Projekt Manhattan: Izdelava atomske bombe

Projekt Manhattan je bil zavezniško prizadevanje za razvoj atomske bombe med drugo svetovno vojno. Vodila Maj. Gen. Leslie Groves in J. Robert Oppenheimer, je razvil raziskovalne zmogljivosti po ZDA. Projekt je bil uspešen in izdelal je atomske bombe uporablja se v Hirošimi in Nagasakiju.

2. avgusta 1939 je predsednik Franklin Roosevelt prejel pismo Einstein – Szilárd, v katerem znani znanstveniki so ZDA spodbujali k razvoju jedrskega orožja, da jih nacistična Nemčija ne bi ustvarila najprej. Navdušen s tem in drugimi poročili odborov je Roosevelt pooblastil Nacionalni odbor za obrambo, da raziskuje jedrske raziskave, in 28. junija 1941 podpisal izvršni ukaz 8807, s katerim je bil ustanovljen Urad za znanstveno raziskovanje in razvoj skupaj z Vannevarjem Bushom režiser. Da bi neposredno obravnaval potrebo po jedrskih raziskavah, je NDRC pod vodstvom Lymana Briggs ustanovila Uranski odbor S-1.

Tistega poletja je odbor S-1 obiskal avstralski fizik Marcus Oliphant, član odbora MAUD. Britanski kolega S-1, odbor MAUD, je krenil naprej v poskusu ustvarjanja atomske bombe. Ker je bila Velika Britanija globoko vpletena

Odbor S-1 je prvi uradni sestanek izvedel 18. decembra 1941, le nekaj dni po tem napad na Pearl Harbor. Zberemo številne najboljše znanstvenike v državi, vključno z Arthurjem Comptonom, Egerjem Murphreejem, Haroldom Ureyem in Ernestom Lawrence, skupina se je odločila, da bo raziskovala več tehnik pridobivanja urana-235 in različne reaktorje modelov. To delo je napredovalo v prostorih po vsej državi od univerze Columbia do univerze California-Berkeley. Ko so Bush in Top Policy Group predstavili svoj predlog, so ga junija 1942 odobrili in Roosevelt odobril sredstva.

Ker bi raziskava odbora potrebovala več novih objektov, je delovala v sodelovanju z inženirskim korpusom ameriške vojske. Projekt je bil sprva imenovan "Razvoj nadomestnih materialov" s strani inženirskega zbora, projekt pa je bil 13. avgusta ponovno imenovan za "okrožje Manhattan". Poleti 1942 je projekt vodil polkovnik James Marshall. Marshall je skozi poletje raziskoval prostore za objekte, vendar ni mogel zagotoviti prednostne naloge ameriške vojske. Razočaran zaradi pomanjkanja napredka, je septembra Marshala zamenjal novoizvoljeni brigadni general Leslie Groves.

Groves je prevzel nadzor nad pridobivanjem mest v Oak Ridge, TN, Argonne, IL, Hanford, WA in na predlog enega od voditeljev projekta g. Robert Oppenheimer, Los Alamos, NM. Medtem ko so dela na večini teh lokacij napredovala, se je objekt v Argonneu zavlekel. Kot rezultat, ekipa, ki deluje pod Enrico Fermi zgradili prvi uspešen jedrski reaktor na Univerzi v Chicagu Stagg Field. 2. decembra 1942 je Fermi uspel ustvariti prvo vztrajno umetno jedrsko verižno reakcijo.

Na podlagi virov iz ZDA in Kanade so se objekti v Oak Ridgeu in Hanfordu osredotočali na obogatitev urana in proizvodnjo plutonija. Za prvo so uporabili več metod, vključno z elektromagnetnim ločevanjem, plinsko difuzijo in toplotno difuzijo. Ko so se raziskave in proizvodnja premikali naprej pod skrivnostjo tajnosti, so raziskovanje jedrskih zadev delili z Britanci. Avgusta 1943 sta se podpisovala sporazum iz Quebeca, obe državi sta se dogovorili za sodelovanje na področju atomske zadeve. To je pripeljalo več pomembnih znanstvenikov, med njimi Niels Bohr, Otto Frisch, Klaus Fuchs in Rudolf Peierls.

Ko je proizvodnja potekala drugje, sta Oppenheimer in skupina v Los Alamosu delala na snovanju atomske bombe. Zgodnje delo je bilo usmerjeno v modele "pištole", ki so en košček urana izstrelili v drugega, da bi ustvarili jedrsko verižno reakcijo. Medtem ko se je ta pristop izkazal za obetavne bombe, ki temeljijo na uranu, je bil manj primeren za tiste, ki uporabljajo plutonij. Posledično so znanstveniki v Los Alamosu začeli razvijati implozijsko zasnovo bombe na osnovi plutonija, saj je bilo tega materiala razmeroma veliko. Do julija 1944 se je večina raziskav osredotočila na konstrukcije plutonija, bomba tipa urana pa je bila manj pomembna.

Ker je bila naprava tipa implozije bolj zapletena, je Oppenheimer menil, da je potreben preizkus orožja, preden ga bo mogoče prestaviti v proizvodnjo. Čeprav je bil plutonij takrat razmeroma majhen, je Groves odobril test in marca 1944 dodal načrt za Kenneth Bainbridge. Bainbridge je napredoval in za mesto eksplozije izbral strelišče Alamogordo Bombing. Čeprav je prvotno nameraval uporabiti zadrževalno posodo za pridobivanje cepljivega materiala, je pozneje Oppenheimer odločil, da ga opusti, saj je plutonij postal bolj dostopen.

Poimenovan Trinity Test, je bila 7. maja 1945 izvedena pred-testna eksplozija. Temu je sledila gradnja 100 čevljev. stolp na mestu. Naprava za testiranje implozije z vzdevkom "The Gadget" je bila na vrh dvignjena za simulacijo bombe, ki pade z letala. 16. julija ob 5:30 z vsemi ključnimi člani projekta Manhattan je bila naprava uspešno eksplodirana z energijskim ekvivalentom približno 20 kiloton TNT-a. Opozorilo predsednika Harryja S. Truman, nato na Konferenca v Potsdamu, ekipa se je začela s pomočjo rezultatov testa graditi atomske bombe.

Čeprav je bila implozijska naprava najprimernejša, je bilo prvo orožje, ki je zapustilo Los Alamos, konstrukcija tipa pištole, saj je bila njegova zasnova zanesljivejša. Komponente so prepeljali do Tinija na krovu težkega križarja USS Indianapolis in prispela 26. julija. Ker je Japonska zavrnila pozive k predaji, je Truman dovolil uporabo bombe proti mestu Hirošima. Polkovnik Paul Tibbets je 6. avgusta z bombo, ki so jo poimenovali ", odšel s Tinija"Majhen fant, "na krovu B-29 SuperfortressEnola Gay.

Izpuščeni nad mestom ob 8:15 zjutraj je Little Boy padel petinsedemdeset sekund, preden je eksplodiral na vnaprej določeni višini 1900 čevljev z eksplozijo, ki ustreza približno 13-15 kilotonom TNT-a. Bomba je ustvarila območje popolne opustošenja s premerom približno dveh milj s posledičnim udarnim valom in požarna nevihta je učinkovito uničila okoli 4,7 kvadratnih kilometrov mesta, pri čemer je umrlo 70.000–80.000, drugo pa ranilo 70,000. Njeni uporabi so hitro sledili tri dni pozneje, ko je "Debeli človek", implozijska plutonijeva bomba, padla na Nagasaki. Ustvarivši eksplozijo, ki ustreza 21 kilotonom TNT-a, je ubila 35.000 in ranila 60.000. Z uporabo obeh bomb je Japonska hitro tožila mir.

Projekt Manhattan je med drugo svetovno vojno pomenil skoraj dve milijardi dolarjev in zaposlil približno 130.000 ljudi. Njen uspeh se je začel v jedrski dobi, v kateri je bila jedrska sila izkoriščena tako v vojaške kot miroljubne namene. Delo na jedrskem orožju se je nadaljevalo v pristojnosti projekta Manhattan, nadaljnja testiranja pa so bila izvedena leta 1946 na atolu Bikini. Nadzor nad jedrskimi raziskavami je 1. januarja 1947 po sprejetju Zakona o atomski energiji iz leta 1946 prenesel na ameriško komisijo za atomsko energijo. Čeprav je bil tajni program zelo tajni, so med vojno prodrli sovjetski vohuni, vključno s Fuchs. Kot rezultat njegovega dela in dela drugih, kot so Julius in Ethel Rosenberg, ameriška atomska hegemonija se je končala leta 1949, ko so Sovjeti detonirali svoje prvo jedrsko orožje.

• Atomski arhiv: Projekt Manhattan
• Arhiv jedrskega orožja: Projekt Manhattan