Projekt Manhattan: Výroba atómovej bomby

Projekt Manhattan bol spojeneckým úsilím o rozvoj atómovej bomby počas druhej svetovej vojny. Viedol maj. Gen. Leslie Groves a J. Robert Oppenheimer, vyvinula výskumné zariadenia po celých Spojených štátoch. Projekt bol úspešný a vyrobil atómové bomby používané v Hirošime a Nagasaki.

Prezident Franklin Roosevelt dostal 2. augusta 1939 list Einstein – Szilárd, v ktorom bol podpísaný známi vedci povzbudili USA, aby vyvíjali jadrové zbrane, aby ich nacistické Nemecko nevytvorilo najprv. Na základe tejto a ďalších správ výboru Roosevelt poveril Výbor pre výskum obrany štátu, aby preskúmal jadrový výskum, a 28. júna 1941 podpísal výkonný poriadok 8807, ktorým sa vytvoril Úrad pre vedecký výskum a vývoj s Vannevar Bushom ako jeho riaditeľ. Na priame riešenie potreby jadrového výskumu vytvorila NDRC výbor pre urán S-1 pod vedením Lymana Briggsa.

V lete navštívil výbor S-1 austrálsky fyzik Marcus Oliphant, člen výboru MAUD. Britský náprotivok S-1, výbor MAUD, sa pohol vpred v snahe vytvoriť atómovú bombu. Keď sa Británia hlboko zapojila

Výbor S-1 usporiadal svoje prvé formálne zasadnutie 18. Decembra 1941, iba niekoľko dní po útok na Pearl Harbor. Spojenie mnohých najlepších vedcov v krajine vrátane Arthura Comptona, Egera Murphreeho, Harolda Ureyho a Ernesta Skupina Lawrence sa rozhodla posunúť vpred skúmanie niekoľkých techník extrakcie uránu 235, ako aj rôznych reaktorov vzory. Táto práca pokročila v zariadeniach po celej krajine od Columbia University po Kalifornskú univerzitu - Berkeley. Po predložení svojho návrhu Bushovi a skupine najvyššej politiky bol schválený a Roosevelt schválil financovanie v júni 1942.

Keďže výskum výboru by vyžadoval niekoľko veľkých nových zariadení, pracoval v spojení s americkým armádnym zborom inžinierov. Projekt bol pôvodne nazvaný „Vývoj náhradných materiálov“ zborom inžinierov a 13. augusta bol tento projekt znovu vymenovaný za „okres Manhattan“. V lete 1942 bol projekt pod vedením plukovníka Jamesa Marshalla. Počas leta Marshall skúmal miesta pre zariadenia, ale nebol schopný zabezpečiť potrebnú prioritu americkej armády. Bush bol frustrovaný nedostatkom pokroku a Marshalla v septembri nahradil novo podporovaný brigádny generál Leslie Groves.

Groves prevzal zodpovednosť za akvizíciu lokalít v Oak Ridge, TN, Argonne, IL, Hanford, WA a na návrh jedného z vedúcich projektu, Robert Oppenheimer, Los Alamos, NM. Zatiaľ čo práca na väčšine týchto pracovísk pokročila, zariadenie v Argonne bolo oneskorené. Výsledkom je, že tím pracujúci pod Enrico Fermi postavil prvý úspešný jadrový reaktor na University of Chicago v Stagg Field. 2. decembra 1942 bol Fermi schopný vytvoriť prvú trvalú umelú jadrovú reťazovú reakciu.

Z zdrojov v USA a Kanade sa zariadenia v Oak Ridge a Hanford zamerali na obohacovanie uránu a výrobu plutónia. V prvom prípade sa použilo niekoľko metód vrátane elektromagnetickej separácie, plynnej difúzie a tepelnej difúzie. Keď sa výskum a výroba posunuli vpred pod tajným tajomstvom, zdieľali sa s Britmi výskum v jadrových záležitostiach. Podpísaním dohody z Quebecu v auguste 1943 sa tieto dva štáty dohodli na spolupráci v atómových záležitostiach. To viedlo k zapojeniu niekoľkých významných vedcov, medzi ktoré patria Niels Bohr, Otto Frisch, Klaus Fuchs a Rudolf Peierls.

Pretože výroba nasledovala inde, Oppenheimer a tím v Los Alamos pracovali na návrhu atómovej bomby. Prvé práce sa zameriavali na návrhy typu „pištolí“, ktoré vyhodili jeden kus uránu do druhého a vytvorili tak jadrovú reťazovú reakciu. Aj keď sa tento prístup ukázal ako sľubný pre bomby na báze uránu, v prípade tých, ktoré používajú plutónium, bol menší. Výsledkom bolo, že vedci v Los Alamos začali vyvíjať návrh implozie pre bombu založenú na plutóniu, pretože tento materiál bol relatívne hojnejší. V júli 1944 sa väčšina výskumu zamerala na návrhy plutónia a uránová bomba bola menej prioritná.

Pretože zariadenie typu implozie bolo zložitejšie, Oppenheimer cítil, že pred presunom do výroby je potrebné vykonať skúšku zbrane. Hoci v tom čase bolo plutónium pomerne obmedzené, Groves v marci 1944 povolil skúšku a pridelil jej plánovanie Kennethovi Bainbridgeovi. Bainbridge sa posunul vpred a ako miesto výbuchu vybral Alamogordo Bombing Range. Aj keď pôvodne plánoval na zachytenie štiepneho materiálu použiť zadržiavacie plavidlo, Oppenheimer sa neskôr rozhodol opustiť ho, pretože plutónium sa stalo dostupnejším.

Pod názvom Trinity Test (Test trojice) sa uskutočnil predtestový výbuch 7. mája 1945. Potom nasledovala výstavba 100 stôp. veža na mieste. Zariadenie na testovanie impresie, prezývané „Gadget“, sa zdvihol na vrchol, aby simuloval bombu padajúcu z lietadla. 16. júla o 5:30 ráno, keď boli prítomní všetci kľúčoví členovia projektu Manhattan, bolo zariadenie úspešne odpálené s energetickým ekvivalentom približne 20 kiloton TNT. Upozorniť prezidenta Harryho S. Truman, potom na Postupimská konferencia, tím začal vyvíjať atómové bomby na základe výsledkov testu.

Napriek tomu, že sa uprednostňovalo implozné zariadenie, prvou zbraňou, ktorá opustila Los Alamos, bol dizajn typu pištole, pretože sa považoval za spoľahlivejší. Komponenty boli dopravené k Tinianovi na palubu ťažkého krížnika USS Indianapolis a dorazila 26. júla. Keďže Japonsko odmietlo výzvy na odovzdanie, Truman povolil použitie bomby proti mestu Hirošima. 6. augusta plukovník Paul Tibbets opustil Tiniana s bombou, ktorá sa nazýva „Malý chlapec“na palube B-29 SuperfortressEnola Gay.

Vydané nad mestom v 8:15 dopoludnia, Malý chlapec padol päťdesiat sedem sekúnd, než vybuchol vo vopred stanovenej výške 1900 stôp s výbuchom ekvivalentným asi 13-15 kilotonom TNT. Vytvorenie oblasti úplnej devastácie s priemerom približne dve míle v priemere, bomba, s jej výslednou rázovou vlnou a požiarna búrka, zničená okolo 4,7 štvorcových míľ od mesta, zabíjajúca 70 000 - 80 000 a poškodiť ďalšie 70,000. Jeho použitie sa rýchlo nasledovalo o tri dni neskôr, keď na Nagasaki padla bomba „Fat Man“, bomba s plutóniom. Generujúc vysokopecný ekvivalent 21 kiloton TNT, zabilo 35 000 a zranilo 60 000. S použitím týchto dvoch bômb Japonsko rýchlo žalovalo mier.

Projekt Manhattan, ktorý stojí takmer 2 miliardy dolárov a zamestnáva približne 130 000 ľudí, bol jedným z najväčších úsilia v USA počas druhej svetovej vojny. Jeho úspech nastolil jadrový vek, v ktorom sa využívala jadrová energia na vojenské aj mierové účely. Práce na jadrových zbraniach pokračovali pod jurisdikciou projektu Manhattan a ďalšie testovanie sa uskutočnilo v roku 1946 v atole Bikini. Kontrola jadrového výskumu bola odovzdaná Komisii pre atómovú energiu USA 1. januára 1947 po schválení zákona o atómovej energii z roku 1946. Manhattanský projekt, hoci bol veľmi tajným programom, počas vojny prenikli sovietski špióni vrátane Fuchsa. V dôsledku jeho práce a práce iných, ako napr Julius a Ethel Rosenberg, atómová hegemónia USA sa skončila v roku 1949, keď Sovieti odpálili svoju prvú jadrovú zbraň.

• Atómový archív: Manhattanský projekt
• Archív jadrových zbraní: Manhattanský projekt