputtet fra S-50 tilført Y-12, men fra marts 1945 blev alle tre berigelsesprocesser kørt i serie. S-50 blev den første fase, beriget fra 0,71% til 0,89%. Dette materiale blev tilført gasdiffusionsprocessen i K-25-anlægget, som producerede et produkt beriget til omkring 23%. Dette blev igen tilført Y-12, hvilket øgede det til omkring 89%, tilstrækkeligt til atomvåben.

Samlet U-235 produktion

Omkring 50 kg (110 lb) uran beriget til 89 % uran-235 blev leveret til Los Alamos i juli 1945. Hele 50 kg, sammen med omkring 50 % beriget, i gennemsnit til omkring 85 % beriget, blev brugt i Little Dreng .

Plutonium

Den anden udviklingslinje, som Manhattan-projektet fulgte, brugte det fissile grundstof plutonium. Selvom der findes små mængder plutonium i naturen, er den bedste måde at opnå store mængder af grundstoffet i en atomreaktor, hvor naturligt uran bombarderes af neutroner. Uran-238 omdannes til uran-239 , som hurtigt henfalder, først til neptunium-239 og derefter til plutonium-239 . Kun en lille mængde af uran-238 vil blive omdannet, så plutonium skal adskilles kemisk fra det resterende uran, fra eventuelle indledende urenheder og fra fissionsprodukter .

X-10 grafitreaktor

To håndværkere på en bevægelig platform, der ligner den, der bruges af vinduesvaskere, stikker en stang ind i et af mange små huller i væggen foran dem.
Arbejdere læsser uransnegle i X-10 grafitreaktoren.

I marts 1943 begyndte DuPont opførelsen af ​​et plutoniumanlæg på en 112-acre (0,5 km 2 ) grund ved Oak Ridge. Det var beregnet som et pilotanlæg til de større produktionsfaciliteter i Hanford og omfattede den luftkølede X-10 Graphite Reactor , et kemisk separationsanlæg og støttefaciliteter. På grund af den efterfølgende beslutning om at bygge vandkølede reaktorer i Hanford, fungerede kun det kemiske separationsanlæg som en ægte pilot. X-10 grafitreaktoren bestod af en enorm blok grafit, 24 fod (7,3 m) lang på hver side, der vejede omkring 1.500 korte tons (1.400 t), omgivet af 7 fod (2,1 m) højdensitetsbeton som en strålingsskærm.

Den største vanskelighed var stødt på uransnegle produceret af Mallinckrodt og Metal Hydrides. Disse skulle på en eller anden måde belægges med aluminium for at undgå korrosion og udslip af fissionsprodukter ind i kølesystemet. Grasselli Chemical Company forsøgte at udvikle en varmdypningsproces uden held. I mellemtiden prøvede Alcoa at konservere. En ny proces til fluxfri svejsning blev udviklet, og 97% af dåserne bestod en standard vakuumtest, men højtemperaturtest viste en fejlrate på mere end 50%. Ikke desto mindre begyndte produktionen i juni 1943. Det Metallurgiske Laboratorium udviklede til sidst en forbedret svejseteknik ved hjælp af General Electric , som blev indarbejdet i produktionsprocessen i oktober 1943.

Set af Fermi og Compton gik X-10 grafitreaktoren kritisk den 4. november 1943 med omkring 30 korte tons (27 t) uran. En uge senere blev belastningen øget til 36 korte tons (33 t), hvilket hævede dens elproduktion til 500 kW, og i slutningen af ​​måneden blev de første 500 mg plutonium skabt. Ændringer over tid hævede effekten til 4.000 kW i juli 1944. X-10 fungerede som et produktionsanlæg indtil januar 1945, hvor det blev overført til forskningsaktiviteter.

Hanford reaktorer

Selvom et luftkølet design blev valgt til reaktoren ved Oak Ridge for at lette hurtig konstruktion, blev det erkendt, at dette ville være upraktisk for de meget større produktionsreaktorer. De første designs fra Metallurgical Laboratory og DuPont brugte helium til afkøling, før de fastslog, at en vandkølet reaktor ville være enklere, billigere og hurtigere at bygge. Designet blev først tilgængeligt den 4. oktober 1943; i mellemtiden koncentrerede Matthias sig om at forbedre Hanford-stedet ved at opføre boliger, forbedre vejene, bygge en jernbaneomskifterlinje og opgradere el-, vand- og telefonlinjerne.

Et luftbillede af Hanford B-Reactor-stedet fra juni 1944. I midten er reaktorbygningen.  Små lastbiler spreder landskabet og giver en følelse af skala.  To store vandtårne ​​rager over anlægget.
Luftfoto af Hanford B-Reactor site, juni 1944

Ligesom ved Oak Ridge stødte man på de største vanskeligheder under konservering af uransnegle, som begyndte i Hanford i marts 1944. De blev syltet for at fjerne snavs og urenheder, dyppet i smeltet bronze, tin og aluminium-siliciumlegering , konserveret ved hjælp af hydrauliske presser , og derefter lukkes ved hjælp af buesvejsning under en argonatmosfære. Til sidst blev de udsat for en række tests for at opdage huller eller defekte svejsninger. Skuffende nok klarede de fleste dåsesnegle i første omgang ikke testene, hvilket resulterede i en produktion på kun en håndfuld dåsesnegle om dagen. Men der blev gjort stadige fremskridt, og i juni 1944 steg produktionen til det punkt, hvor det så ud til, at der ville være tilstrækkeligt med konservesnegle til at starte Reactor B efter planen i august 1944.

Arbejdet påbegyndtes på Reaktor B, den første af seks planlagte 250 MW reaktorer, den 10. oktober 1943. Reaktorkomplekserne fik bogstavbetegnelser A til F, hvor B-, D- og F-steder blev valgt til at blive udviklet først, da dette maksimerede afstanden mellem reaktorerne. De ville være de eneste, der blev bygget under Manhattan-projektet. Omkring 390 korte tons (350 t) stål, 17.400 kubikyard (13.300 m 3 ) beton, 50.000 betonblokke og 71.000 betonmursten blev brugt til at opføre den 120 fod (37 m) høje bygning.

Konstruktionen af ​​selve reaktoren begyndte i februar 1944. Overvåget af Compton, Matthias, DuPonts Crawford Greenewalt , Leona Woods og Fermi, som indsatte den første snegl, blev reaktoren tændt fra den 13. september 1944. I løbet af de næste par dage, 838 rør blev fyldt, og reaktoren gik kritisk. Kort efter midnat den 27. september begyndte operatørerne at trække kontrolstængerne tilbage for at sætte produktionen i gang. Først så alt godt ud, men omkring kl. 03.00 begyndte effektniveauet at falde, og kl. 06.30 var reaktoren lukket helt ned. Kølevandet blev undersøgt for at se, om der var en utæthed eller forurening. Næste dag startede reaktoren op igen, for så at lukke ned igen.

Fermi kontaktede Chien-Shiung Wu , som identificerede årsagen til problemet som neutronforgiftning fra xenon-135 , som har en halveringstid på 9,2 timer. Fermi, Woods, Donald J. Hughes og John Archibald Wheeler beregnede derefter det nukleare tværsnit af xenon-135, som viste sig at være 30.000 gange større end uran. DuPont-ingeniør George Graves havde afveget fra Metallurgical Laboratorys oprindelige design, hvor reaktoren havde 1.500 rør arrangeret i en cirkel, og havde tilføjet yderligere 504 rør for at udfylde hjørnerne. Forskerne havde oprindeligt betragtet denne overkonstruktion som spild af tid og penge, men Fermi indså, at ved at indlæse alle 2.004 rør, kunne reaktoren nå det krævede effektniveau og effektivt producere plutonium. Reaktor D blev startet den 17. december 1944 og Reaktor F den 25. februar 1945.

Adskillelsesproces

Et konturkort, der viser forgrening af Columbia og Yakima-floderne og grænsen af ​​landet, med syv små røde firkanter markeret på det
Kort over Hanford-stedet. Jernbaner flankerer planterne mod nord og syd. Reaktorer er de tre nordligste røde firkanter langs Columbia-floden. Separationsanlæggene er de to nederste røde firkanter fra grupperingen syd for reaktorerne. Den nederste røde firkant er 300-området.

I mellemtiden overvejede kemikerne problemet med, hvordan plutonium kunne adskilles fra uran, når dets kemiske egenskaber ikke var kendt. Ved at arbejde med de små mængder plutonium, der var til rådighed på Metallurgical Laboratory i 1942, udviklede et hold under Charles M. Cooper en lanthanfluoridproces til adskillelse af uran og plutonium, som blev valgt til pilotseparationsanlægget. En anden separationsproces, bismuthphosphatprocessen , blev efterfølgende udviklet af Seaborg og Stanly G. Thomson. Denne proces fungerede ved at skifte plutonium mellem dets +4 og +6 oxidationstilstande i opløsninger af bismuthphosphat. I den tidligere tilstand blev plutonium udfældet; i sidstnævnte forblev det i opløsning, og de andre produkter blev udfældet.

Greenewalt favoriserede bismuthphosphatprocessen på grund af den ætsende natur af lanthanfluorid, og den blev valgt til Hanford-separationsanlæggene. Da X-10 begyndte at producere plutonium, blev pilotseparationsanlægget sat på prøve. Den første batch blev behandlet med 40 % effektivitet, men i løbet af de næste par måneder blev denne hævet til 90 %.

Hos Hanford blev installationerne i 300-området i første omgang givet topprioritet. Dette indeholdt bygninger til test af materialer, klargøring af uran og samling og kalibrering af instrumentering. En af bygningerne rummede konserveringsudstyret til uransneglene, mens en anden indeholdt en lille testreaktor. På trods af den høje prioritet, det er tildelt, faldt arbejdet på 300-området forsinket på grund af den unikke og komplekse karakter af de 300-områdefaciliteter og mangel på arbejdskraft og materialer i krigstid.

Tidlige planer krævede opførelse af to separationsanlæg i hvert af områderne kendt som 200-West og 200-East. Dette blev efterfølgende reduceret til to, T- og U-anlæggene, i 200-Vest og et, B-anlægget, ved 200-Øst. Hvert separationsanlæg bestod af fire bygninger: en procescellebygning eller "canyon" (kendt som 221), en koncentrationsbygning (224), en rensningsbygning (231) og et magasinlager (213). Kløfterne var hver 800 fod (240 m) lange og 65 fod (20 m) brede. Hver bestod af fyrre 17,7 x 13 x 20 fod (5,4 x 4,0 x 6,1 m) celler.

Arbejdet begyndte på 221-T og 221-U i januar 1944, hvor førstnævnte blev afsluttet i september og sidstnævnte i december. 221-B-bygningen fulgte efter i marts 1945. På grund af de høje radioaktivitetsniveauer, der var involveret, måtte alt arbejde i separationsanlæggene udføres ved fjernbetjening ved hjælp af lukket tv, noget uhørt i 1943. Vedligeholdelsen blev udført med hjælp af traverskran og specialdesignet værktøj. De 224 bygninger var mindre, fordi de havde mindre materiale at behandle, og det var mindre radioaktivt. Bygningerne 224-T og 224-U stod færdige den 8. oktober 1944, og 224-B fulgte den 10. februar 1945. De rensemetoder, der til sidst blev brugt i 231-W, var stadig ukendte, da byggeriet gik i gang den 8. april 1944, men anlægget var færdigt, og metoderne blev udvalgt ved årets udgang. Den 5. februar 1945 håndleverede Matthias den første forsendelse af 80 g 95 % rent plutoniumnitrat til en Los Alamos-kurer i Los Angeles.

Våben design

Lange, rørlignende hylstre.  I baggrunden ses flere ægformede hylstre og en trækvogn.
En række Thin Man-hylstre. Fat Man-hylstre er synlige i baggrunden.

I 1943 blev udviklingsindsatsen rettet mod et fissionsvåben af ​​pistoltype med plutonium kaldet Thin Man . Indledende forskning i plutoniums egenskaber blev udført ved hjælp af cyclotron-genereret plutonium-239, som var ekstremt rent, men kun kunne skabes i meget små mængder. Los Alamos modtog den første prøve af plutonium fra Clinton X-10-reaktoren i april 1944, og inden for få dage opdagede Emilio Segrè et problem: det reaktoropdrættede plutonium havde en højere koncentration af plutonium-240, hvilket resulterede i op til fem gange den spontane fission mængden af ​​cyklotronplutonium. Seaborg havde korrekt forudsagt i marts 1943, at noget af plutonium-239 ville absorbere en neutron og blive til plutonium-240.

Dette gjorde reaktorplutonium uegnet til brug i et våben. Plutonium-240 ville starte kædereaktionen for hurtigt, hvilket forårsagede en prædetonation , der ville frigive nok energi til at sprede den kritiske masse med en minimal mængde plutonium reageret (en fizzle ). En hurtigere pistol blev foreslået, men viste sig at være upraktisk. Muligheden for at adskille isotoperne blev overvejet og afvist, da plutonium-240 er endnu sværere at adskille fra plutonium-239 end uran-235 fra uran-238.

Arbejdet med en alternativ metode til bombedesign, kendt som implosion, var begyndt tidligere under ledelse af fysikeren Seth Neddermeyer . Implosion brugte sprængstoffer til at knuse en subkritisk kugle af fissilt materiale til en mindre og tættere form. Når de fissile atomer pakkes tættere sammen, stiger hastigheden af ​​neutronfangst, og massen bliver en kritisk masse. Metallet skal kun rejse en meget kort afstand, så den kritiske masse samles på meget kortere tid, end det ville tage med pistolmetoden. Neddermeyers undersøgelser fra 1943 og begyndelsen af ​​1944 af implosion viste lovende, men gjorde det også klart, at problemet ville være meget vanskeligere fra et teoretisk og ingeniørmæssigt perspektiv end pistoldesignet. I september 1943 hævdede John von Neumann , som havde erfaring med formede ladninger brugt i panserbrydende granater, at ikke blot ville implosion reducere faren for prædetonation og fizzle, men ville gøre mere effektiv brug af det spaltelige materiale. Han foreslog at bruge en sfærisk konfiguration i stedet for den cylindriske, som Neddermeyer arbejdede på.

Diagram, der viser hurtigt sprængstof, langsomt sprængstof, uranmanipulation, plutoniumkerne og neutroninitiator
En atombombe af implosionstypen

I juli 1944 havde Oppenheimer konkluderet, at plutonium ikke kunne bruges i et våbendesign, og valgte implosion. Den accelererede indsats for et implosionsdesign, kodenavnet Fat Man , begyndte i august 1944, da Oppenheimer gennemførte en gennemgribende omorganisering af Los Alamos-laboratoriet for at fokusere på implosion. To nye grupper blev oprettet i Los Alamos for at udvikle implosionsvåbenet, X (for sprængstoffer) Division ledet af sprængstofekspert George Kistiakowsky og G (for gadget) Division under Robert Bacher. Det nye design, som von Neumann og T (for teoretisk) Division, især Rudolf Peierls, havde udtænkt, brugte eksplosive linser til at fokusere eksplosionen på en sfærisk form ved hjælp af en kombination af både langsomme og hurtige højsprængstoffer.

Designet af linser, der detonerede med den rette form og hastighed, viste sig at være langsomt, vanskeligt og frustrerende. Forskellige sprængstoffer blev testet, før de blev sat på sammensætning B som det hurtige sprængstof og baratol som det langsomme sprængstof. Det endelige design lignede en fodbold med 20 sekskantede og 12 femkantede linser, der hver vejede omkring 80 pund (36 kg). At få detonationen helt rigtig krævede hurtige, pålidelige og sikre elektriske detonatorer , hvoraf der var to til hver linse for pålideligheden. Det blev derfor besluttet at bruge eksploderende brotrådsdetonatorer , en ny opfindelse udviklet i Los Alamos af en gruppe ledet af Luis Alvarez . En kontrakt for deres fremstilling blev givet til Raytheon .

For at studere adfærden af ​​konvergerende chokbølger udtænkte Robert Serber RaLa-eksperimentet , som brugte den kortlivede radioisotop lanthanum-140 , en potent kilde til gammastråling . Gammastrålekilden blev placeret i midten af ​​en metalkugle omgivet af de eksplosive linser, som igen var inde i et ioniseringskammer . Dette gjorde det muligt at tage en røntgenfilm af implosionen. Linserne blev designet primært ved hjælp af denne serie af tests. I sin historie om Los Alamos-projektet skrev David Hawkins : "RaLa blev det vigtigste enkelteksperiment, der påvirkede det endelige bombedesign".

Inden i sprængstoffet var den 4,5 tommer (110 mm) tykke aluminiumsskubbe, som gav en glidende overgang fra sprængstoffet med relativt lav densitet til det næste lag, den 3 tommer (76 mm) tykke manipulation af naturligt uran. Dens hovedopgave var at holde den kritiske masse sammen så længe som muligt, men det ville også reflektere neutroner tilbage i kernen. En del af det kan også spalte. For at forhindre prædetonering af en ekstern neutron blev manipulatoren belagt med et tyndt lag bor. En polonium-beryllium- moduleret neutroninitiator , kendt som en "pindsvin", fordi dens form lignede et søpindsvin, blev udviklet til at starte kædereaktionen på præcis det rigtige tidspunkt. Dette arbejde med radioaktivt poloniums kemi og metallurgi blev instrueret af Charles Allen Thomas fra Monsanto Company og blev kendt som Dayton Project . Testning krævede op til 500 curies om måneden af ​​polonium, som Monsanto var i stand til at levere. Hele samlingen var indkapslet i et duraluminiumbombehus for at beskytte det mod kugler og flager.

En hytte omgivet af fyrretræer.  Der er sne på jorden.  En mand og en kvinde i hvide laboratoriefrakker trækker i et reb, som er fastgjort til en lille vogn på en træplatform.  På toppen af ​​vognen er en stor cylindrisk genstand.
Fjernhåndtering af en kilocurie-kilde af radiolanthan til et RaLa-eksperiment i Los Alamos

Metallurgernes ultimative opgave var at bestemme, hvordan man støbte plutonium ind i en kugle. Vanskelighederne blev tydelige, da forsøg på at måle tætheden af ​​plutonium gav inkonsistente resultater. Først mente man at forurening var årsagen, men det blev hurtigt fastslået, at der var flere allotroper af plutonium . Den skøre α-fase, der eksisterer ved stuetemperatur, ændres til den plastiske β-fase ved højere temperaturer. Opmærksomheden skiftede derefter til den endnu mere formbare δ-fase, der normalt eksisterer i området 300 °C til 450 °C. Det blev fundet, at dette var stabilt ved stuetemperatur, når det blev legeret med aluminium, men aluminium udsender neutroner, når det bombarderes med alfapartikler , hvilket ville forværre forantændelsesproblemet. Metallurgerne ramte derefter en plutonium-gallium-legering , som stabiliserede δ-fasen og kunne varmpresses til den ønskede sfæriske form. Da plutonium viste sig at korrodere let, blev kuglen belagt med nikkel.

Arbejdet viste sig at være farligt. Ved slutningen af ​​krigen måtte halvdelen af ​​de erfarne kemikere og metallurger fjernes fra arbejdet med plutonium, da uacceptabelt høje niveauer af grundstoffet dukkede op i deres urin. En mindre brand i Los Alamos i januar 1945 førte til frygt for, at en brand i plutoniumlaboratoriet kunne forurene hele byen, og Groves godkendte opførelsen af ​​et nyt anlæg til plutoniumkemi og metallurgi, som blev kendt som DP-stedet. Halvkuglerne til den første plutoniumgrav ( eller kerne) blev produceret og leveret den 2. juli 1945. Yderligere tre halvkugler fulgte den 23. juli og blev leveret tre dage senere.

Treenighed

På grund af kompleksiteten af ​​et implosionsagtigt våben, blev det besluttet, at på trods af spild af fissilt materiale ville en indledende test være påkrævet. Groves godkendte testen, forudsat at det aktive materiale blev genvundet. Man overvejede derfor en kontrolleret fizzle, men Oppenheimer valgte i stedet for en fuldskala atomprøve , med kodenavnet "Trinity".

Mænd står omkring en stor olierig type struktur.  En stor rund genstand bliver hejst op.
Sprængstofferne fra "gadgeten" blev hævet til toppen af ​​tårnet til den endelige samling.

I marts 1944 blev planlægningen af ​​testen tildelt Kenneth Bainbridge , en professor i fysik ved Harvard, der arbejdede under Kistiakowsky. Bainbridge valgte bombeområdet nær Alamogordo Army Airfield som stedet for testen. Bainbridge arbejdede sammen med kaptajn Samuel P. Davalos om opførelsen af ​​Trinity Base Camp og dens faciliteter, som omfattede kaserner, pakhuse, værksteder, et eksplosivmagasin og en kommissær.

Groves nød ikke udsigten til at forklare en senatskomité tabet af plutonium for en milliard dollars, så et cylindrisk indeslutningskar med kodenavnet "Jumbo" blev konstrueret for at genvinde det aktive materiale i tilfælde af en fejl. Den måler 25 fod (7,6 m) lang og 12 fod (3,7 m) bred, og den blev fremstillet med store omkostninger af 214 korte tons (194 t) jern og stål af Babcock & Wilcox i Barberton, Ohio. Den blev bragt med en speciel jernbanevogn til et sidespor i Pope, New Mexico, og blev transporteret de sidste 40 km til teststedet på en trailer trukket af to traktorer. Da den ankom, var tilliden til implosionsmetoden imidlertid høj nok, og tilgængeligheden af ​​plutonium var tilstrækkelig til, at Oppenheimer besluttede ikke at bruge den. I stedet blev det placeret oven på et ståltårn 800 yards (730 m) fra våbnet som et groft mål for, hvor kraftig eksplosionen ville være. I sidste ende overlevede Jumbo, selvom dets tårn ikke gjorde det, hvilket tilføjede troværdighed til troen på, at Jumbo med succes ville have indeholdt en brusende eksplosion.

En pre-test eksplosion blev udført den 7. maj 1945 for at kalibrere instrumenterne. En trætestplatform blev rejst 800 yards (730 m) fra Ground Zero og stablet med 100 korte tons (91 t) TNT tilsat nukleare fissionsprodukter i form af en bestrålet uransnegl fra Hanford, som blev opløst og hældt i rør. inde i sprængstoffet. Denne eksplosion blev observeret af Oppenheimer og Groves' nye næstkommanderende, brigadegeneral Thomas Farrell . Fortesten producerede data, der viste sig at være afgørende for Trinity-testen.

Trinity-testen af ​​Manhattan-projektet var den første detonation af et atomvåben .

Til selve testen blev våbnet, med tilnavnet "gadgeten", hejst til toppen af ​​et 100 fod (30 m) ståltårn, da detonation i den højde ville give en bedre indikation af, hvordan våbnet ville opføre sig, når det blev tabt fra et bombefly. Detonation i luften maksimerede energien, der blev tilført direkte til målet, og genererede mindre nukleart nedfald . Gadgetten blev samlet under opsyn af Norris Bradbury i det nærliggende McDonald Ranch House den 13. juli og slyngede tårnet op den følgende dag. Observatører omfattede Bush, Chadwick, Conant, Farrell, Fermi, Groves, Lawrence, Oppenheimer og Tolman. Klokken 05:30 den 16. juli 1945 eksploderede gadgetten med en energiækvivalent på omkring 20 kilotons TNT, hvilket efterlod et krater af Trinitite (radioaktivt glas) i ørkenen, der var 250 fod (76 m) bred. Chokbølgen blev mærket over 100 miles (160 km) væk, og svampeskyen nåede 7,5 miles (12,1 km) i højden. Det blev hørt så langt væk som El Paso, Texas , så Groves udsendte en forsidehistorie om en eksplosion i et ammunitionsmagasin på Alamogordo Field.

Oppenheimer huskede senere, at han, mens han var vidne til eksplosionen, tænkte på et vers fra den hinduistiske hellige bog, Bhagavad Gita (XI,12):

क लोकक लोकक लोक लोक प प। ऋतेऽपि त न भविष स येऽवस प योध ३२॥ Hvis udstrålingen fra tusinde sole straks skulle bryde op i himlen, ville det være som den mægtiges pragt ...

År senere ville han forklare, at et andet vers også var kommet ind i hans hoved på det tidspunkt:

Vi vidste, at verden ikke ville være den samme. Nogle få mennesker lo, nogle få mennesker græd. De fleste mennesker var tavse. Jeg huskede linjen fra det hinduistiske skrift, Bhagavad Gita ; Vishnu forsøger at overbevise prinsen om, at han skal gøre sin pligt, og for at imponere ham tager han sin flerarmede skikkelse på og siger: 'Nu er jeg blevet Døden, verdens ødelægger.' Det tænkte vi vel alle sammen på en eller anden måde.

Personale

I juni 1944 beskæftigede Manhattan-projektet omkring 129.000 arbejdere, hvoraf 84.500 var bygningsarbejdere, 40.500 var fabriksoperatører og 1.800 var militært personale. Da byggeaktiviteten faldt, faldt arbejdsstyrken til 100.000 et år senere, men antallet af militært personel steg til 5.600. Det viste sig meget vanskeligt at skaffe det nødvendige antal arbejdere, især højt kvalificerede arbejdere, i konkurrence med andre vigtige krigsprogrammer. I 1943 opnåede Groves en særlig midlertidig prioritet for arbejdskraft fra War Manpower Commission . I marts 1944 gav både Krigsproduktionsnævnet og Krigsmandskabskommissionen projektet deres højeste prioritet. Direktøren for Kansas-kommissionen udtalte, at fra april til juli 1944 blev alle kvalificerede ansøgere i staten, som besøgte et kontor i USA for arbejdsformidling , opfordret til at arbejde på Hanford-stedet. Der blev ikke tilbudt andet job, før ansøgeren endeligt afviste tilbuddet.

En stor skare af mænd og kvinder i uniform lytter til en tyk mand i uniform, der taler ved en mikrofon.  De har Army Service Forces ærmeplaster på.  Kvinderne står forrest og mændene bagerst.  Ved siden af ​​ham er flaget fra Army Corps of Engineer.  Bag dem er to-etagers træbygninger.
Generalmajor Leslie R. Groves, Jr., taler med servicepersonalet Oak Ridge Tennessee i august 1945.

Tolman og Conant, i deres rolle som projektets videnskabelige rådgivere, udarbejdede en liste over kandidater til videnskabsmænd og fik dem bedømt af videnskabsmænd, der allerede arbejdede på projektet. Groves sendte derefter et personligt brev til lederen af ​​deres universitet eller virksomhed og bad om, at de blev løsladt til vigtigt krigsarbejde. På University of Wisconsin-Madison gav Stanislaw Ulam en af ​​sine studerende, Joan Hinton , en eksamen tidligt, så hun kunne tage af sted for at udføre krigsarbejde. Et par uger senere modtog Ulam et brev fra Hans Bethe, hvori han inviterede ham til at deltage i projektet. Conant overtalte personligt Kistiakowsky til at deltage i projektet.

En kilde til kvalificeret personale var hæren selv, især hærens specialuddannelsesprogram . I 1943 oprettede MED Special Engineer Detachement (SED), med en autoriseret styrke på 675. Teknikere og faglærte arbejdere, der blev udskrevet til hæren, blev tilknyttet SED. En anden kilde var Women's Army Corps (WAC). Oprindeligt beregnet til gejstlige opgaver, der håndterer klassificeret materiale, blev WAC'erne hurtigt også brugt til tekniske og videnskabelige opgaver. Den 1. februar 1945 blev alt militært personel tilknyttet MED, inklusive alle SED-afdelinger, tildelt 9812th Technical Service Unit, undtagen i Los Alamos, hvor andet militært personel end SED, herunder WAC'erne og Militærpolitiet, blev tilknyttet 4817. Tjenestekommandoenhed.

En lektor i radiologi ved University of Rochester School of Medicine , Stafford L. Warren , blev ansat som oberst i United States Army Medical Corps og udnævnt til chef for MED's Medical Section og Groves' medicinske rådgiver. Warrens oprindelige opgave var at bemande hospitaler i Oak Ridge, Richland og Los Alamos. Lægeafdelingen stod for den medicinske forskning, men også for MEDs arbejdsmiljøprogrammer. Dette gav en enorm udfordring, fordi arbejdere håndterede en række forskellige giftige kemikalier, brugte farlige væsker og gasser under højt tryk, arbejdede med høje spændinger og udførte eksperimenter med sprængstoffer, for ikke at nævne de stort set ukendte farer ved radioaktivitet og håndtering af fissile materialer . Alligevel i december 1945 overrakte National Safety Council Manhattan Project med æresprisen for Distinguished Service to Safety som en anerkendelse af dets sikkerhedsrekord. Mellem januar 1943 og juni 1945 var der 62 dræbte og 3.879 invaliderende skader, hvilket var omkring 62 procent under den private industri.

Hemmelighed

Onkel Sam har fjernet sin hat og smøger ærmerne op.  På væggen foran ham står tre aber og sloganet: Hvad du ser her/ Hvad du gør her/ Hvad du hører her/ Når du går herfra/ Lad det blive her.
Et billboard, der opmuntrer til hemmeligholdelse blandt Oak Ridge-arbejdere

En Life- artikel fra 1945 anslog, at før bombningerne i Hiroshima og Nagasaki "sandsynligvis ikke mere end et par dusin mænd i hele landet kendte den fulde betydning af Manhattan-projektet, og måske kun tusind andre var endda klar over, at arbejde med atomer var involveret. " Magasinet skrev, at de mere end 100.000 andre beskæftiget med projektet "arbejdede som muldvarpe i mørket". De advarede om, at afsløring af projektets hemmeligheder kunne straffes med 10 års fængsel eller en bøde på 10.000 USD (svarende til 151.000 USD i 2021), så de enorme mængder af råmaterialer komme ind på fabrikker, uden at der kom noget ud, og overvågede "skiver og kontakter, mens de stod bag tykke betonvægge mystiske reaktioner fandt sted" uden at kende formålet med deres job.

I december 1945 offentliggjorde den amerikanske hær en hemmelig rapport, der analyserer og vurderer sikkerhedsapparatet omkring Manhattan-projektet. Rapporten fastslår, at Manhattan-projektet var "mere drastisk bevogtet end nogen anden meget hemmelig krigsudvikling." Sikkerhedsinfrastrukturen omkring Manhattan-projektet var så omfattende og grundig, at i de tidlige dage af projektet i 1943 undersøgte sikkerhedsefterforskere 400.000 potentielle medarbejdere og 600 virksomheder, der ville være involveret i alle aspekter af projektet for potentielle sikkerhedsrisici. Selvom til tider den vigtigste arbejdsgiver i nationen for regeringsbureaukrater, der tildeler arbejdskraft, kendte de kun til det " Pasco hemmelige projekt"; en sagde, at indtil Hiroshima "vidste vi ikke, hvad der blev lavet".

Oak Ridge sikkerhedspersonale betragtede enhver privat fest med mere end syv personer som mistænkelig, og beboere - som troede, at amerikanske regeringsagenter var hemmeligt blandt dem - undgik at invitere de samme gæster gentagne gange. Selvom de oprindelige beboere i området kunne begraves på eksisterende kirkegårde, blev hver kiste angiveligt åbnet for inspektion. Alle, inklusive topmilitære embedsmænd, og deres biler blev ransaget, når de gik ind og ud af projektfaciliteter. En Oak Ridge-arbejder udtalte, at "hvis du blev nysgerrig, blev du kaldt på gulvtæppet inden for to timer af regeringens hemmelige agenter. Normalt blev de, der blev tilkaldt for at forklare, derefter eskorteret taske og bagage til porten og beordret til at fortsætte".

På trods af at de fik at vide, at deres arbejde ville hjælpe med at afslutte krigen og måske alle fremtidige krige, kunne de ikke se eller forstå resultaterne af deres ofte kedelige pligter – eller endda typiske bivirkninger af fabriksarbejde, såsom røg fra skorstene – og krigen i Europa ender uden brugen af ​​deres arbejde, forårsagede alvorlige moralske problemer blandt arbejdere og fik mange rygter til at brede sig. En leder udtalte efter krigen:

Det var ikke fordi jobbet var hårdt ... det var forvirrende. Ser du, ingen vidste, hvad der blev lavet i Oak Ridge, ikke engang mig, og mange af folkene troede, at de spildte deres tid her. Det var op til mig at forklare de utilfredse arbejdere, at de gjorde et meget vigtigt arbejde. Da de spurgte mig hvad, blev jeg nødt til at fortælle dem, at det var en hemmelighed. Men jeg gik næsten selv amok, da jeg prøvede at finde ud af, hvad der foregik.

En anden arbejder fortalte om, hvordan hun, mens hun arbejdede i et vaskeri, hver dag holdt "et særligt instrument" til uniformer og lyttede efter "en kliklyd". Hun lærte først efter krigen, at hun havde udført den vigtige opgave at kontrollere for stråling med en geigertæller . For at forbedre moralen blandt sådanne arbejdere skabte Oak Ridge et omfattende system af intramurale sportsligaer, herunder 10 baseballhold, 81 softballhold og 26 fodboldhold.

Censur

Sikkerhedsplakat, der advarer kontormedarbejdere om at lukke skuffer og lægge dokumenter i pengeskabe, når de ikke bruges

Frivillig censur af atominformation begyndte før Manhattan-projektet. Efter starten på den europæiske krig i 1939 begyndte amerikanske videnskabsmænd at undgå at publicere militærrelateret forskning, og i 1940 begyndte videnskabelige tidsskrifter at bede National Academy of Sciences om at rydde artikler. William L. Laurence fra The New York Times , som skrev en artikel om atomisk fission i The Saturday Evening Post af 7. september 1940, erfarede senere, at regeringsembedsmænd bad bibliotekarer på landsplan i 1943 om at trække spørgsmålet tilbage. Sovjet bemærkede dog stilheden. I april 1942 skrev atomfysiker Georgy Flyorov til Josef Stalin om fraværet af artikler om nuklear fission i amerikanske tidsskrifter; dette resulterede i, at Sovjetunionen etablerede sit eget atombombeprojekt.

Manhattan-projektet fungerede under stram sikkerhed, så opdagelsen af ​​dets ikke ville få aksemagterne, især Tyskland, til at fremskynde deres egne atomprojekter eller foretage hemmelige operationer mod projektet. Regeringens Censurkontor stolede derimod på, at pressen efterlevede en frivillig adfærdskodeks, den offentliggjorde, og projektet undgik først at underrette kontoret. I begyndelsen af ​​1943 begyndte aviser at offentliggøre rapporter om store byggerier i Tennessee og Washington baseret på offentlige registre, og kontoret begyndte at diskutere med projektet, hvordan man kunne opretholde hemmeligholdelse. I juni bad Censurkontoret aviser og tv-selskaber om at undgå at diskutere "atomsmadren, atomenergi, atomspaltning, atomspaltning eller nogen af ​​deres ækvivalenter. Brugen til militære formål af radium eller radioaktive materialer, tungt vand, højspændingsudladningsudstyr , cyklotroner." Kontoret bad også om at undgå diskussion af "polonium, uran, ytterbium, hafnium, protactinium, radium, rhenium, thorium, deuterium"; kun uran var følsomt, men blev opført med andre elementer for at skjule dets betydning.

sovjetiske spioner

Udsigten til sabotage var altid til stede, og nogle gange mistænkt, når der var udstyrsfejl. Selvom der var nogle problemer, der menes at være resultatet af skødesløse eller utilfredse medarbejdere, var der ingen bekræftede tilfælde af Axis-anstiftet sabotage. Men den 10. marts 1945 ramte en japansk brandballon en kraftledning, og den resulterende strømstigning fik de tre reaktorer i Hanford til at blive midlertidigt lukket ned. Med så mange mennesker involveret var sikkerheden en vanskelig opgave. En særlig Counter Intelligence Corps -afdeling blev dannet til at håndtere projektets sikkerhedsspørgsmål. I 1943 var det klart, at Sovjetunionen forsøgte at trænge ind i projektet. Oberstløjtnant Boris T. Pash , lederen af ​​kontraefterretningsgrenen af ​​den vestlige forsvarskommando , undersøgte formodet sovjetisk spionage ved strålingslaboratoriet i Berkeley. Oppenheimer informerede Pash om, at han var blevet kontaktet af en kollega ved Berkeley, Haakon Chevalier , om at videregive oplysninger til Sovjetunionen.

Den mest succesrige sovjetiske spion var Klaus Fuchs , et medlem af den britiske mission, som spillede en vigtig rolle i Los Alamos. Afsløringen i 1950 af hans spionageaktiviteter skadede USA's nukleare samarbejde med Storbritannien og Canada. Efterfølgende blev andre tilfælde af spionage afsløret, hvilket førte til arrestationen af ​​Harry Gold , David Greenglass og Julius og Ethel Rosenberg . Andre spioner som George Koval og Theodore Hall forblev ukendte i årtier. Værdien af ​​spionagen er svær at kvantificere, da den vigtigste begrænsning på det sovjetiske atombombeprojekt var mangel på uranmalm. Konsensus er, at spionage reddede sovjetterne et eller to års indsats.

Udenlandsk efterretningstjeneste

Soldater og arbejdere, nogle iført stålhjelm, klatrer over, hvad der ligner et kæmpe mandehul.
Allierede soldater demonterer den tyske eksperimentelle atomreaktor ved Haigerloch .

Ud over at udvikle atombomben blev Manhattan-projektet anklaget for at indsamle efterretninger om det tyske atomenergiprojekt . Man mente, at det japanske atomvåbenprogram ikke var langt fremme, fordi Japan havde ringe adgang til uranmalm, men man frygtede i starten, at Tyskland var meget tæt på at udvikle sine egne våben. På foranledning af Manhattan-projektet blev der gennemført en bombe- og sabotagekampagne mod tungtvandsanlæg i det tyskbesatte Norge. En lille mission blev oprettet, i fællesskab bemandet af Office of Naval Intelligence , OSRD, Manhattan Project og Army Intelligence (G-2), for at undersøge fjendens videnskabelige udvikling. Det var ikke begrænset til dem, der involverede atomvåben. Chefen for hærens efterretningstjeneste, generalmajor George V. Strong , udnævnte Boris Pash til at lede enheden, som fik kodenavnet "Alsos", et græsk ord, der betyder "lund".

Alsos-missionen til Italien udspurgte personalet fra fysiklaboratoriet ved Roms universitet efter erobringen af ​​byen i juni 1944. I mellemtiden dannede Pash en kombineret britisk og amerikansk Alsos-mission i London under kommando af kaptajn Horace K. Calvert for at deltage i Operation Overlord . Groves mente, at risikoen for, at tyskerne kunne forsøge at forstyrre landingerne i Normandiet med radioaktive giftstoffer, var tilstrækkelig til at advare general Dwight D. Eisenhower og sende en officer for at orientere hans stabschef, generalløjtnant Walter Bedell Smith . Under kodenavnet Operation Peppermint blev specialudstyr forberedt, og Chemical Warfare Service- hold blev trænet i brugen af ​​det.

I kølvandet på de fremrykkende allierede hære interviewede Pash og Calvert Frédéric Joliot-Curie om tyske videnskabsmænds aktiviteter. De talte med embedsmænd hos Union Minière du Haut Katanga om uranforsendelser til Tyskland. De sporede 68 tons malm i Belgien og 30 tons i Frankrig. Forhøret af tyske fanger indikerede, at uran og thorium blev behandlet i Oranienburg , 20 miles nord for Berlin, så Groves sørgede for, at det blev bombet den 15. marts 1945.

Et Alsos-hold tog til Stassfurt i den sovjetiske besættelseszone og hentede 11 tons malm fra WIFO . I april 1945 gennemførte Pash, der havde kommandoen over en sammensat styrke kendt som T-Force, Operation Harborage , et træk bag fjendens linjer i byerne Hechingen , Bisingen og Haigerloch , der var hjertet af den tyske atomindsats. T-Force erobrede nukleare laboratorier, dokumenter, udstyr og forsyninger, inklusive tungt vand og 1,5 tons metallisk uran.

Alsos hold samlede tyske videnskabsmænd, herunder Kurt Diebner , Otto Hahn , Walther Gerlach , Werner Heisenberg og Carl Friedrich von Weizsäcker , som blev taget til England, hvor de blev interneret i Farm Hall , et aflyttet hus i Godmanchester . Efter bomberne var detoneret i Japan, blev tyskerne tvunget til at konfrontere det faktum, at de allierede havde gjort, hvad de ikke kunne.

Atombomber af Hiroshima og Nagasaki

Forberedelser

Et skinnende firemotoret metalfly står på en landingsbane.  Besætningen poserer foran den.
Sølvplade B-29 Straight Flush . Halekoden for 444th Bombardment Group er malet på af sikkerhedsmæssige årsager.

Startende i november 1943 begyndte Army Air Forces Materiel Command ved Wright Field , Ohio, Silverplate , kodenavnsmodifikationen af ​​B-29'ere til at bære bomberne. Testdrop blev udført på Muroc Army Air Field , Californien, og Naval Ordnance Test Station i Inyokern, Californien . Groves mødtes med chefen for United States Army Air Forces (USAAF), general Henry H. Arnold , i marts 1944 for at diskutere leveringen af ​​de færdige bomber til deres mål. Det eneste allierede fly, der var i stand til at transportere den 17 fod (5,2 m) lange Thin Man eller den 59 tommer (150 cm) brede Fat Man, var den britiske Avro Lancaster , men brugen af ​​et britisk fly ville have forårsaget problemer med vedligeholdelsen. Groves håbede, at den amerikanske Boeing B-29 Superfortress kunne modificeres til at bære Thin Man ved at forbinde dens to bomberum . Arnold lovede, at der ikke ville blive sparet på nogen indsats for at modificere B-29'ere til at udføre arbejdet, og udpegede generalmajor Oliver P. Echols som USAAF-forbindelsen til Manhattan-projektet. Til gengæld udnævnte Echols oberst Roscoe C. Wilson som sin suppleant, og Wilson blev Manhattan Projects vigtigste USAAF-kontakt. Præsident Roosevelt instruerede Groves, at hvis atombomberne var klar, før krigen med Tyskland sluttede, skulle han være klar til at kaste dem over Tyskland.

Den 509. sammensatte gruppe blev aktiveret den 17. december 1944 ved Wendover Army Air Field , Utah, under kommando af oberst Paul W. Tibbets . Denne base, tæt på grænsen til Nevada , fik kodenavnet "Kingman" eller "W-47". Træning blev udført ved Wendover og på Batista Army Airfield , Cuba, hvor 393d Bombardment Squadron øvede langdistanceflyvninger over vand og kastede dummy græskarbomber . En særlig enhed kendt som Project Alberta blev dannet i Los Alamos under flådekaptajn William S. Parsons fra Project Y som en del af Manhattan Project for at hjælpe med at forberede og levere bomberne. Kommandør Frederick L. Ashworth fra Alberta mødtes med flådeadmiral Chester W. NimitzGuam i februar 1945 for at informere ham om projektet. Mens han var der, valgte Ashworth North Field på Pacific Island Tinian som base for 509th Composite Group og reserverede plads til gruppen og dens bygninger. Gruppen udstationerede der i juli 1945. Farrell ankom til Tinian den 30. juli som Manhattan-projektets repræsentant.

De fleste af komponenterne til Little Boy forlod San Francisco på krydseren USS  Indianapolis den 16. juli og ankom til Tinian den 26. juli. Fire dage senere blev skibet sænket af en japansk ubåd. De resterende komponenter, som omfattede seks uranium-235 ringe, blev leveret af tre C-54 Skymasters fra 509. Gruppens 320. Troop Carrier Squadron. To Fat Man-forsamlinger rejste til Tinian i specielt modificerede 509. Composite Group B-29. Den første plutoniumkerne gik i en speciel C-54. I slutningen af ​​april blev en fælles målretningskomité for Manhattan District og USAAF etableret for at bestemme, hvilke byer i Japan der skulle være mål, og anbefalede Kokura , Hiroshima , Niigata og Kyoto . På dette tidspunkt greb krigsminister Henry L. Stimson ind og meddelte, at han ville træffe målretningsbeslutningen, og at han ikke ville godkende bombningen af ​​Kyoto på grund af dets historiske og religiøse betydning. Groves bad derfor Arnold om at fjerne Kyoto ikke kun fra listen over atommål, men også fra mål for konventionel bombning. En af Kyotos erstatninger var Nagasaki .

Bombninger

I maj 1945 blev interimsudvalget oprettet for at rådgive om krigstid og efterkrigstidens brug af atomenergi. Komiteen blev ledet af Stimson, med James F. Byrnes , en tidligere amerikansk senator, der snart bliver udenrigsminister , som præsident Harry S. Trumans personlige repræsentant; Ralph A. Bard , undersekretær for flåden; William L. Clayton , assisterende udenrigsminister; Vannevar Bush; Karl T. Compton; James B. Conant; og George L. Harrison , assistent for Stimson og præsident for New York Life Insurance Company . Interimsudvalget nedsatte igen et videnskabeligt panel bestående af Arthur Compton, Fermi, Lawrence og Oppenheimer til at rådgive det om videnskabelige spørgsmål. I sin præsentation til interimsudvalget fremsatte det videnskabelige panel ikke kun sin mening om de sandsynlige fysiske virkninger af en atombombe, men om dens sandsynlige militære og politiske virkning.

Potsdam-konferencen i Tyskland blev Truman informeret om, at Trinity-testen havde været vellykket. Han fortalte Stalin, lederen af ​​Sovjetunionen , at USA havde et nyt supervåben uden at give nogen detaljer. Dette var den første officielle meddelelse til Sovjetunionen om bomben, men Stalin vidste allerede om den fra spioner. Med tilladelsen til at bruge bomben mod Japan allerede givet, blev ingen alternativer overvejet efter den japanske afvisning af Potsdam-erklæringen .

To svampeskyer rejser sig lodret.
Lille dreng eksploderer over Hiroshima , Japan, 6. august 1945 (til venstre);
Fat Man eksploderer over Nagasaki , Japan, 9. august 1945 (til højre).

Den 6. august 1945 lettede en Boeing B-29 Superfortress ( Enola Gay ) fra 393d Bombardment Squadron, styret af Tibbets, fra North Field med en lille dreng i sin bombeplads. Hiroshima, hovedkvarteret for 2. generalarmé og femte division og en indskibningshavn, var det primære mål for missionen, med Kokura og Nagasaki som alternativer. Med Farrells tilladelse færdiggjorde Parsons, den våbenansvarlige for missionen, bombesamlingen i luften for at minimere risikoen for en atomeksplosion i tilfælde af et styrt under start. Bomben detonerede i en højde af 1.750 fod (530 m) med en eksplosion, der senere blev anslået til at svare til 13 kilotons TNT. Et område på cirka 4,7 kvadrat miles (12 km 2 ) blev ødelagt. Japanske embedsmænd fastslog, at 69% af Hiroshimas bygninger blev ødelagt og yderligere 6-7% beskadiget. Omkring 70.000 til 80.000 mennesker, hvoraf 20.000 var japanske kombattanter og 20.000 koreanske slavearbejdere, eller omkring 30 % af befolkningen i Hiroshima, blev dræbt øjeblikkeligt, og yderligere 70.000 såret.

Om morgenen den 9. august 1945 lettede en anden B-29 ( Bockscar ), styret af 393d Bombardment Squadrons chef, major Charles W. Sweeney , med en tyk mand om bord. Denne gang tjente Ashworth som våben, og Kokura var det primære mål. Sweeney lettede med våbnet allerede bevæbnet, men med de elektriske sikkerhedsstik stadig i indgreb. Da de nåede Kokura, fandt de, at skydække havde tilsløret byen, hvilket forbød det visuelle angreb, der krævedes af ordrer. Efter tre løb over byen, og med lavt brændstof, satte de kursen mod det sekundære mål, Nagasaki. Ashworth besluttede, at en radarindflyvning ville blive brugt, hvis målet var skjult, men en pause i skyerne i sidste øjeblik over Nagasaki tillod en visuel tilgang som bestilt. The Fat Man blev kastet over byens industrielle dal midt mellem Mitsubishi Steel and Arms Works i syd og Mitsubishi-Urakami Ordnance Works i nord. Den resulterende eksplosion havde et eksplosionsudbytte svarende til 21 kilotons TNT, nogenlunde det samme som Trinity-eksplosionen, men var begrænset til Urakami -dalen, og en stor del af byen blev beskyttet af de mellemliggende bakker, hvilket resulterede i ødelæggelsen af ​​ca. 44% af byen. Bombningen lammede også byens industriproduktion i vid udstrækning og dræbte 23.200-28.200 japanske industriarbejdere og 150 japanske soldater. Samlet set blev anslået 35.000-40.000 mennesker dræbt og 60.000 såret.

Groves forventes at have endnu en atombombe klar til brug den 19. august, med tre mere i september og yderligere tre i oktober. Yderligere to Fat Man-forsamlinger blev klargjort og planlagt til at forlade Kirtland Field til Tinian den 11. og 14. august. I Los Alamos arbejdede teknikere 24 timer i træk for at støbe endnu en plutoniumkerne . Selvom det var støbt, skulle det stadig presses og belægges, hvilket ville tage indtil 16. august. Den kunne derfor have været klar til brug den 19. august. Den 10. august anmodede Truman i al hemmelighed om, at yderligere atombomber ikke blev kastet over Japan uden hans udtrykkelige tilladelse. Groves suspenderede den tredje kernes forsendelse på egen autoritet den 13. august.

Den 11. august ringede Groves til Warren med ordre om at organisere et undersøgelseshold, der skulle rapportere om skaderne og radioaktiviteten i Hiroshima og Nagasaki. Et parti udstyret med bærbare geigertællere ankom til Hiroshima den 8. september ledet af Farrell og Warren, med den japanske kontreadmiral Masao Tsuzuki, der fungerede som oversætter. De forblev i Hiroshima indtil 14. september og undersøgte derefter Nagasaki fra 19. september til 8. oktober. Denne og andre videnskabelige missioner til Japan gav værdifulde videnskabelige og historiske data.

Nødvendigheden af ​​bombningerne af Hiroshima og Nagasaki blev et emne for kontroverser blandt historikere . Nogle stillede spørgsmålstegn ved, om et "atomat diplomati" ikke ville have nået de samme mål og anfægtede, om bombningerne eller den sovjetiske krigserklæring mod Japan var afgørende. Franck-rapporten var den mest bemærkelsesværdige indsats for at presse på for en demonstration, men blev afvist af interimsudvalgets videnskabelige panel. Szilárd-petitionen , udarbejdet i juli 1945 og underskrevet af snesevis af videnskabsmænd, der arbejder på Manhattan-projektet, var et sent forsøg på at advare præsident Harry S. Truman om hans ansvar i at bruge sådanne våben.

Efter krigen

Mænd i jakkesæt og uniformer står på en podie dekoreret med bunting og salut.
Overrækkelse af Army-Navy "E" Award i Los Alamos den 16. oktober 1945. Stående, venstre mod højre: J. Robert Oppenheimer , uidentificeret, uidentificeret, Kenneth Nichols , Leslie Groves , Robert Gordon Sproul , William Sterling Parsons .

At se det arbejde, de ikke havde forstået, producere Hiroshima- og Nagasaki-bomberne, forbløffede arbejderne i Manhattan-projektet lige så meget som resten af ​​verden; aviser i Oak Ridge, der annoncerer Hiroshima-bomben solgt for $1 ($12 i dag). Selvom bombernes eksistens var offentlig, fortsatte hemmeligholdelsen, og mange arbejdere forblev uvidende om deres job; en udtalte i 1946: "Jeg ved ikke, hvad fanden jeg laver udover at kigge ind i en ——— og dreje en ——— ved siden af ​​en ———. Jeg ved ikke noget om det, og der er ikke noget at sige". Mange beboere undgik fortsat diskussionen om "tingene" i almindelig samtale, selvom det var årsagen til deres bys eksistens.

I forventning om bombardementerne fik Groves Henry DeWolf Smyth til at forberede en historie til offentligt forbrug. Atomic Energy for Military Purposes , bedre kendt som "Smyth-rapporten", blev frigivet til offentligheden den 12. august 1945. Groves og Nichols overrakte Army-Navy "E"-priser til nøgleentreprenører, hvis involvering hidtil havde været hemmelig. Over 20 tildelinger af præsidentens fortjenstmedalje blev givet til nøgleentreprenører og videnskabsmænd, herunder Bush og Oppenheimer. Militært personel modtog Legion of Merit , herunder chefen for Kvindehærkorpsets afdeling, kaptajn Arlene G. Scheidenhelm.

I Hanford faldt plutoniumproduktionen, da reaktor B, D og F blev slidt op, forgiftet af fissionsprodukter og hævelse af grafitmoderatoren kendt som Wigner-effekten . Hævelsen beskadigede opladningsrørene, hvor uranet blev bestrålet for at producere plutonium, hvilket gjorde dem ubrugelige. For at opretholde forsyningen af ​​polonium til urchin-initiatorerne blev produktionen indskrænket, og den ældste enhed, B-bunken, blev lukket ned, så der ville være mindst én reaktor tilgængelig i fremtiden. Forskningen fortsatte, hvor DuPont og Metallurgical Laboratory udviklede en redox - opløsningsmiddelekstraktionsproces som en alternativ plutoniumekstraktionsteknik til bismuthphosphatprocessen, som efterlod ubrugt uran i en tilstand, hvorfra det ikke let kunne genvindes.

Bombekonstruktion blev udført af Z Division, opkaldt efter dens direktør, Dr. Jerrold R. Zacharias fra Los Alamos. Z Division var oprindeligt placeret på Wendover Field, men flyttede til Oxnard Field , New Mexico, i september 1945 for at være tættere på Los Alamos. Dette markerede begyndelsen af ​​Sandia Base . Det nærliggende Kirtland Field blev brugt som en B-29-base til flykompatibilitet og faldtest. I oktober var alt personale og faciliteter på Wendover blevet overført til Sandia. Da reservistofficerer blev demobiliseret, blev de erstattet af omkring halvtreds håndplukkede regulære officerer.

Nichols anbefalede, at S-50 og Alpha sporene ved Y-12 blev lukket ned. Dette blev gjort i september. Selvom Alpha-banerne præsterede bedre end nogensinde før, kunne de ikke konkurrere med K-25 og den nye K-27, som var påbegyndt i januar 1946. I december blev Y-12-fabrikken lukket, hvilket reducerede Tennessee Eastmans lønsum fra 8.600 til 1.500 og sparer 2 millioner dollars om måneden.

Ingen steder var demobilisering mere et problem end i Los Alamos, hvor der var en udvandring af talent. Der var meget tilbage at gøre. Bomberne brugt på Hiroshima og Nagasaki var som laboratoriedele; arbejde ville være påkrævet for at gøre dem enklere, sikrere og mere pålidelige. Der skulle udvikles implosionsmetoder til uran i stedet for den spildte pistolmetode, og der var brug for sammensatte uran-plutonium-kerner, nu hvor der var mangel på plutonium på grund af problemerne med reaktorerne. Men usikkerhed om laboratoriets fremtid gjorde det svært at få folk til at blive. Oppenheimer vendte tilbage til sit job ved University of California og Groves udnævnte Norris Bradbury som midlertidig afløser; Bradbury forblev i posten i de næste 25 år. Groves forsøgte at bekæmpe utilfredsheden forårsaget af manglen på faciliteter med et byggeprogram, der omfattede en forbedret vandforsyning, tre hundrede huse og rekreative faciliteter.

To detonationer af typen Fat Man blev udført ved Bikini Atoll i juli 1946 som en del af Operation Crossroads for at undersøge effekten af ​​atomvåben på krigsskibe. Able blev detoneret den 1. juli 1946. Den mere spektakulære Baker blev detoneret under vandet den 25. juli 1946.

Efter bombeattentaterne i Hiroshima og Nagasaki grundlagde en række Manhattan Project-fysikere Bulletin of the Atomic Scientists , som begyndte som en nødaktion udført af videnskabsmænd, der så et presserende behov for et øjeblikkeligt uddannelsesprogram om atomvåben. I lyset af de nye våbens destruktivitet og i forventning om atomvåbenkapløbet udtrykte flere projektmedlemmer, herunder Bohr, Bush og Conant, det synspunkt, at det var nødvendigt at nå til enighed om international kontrol med atomforskning og atomvåben. Baruch-planen , der blev afsløret i en tale til den nyoprettede FN's Atomenergikommission (UNAEC) i juni 1946, foreslog oprettelsen af ​​en international atomudviklingsmyndighed, men blev ikke vedtaget.

Efter en indenlandsk debat om den permanente styring af atomprogrammet, blev United States Atomic Energy Commission (AEC) oprettet ved Atomic Energy Act af 1946 for at overtage funktionerne og aktiverne i Manhattan-projektet. Det etablerede civil kontrol over atomudvikling og adskilte udvikling, produktion og kontrol af atomvåben fra militæret. Militære aspekter blev overtaget af Armed Forces Special Weapons Project (AFSWP). Selvom Manhattan-projektet ophørte med at eksistere den 31. december 1946, blev Manhattan-distriktet først afskaffet den 15. august 1947.

Koste

Manhattan Project koster indtil 31. december 1945
websted Pris (1945 USD) Pris (2020 USD) % af alt
Oak Ridge 1,19 milliarder dollar 13,8 milliarder dollars 62,9 %
Hanford 390 millioner dollars 4,53 milliarder dollars 20,6 %
Særlige driftsmaterialer 103 millioner dollars 1,2 milliarder dollars 5,5 %
Los Alamos 74,1 millioner dollars 860 millioner dollars 3,9 %
Forskning og udvikling 69,7 millioner dollars 809 millioner dollars 3,7 %
Regeringens overhead 37,3 millioner dollars 432 millioner dollars 2,0 %
Tungvandsplanter 26,8 millioner dollars 311 millioner dollars 1,4 %
i alt 1,89 milliarder dollars 21,9 milliarder dollars

Projektudgifterne frem til 1. oktober 1945 var $1,845 milliarder, svarende til mindre end ni dages krigsudgifter, og var $2,191 milliarder, da AEC overtog kontrollen den 1. januar 1947. Samlet tildeling var $2,4 milliarder. Over 90 % af omkostningerne var til at bygge anlæg og producere de spaltelige materialer og mindre end 10 % til udvikling og produktion af våbnene.

I alt fire våben (Trinity-gadgeten, Little Boy, Fat Man og en ubrugt Fat Man-bombe) blev produceret i slutningen af ​​1945, hvilket gav den gennemsnitlige pris pr. bombe omkring 500 millioner dollars i 1945-dollars. Til sammenligning var projektets samlede omkostninger ved udgangen af ​​1945 omkring 90% af det samlede beløb, der blev brugt på produktion af amerikanske håndvåben (ikke inklusive ammunition) og 34% af det samlede beløb, der blev brugt på amerikanske kampvogne i samme periode. Samlet set var det det næstdyreste våbenprojekt udført af USA i Anden Verdenskrig, kun bag designet og produktionen af ​​Boeing B-29 Superfortress.

Eftermæle

Lake Ontario Ordnance Works ( LOOW ) nær Niagara Falls blev et hovedlager for Manhattan Project-affald til det østlige USA. Alle de radioaktive materialer, der er lagret på LOOW-stedet - inklusive thorium , uran og verdens største koncentration af radium -226 - blev begravet i en "Interim Waste Containment Structure" (i forgrunden) i 1991.

De politiske og kulturelle konsekvenser af udviklingen af ​​atomvåben var dybtgående og vidtrækkende. William Laurence fra The New York Times , den første til at bruge udtrykket " Atomic Age ", blev officiel korrespondent for Manhattan Project i foråret 1945. I 1943 og 1944 forsøgte han uden held at overtale Censurkontoret til at tillade skrivning om sprængstoffet potentialet for uran, og embedsmænd mente, at han havde fortjent retten til at rapportere om krigens største hemmelighed. Laurence var vidne til både Trinity-testen og bombningen af ​​Nagasaki og skrev de officielle pressemeddelelser, der var forberedt til dem. Han fortsatte med at skrive en række artikler, der hyldede det nye våbens dyder. Hans rapportering før og efter bombningerne var med til at anspore offentlighedens bevidsthed om potentialet ved atomteknologi og motiverede dens udvikling i USA og Sovjetunionen.

Manhattan-projektet under krigen efterlod en arv i form af netværket af nationale laboratorier : Lawrence Berkeley National Laboratory , Los Alamos National Laboratory , Oak Ridge National Laboratory , Argonne National Laboratory og Ames Laboratory . To mere blev etableret af Groves kort efter krigen, Brookhaven National Laboratory i Upton, New York , og Sandia National Laboratories i Albuquerque, New Mexico. Groves tildelte dem 72 millioner dollars til forskningsaktiviteter i regnskabsåret 1946-1947. De ville være i forkant med den slags storstilet forskning, som Alvin Weinberg , direktøren for Oak Ridge National Laboratory, ville kalde Big Science .

Naval Research Laboratory havde længe været interesseret i udsigten til at bruge atomkraft til fremdrift af krigsskibe og søgte at skabe sit eget atomprojekt. I maj 1946 besluttede Nimitz, nu chef for flådeoperationer , at flåden i stedet skulle arbejde med Manhattan-projektet. En gruppe flådeofficerer blev tildelt Oak Ridge, hvoraf den øverste var kaptajn Hyman G. Rickover , som blev assisterende direktør der. De fordybede sig i studiet af atomenergi og lagde grundlaget for en atomdrevet flåde . En lignende gruppe af luftvåbenpersonale ankom til Oak Ridge i september 1946 med det formål at udvikle nukleare fly . Deres Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft -projekt (NEPA) løb ind i formidable tekniske vanskeligheder og blev i sidste ende aflyst.

De nye reaktorers evne til at skabe radioaktive isotoper i tidligere uhørte mængder udløste en revolution inden for nuklearmedicin i de umiddelbare efterkrigsåre. Fra midten af ​​1946 begyndte Oak Ridge at distribuere radioisotoper til hospitaler og universiteter. De fleste af ordrerne var på jod-131 og fosfor-32 , som blev brugt til diagnosticering og behandling af kræft. Udover medicin blev isotoper også brugt i biologisk, industriel og landbrugsforskning.

Da Groves overlod kontrollen til Atomic Energy Commission, sagde Groves farvel til de mennesker, der havde arbejdet på Manhattan-projektet:

For fem år siden var tanken om Atomkraft kun en drøm. Du har gjort den drøm til virkelighed. Du har grebet de mest tågede ideer og omsat dem til virkeligheder. I har bygget byer, hvor ingen var kendt før. I har konstrueret industrianlæg af en størrelsesorden og med en præcision, der hidtil har været anset for umuligt. Du byggede det våben, som afsluttede krigen og reddede derved utallige amerikanske liv. Med hensyn til fredstidsansøgninger har du løftet gardinet for udsigter til en ny verden.

I 2014 vedtog den amerikanske kongres en lov om en nationalpark dedikeret til Manhattan-projektets historie. Manhattan Project National Historical Park blev etableret den 10. november 2015.

Noter

Forklarende fodnoter

  1. ^ University of California blev grundlagt den 23. marts 1868 og opererede i Oakland , før de flyttede til sit campus i Berkeley i 1873. I marts 1951 begyndte University of California at omorganisere sig til noget, der adskiller sig fra sit campus i Berkeley .
  2. ^ Den reaktion Teller var mest optaget af var:14
    7
    N
    +14
    7
    N
    24
    12
    Mg
    +4
    2
    Han
    (alfapartikel) + 17,7 MeV.
  3. ^ I Bethes beretning dukkede muligheden for denne ultimative katastrofe op igen i 1975, da den dukkede op i en magasinartikel af HC Dudley, som fik ideen fra en rapport af Pearl Buck om et interview, hun havde med Arthur Compton i 1959. Bekymringen var ikke helt slukket i nogle menneskers sind indtil Treenighedstesten .
  4. ^ Naturlige selvbærende nukleare reaktioner har fundet sted i en fjern fortid.
  5. ^ Hentydningen her er til den italienske navigatør Christopher Columbus , som nåede Caribien i 1492.
  6. ^ Oppenheimer sagde disse ord i tv-dokumentaren The Decision to Drop the Bomb (1965). Oppenheimer læste den originale tekst på sanskrit , " kālo'smi lokakṣayakṛtpravṛddho lokānsamāhartumiha pravṛttaḥ " (XI,32), som han oversatte som "Jeg er blevet Døden, verdens ødelægger". I litteraturen optræder citatet sædvanligvis i formen shatterer of worlds, fordi det var den form, det først udkom på tryk i, i magasinet Time den 8. november 1948. Det optrådte senere i Robert Jungks Brighter than a Thousand Suns: A Personal History of the Atomic Scientists (1958), som var baseret på et interview med Oppenheimer. Se Hijiya, The Gita of Robert Oppenheimer

Citater

Generelle og citerede referencer

Generelle, administrative og diplomatiske historier

Tekniske historier

Deltagerkonti

eksterne links