Manhattan Project, US government research project (1942-45) som producerade de första atombomberna.
Jack Aeby / Los Alamos National Laboratory
vad ledde till Manhattan-projektet?
1939 var amerikanska forskare, av vilka många hade flytt från fascistiska regimer i Europa, medvetna om framsteg inom kärnklyvning och var oroliga för att Nazityskland skulle kunna utveckla ett kärnvapen. Fysikerna Leo Szilard och Eugene Wigner övertalade Albert Einstein att skicka ett brev till US Pres. Franklin D. Roosevelt varnar honom för den faran och råder honom att inrätta ett amerikanskt kärnforskningsprogram. Den rådgivande utskottet för uran inrättades som svar. Projektets början kunde dateras till 6 December 1941, med skapandet av Office of Scientific Research and Development, under ledning av Vannevar Bush.
vilka var de viktigaste forskarna i samband med Manhattan-projektet?
den amerikanska fysikern J. Robert Oppenheimer ledde projektet för att utveckla atombomben, och Edward Teller var bland de första som rekryterades för projektet. Leo Szilard och Enrico Fermi byggde den första kärnreaktorn. Ernest Orlando Lawrence var programchef med ansvar för utvecklingen av den elektromagnetiska processen för att separera uran-235. Andra noterbara forskare inkluderade Otto Frisch, Niels Bohr, Felix Bloch, James Franck, Emilio Segr 6, Klaus Fuchs, Hans Bethe och John von Neumann. Personen som övervakade projektet var dock inte en forskare. Han var Briggeneral Leslie R. Groves.
Vad gjorde Manhattan-projektet?
Manhattan-projektet producerade den första atombomben. Flera forskningslinjer bedrevs samtidigt. Både elektromagnetiska och fusionsmetoder för att separera klyvbart uran – 235 från uran-238 undersöktes vid Oak Ridge i Tennessee. Produktionen av plutonium-239, som först uppnåddes vid University of Chicago, fortsatte vidare vid Hanford Engineer Works i Washington. Under tiden, i Los Alamos, New Mexico, hittade forskare ett sätt att föra det klyvbara materialet till superkritisk massa (och därmed explosion) och att kontrollera tidpunkten och utforma ett vapen för att hysa det. Det första testet, den 16 juli 1945, vid Alamogordo air force base i New Mexico, producerade en massiv kärnkraftsexplosion.
vilka var de omedelbara och långsiktiga resultaten av Manhattan-projektet?
även om många fysiker motsatte sig den faktiska användningen av atombomben, USA Pres. Harry S. Truman trodde att bomben skulle övertyga Japan att ge upp utan att kräva en amerikansk invasion, och den 6 augusti 1945 släpptes en atombomb på Hiroshima och dödade minst 70 000 människor omedelbart (tiotusentals fler dog senare av strålningsförgiftning). Tre dagar senare släpptes en bomb på Nagasaki. Sedan dess har ett växande antal länder kommit fram till att innehav av kärnvapen är det bästa sättet att garantera deras säkerhet, trots rädsla för att kärnvapenspridning ökar chanserna för användning av ett sådant vapen.
amerikanska forskare, många av dem flyktingar från fascistiska regimer i Europa, vidtog åtgärder 1939 för att organisera ett projekt för att utnyttja den nyligen erkända fissionsprocessen för militära ändamål. Den första kontakten med regeringen gjordes av G. B. Pegram Från Columbia University, som arrangerade en konferens mellan Enrico Fermi och Marinavdelningen i mars 1939. Sommaren 1939 övertalades Albert Einstein av sina medforskare att använda sitt inflytande och presentera den militära potentialen för en okontrollerad fissionskedjereaktion på Pres. Franklin D. Roosevelt. I februari 1940 gjordes 6 000 dollar tillgängliga för att starta forskning under överinseende av ett utskott under ledning av L. J. Briggs, chef för National Bureau of Standards (senare National Institute of Standards and Technology). Den 6 December 1941 sattes projektet under ledning av Office of Scientific Research and Development, under ledning av Vannevar Bush.
encyklopedi av Brasilien, Inc.
Efter USA: s inträde i andra världskriget fick krigsdepartementet gemensamt ansvar för projektet, för i mitten av 1942 var det uppenbart att ett stort antal pilotanläggningar, laboratorier och tillverkningsanläggningar skulle behöva byggas av USA. Army Corps of Engineers så att de samlade forskarna kunde utföra sitt uppdrag. I juni 1942 Corps of Engineers’ Manhattan District tilldelades ursprungligen ledningen av byggnadsarbetet (eftersom mycket av den tidiga forskningen hade utförts vid Columbia University, på Manhattan), och i September 1942 Brig.Gen. Leslie R. Groves placerades som ansvarig för all Militärverksamhet (främst ingenjörsaktiviteter) relaterade till projektet. ”Manhattan Project” blev kodnamnet för forskningsarbete som skulle sträcka sig över hela landet.
Los Alamos National Laboratory
det var känt 1940 att tyska forskare arbetade med ett liknande projekt och att britterna också undersökte problemet. Hösten 1941 besökte Harold C. Urey och Pegram England för att försöka inrätta en samarbetsinsats, och 1943 inrättades en kombinerad policyutskott med Storbritannien och Kanada. Under det året flyttade ett antal forskare från dessa länder till USA för att gå med i projektet där.
om projektet skulle lyckas snabbt måste flera forsknings-och utvecklingslinjer genomföras samtidigt innan det var säkert om någon skulle lyckas. De Explosiva materialen måste sedan produceras och göras lämpliga för användning i ett verkligt vapen.
uran-235, den väsentliga klyvbara komponenten i den postulerade bomben, kan inte separeras från sin naturliga följeslagare, det mycket mer rikliga uran-238, med kemiska medel; atomerna i dessa respektive isotoper måste snarare separeras från varandra med fysiska medel. Flera fysiska metoder för att göra detta undersöktes intensivt och två valdes—den elektromagnetiska processen som utvecklades vid University of California, Berkeley, under Ernest Orlando Lawrence och diffusionsprocessen som utvecklades under Urey vid Columbia University. Båda dessa processer, och särskilt diffusionsmetoden, krävde stora, komplexa anläggningar och enorma mängder elkraft för att producera även små mängder separerat uran-235. Philip Hauge Abelson utvecklade en tredje metod som kallas termisk diffusion, som också användes under en tid för att åstadkomma en preliminär separation. Dessa metoder sattes i produktion vid en 70 kvadratkilometer (180 kvadratkilometer) kanal nära Knoxville, Tennessee, ursprungligen känd som Clinton Engineer Works, senare som Oak Ridge.
encyklopedi av Brasilien, Inc.
endast en metod var tillgänglig för framställning av klyvbart material plutonium-239. Det utvecklades vid metallurgical laboratory vid University of Chicago under ledning av Arthur Holly Compton och involverade transmutationen i en reaktorhög med uran-238. I December 1942 lyckades Fermi äntligen producera och kontrollera en fissionskedjereaktion i denna reaktorhög i Chicago.
National Archives and Records Administration (ARC Identifier 542144)
Kvantitetsproduktion av plutonium-239 krävde byggandet av en reaktor med stor storlek och kraft som skulle frigöra cirka 25 000 kilowattimmar värme för varje gram producerat plutonium. Det innebar utveckling av kemiska extraktionsförfaranden som skulle fungera under förhållanden som aldrig tidigare uppstått. Ett mellansteg för att sätta denna metod i produktion togs med konstruktionen av en medelstor reaktor vid Oak Ridge. De storskaliga produktionsreaktorerna byggdes på en isolerad 1000 kvadratkilometer (2600 kvadratkilometer) kanal på Columbia River norr om Pasco, Washington-Hanford Engineer Works.
före 1943 var arbetet med själva bombens utformning och funktion till stor del teoretiskt, baserat på grundläggande experiment utförda på ett antal olika platser. Det året skapades ett laboratorium regisserat av J. Robert Oppenheimer på en isolerad mesa i Los Alamos, New Mexico, 34 miles (55 km) norr om Santa Fe. Detta laboratorium var tvungen att utveckla metoder för att minska produktionsanläggningarnas klyvbara produkter till ren metall och tillverka metallen till erforderliga former. Metoder för att snabbt samla mängder klyvbart material för att uppnå en superkritisk massa (och därmed en kärnexplosion) måste utformas, tillsammans med den faktiska konstruktionen av ett leveransbart vapen som skulle släppas från ett plan och smälta för att detonera vid rätt ögonblick i luften ovanför målet. De flesta av dessa problem måste lösas innan någon märkbar mängd klyvbart material kunde produceras, så att de första tillräckliga mängderna kunde användas vid stridsfronten med minimal fördröjning.
med tillstånd av Los Alamos National Laboratory, New Mexico
sommaren 1945 hade mängder plutonium-239 som var tillräckliga för att producera en kärnexplosion blivit tillgängliga från Hanford Works, och vapenutveckling och design var tillräckligt långt avancerade så att ett verkligt fälttest av ett kärnvapenexplosiv kunde planeras. Ett sådant test var ingen enkel affär. Utarbetad och komplex utrustning måste monteras så att en fullständig diagnos av framgång eller misslyckande kunde fås. Vid den här tiden hade de ursprungliga 6 000 dollar som godkänts för Manhattan-projektet vuxit till 2 miljarder dollar.
den första atombomben exploderades klockan 5: 30 den 16 juli 1945 på en plats på Alamogordo air base 120 miles (193 km) söder om Albuquerque, New Mexico. Det detonerades ovanpå ett ståltorn omgivet av vetenskaplig utrustning, med fjärrövervakning som ägde rum i bunkrar ockuperade av forskare och några dignitarier 10 000 meter (9 km) bort. Explosionen kom som en intensiv ljusblixt, en plötslig värmevåg och senare ett enormt vrål när chockvågen passerade och ekade i dalen. En boll av eld steg snabbt, följt av ett svampmoln som sträckte sig till 40 000 fot (12 200 meter). Bomben genererade en explosiv kraft motsvarande 15 000 till 20 000 ton trinitrotoluen (TNT); tornet förångades fullständigt och den omgivande ökenytan smältes till glas för en radie på 800 yards (730 meter). Följande månad släpptes två andra atombomber som producerades av projektet, den första med uran-235 och den andra med plutonium, på Hiroshima och Nagasaki, Japan.
Courtesy of Los Alamos National Laboratory, New Mexico