マンハッタン計画

マンハッタン計画、最初の原子爆弾を生産した米国政府の研究プロジェクト（1942-45）。

アメリカの科学者、それらの多くは、ヨーロッパのファシスト政権からの難民は、軍事目的のために新たに認識された核分裂プロセスを利 政府との最初の接触はG.B.によって行われました。 コロンビア大学のペグラムは、1939年にエンリコ-フェルミと海軍省の間の会議を手配した。 1939年の夏、アルベルト-アインシュタインは仲間の科学者から、彼の影響力を利用し、制御されていない核分裂連鎖反応の軍事的可能性をPresに提示するよう説得された。 フランクリン-ルーズベルト 1940年2月、6,000ドルの研究費が全米標準局（後の国立標準技術研究所）のディレクターであるL・J・ブリッグスが率いる委員会の監督の下で研究を開始することができた。 1941年12月6日、このプロジェクトはVannevar Bushが率いる科学研究開発局の指示の下に置かれました。

米国が第二次世界大戦に参戦した後、1942年半ばまでに広大なパイロットプラント、研究所、製造施設を米国によって建設しなければならないことは明らかであったため、戦争省はプロジェクトの共同責任を与えられた。 組み立てられた科学者が彼らの使命を果たすことができるように、エンジニアの軍団。 1942年6月、工兵隊のマンハッタン地区は当初、建設工事の管理を任され（初期の研究の多くはマンハッタンのコロンビア大学で行われていたため）、1942年9月にはレスリー・R・グローブス准将がこのプロジェクトに関連するすべての陸軍活動（主に工学活動）を担当した。 “マンハッタンプロジェクト”は、全国に広がる研究活動のコードネームとなりました。p>

1940年にドイツの科学者が同様のプロジェクトに取り組んでいたことが知られており、英国も問題を模索していたことが知られていた。 1941年秋、ハロルド・C・ウレイとペグラムは協力的な努力を試みるためにイギリスを訪問し、1943年までにイギリスとカナダとの合同政策委員会が設立された。 その年に、それらの国の多くの科学者がそこにプロジェクトに参加するために米国に移動しました。

プロジェクトがすぐに成功するためには、成功するかどうかが確実になる前に、いくつかの研究開発を同時に実行する必要がありました。 その後、爆発物を製造し、実際の武器での使用に適したものにする必要がありました。

仮定された爆弾の本質的な核分裂性成分であるウラン235は、その天然の仲間、はるかに豊富なウラン238から化学的手段によって分離することはで これを行うためのいくつかの物理的方法が集中的に検討され、カリフォルニア大学バークレー校でアーネスト—オーランド-ローレンスの下で開発された電磁プロセスとコロンビア大学のUreyの下で開発された拡散プロセスの二つが選択された。 これらのプロセス、特に拡散方法の両方は、分離されたウラン235の少量を生成するために、大規模で複雑な設備と膨大な電力を必要としました。 Philip Hauge Abelsonは熱拡散と呼ばれる第3の方法を開発し、これは予備的分離を行うための時間にも使用されました。 これらの方法はテネシー州ノックスビル近くの70平方マイル(180km2)の地域で生産され、当初はクリントン技師工場として知られ、後にオークリッジとして知られた。

核分裂性物質プルトニウム-239の製造には一つの方法しか利用できませんでした。 これは、アーサー-ホリー-コンプトンの指揮の下、シカゴ大学の冶金研究所で開発され、ウラン238の原子炉の山に核変換を関与しました。 1942年12月、フェルミは最終的にシカゴのこの原子炉の杭で核分裂連鎖反応を生成し、制御することに成功した。

プルトニウム-239の生産量は、生産されたプルトニウムのグラムごとに約25,000キロワット時の熱を放出する大きなサイズと電力の原子炉の建設を必要とした。 これは、これまでに遭遇したことのない条件の下で働く化学抽出手順の開発を含みました。 この方法を生産に投入する中間ステップは、Oak Ridgeに中型原子炉を建設することで行われました。 大規模な生産用原子炉は、ワシントン州パスコの北にあるコロンビア川沿いの1,000平方マイル(2,600平方km)の孤立した地域に建設された。

1943年以前は、爆弾自体の設計と機能に関する研究は、多くの異なる場所で行われた基本的な実験に基づいて、主に理論的でした。 その年、サンタフェの北34マイル(55km)のロスアラモス島の孤立したメサに、J・ロバート・オッペンハイマー監督の研究室が作られた。 この研究室では、生産プラントの核分裂生成物を純粋な金属に還元し、必要な形状に金属を製造する方法を開発しなければならなかった。 超臨界質量（したがって核爆発）を達成するために核分裂性物質の量を急速に集める方法は、飛行機から落とされ、目標の上の空気中の適切な瞬間に爆発するために融合される成果物の武器の実際の建設とともに考案されなければならなかった。 これらの問題のほとんどは、かなりの量の核分裂性物質が製造される前に解決されなければならず、最初の適切な量が最小限の遅延で戦闘前線で使

1945年の夏までに、核爆発を生成するのに十分な量のプルトニウム-239がハンフォード工場から入手可能になり、武器の開発と設計は十分に進んでおり、核爆発の実際のフィールドテストを予定することができた。 そのようなテストは単純な事件ではありませんでした。 精巧で複雑な装置は、成功または失敗の完全な診断が得られるように組み立てられなければならなかった。 この時までに、マンハッタン計画のために認可された当初の$6,000は2 2億に成長していました。

最初の原子爆弾は、ニューメキシコ州アルバカーキの南120マイル(193km)のアラモゴルド空軍基地のサイトで、5:30am16、1945で爆発しました。 それは科学機器に囲まれた鉄塔の上で爆発し、10,000ヤード(9km)離れた科学者と数人の要人が占有しているバンカーで遠隔監視が行われた。 爆発は強烈な光のフラッシュ、熱の突然の波、そして衝撃波が通過し、谷にエコーとして後に途方もない轟音として来ました。 火の球が急速に上昇し、続いてキノコ雲が40,000フィート(12,200メートル)まで伸びた。 爆弾は15,000トンから20,000トンのトリニトロトルエン（TNT）に相当する爆発力を発生させ、塔は完全に気化し、周囲の砂漠の表面は半径800ヤード（730メートル）のガラスに融合した。 翌月、このプロジェクトによって製造された他の二つの原子爆弾、最初はウラン235を使用し、第二はプルトニウムを使用して、広島と長崎、日本に投下された。