Manhattan Project, amerikai kormányzati kutatási projekt (1942-45), amely az első atombombákat gyártotta.
Jack Aeby / Los Alamos Nemzeti Laboratórium
mi vezetett a Manhattan projekthez?
1939-ben az amerikai tudósok, akik közül sokan elmenekültek a fasiszta rezsimek elől Európában, tisztában voltak az atommaghasadás fejlődésével, és aggódtak, hogy a náci Németország esetleg nukleáris fegyvert fejleszt. Leo Szilard és Eugene Wigner fizikusok rábeszélték Albert Einsteint, hogy küldjön levelet a U. S. Pres – nek. Franklin D. Roosevelt figyelmeztette őt erre a veszélyre, és azt tanácsolta neki, hogy hozzon létre egy amerikai nukleáris kutatási programot. Válaszul létrehozták az Urániummal foglalkozó tanácsadó bizottságot. Az elején a projekt lehet kelt december 6, 1941, a létrehozása A Hivatal a tudományos kutatás-fejlesztés, élén Vannevar Bush.
kik voltak a Manhattan projekt legfontosabb tudósai?
J. Robert Oppenheimer amerikai fizikus vezette az atombomba kifejlesztésére irányuló projektet, Edward Teller pedig az elsők között vett részt a projektben. Szilárd Leó és Enrico Fermi megépítették az első atomreaktort. Ernest Orlando Lawrence volt az urán-235 elválasztásának elektromágneses folyamatának fejlesztéséért felelős programvezető. További figyelemre méltó kutatók voltak Otto Frisch, Niels Bohr, Felix Bloch, James Franck, Emilio Segr, Klaus Fuchs, Hans Bethe és John von Neumann. A projektet felügyelő személy azonban nem tudós volt. Leslie R. Groves dandártábornok volt.
mit tett a Manhattan Projekt?
a Manhattan projekt készítette az első atombombát. Több kutatási vonalat folytattak egyszerre. Mind az elektromágneses, mind a fúziós módszereket a hasadó urán-235 és az urán-238 elválasztására a Tennessee-i Oak Ridge-ben fedezték fel. A plutónium-239 gyártását, amelyet először a Chicagói Egyetemen értek el, tovább folytatták a washingtoni Hanford Engineer Works-ben. Eközben az új-mexikói Los Alamosban a tudósok megtalálták a módját annak, hogy a hasadó anyagot szuperkritikus tömegbe (és így robbanásba) hozzák, és ellenőrizzék az időzítést, és kidolgozzanak egy fegyvert annak elhelyezésére. Az első teszt, július 16, 1945, a Alamogordo légierő bázis Új-Mexikóban, készített egy hatalmas nukleáris robbanás.
mik voltak a Manhattan Projekt azonnali és hosszú távú eredményei?
bár sok fizikus ellenezte az atombomba tényleges használatát, az USA Pres. Harry S. Truman úgy vélte, hogy a bomba meggyőzi Japánt, hogy adja meg magát anélkül, hogy amerikai inváziót igényelne, és augusztus 6-án 1945-ben atombombát dobtak Hirosimára, legalább 70 000 embert megölve azonnal (több tízezer ember halt meg később sugármérgezésben). Három nappal később bombát dobtak Nagasakira. Azóta egyre több ország arra a következtetésre jutott, hogy a nukleáris fegyverek birtoklása a legjobb módja annak, hogy garantálják biztonságukat, annak ellenére, hogy attól tartanak, hogy a nukleáris proliferáció növeli az ilyen fegyverek használatának esélyét.
amerikai tudósok, akik közül sokan az Európai fasiszta rezsimekből menekültek, 1939-ben lépéseket tettek egy projekt megszervezésére az újonnan elismert hasadási folyamat katonai célokra történő kiaknázására. Az első kapcsolatfelvétel a kormánnyal G. B. Pegram a Columbia Egyetemen, aki 1939 márciusában konferenciát szervezett Enrico Fermi és a haditengerészeti Minisztérium között. 1939 nyarán Albert Einsteint meggyőzték tudóstársai, hogy használja ki befolyását, és mutassa be a PRES-nek az ellenőrizetlen hasadási láncreakció katonai potenciálját. Franklin D. Roosevelt. 1940 februárjában 6000 dollárt bocsátottak rendelkezésre a kutatás megkezdéséhez L. J. Briggs, a Nemzeti Szabványügyi Hivatal (később Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet) igazgatója által vezetett bizottság felügyelete alatt. December 6-án, 1941, a projekt került irányítása alatt a Hivatal tudományos kutatás-fejlesztési, élén Vannevar Bush.
Encyclopedia Enterprises, Inc.
Miután az Egyesült Államok belépett a második világháborúba, a hadügyminisztérium közös felelősséget kapott a projektért, mert 1942 közepére nyilvánvaló volt, hogy az Egyesült Államoknak kísérleti üzemeket, laboratóriumokat és gyártólétesítményeket kell felépítenie. A mérnökök hadserege, hogy az összegyűlt tudósok elvégezhessék küldetésüket. 1942 júniusában a mérnöki Testület manhattani körzetét eredetileg az építési munkák irányításával bízták meg (mivel a korai kutatások nagy részét a manhattani Columbia Egyetemen végezték), 1942 szeptemberében pedig Leslie R. Groves dandártábornokot bízták meg a hadsereg összes tevékenységével (főleg mérnöki tevékenységekkel) a projekttel kapcsolatban. A “Manhattan Project” lett az egész országra kiterjedő kutatási munka kódneve.
Los Alamos Nemzeti Laboratórium
1940-ben ismert volt, hogy német tudósok dolgoznak egy hasonló projekten, és hogy a britek is vizsgálják a problémát. 1941 őszén Harold C. Urey és Pegram Angliába látogatott, hogy megpróbáljanak együttműködni, és 1943-ra létrejött egy Egyesült Politikai Bizottság Nagy-Britanniával és Kanadával. Abban az évben ezen országok számos tudósa költözött az Egyesült Államokba, hogy csatlakozzon az ottani projekthez.
Ha a projekt gyorsan sikerülne, több kutatási és fejlesztési vonalat kellett egyszerre folytatni, mielőtt biztos lehetett volna, hogy sikerül-e. A robbanóanyagokat ezután elő kellett állítani, és alkalmassá kellett tenni egy tényleges fegyverben való használatra.
Az urán-235, a feltételezett bomba alapvető hasadó alkotóeleme nem választható el természetes társától, a sokkal bőségesebb urán-238-tól kémiai úton; ezeknek a megfelelő izotópoknak az atomjait inkább fizikai eszközökkel kell elválasztani egymástól. Ennek számos fizikai módját intenzíven tanulmányozták, és kettőt választottak—az elektromágneses folyamatot a kaliforniai Berkeley Egyetemen, Ernest Orlando Lawrence vezetésével, és az Urey alatt a Columbia Egyetemen kifejlesztett diffúziós folyamatot. Mindkét folyamat, és különösen a diffúziós módszer nagy, összetett létesítményeket és hatalmas mennyiségű villamos energiát igényelt még kis mennyiségű elkülönített urán-235 előállításához. Philip Hauge Abelson kifejlesztett egy harmadik módszert, az úgynevezett termikus diffúziót, amelyet egy ideig az előzetes elválasztás végrehajtására is használtak. Ezeket a módszereket egy 70 négyzetmérföldes (180 négyzetkilométer) traktusban gyártották Knoxville, Tennessee, eredetileg a Clinton Engineer Works, később Oak Ridge néven ismert.
Encyclopedia Enterprises, Inc.
csak egy módszer állt rendelkezésre a hasadó anyag plutónium-239 előállítására. A Chicagói Egyetem kohászati laboratóriumában fejlesztették ki Arthur Holly Compton irányítása alatt, és részt vett a transzmutációban egy urán-238 reaktor halom. 1942 decemberében Fermi végre sikerült egy hasadási láncreakciót előállítani és irányítani ebben a Chicagói reaktorhalomban.
National Archives and Records Administration (ARC Identifier 542144)
mennyiség a plutónium-239 előállításához egy nagy méretű és teljesítményű reaktor megépítésére volt szükség, amely körülbelül 25 000 kilowattóra hőt bocsátott ki minden gramm előállított plutónium után. Ez magában foglalta a kémiai extrakciós eljárások kifejlesztését, amelyek soha nem tapasztalt körülmények között működnének. Ennek a módszernek a gyártásba történő bevezetésében közbenső lépést tettek egy közepes méretű reaktor megépítésével Oak Ridge-ben. A nagyszabású termelési reaktorokat egy elszigetelt 1000 négyzetmérföldes (2600 négyzetkilométer) traktusra építették a Columbia folyó északra Pasco, Washington-a Hanford mérnök működik.
1943 előtt a bomba tervezésével és működésével kapcsolatos munka nagyrészt elméleti volt, számos különböző helyszínen végzett alapvető kísérleteken alapulva. Abban az évben J. Robert Oppenheimer által irányított laboratóriumot hoztak létre egy elszigetelt mesán Los Alamos, Új-Mexikó, 34 mérföldre (55 km) északra Santa Fe. Ennek a laboratóriumnak olyan módszereket kellett kidolgoznia, amelyekkel a termelőüzemek hasadó termékeit tiszta fémre, a fémet pedig a szükséges formákra lehet előállítani. Ki kellett dolgozni a hasadóanyagok gyors összegyűjtésének módszereit a szuperkritikus tömeg (és így egy nukleáris robbanás) elérése érdekében, valamint egy olyan szállítható Fegyver tényleges felépítését, amelyet egy síkról ledobnak és összeolvasztanak, hogy a megfelelő pillanatban felrobbanjanak a levegőben a cél felett. Ezeknek a problémáknak a többségét meg kellett oldani, mielőtt bármilyen észrevehető mennyiségű hasadó anyag előállítható lett volna, hogy az első megfelelő mennyiségeket minimális késéssel fel lehessen használni a harci fronton.
A Los Alamos National Laboratory jóvoltából, Új-Mexikó
1945 nyarára a Hanford Works-ből elérhetővé vált a nukleáris robbanáshoz elegendő plutónium-239 mennyiség, és a fegyverfejlesztés és-tervezés eléggé előrehaladott volt ahhoz, hogy egy nukleáris robbanóanyag tényleges terepi tesztje ütemezhető legyen. Egy ilyen teszt nem volt egyszerű ügy. Bonyolult és összetett berendezéseket kellett összeállítani, hogy a siker vagy a kudarc teljes diagnózisa legyen. Ekkorra a Manhattan projektre engedélyezett eredeti 6000 dollár 2 milliárd dollárra nőtt.
az első atombomba felrobbant 5: 30-kor július 16-án, 1945-ben, az Alamogordo légibázis 120 mérföldre (193 km) délre Albuquerque, Új-Mexikó. Egy tudományos felszereléssel körülvett acéltorony tetején robbantották fel, a távoli megfigyelés a tudósok által elfoglalt bunkerekben és néhány méltóságban 10 000 méterre (9 km) volt. A robbanás erős fényvillanásként, hirtelen hőhullámként, majd később hatalmas ordításként jött, amikor a lökéshullám elhaladt és visszhangzott a völgyben. A tűzgolyó gyorsan emelkedett, majd egy gombafelhő következett, amely 40 000 lábig (12 200 méter) terjedt el. A bomba 15 000-20 000 tonna trinitrotoluolnak (TNT) megfelelő robbanóerőt generált; a torony teljesen elpárolgott, a környező sivatagi felület pedig 800 yard (730 méter) sugarú üveggel olvadt össze. A következő hónapban két másik, a projekt által gyártott atombombát, az elsőt urán-235-tel, a másodikat plutóniummal dobták le Hirosimára és Nagaszakira, Japánba.
Courtesy of Los Alamos National Laboratory, New Mexico