Projekt Manhattan: Výroba atomové bomby

Projekt Manhattan byl spojeneckou snahou vyvinout atomovou bombu během druhé světové války. Vedl Maj. Gen. Leslie Groves a J. Robert Oppenheimer, vyvinula výzkumná zařízení po celých Spojených státech. Projekt byl úspěšný a vyrobil atomové bomby používané v Hirošimě a Nagasaki.

Dne 2. srpna 1939 obdržel prezident Franklin Roosevelt dopis Einstein – Szilárd, ve kterém slavní vědci povzbuzovali Spojené státy k vývoji jaderných zbraní, aby je nacistické Německo nemohlo vytvořit za prvé. Na základě této a dalších zpráv výboru Roosevelt pověřil Národní výzkumný výbor pro obranu, aby prozkoumal jaderný výzkum, a 28. června 1941 podepsal výkonný řád 8807, který vytvořil Úřad pro vědecký výzkum a vývoj s Vannevarem Bushem jako jeho ředitel. K přímému řešení potřeby jaderného výzkumu vytvořila NDRC výbor pro uran S-1 pod vedením Lymana Briggse.

To léto navštívil výbor S-1 australský fyzik Marcus Oliphant, člen výboru MAUD. Britský protějšek S-1, Výbor MAUD, postupoval vpřed ve snaze vytvořit atomovou bombu. Jak se Británie hluboce zapojila

Výbor S-1 uspořádal svou první formální schůzi dne 18. prosince 1941, pouze několik dní po útok na Pearl Harbor. Spojení mnoha nejlepších národních vědců, včetně Arthura Comptona, Eger Murphree, Harold Urey a Ernest Skupina Lawrence se rozhodla posunut kupředu a prozkoumala několik technik extrakce uranu-235 a různých reaktorů vzory. Tato práce postupovala v zařízeních po celé zemi od Columbia University po University of California-Berkeley. Předložil svůj návrh Bushovi a nejvyšší politické skupině, byl schválen a Roosevelt schválil financování v červnu 1942.

Protože výzkum výboru by vyžadoval několik velkých nových zařízení, fungovalo to ve spojení s americkým armádním sborem inženýrů. Projekt byl původně dánským sborem inženýrů nazván „Vývoj náhradních materiálů“ a 13. srpna byl projekt později označen za „Manhattanský okres“. Během léta 1942 vedl projekt plukovník James Marshall. Přes léto Marshall prozkoumával místa pro zařízení, ale nebyl schopen zajistit potřebnou prioritu z americké armády. Frustrovaný nedostatkem pokroku, Bush nechal Marshalla v září nahradit novým povýšeným brigádním generálem Leslie Grovesem.

Groves převzal zodpovědnost za akvizici lokalit v Oak Ridge, TN, Argonne, IL, Hanford, WA a na návrh jednoho z vedoucích projektu, Robert Oppenheimer, Los Alamos, NM. Zatímco práce na většině z těchto míst pokračovala, zařízení v Argonne bylo zpožděno. Jako výsledek, tým pracuje pod Enrico Fermi postavil první úspěšný jaderný reaktor na University of Chicago Stagg Field. 2. prosince 1942, Fermi byl schopný vytvořit první udržovanou umělou nukleární řetězovou reakci.

Zařízení v Oak Ridge a Hanford, zaměřená na zdroje z USA a Kanady, se zaměřily na obohacování uranu a výrobu plutonia. Pro první z nich bylo použito několik metod, včetně elektromagnetické separace, plynné difúze a tepelné difúze. Jak se výzkum a výroba posunula vpřed pod pláštěm utajení, sdílela se Britové o jaderných záležitostech. Podepsáním Quebecké dohody v srpnu 1943 se oba národy dohodly na spolupráci v atomových záležitostech. To vedlo k zapojení několika významných vědců, mezi něž patří Niels Bohr, Otto Frisch, Klaus Fuchs a Rudolf Peierls.

Jak výroba pokračovala jinde, Oppenheimer a tým v Los Alamos pracovali na návrhu atomové bomby. Počáteční práce se zaměřovaly na „pistolové“ konstrukce, které vypalovaly jeden kus uranu do druhého za účelem vytvoření jaderné řetězové reakce. I když se tento přístup ukázal jako slibný pro bomby na bázi uranu, pro ty, kteří využívají plutonium, byl méně. V důsledku toho vědci v Los Alamos začali vyvíjet návrh imploze pro bombu na bázi plutonia, protože tento materiál byl relativně hojnější. V červenci 1944 byla většina výzkumu zaměřena na návrhy plutonia a uranová bomba typu byla méně prioritní.

Vzhledem k tomu, že zařízení typu imploze bylo složitější, Oppenheimer měl pocit, že před zahájením výroby bylo nutné provést zkoušku zbraně. Ačkoli plutonium bylo v té době relativně vzácné, Groves test povolil a v březnu 1944 naplánoval plánování na Kenneth Bainbridge. Bainbridge se posunul dopředu a jako místo výbuchu vybral Alamogordo Bombing Range. Ačkoli on původně plánoval použití kontejnmentové plavidlo získat zpět štěpný materiál, Oppenheimer později rozhodl se opustit to jak plutonium stalo se dostupnější.

Daboval Trinity Test, před-test exploze byla provedena 7. května 1945. Poté následovala výstavba 100 stop. věž na místě. Zkušební zařízení na implozi, přezdívané „Gadget“, bylo zvednuto na vrchol, aby simulovalo bombu padající z letadla. 16. července v 5:30 ráno, kdy byli přítomni všichni klíčoví členové projektu Manhattan, bylo zařízení úspěšně vybuchováno energetickým ekvivalentem přibližně 20 kiloton TNT. Varovný prezident Harry S. Trumane, pak na Postupimská konference, tým začal vyvíjet atomové bomby na základě výsledků testu.

Ačkoli zařízení imploze bylo upřednostňováno, první zbraní, která opustila Los Alamos, byl design typu zbraně, protože byl považován za spolehlivější. Komponenty byly přeneseny k Tinianovi na palubu těžkého křižníku USS Indianapolis a dorazil 26. července. Když Japonsko odmítlo volání ke kapitulaci, povolil Truman použití bomby proti městu Hirošima. 6. srpna, plukovník Paul Tibbets opustil Tinian s bombou, daboval “Chlapeček"na palubě B-29 SuperfortressEnola Gay.

Vydáno nad městem v 8:15 dopoledne, Malý chlapec padl na padesát sedm sekund, než vybuchl v předem stanovené výšce 1900 stop s výbuchem odpovídajícím asi 13-15 kilotonům TNT. Vytvoření oblasti úplné devastace o průměru přibližně dvě kilometry, bomba, s výslednou rázovou vlnou a požární bouře, účinně zničena kolem 4,7 čtverečních mil od města, zabít 70 000 - 80 000 a zranit další 70,000. Jeho použití bylo rychle následováno o tři dny později, když na Nagasaki padla „tlustý muž“, exploze plutoniové bomby. Generoval výbuchový ekvivalent 21 kiloton TNT, zabil 35 000 a zranil 60 000. S použitím těchto dvou bomb Japonsko rychle žalovalo mír.

Projekt Manhattan, který stál téměř 2 miliardy dolarů a zaměstnával přibližně 130 000 lidí, byl jedním z největších úsilí USA během druhé světové války. Její úspěch předznamenal jaderný věk, který viděl využití jaderné energie pro vojenské i mírové účely. Práce na jaderných zbraních pokračovaly pod jurisdikcí projektu Manhattan a v roce 1946 došlo k dalšímu testování v atolu Bikini. Kontrola jaderného výzkumu byla předána Komisi pro atomovou energii Spojených států 1. ledna 1947 po schválení zákona o atomové energii z roku 1946. Ačkoli velmi tajný program, Manhattan projekt byl proniknut sovětskými špióny, včetně Fuchse, během války. V důsledku jeho práce, a práce ostatních, jako je Julius a Ethel Rosenberg, atomová hegemonie USA skončila v roce 1949, kdy Sověti odpálili svou první jadernou zbraň.

• Atomový archiv: Manhattanský projekt
• Archiv jaderných zbraní: Projekt Manhattan