Putkien seokset -Tube Alloys

Lord Cherwell , pääministerin tieteellinen neuvonantaja, ilmailupäällikkö Sir Charles Portal , laivaston amiraali Sir Dudley Pound ja Winston Churchill kesäkuussa 1941.

Tube Alloys oli Yhdistyneen kuningaskunnan valtuuttama tutkimus- ja kehitysohjelma , johon osallistui Kanada, ydinaseiden kehittämiseen toisen maailmansodan aikana . Ennen Manhattan-projektia Yhdysvalloissa brittien ponnistelut pidettiin salaisina , ja sellaisina niihin piti viitata koodilla jopa korkeimmissa hallituspiireissä.

Ydinaseiden mahdollisuus tunnustettiin sodan alussa. Birminghamin yliopistossa Rudolf Peierls ja Otto Robert Frisch kirjoittivat muistion , jossa selitettiin, että pientä massaa puhdasta uraani-235 :tä voitaisiin käyttää ketjureaktion tuottamiseen pommissa, jonka teho on tuhansia tonneja TNT :tä . Tämä johti MAUD -komitean muodostamiseen, joka vaati kaikin tavoin ydinaseiden kehittämistä. Wallace Akers , joka valvoi projektia, valitsi tarkoituksella harhaanjohtavan koodinimen "Tube Alloys". Hänen Tube Alloys Directorate oli osa Department of Scientific and Industrial Research .

Tube Alloys -ohjelma Britanniassa ja Kanadassa oli ensimmäinen ydinaseprojekti. Korkeiden kustannusten ja sen tosiasian vuoksi, että Iso-Britannia kävi sotaa vihollistensa pommitusetäisyydellä, Tube Alloys liitettiin lopulta Manhattan-projektiin Yhdysvaltojen kanssa tehdyllä Quebecin sopimuksella , jonka mukaan maat sopivat ydinaseiden jakamisesta. teknologiaa ja pidättäytymään käyttämästä sitä toisiaan tai muita maita vastaan ​​ilman molemminpuolista suostumusta; mutta Yhdysvallat ei toimittanut täydellisiä yksityiskohtia Manhattan-projektin tuloksista Yhdistyneelle kuningaskunnalle. Neuvostoliitto sai arvokasta tietoa atomivakoojistaan , jotka olivat soluttautuneet sekä brittiläisiin että amerikkalaisiin hankkeisiin.

Yhdysvallat lopetti yhteistyön sodan päätyttyä vuoden 1946 atomienergialailla . Tämä sai Yhdistyneen kuningaskunnan käynnistämään uudelleen oman High Explosive Research -projektinsa . Tuotantolaitoksia perustettiin ja brittitutkijat jatkoivat työtään itsenäisen brittiohjelman alaisuudessa. Lopulta vuonna 1952 Iso-Britannia suoritti ydinkokeen koodinimellä " Operation Hurricane ". Vuonna 1958 Sputnik-kriisin ja Britannian kaksivaiheisen lämpöydinpommin esittelyn jälkeen Yhdistynyt kuningaskunta ja Yhdysvallat allekirjoittivat Yhdysvaltojen ja Yhdistyneen kuningaskunnan välisen keskinäisen puolustussopimuksen , joka johti Britannian ydinvoima- erityissuhteen uudelleen aloittamiseen Yhdysvaltoihin. osavaltioissa.

Alkuperät

William Penney , Otto Frisch , Rudolf Peierls ja John Cockcroft saivat kukin Medal of Freedom -mitalin toukokuussa 1947.

Fission löytö

James Chadwick löysi neutronin Cambridgen yliopiston Cavendish-laboratoriosta helmikuussa 1932. Huhtikuussa 1932 hänen Cavendish-kollegansa John Cockcroft ja Ernest Walton halkaisivat litiumatomeja kiihdytetyillä protoneilla . Enrico Fermi ja hänen tiiminsä tekivät Roomassa kokeita, joissa pommitettiin elementtejä hitailla neutroneilla, jotka tuottivat raskaampia alkuaineita ja isotooppeja . Sitten, joulukuussa 1938, Otto Hahn ja Fritz Strassmann Hahnin laboratoriossa Berliini-Dahlemissa pommittivat uraania hidastetuilla neutroneilla ja huomasivat, että bariumia oli tuotettu ja siten uraanin atomiydin oli halkaistu. Hahn kirjoitti kollegalleen Lise Meitnerille , joka veljenpoikansa Otto Robert Frischin kanssa kehitti teoreettisen perustelun, jonka he julkaisivat Nature -lehdessä vuonna 1939. Tämä ilmiö oli uudenlainen ydinvoiman hajoaminen, ja se oli voimakkaampi kuin mikään aikaisemmin. Frisch ja Meitner laskivat, että kunkin hajoamisen vapauttama energia oli noin 200 000 000 elektronivolttia . Analogisesti biologisten solujen jakautumisen kanssa he nimesivät prosessin " fissioksi ".

Pariisin ryhmä

Tätä seurasi joukko tiedemiehiä Pariisin Collège de Francessa : Frédéric Joliot-Curie , Hans von Halban , Lew Kowarski ja Francis Perrin . Helmikuussa 1939 Pariisin ryhmä osoitti, että kun uraanissa tapahtuu fissio, vapautuu kaksi tai kolme ylimääräistä neutronia. Tämä tärkeä havainto osoitti, että itseään ylläpitävä ydinketjureaktio saattaa olla mahdollinen. Termi " atomipommi " oli jo tuttu brittiläiselle yleisölle HG Wellsin kirjoituksista hänen vuoden 1913 romaanissaan The World Set Free . Monille tiedemiehille oli heti selvää, että ainakin teoriassa äärimmäisen voimakas räjähde voitaisiin luoda, vaikka useimpia pidettiin edelleen atomipommina. Perrin määritteli uraanin kriittisen massan pienimmäksi määräksi, joka voi ylläpitää ketjureaktion. Uraanin fissioa aiheuttavia neutroneja pidetään hitaina neutroneina, mutta kun neutroneja vapautuu fissioreaktion aikana, ne vapautuvat nopeina neutroneina, joilla on paljon enemmän nopeutta ja energiaa. Näin ollen jatkuvan ketjureaktion luomiseksi oli olemassa tarve neutronien hidastimelle , joka sisältää ja hidastaa nopeita neutroneja, kunnes ne saavuttivat käyttökelpoisen energiatason. Collège de France havaitsi, että sekä vettä että grafiittia voidaan käyttää hyväksyttävinä moderaattorina.

Vuoden 1940 alussa Pariisin ryhmä päätti teoreettisin perustein, että raskas vesi olisi ihanteellinen hillintäaine sille, miten he aikoivat käyttää sitä. He pyysivät Ranskan aseministeriä hankkimaan mahdollisimman paljon raskasta vettä ainoasta lähteestä, suuresta Norsk Hydro -vesivoimalasta Vemorkissa Norjassa. Sitten ranskalaiset huomasivat, että Saksa oli jo tarjoutunut ostamaan koko Norjan raskaan veden varaston, mikä osoitti, että Saksa saattaa myös tutkia atomipommia. Ranskalaiset kertoivat Norjan hallitukselle raskaan veden mahdollisesta sotilaallisesta merkityksestä. Norja antoi koko 187 litran varaston (41 imp gal; 49 US gal) Deuxième Bureau -agentille , joka toi sen salaa Ranskaan juuri ennen kuin Saksa hyökkäsi Norjaan huhtikuussa 1940. 19. kesäkuuta 1940 Saksan hyökkäyksen jälkeen Ranskaan , sen lähettivät Englantiin Earl of Suffolk ja majuri Ardale Vautier Golding höyrylaivalla Broompark . Raskasta vettä, arvoltaan 22 000 puntaa, säilytettiin alun perin HM Prison Wormwood Scrubsissa , ja myöhemmin sitä säilytettiin salaa Windsorin linnan kirjastossa . Pariisin ryhmä muutti Cambridgeen, lukuun ottamatta Joliot-Curiea, joka jäi Ranskaan ja ryhtyi aktiivisesti Ranskan vastarintaliikkeeseen .

Frisch–Peierlsin muistio

Birminghamin yliopisto , sininen laatta Frisch–Peierlsin muistion tekijöiden muistoksi Poynting Physics Buildingissa .

Isossa-Britanniassa useat tutkijat pohtivat, onko atomipommi käytännöllinen. Liverpoolin yliopistossa Chadwick ja puolalainen pakolaistutkija Joseph Rotblat käsittelivät ongelmaa, mutta heidän laskelmansa eivät olleet vakuuttavia. Cambridgessa fysiikan Nobelin palkinnon saaneet George Paget Thomson ja William Lawrence Bragg halusivat hallituksen ryhtyvän kiireellisiin toimiin uraanimalmin hankkimiseksi . Tämän pääasiallinen lähde oli Belgian Kongo , ja he pelkäsivät sen joutuvan saksalaisten käsiin. He puhuivat Cambridgen Corpus Christi Collegen päällikön Sir William Spensin kanssa epävarmoja siitä, miten edetä . Huhtikuussa 1939 hän otti yhteyttä Sir Kenneth Pickthorniin , paikalliseen parlamentin jäseneen, joka vei huolensa Imperiumin puolustuskomitean sihteerille kenraalimajuri Hastings Ismaylle . Ismay puolestaan ​​kysyi Sir Henry Tizardilta mielipidettä. Kuten monet tutkijat, Tizard suhtautui skeptisesti atomipommin kehittämisen todennäköisyyteen ja arvioi onnistumistodennäköisyydeksi 100 000:1.

Jopa näin pitkillä kertoimilla, vaara oli riittävän suuri, jotta se voidaan ottaa vakavasti. Puolustusministeriön koordinaatioministeri Lord Chartfield tarkisti valtiovarainministeriön ja ulkoministeriön kanssa ja havaitsi, että Belgian Kongon uraanin omisti Union Minière du Haut Katanga -yhtiö, jonka brittiläinen varapresidentti Lord Stonehaven järjesti tapaamisen liittovaltion presidentin kanssa. yhtiö, Edgar Sengier . Koska Union Minièren johto suhtautui ystävällisesti Isoon-Britanniaan, uraania ei pidetty heti hankkimisen arvoisena, vaan Tizardin ilmapuolustuksen tieteellisen tutkimuksen komitea ohjattiin jatkamaan atomipommien toteutettavuuden tutkimusta. Thomson Imperial Collegessa Lontoossa ja Mark Oliphant , australialainen fyysikko Birminghamin yliopistosta , saivat kumpikin tehtäväkseen suorittaa sarjan uraanikokeita. Helmikuuhun 1940 mennessä Thomsonin tiimi ei ollut onnistunut saamaan aikaan ketjureaktiota luonnonuraanissa, ja hän oli päättänyt, ettei sitä kannattanut jatkaa.

Poynting (fysiikka) -rakennus Birminghamin yliopistossa .

Birminghamissa Oliphantin tiimi oli päätynyt erilaiseen johtopäätökseen. Oliphant oli delegoinut tehtävän kahdelle saksalaiselle pakolaistutkijalle, Rudolf Peierlsille ja Otto Frischille, jotka eivät voineet työskennellä Oliphantin tutkaprojektissa, koska he olivat vihollisen avaruusolentoja ja siksi heiltä puuttui tarvittava turvallisuusselvitys. Francis Perrin oli laskenut uraanin kriittiseksi massaksi noin 40 tonnia (39 pitkää tonnia; 44 lyhyttä tonnia). Hän arvioi, että jos sen ympärille laitetaan neutroniheijastin , se saattaisi pienentyä 12 tonniin (12 pitkää tonnia; 13 lyhyttä tonnia). Peierls yritti yksinkertaistaa ongelmaa käyttämällä fission tuottamia nopeita neutroneja jättäen siten huomioimatta moderaattorin. Hänkin laski uraanipallon kriittisen massan vuonna 1939 kirjoitetussa teoreettisessa artikkelissa "tonneihin".

Peierls tiesi ketjureaktion mahdollistavan kriittisen massan koon ja sen käytännön merkityksen. Kriittisen massapallon sisällä halkeamiskelpoinen materiaali tuottaa spontaanisti neutroneja. Hyvin pieni osa näistä neutroneista törmää muihin ytimiin, kun taas suurempi osa neutroneista pakenee pallon pinnan läpi. Peierls laski järjestelmän tasapainon, jossa syntyvien neutronien lukumäärä on yhtä suuri kuin pakenevien neutronien lukumäärä.

Niels Bohr oli teoriassa, että harvinainen uraani-235- isotooppi, joka muodostaa vain noin 0,7 % luonnonuraanista, oli ensisijaisesti vastuussa fissiosta nopeiden neutronien kanssa, vaikka tätä ei vielä yleisesti hyväksytty. Frisch ja Peierls pystyivät näin ollen tarkistamaan alkuperäisen arvionsa uraanin ydinfissioon tarvittavasta kriittisestä massasta huomattavasti pienemmäksi kuin aiemmin oletettiin. He arvioivat, että uraani-235-metallipallo, jonka säde on 2,1 senttimetriä (0,83 tuumaa), voisi riittää. Tämä määrä vastasi noin 1 kilogrammaa (2,2 lb) uraani-235:tä. Nämä tulokset johtivat Frisch–Peierls-muistioon , joka oli ensimmäinen askel Britannian ydinaseohjelman kehittämisessä. Tämä merkitsi alkua aggressiiviselle lähestymistavalle uraanin rikastamiseen ja atomipommin kehittämiseen. He alkoivat nyt tutkia prosesseja, joilla he voisivat menestyksekkäästi erottaa uraani-isotoopin.

Oliphant vei heidän löydöstään Tizardille hänen ominaisuudessaan ilmasodan tieteellisen tutkimuksen komitean (CSSAW) puheenjohtajana. Hän vuorostaan ​​luovutti ne Thomsonille, jolle CSSAW oli siirtänyt vastuun uraanin tutkimuksesta. Cockcroftin, Oliphantin ja Thomsonin välisten keskustelujen jälkeen CSSAW perusti MAUD-komitean tutkimaan asiaa tarkemmin.

MAUD-komitea

MAUD- komitea perustettiin kesäkuussa 1940. Komitea oli alun perin osa Ilmapuolustuksen tieteellisen tutkimuksen komiteaa , mutta itsenäistyi myöhemmin lentokonetuotantoministeriön kanssa . Komitea nimettiin alun perin puheenjohtajansa Thomsonin mukaan, mutta vaihtoi sen nopeasti vaatimattomampaan nimeen, MAUD-komitea. Nimi MAUD tuli epätavallisella tavalla. Pian sen jälkeen, kun Saksa hyökkäsi Tanskaan, Bohr oli lähettänyt sähkeen Frischille. Sähke päättyi oudolle riville: "Kerro Cockcroft ja Maud Ray Kent". Aluksi sen luultiin olevan koodia, joka koski radiumia tai muuta tärkeää atomiaseisiin liittyvää tietoa, piilotettuna anagrammiin . Yksi ehdotus oli korvata y i:llä, jolloin saadaan "radium otettu". Kun Bohr palasi Englantiin vuonna 1943, havaittiin, että viesti oli osoitettu Bohrin taloudenhoitajalle Maud Raylle ja Cockcroftille. Maud Ray oli Kentistä. Tästä syystä komitea sai nimekseen MAUD-komitea, isot kirjaimet edustavat koodinimeä eikä lyhennettä. Kokoukset pidettiin tavallisesti Royal Societyn toimistoissa Lontoossa. Thomsonin lisäksi sen alkuperäisiä jäseniä olivat Chadwick, Cockcroft, Oliphant ja Philip Moon , Patrick Blackett , Charles Ellis ja Norman Haworth .

George Paget Thomson , MAUD-komitean puheenjohtaja , joka aloitti Tube Alloysin.

Neljä yliopistoa tarjosi paikat, joissa kokeet tapahtuivat. Birminghamin yliopiston laboratorio vastasi kaikesta teoreettisesta työstä, kuten siitä, minkä kokoista kriittistä massaa räjähdykseen tarvitaan. Sitä johti Peierls saksalaisen pakolaistutkijan Klaus Fuchsin avulla . Liverpoolin ja Oxfordin yliopiston laboratoriot kokeilivat erilaisia ​​isotooppierottelutyyppejä. Chadwickin ryhmä Liverpoolissa käsitteli lämpödiffuusiota , joka työskenteli periaatteella, että uraanin eri isotoopit diffundoituvat eri nopeuksilla ekvipartition teoreeman vuoksi . Franz Simonin ryhmä Oxfordissa tutki isotooppien kaasudiffuusiota . Tämä menetelmä toimii periaatteella, että eri paineissa uraani 235 diffundoituisi esteen läpi nopeammin kuin uraani 238. Lopulta lupaavimmaksi erotusmenetelmäksi havaittiin kaasudiffuusio. Egon Bretscher ja Norman Featherin ryhmä Cambridgessa tutki, voitaisiinko toista alkuainetta, jota nykyään kutsutaan plutoniumiksi , käyttää räjähdysaineena. Ranskalaisten tiedemiesten ansiosta Oxford sai myös maailman ainoan raskaan veden lähteen, mikä auttoi heitä teoretisoimaan, kuinka uraania voitaisiin käyttää sähköntuotantoon.

MAUD-komitean tutkimus koottiin kahteen raporttiin, jotka tunnetaan yleisesti MAUD-raportteina heinäkuussa 1941. Ensimmäisessä raportissa "Uraanin käyttö pommissa" käsiteltiin mahdollisuutta luoda superpommi uraanista, jota he nyt laativat. ajateltu olevan mahdollista. Toinen, "Uraanin käyttö voimanlähteenä" käsitteli ajatusta uraanin käyttämisestä voimanlähteenä, ei vain pommina. MAUD-komitea ja raportti auttoivat saamaan aikaan brittiläisen ydinohjelman, Tube Alloys Projectin. Se ei vain auttanut käynnistämään ydinprojektia Isossa-Britanniassa, vaan se auttoi käynnistämään amerikkalaisen hankkeen. Ilman MAUD-komitean apua amerikkalainen ohjelma, Manhattan Project , olisi alkanut kuukausia myöhemmin. Sen sijaan he pystyivät miettimään pommin luomista, eivät sitä, oliko se mahdollista. Historioitsija Margaret Gowing totesi, että "tapahtumat, jotka muuttavat ajan mittakaavaa vain muutamalla kuukaudella, voivat silti muuttaa historiaa".

Tieteellisen neuvoa-antavan komitean puolustuspalvelupaneeli tarkasteli MAUD-raportit. Sen puheenjohtajana toimi lordi Hankey , ja sen muita jäseniä olivat Sir Edward Appleton , Sir Henry Dale , Alfred Egerton , Archibald Hill ja Edward Mellanby . Paneeli piti seitsemän kokousta syyskuussa 1941 ja esitti raporttinsa neuvoston puheenjohtajalle Sir John Andersonille . Tässä vaiheessa pelättiin, että saksalaiset tiedemiehet yrittivät toimittaa maalleen atomipommin, ja näin ollen Britannian täytyi saada valmiiksi omansa ensin. Raportissa todettiin lopulta, että jos olisi edes pieni mahdollisuus, että pommiyritys voisi tuottaa aseen, jolla on niin voimakas ase, tulisi tehdä kaikkensa varmistaakseen, ettei Britannia jää jälkeen. Se suositteli, että vaikka koeerotuslaitos rakennettaisiin Britanniaan, tuotantolaitos rakennettaisiin Kanadaan. Puolustuspalvelulautakunta antoi selvityksensä 24. syyskuuta 1941, mutta siihen mennessä lopullinen päätös oli jo tehty. Lordi Cherwell oli vienyt asian pääministeri Winston Churchillille , josta tuli ensimmäinen kansallinen johtaja, joka hyväksyi ydinaseohjelman 30. elokuuta 1941. Esikuntapäälliköiden komitea tuki päätöstä.

Tube Alloys organisaatio

Tube Alloysin osasto perustettiin osaksi Appletonin tieteellisen ja teollisen tutkimuksen osastoa, ja sen johtajaksi valittiin Imperial Chemical Industriesin (ICI) tutkimusjohtaja Wallace Akers . Anderson ja Akers keksivät nimen Tube Alloys. Se valittiin tarkoituksella merkityksettömäksi, "jossa oli harhaanjohtava todennäköisyys". Neuvoa-antava komitea, joka tunnetaan nimellä Tube Alloys Consultative Council, perustettiin valvomaan sen työtä ja jonka puheenjohtajana toimi Anderson ja jonka muita jäseniä olivat Lord Hankey, Lord Cherwell, Sir Edward Appleton ja Sir Henry Dale. Tämä käsitteli poliittisia asioita. Teknisten asioiden käsittelemiseksi perustettiin tekninen komitea, jonka puheenjohtajana oli Akers ja sen alkuperäisinä jäseninä Chadwick, Simon, Halban, Peierls ja vanhempi ICI-virkamies Ronald Slade, jonka sihteerinä oli Michael Perrin . Myöhemmin siihen liittyivät Charles Galton Darwin , Cockcroft, Oliphant ja Feather.

Isotooppinen erotus

Suurin MAUD-komitean kohtaama ongelma oli löytää tapa erottaa 0,7 % uraani-235:stä 99,3 % uraani-238:sta. Tämä on vaikeaa, koska nämä kaksi uraanityyppiä ovat kemiallisesti identtisiä. Erotus ( uraanin rikastaminen ) olisi toteutettava suuressa mittakaavassa. Cambridgessa Eric Rideal ja hänen tiiminsä tutkivat asiaa kaasusentrifugilla . Frisch päätti suorittaa kaasumaisen lämpödiffusion käyttämällä Clusius -putkia, koska se vaikutti yksinkertaisimmalta menetelmältä. Frischin laskelmat osoittivat, että halutun erotusmäärän poistamiseksi tarvittaisiin 100 000 Clusius-putkea. Peierls kääntyi Franz Simonin puoleen, joka halusi löytää massatuotantoon sopivamman menetelmän.

Sir Edward Appleton oli pysyvä sihteeri tieteellisen ja teollisen tutkimuksen osastolla , johon Tube Alloys kuului.

Kun Moon tutki ehdotusta, että kaasumainen lämpödiffuusio olisi MAUD-komitean valintamenetelmä, ei päästy sopimukseen sen jatkamisesta. Komitea neuvotteli Peierlsin ja Simonin kanssa erotusmenetelmästä ja päätteli, että "tavallinen" kaasudiffuusio oli paras menetelmä. Tämä perustuu Grahamin lakiin , tosiasiaan, että kaasut diffundoituvat huokoisten materiaalien läpi niiden molekyylipainon määräämällä nopeudella. Francis William Aston käytti tätä menetelmää vuonna 1913, kun hän erotti neonin kaksi isotooppia diffuusoimalla näytteen tuhansia kertoja putken saven läpi. Paksut materiaalit, kuten putkisavi, osoittautuivat liian hitaiksi ollakseen tehokkaita teollisuuden mittakaavassa. Simon ehdotti miljoonilla mikroskooppisilla reikillä puhkaistun metallikalvon käyttöä, mikä mahdollistaisi erotusprosessin nopeuttamisen. Hän arvioi, että laitos, joka erottaa 1 kilogramman (2,2 naulaa) uraani-235:tä luonnonuraanista päivässä, maksaisi noin 5 000 000 puntaa rakentaa ja 1 500 000 puntaa vuodessa, jolloin se kuluttaisi 2 000 000 puntaa uraania ja muuta raakamateriaalit. MAUD-komitea tajusi, että atomipommi ei ollut vain mahdollista, vaan myös väistämätön.

Vuonna 1941 Frisch muutti Lontooseen työskentelemään Chadwickin ja hänen syklotroninsa kanssa. Frisch rakensi sinne Clusius-putken tutkiakseen uraaniheksafluoridin ominaisuuksia. Frisch ja Chadwick havaitsivat, että se on yksi kaasuista, joille Clusius-menetelmä ei toimi. Tämä oli vain pieni takaisku, koska Simon oli jo kehittämässä vaihtoehtoista erotusmenetelmää tavallisella kaasudiffuusiolla.

Uraanin ja puhtaan uraanimetallin kaasumaisten yhdisteiden valmistuksen kemiallisia ongelmia tutkittiin Birminghamin yliopistossa ja ICI :ssä . Michael Clapham , joka työskenteli tuolloin tulostustekniikan parissa Kynoch Worksissa Astonissa Birminghamissa, suoritti varhaisia ​​kokeita uraanin tuotantoprosesseilla. Philip Baxter ICI:stä, jossa hänellä oli kokemusta fluoriyhdisteiden kanssa työskentelystä, valmisti ensimmäisen pienen erän kaasumaista uraaniheksafluoridia Chadwickille vuonna 1940. ICI sai joulukuussa 1940 muodollisen 5 000 punnan sopimuksen valmistaakseen 3 kiloa (6,6 lb) tätä elintärkeää materiaalia. tulevaa työtä varten. Itse kaasudiffuusiolaitteiston prototyypin valmisti Metropolitan-Vickers (MetroVick) Trafford Parkissa Manchesterissa, ja se maksoi 150 000 puntaa neljälle yksikölle. Ne asennettiin MS Factorylle , joka sijaitsee laaksossa lähellä Rhydymwyniä Walesissa ; MS merkitsi huoltoministeriötä . Käytetty rakennus tunnettiin nimellä P6 ja testauslaitteet asennettiin. Näitä yksiköitä testasi noin seitsemänkymmenen hengen tiimi Peierlsin ja Fuchsin ohjauksessa. Kokeiden tulokset johtivat kaasudiffuusiotehtaan rakentamiseen Capenhurstissa , Cheshiressä. ICI:n pilottilaitokset, jotka tuottavat 1 pitkän satapainoisen (51 kg) puhdasta uraanimetallia ja 50–100 kilogrammaa (110–220 lb) uraaniheksafluoridia päivässä, aloittivat toimintansa Widnesissä vuoden 1943 puolivälissä.

Plutonium

Bretscher ja Norman Feather tekivät läpimurron plutoniumin kanssa Cavendishin laboratoriossa. He ymmärsivät, että uraanilla polttoaineena toimiva hidas neutronireaktori tuottaisi teoriassa huomattavia määriä plutonium-239 :ää sivutuotteena. Tämä johtuu siitä, että uraani-238 absorboi hitaita neutroneja ja muodostaa lyhytikäisen uuden isotoopin, uraani-239:n . Uuden isotoopin ydin lähettää nopeasti elektronin beetahajoamisen kautta, jolloin syntyy uusi alkuaine, jonka atomimassa on 239 ja atomiluku 93. Tämän alkuaineen ydin lähettää myös elektronin ja siitä tulee uusi alkuaine, jonka atomiluku on 94 ja paljon suurempi puolikas. -elämää. Bretscher ja Feather osoittivat teoreettisesti toteuttamiskelpoisia perusteita sille, että alkuaine 94 olisi halkeavaa  – sekä hitaat että nopeat neutronit halkaisivat sen, lisäetulla, että se eroaa kemiallisesti uraanista.

Tämä uusi kehitys vahvistettiin myös Edwin M. McMillanin ja Philip Abelsonin itsenäisessä työssä Berkeleyn säteilylaboratoriossa myös vuonna 1940. Nicholas Kemmer Cambridgen tiimistä ehdotti uudelle alkuaineelle 93 nimiä neptunium ja 94:lle analogisesti ulkoplaneettojen kanssa plutonium. Neptunus ja Pluto Uranuksen takana (uraani on alkuaine 92). Amerikkalaiset ehdottivat sattumalta samoja nimiä. Ensimmäisen plutoniumnäytteen tuottaminen ja tunnistaminen vuonna 1941 on yleensä annettu Glenn Seaborgin ansioksi , koska se käytti syklotronia reaktorin sijaan Kalifornian yliopistossa . Vuonna 1941 kumpikaan joukkue ei tiennyt toisen olemassaolosta.

Chadwick ilmaisi huolensa tällaisen puhtaan plutoniumin tarpeesta toteuttamiskelpoisen pommin valmistamiseksi. Hän myös epäili, että plutoniumpommin räjäytysmenetelmä johtaisi ennenaikaisiin räjäytyksiin epäpuhtauksien takia. Kun Chadwick tapasi Robert Oppenheimerin Los Alamosin laboratoriossa vuonna 1943, hän sai tietää ehdotetusta pommisuunnittelusta, jota he kutsuivat räjähdykseksi. Plutoniumin alikriittinen massa oli tarkoitus ympäröidä räjähteillä, jotka on järjestetty räjähtämään samanaikaisesti. Tämä saisi plutoniumytimen puristumaan ja muuttumaan ylikriittiseksi. Ydintä ympäröi köyhdytetyn uraanin peukalointi, joka heijastaisi neutronit takaisin reaktioon ja edistäisi räjähdystä fissoimalla itsensä. Tämä malli ratkaisi Chadwickin huolet puhtaudesta, koska se ei vaatinut asetyyppiseen fissioaseeseen tarvittavaa tasoa . Tämän menetelmän suurin ongelma oli räjähtävien linssien luominen . Chadwick otti nämä tiedot mukaansa ja kuvaili menetelmää Oliphantille, joka vei sen sitten mukaansa Englantiin.

Montrealin laboratorio

NRX- ja ZEEP- rakennukset Chalk River Laboratoriesissa

Halbanin raskaan veden tiimi Ranskasta jatkoi hidasta neutronitutkimustaan ​​Cambridgen yliopistossa; mutta hankkeelle annettiin alhainen prioriteetti, koska sitä ei pidetty pomminvalmistuksen kannalta merkityksellisenä. Se sai yhtäkkiä sotilaallisen merkityksen, kun tajuttiin, että se tarjosi reitin plutoniumille. Britannian hallitus halusi, että Cambridge-tiimi siirrettäisiin Pohjois-Amerikkaan, sen tarvitsemien raaka-aineiden läheisyyteen ja sinne, missä amerikkalaista tutkimusta tehtiin. Mutta Sir John Anderson halusi brittiläisen ryhmän säilyttävän oman identiteettinsä ja oli huolissaan siitä, että koska amerikkalaiset työskentelivät ydinreaktorisuunnitelmien parissa käyttämällä ydingrafiittia raskaan veden sijasta neutronien hidastajana, tämä ryhmä ei ehkä saa kohtuullista osaa resursseista. Amerikkalaisilla oli omat huolensa erityisesti turvallisuudesta, koska vain yksi ryhmän kuudesta vanhemmasta tutkijasta oli britti. He olivat myös huolissaan patenttioikeuksista ; että ranskalainen ryhmä yrittäisi patentoida ydinteknologiaa sotaa edeltäneen työn pohjalta. Kompromissina Thomson ehdotti joukkueen siirtämistä Kanadaan.

Kanadan hallitusta lähestyttiin, ja Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston puheenjohtaja Jack Mackenzie toivotti ehdotuksen välittömästi tervetulleeksi ja tuki sitä. Kustannukset ja palkat jaettaisiin Britannian ja Kanadan hallitusten kesken, mutta Britannian osuus tulisi Kanadan miljardin dollarin sotalahjasta. Ensimmäiset kahdeksan työntekijää saapuivat Montrealiin vuoden 1942 lopulla, ja he asuivat McGill Universitylle kuuluvassa talossa . Kolme kuukautta myöhemmin he muuttivat 200 neliömetrin alueelle Montrealin yliopiston uuteen rakennukseen . Laboratorio kasvoi nopeasti yli 300 henkilöön; noin puolet oli George Laurencen värväämiä kanadalaisia . Teoreetikkojen alaryhmä rekrytoitiin ja sitä johti tšekkoslovakialainen fyysikko George Placzek . Placzek osoittautui erittäin päteväksi ryhmänjohtajaksi, ja häntä pidettiin yleensä ainoana henkilökunnan jäsenenä, jolla oli korkein tieteellinen arvo ja läheiset henkilökohtaiset kontaktit moniin Manhattan-projektiin osallistuneisiin fyysikoihin. Friedrich Panethista tuli kemian osaston johtaja ja Pierre Augerista kokeellisen fysiikan divisioona. Von Halban oli laboratorion johtaja, mutta hän osoittautui valitettavaksi valinnaksi, koska hän oli huono ylläpitäjä eikä toiminut hyvin Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston kanssa. Amerikkalaiset pitivät häntä turvallisuusriskinä ja vastustivat Pariisin ryhmän (yhdessä ICI:n kanssa) vaatimia ranskalaisia ​​atomipatentteja.

Niels Bohrin panos Tube Alloysille

Niels Bohr vuonna 1935.

Sir John Anderson oli innokas kutsumaan Niels Bohrin Tube Alloys -projektiin, koska hän oli maailmankuulu tiedemies, joka ei vain lisännyt asiantuntemuksellaan projektiin, vaan myös auttoi Ison-Britannian hallitusta saamaan vaikutusvaltaa Manhattan-projektin kanssakäymisessä. Syyskuussa 1943 Tanskassa Bohrin saapui tieto, että natsit pitivät hänen perhettään juutalaisena ja että heidät uhkasi pidätys. Tanskan vastarinta auttoi Bohria ja hänen vaimoaan pakenemaan meritse Ruotsiin 29. syyskuuta 1943. Kun uutiset Bohrin pakenemisesta saapuivat Britanniaan, lordi Cherwell lähetti sähkeen, jossa hän pyysi Bohria tulemaan Britanniaan. Bohr saapui Skotlantiin 6. lokakuuta British Overseas Airways Corporationin (BOAC) operoimalla de Havilland Mosquitolla .

Manhattan-projektin johtajan prikaatikenraali Leslie R. Groves Jr.:n kutsusta Bohr vieraili Manhattan-projektin kohteissa marraskuussa 1943. Groves tarjosi Bohrille huomattavaa palkkaa, mutta Bohr kieltäytyi aluksi tarjouksesta, koska hän halusi varmistaa suhteen. Yhdysvaltojen ja Ison-Britannian välillä säilyi todellinen yhteistyökumppanuus. Joulukuussa 1943 Albert Einsteinin tapaamisen jälkeen Bohr ja hänen poikansa Aage sitoutuivat työskentelemään Manhattan-projektin parissa. Bohr osallistui merkittävästi atomipommin kehittämiseen. Hän yritti myös estää sodanjälkeisen atomivarustelun Neuvostoliiton kanssa, jonka hän piti vakavana uhkana. Vuonna 1944 Bohr esitti useita keskeisiä kohtia, joita hän uskoi olevan olennainen kansainvälisen ydinaseiden hallinnan kannalta. Hän kehotti Britanniaa ja Yhdysvaltoja ilmoittamaan Neuvostoliitolle Manhattan-projektista vähentääkseen sen todennäköisyyttä, että se tuntee olonsa uhatuksi sillä oletuksella, että muut kansat rakentavat pommia sen selän takana. Hänen uskomuksensa johtuivat hänen vakaumuksestaan, että venäläiset tiesivät jo Manhattan-projektista, mikä sai hänet uskomaan, ettei ollut mitään järkeä salata sitä heiltä.

Bohrin todisteet tulivat tulkinnasta kirjeestä, jonka hän sai Neuvostoliiton ystävältä ja tiedemieheltä Venäjällä ja jonka hän osoitti Britannian turvallisuuspalveluille. Hän perusteli, että mitä kauemmin Yhdysvallat ja Britannia piilottivat ydinvoimansa, sitä uhanalaisemmiksi venäläiset tunteisivat itsensä ja sitä halukkaampia nopeuttamaan pyrkimyksiään tuottaa oma atomipomminsa. Yhdysvaltain korkeimman oikeuden tuomarin Felix Frankfurterin avulla Bohr tapasi 26. elokuuta 1944 Yhdysvaltain presidentin Franklin D. Rooseveltin , joka alun perin suhtautui myötämielisesti hänen ideoihinsa ydinaseiden hallinnasta. Mutta Churchill vastusti jyrkästi Neuvostoliitolle tiedottamista sellaisesta työstä. Toisessa Quebecin konferenssissa syyskuussa 1944 Roosevelt asettui Churchillin puolelle ja päätti, että olisi kansakunnan etujen mukaista pitää atomipommiprojekti salassa. Lisäksi he päättivät, että Bohr on mahdollisesti vaarallinen ja että turvatoimia on ryhdyttävä estämään häntä vuotamasta tietoa muulle maailmalle, erityisesti Venäjälle.

Tube Alloys ja Yhdysvallat

Tizard-tehtävä

Elokuussa 1940 brittiläinen lähetystyö, jota johti Tizard ja jonka jäseniä mukaan lukien Cockcroft, lähetettiin Amerikkaan luomaan suhteita ja edistämään tutkimusta sotateknologian suuntaan amerikkalaisten kanssa. Useita sotilastekniikoita jaettiin, mukaan lukien edistysaskeleet tutkassa, sukellusveneiden vastaisessa sodankäynnissä, ilmailutekniikassa ja räjähdysaineissa. Erityisesti amerikkalainen tutkaohjelma sai uutta vauhtia mikroaaltotutka- ja lähisulakkeiden kehittämiselle . Tämä sai amerikkalaiset perustamaan MIT:n säteilylaboratorion , joka toimisi myöhemmin mallina Los Alamos -laboratoriolle. Tehtävä ei käyttänyt paljon aikaa ydinfissioon, vain kaksi tapaamista aiheesta, pääasiassa uraanin rikastamisesta. Erityisesti Cockcroft ei raportoinut Peierlsin ja Frischin löydöksistä. Siitä huolimatta oli merkittäviä seurauksia. Este oli murrettu, ja teknisten tietojen vaihto kahden maan välillä kehitettiin. Lisäksi käsitys siviilitutkijoista, joilla on tärkeä rooli sotilasteknologian kehittämisessä, vahvistui molemmin puolin Atlanttia.

Oliphantin vierailu Yhdysvaltoihin

Australialainen fyysikko Mark Oliphant oli avainroolissa sekä brittiläisten että amerikkalaisten atomipommiprojektien käynnistämisessä.

MAUD-komitean raporteissa kehotettiin jatkamaan yhteistyötä Yhdysvaltojen kanssa ydinfission tutkimuksessa. National Defense Research Committeessa (NDRC) työskentelevä Caltech-fyysikko Charles C. Lauritsen oli Lontoossa tänä aikana, ja hänet kutsuttiin osallistumaan MAUD-kokoukseen. Komitea vaati ydinaseiden nopeaa kehittämistä käyttämällä kaasudiffuusiota isotooppierotuslaitteena. Palattuaan Yhdysvaltoihin hän pystyi kertomaan tieteellisen tutkimuksen ja kehittämisen toimiston (OSRD) johtajalle Vannevar Bushille tapaamisen aikana käsitellyistä yksityiskohdista.

Elokuussa 1941 Mark Oliphant, Birminghamin yliopiston fysiikan osaston johtaja ja MAUD-komitean alkuperäinen jäsen, lähetettiin Yhdysvaltoihin auttamaan NDRC:tä tutkassa. Vierailunsa aikana hän tapasi William D. Coolidgen . Coolidge järkyttyi, kun Oliphant kertoi hänelle, että britit olivat ennustaneet, että vain kymmenen kilogrammaa uraani-235:tä riittäisi toimittamaan nopeasti liikkuvien neutronien aikaansaaman ketjureaktion. Amerikassa ollessaan Oliphant huomasi, että OSRD:n S-1-osaston puheenjohtaja Lyman Briggs oli lukinnut Britanniasta siirretyt MAUD-raportit, jotka sisälsivät alkuperäisiin löytöihin, eikä ollut ilmoittanut S-1-komitean jäsenille kaikista havainnoistaan.

Oliphant teki itse aloitteen valistaakseen Yhdysvaltojen tiedeyhteisöä viimeaikaisista uraauurtavista löydöistä, jotka MAUD-komitea oli juuri paljastanut. Oliphant matkusti myös Berkeleyyn tapaamaan Ernest Lawrencen , syklotronin keksijän. Kun Oliphant ilmoitti Lawrencelle uraaniraportistaan, Lawrence tapasi NDRC:n puheenjohtajan James Bryant Conantin , George B. Pegramin ja Arthur Comptonin välittääkseen yksityiskohdat, jotka Oliphant oli ohjannut Lawrencelle. Oliphant ei vain pystynyt saamaan yhteyttä Lawrenceen, hän tapasi Conantin ja Bushin kertoakseen heille MAUD:n löytämistä merkittävistä tiedoista. Oliphantin kyky tiedottaa amerikkalaisille johti siihen, että Oliphant vakuutti Lawrencen, Lawrence vakuutti Comptonin ja sitten George Kistiakowsky vakuutti Conantin jatkamaan ydinaseita. Nämä Oliphantin toimet johtivat siihen, että Bush vei tämän raportin suoraan presidentille.

Tiedon jakaminen loppuu

Amerikkalaiset ponnistelut lisääntyivät nopeasti ja ohittivat pian britit, koska amerikkalaiset viranomaiset olivat haluttomia jakamaan yksityiskohtia brittiläisten kollegojensa kanssa. Erillinen tutkimus kuitenkin jatkui kussakin maassa jonkin verran tietojen vaihdolla. Useat brittiläisistä avaintieteilijöistä vierailivat Yhdysvalloissa vuoden 1942 alussa, ja heille annettiin täysi pääsy kaikkeen saatavilla olevaan tietoon. He olivat hämmästyneitä siitä vauhdista, jonka amerikkalainen atomipommiprojekti oli silloin saanut. Brittien ja amerikkalaisten tiedonvaihto ja ponnistelut jatkuivat, mutta kansat eivät yhdistäneet ponnistelujaan vaan johtivat ohjelmiaan erikseen. Lisäksi vuonna 1941 Britannian hallitus torjui Bushin ja Conantin yritykset ja ehdotukset vahvistaa yhteistyötä Ison-Britannian ja Amerikan välillä ja esti veto-oikeudella.

Kesäkuussa 1942 Yhdysvaltain armeijan insinöörijoukot otti Manhattan-projektin haltuunsa OSRD:ltä, ja Grovesista tuli projektin johtaja. Hän tiukensi turvatoimia, mikä kuivatti tiedonkulkua Britanniaan. Amerikkalaiset viranomaiset olivat erityisen huolissaan siitä, että Akers ja muut Tube Alloys -projektiin osallistuneet ICI:n henkilöt yrittivät hyödyntää amerikkalaista ydintieteellistä tietoa luodakseen kannattavan sodanjälkeisen teollisuuden. Lokakuussa 1942 Bush ja Conant vakuuttivat Rooseveltin, että Yhdysvaltojen pitäisi itsenäisesti kehittää atomipommiprojekti, huolimatta Yhdysvaltojen ja Britannian välisestä rajoittamattomasta tieteellisestä vaihdosta.

Tämä vaikutti tuhoisasti Britannian ponnisteluihin, koska heiltä puuttui työvoimaa, tiloja, laitteita ja materiaaleja. Tube Alloys jäi siksi jälkeen kilpailussa Manhattan Projectin kanssa. 30. heinäkuuta 1942 Anderson neuvoi Churchilliä: "Meidän on kohdattava se tosiasia, että  ... [meidän] uraauurtava työmme  ... on hupeneva voimavara ja että ellemme hyödynnä sitä nopeasti, meidät päihitetään. Meillä on nyt todellinen 'fuusiossa'. Pian meillä on vähän tai ei ollenkaan." Siihen mennessä, kun Britannia ymmärsi sen, asema oli huonontunut; Bush päätti, että ulkopuolista apua Manhattan-projektiin ei enää tarvita. Sotilaspoliittinen komitea (MPC) tuki Bushin argumentteja ja rajoitti pääsyä turvaluokiteltuihin tietoihin, joita Britannia voisi käyttää atomiaseohjelmansa kehittämiseen, vaikka se hidasti Amerikan ponnisteluja.

Amerikkalaiset lopettivat tiedon jakamisen raskaan veden tuotannosta, sähkömagneettisen erotuksen menetelmästä , plutoniumin fysikaalisista tai kemiallisista ominaisuuksista, pommin suunnittelun yksityiskohdista tai faktoista nopeista neutronireaktioista. Tämä oli suuri pettymys, joka esti brittejä ja kanadalaisia, jotka tekivät yhteistyötä raskaan veden tuotannossa ja useissa muissa tutkimusohjelman näkökohdissa. Vuoteen 1943 mennessä Iso-Britannia oli lopettanut tutkijoiden lähettämisen Yhdysvaltoihin, mikä hidasti siellä työskentelyä, joka oli tukeutunut brittiläisten tiedemiesten johtamiin ponnisteluihin. Maaliskuussa 1943 Conant otti yhteyttä sotilaspoliittiseen komiteaan, joka päätti, että Britannian apu hyödyttäisi joitakin projektin alueita. Chadwick, William Penney , Peierls, Oliphant ja muut brittiläiset tiedemiehet olivat niin tärkeitä, että Los Alamosin laboratorion pommisuunnittelutiimi tarvitsi heitä huolimatta vaarasta paljastaa asesuunnittelun salaisuudet.

Quebecin sopimus

William Mackenzie King , Franklin D. Roosevelt ja Winston Churchill Quebecin konferenssissa elokuussa 1943.

Churchill haki tietoa Britannian oman kaasudiffuusiolaitoksen, raskaan vesilaitoksen ja atomireaktorin rakentamisesta Britanniaan sen valtavista kustannuksista huolimatta. Kaasudiffuusiolaitoksen, joka tuottaa kilon aselaatuista uraania päivässä, arvioitiin maksavan jopa 3  miljoonaa puntaa tutkimukseen ja kehitykseen, ja minkä tahansa 50  miljoonan punnan rakentamisen sodanaikaisessa Britanniassa. Kanadaan olisi rakennettava ydinreaktori, joka tuottaa niin paljon plutoniumia päivässä. Sen rakentaminen kestäisi viisi vuotta ja maksaisi 5  miljoonaa puntaa. Hanke vaatisi myös tilat tarvittavan raskaan veden (5–10  miljoonaa puntaa  ) ja uraanimetallin (1,5  miljoonaa puntaa) tuottamiseksi. Hanke vaatisi ylivoimaisen prioriteetin, sillä sen arvioitiin vaativan kaksikymmentätuhatta työntekijää, joista monet ovat korkeasti koulutettuja, puoli miljoonaa tonnia terästä ja ennennäkemättömän puoli gigawattia sähköä. Muiden sodanaikaisten hankkeiden häiriöt olisivat väistämättömiä, ja se tuskin olisi valmis ajoissa vaikuttamaan sodan lopputulokseen Euroopassa . Yksimielinen vastaus oli, että ensin pitäisi tehdä uusi ponnistus amerikkalaisen yhteistyön turvaamiseksi.

Heinäkuussa 1943 Lontoossa amerikkalaiset viranomaiset selvittivät joitakin suuria väärinkäsityksiä brittiläisistä motiiveista, ja useiden kuukausien neuvottelujen jälkeen Churchill ja Roosevelt allekirjoittivat Quebecin sopimuksen 19. elokuuta 1943 Quebecin konferenssin aikana . Britit luovuttivat materiaalinsa amerikkalaisille ja saivat vastineeksi kopiot Yhdysvaltain edistymisraporteista presidentille. Tube Alloys liitettiin Manhattan-projektiin. Quebecin sopimuksen osassa, jonka muodollinen otsikko on "Yhdysvaltojen ja Yhdistyneen kuningaskunnan viranomaisten välistä yhteistyötä putkiseoksia koskevissa asioissa koskevat sopimusehdot", Iso-Britannia ja Yhdysvallat sopivat jakavansa resursseja "Tube Alloys -hankkeen toteuttamiseksi varhaisin hetki". Johtajat sopivat lisäksi, että:

• "Ensinnäkin emme koskaan käytä tätä tahoa toisiamme vastaan,
• Toiseksi, emme käytä sitä kolmansia osapuolia vastaan ​​ilman toistensa suostumusta, ja
• Kolmanneksi emme kumpikaan meistä välitä mitään tietoja Tube Alloysista kolmansille osapuolille muutoin kuin yhteisellä suostumuksella."

Sovittiin myös, että "sodan jälkeisistä teollisista tai kaupallisista eduista" päätetään presidentin harkinnan mukaan. Quebecin sopimuksella perustettiin Manhattan-projektia valvova yhdistetyn politiikan komitea , johon kuuluivat Henry Stimson , Bush ja Conant Yhdysvalloista; Kenttämarsalkka Sir John Dill ja eversti J. J. Llewellin olivat brittiläisiä jäseniä ja CD Howe kanadalainen jäsen. Llewellin palasi Yhdistyneeseen kuningaskuntaan vuoden 1943 lopulla, ja hänen tilalleen valittiin komiteassa Sir Ronald Ian Campbell , jonka tilalle tuli Britannian Yhdysvaltain-suurlähettiläs Lord Halifax vuoden 1945 alussa. Dill kuoli Washington DC:ssä. , marraskuussa 1944 , ja hänet korvasi sekä British Joint Staff Missionin päällikkönä että Combined Policy - komitean jäsenenä kenttämarsalkka Sir Henry Maitland Wilson . Myöhemmin 19. syyskuuta 1944 solmittu Hyde Park -sopimus laajensi tämän yhteistyön sodanjälkeiseen aikaan.

Britannian panos Manhattan-projektiin

Akers kutsui Chadwickin, Oliphantin, Simonin ja Peierlsin Yhdysvaltoihin. He saapuivat Quebecin sopimuksen allekirjoituspäivänä valmiina auttamaan Manhattan-projektia kaikin mahdollisin tavoin. Akersia ei yleisesti pidetty, ja amerikkalaiset kieltäytyivät jatkamasta yhteistyötä, ellei tilalle nimitetä brittiläistä huippututkijaa, joka oli "hyväksytty ja järkevä". Brittiviranomaiset kaivasivat Ison-Britannian oikeutta tehdä omat nimitykset omiin valtion virastoihinsa. Kompromissiin päästiin, ja Chadwick asetettiin johtoon Yhdistyneen politiikan komitean Ison-Britannian teknisenä neuvonantajana ja Manhattan-projektin British Mission johtajana.

James Chadwick , British Mission to the Manhattan Project johtaja, ja kenraalimajuri Leslie R. Groves Jr. , projektin johtaja.

Tämän kiistan myötä yhteistyö voisi jälleen syntyä. Chadwick halusi saada mukaan mahdollisimman monta brittitieteilijää niin kauan kuin Groves hyväksyi heidät. Chadwickin ensimmäinen valinta, Joseph Rotblat kieltäytyi luopumasta Puolan kansalaisuudestaan. Chadwick kääntyi sitten Otto Frischin puoleen, joka Chadwickin yllätykseksi hyväksyi heti Ison-Britannian kansalaisuuden ja aloitti seulontaprosessin matkustaakseen Amerikkaan. Chadwick vietti marraskuun 1943 ensimmäiset viikot hankkiakseen selkeän kuvan laajasta Manhattan-projektista. Hän ymmärsi tällaisten kohteiden, kuten Oak Ridge, Tennessee , laajuuden, joka oli projektin uusi päämaja, ja saattoi päätellä turvallisesti, että ilman vastaavaa teollisuusaluetta Saksasta natsien atomipommiprojektin onnistumisen mahdollisuudet olivat erittäin pienet.

Chadwickin ollessa mukana päätavoitteena oli osoittaa, että Quebecin sopimus oli menestys. Ison-Britannian velvollisuutena oli tehdä täydellistä ja nopeaa yhteistyötä prosessin aikana. Chadwick käytti tätä tilaisuutta antaakseen mahdollisimman monelle nuorelle brittitieteilijälle kokemusta, jotta he voisivat viedä sen kokemuksen sodanjälkeiseen Britanniaan. Lopulta hän vakuutti Grovesin Rotblatin rehellisyydestä asian suhteen, ja tämä johti siihen, että Rotblat hyväksyttiin Manhattan-projektiin luopumatta kansallisuudestaan. Rotblat oli jätetty johtamaan Tube Alloys -tutkimusta, ja hän toi mukanaan Chadwickin lähdön jälkeen saadut tulokset.

Montrealin tiimi Kanadassa oli riippuvainen amerikkalaisista raskaan veden hankinnassa Trailissa, British Columbiassa sijaitsevalta Yhdysvaltain raskaan veden tehtaalta , joka oli amerikkalaisen sopimuksen alaisena, sekä teknisiä tietoja plutoniumista. Amerikkalaiset sanoivat, että he toimittaisivat raskasta vettä Montreal-konsernille vain, jos se suostuisi ohjaamaan tutkimustaan ​​reaktorin rakentamisen pääurakoitsijan DuPontin ehdottamien rajoitusten mukaisesti . Huolimatta paljon hyvää työtä, Montrealin laboratorio oli kesäkuuhun 1943 mennessä pysähtynyt täysin. Moraali oli alhainen ja Kanadan hallitus ehdotti hankkeen peruuttamista. Huhtikuussa 1944 Washingtonissa pidetyssä yhdistetyn politiikan komitean kokouksessa sovittiin, että Kanada rakentaisi raskaan veden reaktorin. Amerikkalaiset suostuivat tukemaan hanketta tiedottamisella ja vierailuilla sekä toimittamaan materiaaleja, mukaan lukien elintärkeää uraania ja raskasta vettä. Montrealin laboratorio saisi pääsyn tietoihin Metallurgical Laboratoryn Argonnessa olevista tutkimusreaktoreista ja Oak Ridgessa sijaitsevasta X-10-grafiittireaktorista , mutta ei Hanfordin tuotantolaitoksen tuotantoreaktoreista . Sille ei myöskään haluttu antaa mitään tietoa plutoniumin kemiasta tai menetelmistä sen erottamiseksi muista alkuaineista. Tämä järjestely hyväksyttiin virallisesti yhdistetyn politiikan komitean kokouksessa 19. syyskuuta 1944. John Cockcroftista tuli Montrealin laboratorion johtaja. Chalk River Laboratories avattiin vuonna 1944, ja vuonna 1946 Montrealin laboratorio suljettiin. Projekti kehitti ZEEP- reaktorin, joka meni kriittiseksi syyskuussa 1945.

William Penney , yksi Tube Alloysin tutkijoista, oli shokkiaaltojen asiantuntija. Kesäkuussa 1944 hän meni Amerikkaan työskentelemään Los Alamosin laboratoriossa osana brittiläistä valtuuskuntaa. Hän kehitteli keinoja arvioida ydinräjähdyksen vaikutuksia ja kirjoitti paperin siitä, millä korkeudella pommit tulisi räjäyttää, jotta Saksaan ja Japaniin kohdistuvat hyökkäykset olisivat mahdollisimman tehokkaita. Hän toimi jäsenenä Grovesin perustamassa kohdekomiteassa valitsemaan Japanin kaupunkeja atomipommituksia varten ja Tinianissa Project Albertan erityiskonsulttina. Yhdessä Britannian edustajana lähetetyn ryhmän kapteeni Leonard Cheshiren kanssa hän seurasi Nagasakin pommitusta tarkkailukoneesta Big Stink . Hän oli myös osa Manhattan Projectin sodanjälkeistä tieteellistä matkaa Hiroshimaan ja Nagasakiin, jossa arvioitiin pommien aiheuttamien vahinkojen laajuutta.

Yhdysvaltain sotaministeriö julkaisi Smythin raportin 12. elokuuta 1945, ja se sisältää tarinan atomipommista ja sisältäen tekniset yksityiskohdat, jotka voidaan nyt julkistaa. Siinä viitattiin vain vähän brittiläiseen panokseen pommin rakentamisessa, ja Michael Perrin laati kiireellisesti valkoisen kirjan , atomipommiin liittyvät lausunnot . Tämä tili julkaistiin juuri sen jälkeen, kun Clement Attlee oli korvannut Churchillin pääministerinä, ja se oli ainoa virallinen lausunto Britannian panoksesta viiteentoista vuoteen.

Neuvostoliiton vakoojia Tube Alloys -projektissa

Neuvostoliitto sai yksityiskohtia brittiläisestä tutkimuksesta atomivakoojiltaan Klaus Fuchsilta, Engelbert Brodalta , Melita Norwoodilta ja John Cairncrossilta , pahamaineisen Cambridge Fiven jäseneltä . Alan Nunn May värvättiin myöhemmin Kanadassa. Lavrenty Berian raportti Stalinille maaliskuussa 1942 sisälsi MAUD-raportit ja muut Cairncrossin välittämät brittiläiset asiakirjat.

Fuchs alkoi paljastaa Neuvostoliitolle tietoja brittiläisen atomipommin mahdollisesta tuotannosta liittyessään Tube Alloys -projektiin, vaikka hänen panoksensa Neuvostoliiton vakoilussa oli vakavampi Manhattan-projektin aikana. Fuchs sai yhteyden Lontoossa toimivaan KPD :n johtajaan Jürgen Kuczynskiin , ja Kuczynski otti hänet yhteyttä Simon Davidovitch Kremeriin, Neuvostoliiton suurlähetystön sotilasavustajan sihteeriin , joka työskenteli GRU :lle (venäjäksi: Главное РазведыватепельноелА ), Puna-armeijan ulkomainen sotilastiedusteluosasto. Kolmen tapaamisen jälkeen Fuchs yhdistettiin kuriirin kanssa, jotta hänen ei tarvinnut etsiä tekosyitä matkustaakseen Lontooseen. Hän oli Ursula Kuczynski , Jurgen Kuczynskin sisar. Hän oli myös saksalainen kommunisti, Neuvostoliiton sotilastiedustelun majuri ja kokenut agentti, joka oli työskennellyt Richard Sorgen vakoojarenkaan kanssa Kaukoidässä.

Sodan jälkeinen

Presidentti Harry S. Truman (etualalla, vasemmalla) tervehtii pääministeri Clement Attleeta (etualalla, oikealla) Washingtonin kansallisella lentokentällä, kun Attlee saapui keskustelemaan Korean kriisistä joulukuussa 1950.

Sodan päättyessä Ison-Britannian ja Yhdysvaltojen välisestä erityissuhteesta "tuli paljon vähemmän erityisiä" . Roosevelt kuoli 12. huhtikuuta 1945, eikä Hyde Parkin sopimus ollut sitova myöhempiä hallintoja. Itse asiassa se oli fyysisesti kadonnut: kun Wilson otti asian esille yhdistetyn politiikan komitean kokouksessa kesäkuussa, amerikkalaista kopiota ei löytynyt. Britit lähettivät Stimsonille valokopion 18. heinäkuuta 1945. Silloinkin Groves kyseenalaisti asiakirjan aitouden, kunnes amerikkalainen kopio löytyi vuosia myöhemmin Rooseveltin merivoimien avustajan vara- amiraali Wilson Brown Jr.:n papereista . Ilmeisesti joku ei tiennyt, mitä Tube. Alloys oli – kuka luuli, että sillä oli jotain tekemistä laivaston aseiden kanssa.

Britannian hallitus oli luottanut siihen, että Amerikka jakaisi ydinteknologian, minkä britit pitivät yhteisenä löydönä. 9. marraskuuta 1945 Mackenzie King ja pääministeri Clement Attlee menivät Washington DC:hen neuvottelemaan presidentti Harry Trumanin kanssa tulevasta yhteistyöstä ydinaseiden ja ydinvoiman alalla. Kolme johtajaa sopivat täydellisestä ja tehokkaasta yhteistyöstä atomienergian alalla, mutta Britannian toiveet ydinaseyhteistyön täysimääräisestä uudelleen aloittamisesta olivat pettyneitä. Amerikkalaiset tekivät pian selväksi, että tämä rajoittui tieteelliseen perustutkimukseen.

Vuoden 1946 atomienergialain ( McMahon Act) hyväksyminen elokuussa 1946 teki selväksi, että Yhdistyneellä kuningaskunnalla ei enää anneta pääsyä Yhdysvaltojen atomitutkimukseen. Tämä johtui osittain Alan Nunn Mayn pidätyksestä vakoilusta helmikuussa 1946. 8. tammikuuta 1947 Attlee muodosti salaisen Gen 163 -ministerikomitean, joka koostui kuudesta ministeristä ja päätti, että Britannia tarvitsee atomipommin säilyttääkseen asemansa maailmassa. politiikka. Ulkoministeri Ernest Bevinin sanoin : "Se ei kelpaa ollenkaan  ... meidän täytyy saada tämä  ... En välitä itsestäni, mutta en halua muita ulkoministeriä Tämä maa , jonka kanssa keskustelee Yhdysvaltojen ulkoministerin kanssa , kuten olen juuri käynyt keskusteluissani herra Byrnesin kanssa . Meidän on saatava tämä asia tänne mitä tahansa se maksaa  ... Meidän on on verinen Union Jack päällä."

Kuninkaallisten ilmavoimien herraportaalin marsalkka nimitettiin johtamaan työtä, koodinimeltään High Explosive Research . Cockcroft perusti vuonna 1946 atomienergiatutkimuslaitoksen (AERE) lähellä Harwellia Oxfordshireen ydinenergian sotilaallisen ja siviilialan tutkimuksen ja kehittämisen pääkeskukseksi . Penney johti pommin suunnittelutyötä aseistuksen tutkimuspäällikkönä (CSAR, lausutaan "Caesar"), joka vastasi Kentin Fort Halsteadin huoltoministeriön aseistuksen tutkimusosastosta (ARD) ja Woolwichin kuninkaallisesta arsenaalista . Huhtikuussa 1950 hylätty toisen maailmansodan lentokenttä, RAF Aldermaston Berkshiressä, valittiin Atomic Weapons Research Establishmentin (AWRE) pysyväksi kodiksi. Penney kokosi ryhmän aloittamaan työn ja valmisteli ensin raportin, jossa kuvataan amerikkalaisen Fat Manin räjähdystyyppisen ydinaseen ominaisuuksia, tiedettä ja ideaa . Hän eritteli sen toistamiseen tarvittavat kehitystehtävät ja yksilöi avoimet kysymykset, jotka vaativat ydinaseiden lisätutkimusta.

3. lokakuuta 1952, koodinimellä " Operation Hurricane ", ensimmäinen brittiläinen ydinlaite räjäytettiin onnistuneesti Monte Bello -saarilla Australian länsirannikon edustalla. Sputnikin kriisi ja brittiläisen vetypommin kehitys johtivat atomienergialain muuttamiseen vuonna 1958 ja Yhdysvaltojen ja Britannian välisen vuoden 1958 keskinäisen puolustussopimuksen mukaisen ydinvoiman erityissuhteen jatkamiseen Amerikan ja Britannian välillä .

Huomautuksia

Viitteet

Lue lisää

Ulkoiset linkit

• "Québecin konferenssi: atomienergiaa koskeva sopimus " . Yalen yliopisto . Haettu 6. helmikuuta 2017 .
• "Haastattelu Eileen Doxfordin kanssa, Tube Alloys -ohjelman laboratorioavustaja" . Manhattan-projektin äänet . Haettu 6. helmikuuta 2017 .
• "Haastattelu Myfanwy Pritchard-Robertsin kanssa, Tube Alloys -ohjelman laboratorioavustaja" . Manhattan-projektin äänet . Haettu 6. helmikuuta 2017 .
• Tube Alloysin neuvoa-antavan neuvoston pöytäkirjat ja muistiot, tammikuu 1942 - huhtikuu 1945