Manhattan Project

Projekt Manhattan, USA vládní výzkumný projekt (1942-45), který produkoval první atomové bomby.

Američtí vědci, mnozí z nich uprchlíků z fašistických režimů v Evropě, vzal kroky v roce 1939 organizovat projektu na využití nově uznána štěpení proces pro vojenské účely. První kontakt s vládou uskutečnil G. B. Pegram z Kolumbijské univerzity, který v březnu 1939 uspořádal konferenci mezi Enrico Fermi a Ministerstvem námořnictva. V létě 1939 byl Albert Einstein přesvědčen svými kolegy vědci, aby využili svého vlivu a představili vojenský potenciál nekontrolované štěpné řetězové reakce na Pres. Franklin D. Roosevelt. V únoru 1940, $ 6,000 byl dán k dispozici pro zahájení výzkumu pod dohledem výboru v čele s LJ Briggs, ředitel Národního úřadu pro normy (později National Institute of Standards and Technology). 6. prosince 1941, byl projekt pod vedením Úřadu pro Vědecký Výzkum a Rozvoj, v čele s Vannevar Bush.

Po vstupu USA do druhé Světové Války, Ministerstvo Války byla dána společnou odpovědnost za projekt, protože v polovině roku 1942 bylo zřejmé, že obrovské množství pilotních továren, laboratoří a výrobních zařízení by musela být vyrobena v USA Armádní sbor inženýrů, aby shromáždění vědci mohli plnit své poslání. V červnu 1942 Corps of Engineers‘ Manhattan Okres byl původně přidělen řízení na stavební práce (protože mnoho z prvních výzkumů byla provedena na Columbia University v Manhattanu), a v září 1942 Brigádního Generála Leslie R. Groves byl umístěn v důvěře všech Armádních činností (především inženýrské činnosti), které se týkají projektu. „Manhattan Project“ se stal kódovým názvem pro výzkumné práce, které by se rozšířily po celé zemi.

bylo známo, že v roce 1940 němečtí vědci pracovali na podobném projektu, a že Britové byli také zkoumá problém. Na podzim roku 1941 Harold C. Urey a Pegram navštívil Anglii, aby se pokusili nastavit kooperativní úsilí, a v roce 1943 a v kombinaci výbor pro politiku s Velkou Británií a Kanadou. V tomto roce se řada vědců z těchto zemí přestěhovala do Spojených států, aby se k projektu připojili.

Pokud se projekt rychle dosáhnout úspěchu, několik řádků výzkumu a vývoje musely být provedeny současně před tím, než bylo jisté, zda některý by mohl uspět. Výbušné materiály pak musely být vyrobeny a vyrobeny vhodné pro použití ve skutečné zbrani.

Uran-235, základní štěpný součástí postuloval bomba, nemůže být oddělena od jeho přirozené společník, mnohem hojnější uran-238, chemickými prostředky; atomy, z těchto jednotlivých izotopů musí být od sebe odděleny fyzikálními prostředky. Několik fyzikální metody k tomu byly intenzivně zkoumány, a dva byli vybráni—elektromagnetické proces vyvinutý na University of California, Berkeley, za Ernest Orlando Lawrence a proces difúze vyvinut v rámci Urey na Columbia University. Oba tyto procesy, a zejména difúzní metoda, vyžaduje velké, komplexní zařízení a obrovské množství elektrické energie vyrábět i malé množství separovaného uranu-235. Philip Hauge Abelson vyvinul třetí metodu nazvanou tepelná difúze, který byl také používán po určitou dobu k provedení předběžné separace. Tyto metody byly uvedeny do výroby na 70 čtverečních mil (180 čtverečních km) traktu poblíž Knoxville, Tennessee, původně známý jako Clinton Engineer Works, později jako Oak Ridge.

pro výrobu štěpného materiálu plutonia-239 byla k dispozici pouze jedna metoda. Byl vyvinut v metalurgické laboratoři Chicagské univerzity pod vedením Arthura Holly Comptona a zahrnoval transmutaci v reaktorové hromadě uranu-238. V prosinci 1942 se Fermi konečně podařilo vyrobit a řídit štěpnou řetězovou reakci v této reaktorové hromadě v Chicagu.

Množství produkce plutonia-239 potřeby výstavby reaktoru velký velikost a sílu, že by to propuštění asi 25 000 kilowatthodin tepla pro každý gram plutonia vyprodukován. Jednalo se o vývoj postupů chemické extrakce, které by fungovaly za podmínek, s nimiž se nikdy předtím nesetkaly. Mezistupeň při uvedení této metody do výroby byla provedena s výstavbou středně velkého reaktoru v Oak Ridge. Rozsáhlé výrobní reaktory byly postaveny na izolované 1,000-čtvercový-míle (2,600-náměstí-km) cest na Columbia River severně od Pasco, Washington—Hanford Inženýr Pracuje.

před rokem 1943 byly práce na návrhu a fungování samotné bomby do značné míry teoretické, založené na základních experimentech prováděných na řadě různých míst. V tomto roce byla vytvořena laboratoř režiséra J. Roberta Oppenheimera na izolované mesa v Los Alamos v Novém Mexiku, 34 mil (55 km) severně od Santa Fe. Tato laboratoř musela vyvinout metody redukce štěpných produktů výrobních závodů na čistý kov a výroby kovu do požadovaných tvarů. Metody rychle sdružující množství štěpného materiálu, aby se dosáhlo nadkritické množství (a tedy jaderný výbuch) vymysleli, spolu s vlastní výstavba, dodávky zbraní, že by spadl z letadla a taveného odpálit ve správnou chvíli ve vzduchu nad cíl. Většina těchto problémů musela být vyřešena dříve, než bylo možné vyrobit značné množství štěpného materiálu, takže první odpovídající množství mohlo být použito na bojové frontě s minimálním zpožděním.

v létě 1945, množství plutonia-239 dostačující pro výrobu jaderného výbuchu měl být k dispozici od Hanford Funguje, a zbraň vývoj a design byli dostatečně daleko tak, že skutečné pole test jaderné výbušniny může být naplánováno. Takový test nebyl jednoduchou záležitostí. Komplikované a složité vybavení muselo být sestaveno tak, aby bylo možné provést úplnou diagnózu úspěchu nebo selhání. Do této doby se původních 6 000 dolarů schválených pro projekt Manhattan rozrostlo na 2 miliardy dolarů.

první atomová bomba explodovala 16. července 1945 v 5: 30 na místě na letecké základně Alamogordo 120 mil (193 km) jižně od Albuquerque v Novém Mexiku. To byla odpálena na vrcholu ocelové věže, obklopený vědeckými přístroji, s vzdálené monitorování probíhá v bunkry obsazené vědci a několik hodnostářů 10 000 yardů (9 km) pryč. Výbuch přišel jako intenzivní světlo, flash, náhlá vlna tepla, a později obrovský řev jako rázovou vlnu prošel a ozvěna v údolí. Ohnivá koule rychle stoupala, následovaný houbovým mrakem sahajícím až do 40 000 stop (12 200 metrů). Bomba vytvořené výbušné síly, což odpovídá 15.000 až 20.000 tun trinitrotoluenu (TNT); věž byla zcela vypařil a v okolní poušti povrchu taveného skla v okruhu 800 yardů (730 metrů). Následující měsíc, další dvě atomové bomby vyrobené projekt, první pomocí uranu-235 a druhý pomocí plutonia, byly shozeny na Hirošimu a Nagasaki, Japonsko.