Мангеттенський проєкт

Університет Каліфорнії, Берклі, 29 березня 1940. Зліва направо: Ернест О. Лоуренс, Артур Г. Комптон, Веннівер Буш, Джеймс Б. Конант, Карл Т. Комптон та Альфред Л. Луміс

Учасники проєкту — фізики й інші учені зі світовим ім'ям: Рудольф Пайєрлс, Отто Роберт Фріш, Едвард Теллер[1], Енріко Фермі[1], Лео Сілард[1], Джон фон Нейман, Юзеф Ротблат, Ісидор Рабі, Станіслав Улям, Роберт Вілсон, Віктор Вайскопф, Джеймс Конант, Герберт Йорк, Кеннет Бейнбрідж, Семюел Аллісон, Едвін Макміллан, Френк Оппенгеймер, Джон Лоуренс, Георгій Кістяковський, Ернест Лоуренс, Річард Робертс[1], Фред Молер[1][2], Александр Сакс, Ганс Бете, Сільван Швебер, Веннівер Буш[1], Уоллес Екерс, Ганс Халбан, Юджин Вігнер[1], Джон Кокрофт, Ернест Волтон, Річард Фейнман, Клаус Фукс та інші.

Проєкт координувався зі штабу Північного Атлантичного Дивізіону інженерного корпусу Армії США. Штаб розташовувався на 18-му поверсі будинку № 270 на Бродвеї біля нью-йоркської мерії в Мангеттені, Нью-Йорк.

Спочатку проєкт пропонувалося назвати «Лабораторією з розробки замінних матеріалів», але генерал Гровз затвердив назву «Мангеттенський інженерний район» (англ. Manhattan Engineer District). Потім назву змінили на «Мангеттенський проєкт». На ранніх стадіях проєкту чимало було зроблено у Пупін Холі (факультети фізики та астрономії) Колумбійського університету Нью-Йорку.

У 1943 р. центр координації проєкту перемістився в Оук-Ридж (штат Теннессі), але зберіг стару назву.

На початку 1942 р. Артур Комптон організував у Чиказькому університеті металургійну лабораторію для вивчення плутонію та уранових збірок (примітивні ядерні реактори), і попросив теоретика Роберта Оппенгеймера з Університету Берклі взяти у свої руки теоретичні розрахунки кінетики швидких нейтронів — ключа до обчислення критичної маси та детонації. Фізик-металург Джон Менлі був призначений допомагати Оппенгеймеру в пошуку відповідей, координуючи співпрацю з різними експериментальними групами фізиків у США.

Протягом весни 1942 р. Оппенгеймер і Роберт Сербер з університету Іллінойсу працювали над проблемами нейтронної дифузії (руху нейтронів під час ланцюгової реакції) й гідродинаміки (поведінка вибуху в результаті ланцюгової реакції). Щоб перевірити цю роботу й загалом теорію реакції поділу ядра, в червні 1942 Оппенгеймер скликав літню школу в Університеті Каліфорнії, Берклі. Теоретики Ганс Бете, Джон ван Флек, Едвард Теллер, Фелікс Блох, Еміль Конопінскі, Роберт Сербер, Стенлі С. Франкел, і Елдред С. Нелсон (останні три — колишні студенти Оппенгеймера) швидко підтвердили, що атомна бомба можлива. Хоча теоретична можливість ядерного вибуху була встановлена, в розробці бомби ще залишалося чимало невідомих чинників. Властивості чистого урану-235 були все ще відносно невідомі, як і властивості плутонію, нового елемента, щойно відкритого в лютому 1941 р. Гленном Сіборгомі його співробітниками. Плутоній утворюється з урану-238 при поглинанні нейтрона, випущеного атомом урану-235 в процесі розпаду, і тому виникає в ядерному реакторі. На той час жодного реактора ще не було побудовано, тому, хоча плутоній розглядався як додаткова речовина, що розщеплюється, на плутоній не покладалися надії: цього матеріалу існували тоді лічені мікрограми, утворені в результаті нейтронної реакції у циклотроні.

Хоча Мангеттенський проєкт залучив до співпраці понад тридцять різних дослідницьких і виробничих центрів, здебільшого він здійснювався в трьох секретних наукових містах: Лос-Аламосі (штат Нью-Мексико), Оук-Риджі (штат Теннессі) і Генфорді (штат Вашингтон).

Місце у Теннессі було вибрано з огляду на велику кількість дешевої гідроелектричної енергії, необхідної для збагачення урану в гігантських магнітах іонної сепарації. Генфорд був вибраний завдяки розташуванню поблизу річки із запасами води для охолоджування реакторів, що виробляли плутоній. Обрані місця були далеко від узбережжя за межами досяжності можливого ворожого нападу з боку Німеччини чи Японії.

Лос-Аламоська національна лабораторія була збудована на плоскій вершині гори, на місці розташування колишньої приватної школи для хлопців-підлітків. На додаток до існування як головного мозкового «центру» Лос-Аламос відповідав за завершальну фазу збирання бомб, використовуючи переважно матеріали й компоненти, виготовлені в інших місцях. Власна продукція Лос-Аламоса включала кожухи, вибухові лінзи та виробництво серцевин бомб із придатних до розщеплення матеріалів.

Споруди Оук-Риджа покривали понад 60.000 акрів (243 км²) землі в районі Долини Теннессі. Завдяки секретності навіть губернатор штату не підозрював про розбудову Оук-Риджа (який мав стати п'ятим за величиною містом у штаті). Певний час споруди Оук-Риджа споживали 1/6 електричної енергії, що вироблялася в США — більше, ніж Нью-Йорк. Оук-Ридж в основному виробляв уран-235.

Генфорд, який виріс майже до 1000 квадратних миль (2600 км²), зайняв землі ферм, фруктових садів, залізниці та двох сільськогосподарських населених пунктів, що лежали на берегах річки Колумбія. Генфордські ядерні реактори використовували воду річки для охолодження. Генфорд став основним центром з виробництва плутонію.

Існування цих виробничих потужностей і секретних міст Лос-Аламоса, Оук-Риджа і Генфорда не були оприлюднені до об'яви ядерного вибуху в Хіросімі, і вони залишалися таємницею до кінця другої світової війни.

Мангеттенський проєкт об'єднав вчених США з ученими Великої Британії та Канади, що розвивали паралельний проєкт розробки ядерної бомби («Тьюб Еллойс»), в єдиний міжнародний колектив, який зумів розв'язати поставлену проблему.

• Леслі Гровз. Тепер про це можна розповісти. Історія Манхеттенського проєкту (рос.)
• Бомба, що прилетіла з раю

• Лабораторія Лос Аламос
• Жорж Абрамович Коваль