Comitê MAUD - MAUD Committee

A primeira página do relatório do Comitê MAUD, março de 1941

O Comitê MAUD foi um grupo de trabalho científico britânico formado durante a Segunda Guerra Mundial . Foi estabelecido para realizar a pesquisa necessária para determinar se uma bomba atômica era viável. O nome MAUD veio de uma linha estranha em um telegrama do físico dinamarquês Niels Bohr referindo-se a sua governanta, Maud Ray.

O Comitê MAUD foi fundado em resposta ao memorando Frisch – Peierls , que foi escrito em março de 1940 por Rudolf Peierls e Otto Frisch , dois físicos refugiados da Alemanha nazista que trabalhavam na Universidade de Birmingham sob a direção de Mark Oliphant . O memorando argumentava que uma pequena esfera de puro urânio-235 poderia ter o poder explosivo de milhares de toneladas de TNT .

O presidente do Comitê MAUD foi George Thomson . A pesquisa foi dividida entre quatro universidades diferentes: a Universidade de Birmingham, a Universidade de Liverpool , a Universidade de Cambridge e a Universidade de Oxford , cada uma com um diretor de programa separado. Vários meios de enriquecimento de urânio foram examinados, como foi o projeto do reator nuclear , as propriedades do urânio-235, o uso do então hipotético elemento plutônio e aspectos teóricos do projeto de armas nucleares.

Após quinze meses de trabalho, a pesquisa culminou em dois relatórios, "Uso de Urânio para uma Bomba" e "Uso de Urânio como Fonte de Energia", conhecidos coletivamente como Relatório MAUD. O relatório discutiu a viabilidade e a necessidade de uma bomba atômica para o esforço de guerra. Em resposta, os britânicos criaram um projeto de armas nucleares, codinome Tube Alloys . O Relatório MAUD foi disponibilizado para os Estados Unidos, onde dinamizou o esforço americano, que acabou se tornando o Projeto Manhattan . O relatório também foi revelado à União Soviética por seus espiões atômicos e ajudou a iniciar o projeto da bomba atômica soviética .

Origens

A descoberta da fissão

O nêutron foi descoberto por James Chadwick no Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge em fevereiro de 1932. Dois meses depois, seus colegas Cavendish John Cockcroft e Ernest Walton dividiram átomos de lítio com prótons acelerados . Em dezembro de 1938, Otto Hahn e Fritz Strassmann no laboratório de Hahn em Berlin-Dahlem bombardearam urânio com nêutrons lentos e descobriram que o bário havia sido produzido. Hahn escreveu para sua colega Lise Meitner , que, com seu sobrinho Otto Frisch , provou que o núcleo de urânio havia sido dividido. Eles publicaram sua descoberta na Nature em 1939. Esse fenômeno era um novo tipo de desintegração nuclear e era mais poderoso do que qualquer outro visto antes. Frisch e Meitner calcularam que a energia liberada por cada desintegração era de aproximadamente 200 megaeletronvolts [MeV] (32 pJ). Por analogia com a divisão das células biológicas , eles chamaram o processo de " fissão ".

Niels Bohr e John A. Wheeler aplicaram o modelo de gota de líquido desenvolvido por Bohr e Fritz Kalckar para explicar o mecanismo de fissão nuclear. Bohr teve uma epifania de que a fissão em baixas energias foi principalmente devido ao isótopo urânio-235 , enquanto em altas energias foi principalmente devido ao isótopo urânio-238 mais abundante . O primeiro representa apenas 0,7% do urânio natural, enquanto o último responde por 99,3%. Frédéric Joliot-Curie e seus colegas de Paris Hans von Halban e Lew Kowarski levantaram a possibilidade de uma reação em cadeia nuclear em um artigo publicado na Nature em abril de 1939. Era evidente para muitos cientistas que, pelo menos em teoria, um explosivo extremamente poderoso poderia ser criada, embora a maioria ainda considere uma bomba atômica uma impossibilidade. O termo já era conhecido do público britânico por meio dos escritos de HG Wells , em seu romance de 1913, The World Set Free .

Resposta britânica

Na Grã-Bretanha, vários cientistas consideraram se uma bomba atômica era prática. Na Universidade de Liverpool , Chadwick e o cientista refugiado polonês Joseph Rotblat resolveram o problema, mas seus cálculos foram inconclusivos. Em Cambridge, Prêmio Nobel de Física laureados George Paget Thomson e William Lawrence Bragg queria o governo a tomar medidas urgentes para adquirir minério de urânio . A principal fonte disso era o Congo Belga , e eles temiam que ele pudesse cair nas mãos dos alemães. Sem saber como fazer isso, eles falaram com Sir William Spens , o mestre do Corpus Christi College, Cambridge . Em abril de 1939, ele abordou Sir Kenneth Pickthorn , o membro do Parlamento local , que levou suas preocupações ao Secretário do Comitê de Defesa Imperial , Major General Hastings Ismay . Ismay, por sua vez, pediu a opinião de Sir Henry Tizard . Como muitos cientistas, Tizard era cético quanto à probabilidade de uma bomba atômica ser desenvolvida, calculando as chances de sucesso em 100.000 para 1.

Mesmo com tantas probabilidades, o perigo era grande o suficiente para ser levado a sério. Lord Chartfield , o Ministro da Coordenação da Defesa , verificou com o Tesouro e o Ministério das Relações Exteriores e descobriu que o urânio do Congo Belga era propriedade da empresa Union Minière du Haut Katanga . Seu vice-presidente britânico, Lord Stonehaven , marcou um encontro com o presidente belga da empresa, Edgar Sengier . Como a administração da Union Minière era amigável com a Grã-Bretanha, não foi considerado necessário adquirir o urânio imediatamente, mas o Comitê de Pesquisa Científica da Guerra Aérea (CSSAW) de Tizard foi instruído a continuar a pesquisa sobre a viabilidade das bombas atômicas. Thomson, do Imperial College London , e Mark Oliphant , um físico australiano da Universidade de Birmingham , foram encarregados de realizar uma série de experimentos com urânio. Em fevereiro de 1940, a equipe de Thomson não conseguiu criar uma reação em cadeia no urânio natural e ele decidiu que não valia a pena prosseguir.

Memorando de Frisch – Peierls

Em Birmingham, a equipe de Oliphant havia chegado a uma conclusão diferente. Oliphant havia delegado a tarefa a Frisch e Rudolf Peierls , dois cientistas refugiados alemães que não puderam trabalhar no projeto de radar de Oliphant porque eram alienígenas inimigos e, portanto, não tinham a autorização de segurança necessária. Francis Perrin definiu uma massa crítica de urânio como a menor quantidade que poderia sustentar uma reação em cadeia e a calculou em cerca de 40 toneladas (39 toneladas longas; 44 toneladas curtas). Ele calculou que se um refletor de nêutrons fosse colocado em torno dele, isso poderia ser reduzido para 12 toneladas (12 toneladas longas; 13 toneladas curtas). Em um artigo teórico escrito em 1939, Peierls tentou simplificar o problema usando os nêutrons rápidos produzidos pela fissão, omitindo assim a consideração de um moderador de nêutrons . Ele também acreditava que a massa crítica de uma esfera de urânio era "da ordem de toneladas".

O edifício Poynting Physics na Universidade de Birmingham , onde Peierls e Frisch escreveram o memorando Frisch – Peierls

No entanto, Bohr argumentou que o isótopo de urânio-235 era muito mais provável de capturar nêutrons e fissão mesmo de nêutrons com as baixas energias produzidas pela fissão. Frisch começou a fazer experiências com enriquecimento de urânio por difusão térmica . O progresso era lento; o equipamento necessário não estava disponível, e o projeto do radar teve que recorrer primeiro aos recursos disponíveis. Ele se perguntou o que aconteceria se ele fosse capaz de produzir uma esfera de puro urânio-235. Quando ele usou a fórmula de Peierls para calcular sua massa crítica, ele recebeu uma resposta surpreendente: menos de um quilograma seria necessário. Frisch e Peierls produziram o memorando Frisch – Peierls em março de 1940. Nele, eles relataram que uma bomba de cinco quilos seria o equivalente a vários milhares de toneladas de dinamite, e mesmo uma bomba de um quilo seria impressionante. Por causa da precipitação radioativa em potencial , eles pensaram que os britânicos poderiam considerá-la moralmente inaceitável.

Oliphant levou o memorando de Frisch-Peierls para Tizard em março de 1940. Ele o passou para Thomson, que o discutiu com Cockcroft e Oliphant. Eles também ouviram de Jacques Allier, do Deuxième Bureau francês , que esteve envolvido na remoção de todo o estoque de água pesada da Noruega. Ele contou-lhes sobre o interesse que os alemães demonstraram pelas águas pesadas e pela atividade dos pesquisadores franceses em Paris. Ação imediata foi tomada: o Ministério da Guerra Econômica foi solicitado a garantir estoques de óxido de urânio em perigo de ser capturado pelos alemães; As agências de inteligência britânicas foram solicitadas a investigar as atividades de cientistas nucleares alemães; e AV Hill , o adido científico britânico em Washington, foi solicitado a descobrir o que os americanos estavam fazendo. Hill relatou que os americanos tinham cientistas investigando o assunto, mas eles não achavam que nenhuma aplicação militar seria encontrada.

Organização

Um comitê foi criado em resposta ao memorando de Frisch – Peierls. Realizou sua primeira reunião em 10 de abril de 1940, na sala do comitê principal do andar térreo da Royal Society em Burlington House, em Londres. Suas reuniões eram invariavelmente realizadas ali. Os membros originais foram Thomson, Chadwick, Cockcroft, Oliphant e Philip Moon ; Patrick Blackett , Charles Ellis e Norman Haworth foram posteriormente adicionados, junto com um representante do Diretor de Pesquisa Científica do Ministério de Produção de Aeronaves (MAP). O Comitê MAUD realizou suas duas primeiras reuniões em abril de 1940, antes de ser formalmente constituído pelo CSSAW. O CSSAW foi abolido em junho de 1940, e o Comitê MAUD passou então diretamente para o MAP. Thomson presidiu o comitê e inicialmente também atuou como seu secretário, escrevendo as atas à mão em papel almaço, até que o MAP fornecesse uma secretária.

Burlington House em Londres, onde o Comitê MAUD se reuniu

A princípio, o novo comitê foi denominado Comitê Thomson em homenagem ao seu presidente, mas logo foi trocado por um nome mais despretensioso, Comitê MAUD. MAUD foi considerado por muitos como uma sigla, mas não é. O nome MAUD surgiu de uma forma incomum. Em 9 de abril de 1940, o dia em que a Alemanha invadiu a Dinamarca , Niels Bohr enviou um telegrama para Frisch. O telegrama terminava com uma estranha linha "Diga a Cockcroft e Maud Ray Kent". A princípio, pensava-se que era um código relacionado ao rádio ou outras informações vitais relacionadas a armas atômicas, escondido em um anagrama . Uma sugestão foi substituir o "y" por um "i", produzindo 'rádio tomado'. Quando Bohr voltou para a Inglaterra em 1943, foi descoberto que a mensagem foi endereçada a John Cockcroft e à governanta de Bohr, Maud Ray, que era de Kent. Assim, o comitê foi denominado Comitê MAUD. Embora as iniciais não representassem nada, era oficialmente o Comitê MAUD, não o Comitê Maud.

Por causa do aspecto ultrassecreto do projeto, apenas cientistas nascidos na Grã-Bretanha foram considerados. Mesmo apesar de suas contribuições iniciais, Peierls e Frisch não foram autorizados a participar do Comitê MAUD porque, em tempos de guerra, era considerado uma ameaça à segurança ter estrangeiros inimigos encarregados de um projeto delicado. Em setembro de 1940, o Subcomitê Técnico foi formado, com Peierls e Frisch como membros. No entanto, Halban não aceitou sua exclusão do Comitê MAUD com a mesma benevolência de Frisch e Peierls. Em resposta, dois novos comitês foram criados em março de 1941 para substituir o Comitê MAUD e o Subcomitê Técnico denominado Comitê de Política do MAUD e Comitê Técnico do MAUD. Ao contrário dos dois comitês originais, eles tinham termos de referência escritos. Os termos de referência do Comitê de Política MAUD foram:

1. Supervisionar, em nome do Diretor de Pesquisa Científica, MAP, uma investigação sobre as possibilidades de o urânio contribuir para o esforço de guerra; e
2. Considerar as recomendações do Comitê Técnico do MAUD e assessorar o Diretor de Pesquisa Científica em conformidade.

Os do Comitê Técnico MAUD foram:

1. Considerar os problemas que surgem na investigação do urânio;
2. Recomendar ao Comitê de Política do MAUD o trabalho experimental necessário para estabelecer as possibilidades técnicas; e
3. Para garantir a cooperação entre os vários grupos de investigadores.

O Comitê de Política do MAUD foi mantido pequeno e incluía apenas um representante de cada laboratório da universidade. Seus membros eram: Blackett, Chadwick, Cockcroft, Ellis, Haworth, Franz Simon , Thomson e o Diretor de Pesquisa Científica do MAP. Os membros do Comitê Técnico MAUD eram: Moses Blackman , Egon Bretscher , Norman Feather , Frisch, Halban, CH Johnson , Kowarski, Wilfrid Mann , Moon, Nevill Mott , Oliphant, Peierls e Thomson. Em suas reuniões, compareciam normalmente o consultor científico de Winston Churchill , Frederick Lindemann , ou seu representante, e um representante da Imperial Chemical Industries (ICI). Basil Dickins, do MAP, atuou como secretário do Comitê Técnico. Thomson presidiu os dois comitês.

Atividade

A pesquisa do Comitê MAUD foi dividida entre quatro universidades diferentes: a Universidade de Birmingham, a Universidade de Liverpool, a Universidade de Cambridge e a Universidade de Oxford . No início, a pesquisa foi paga com fundos das universidades. Somente em setembro de 1940 o financiamento do governo se tornou disponível. O MAP assinou contratos que deram £ 3.000 para o Laboratório Cavendish em Cambridge (posteriormente aumentado para £ 6.500), £ 1.000 (posteriormente aumentado para £ 2.000) para o Laboratório Clarendon em Oxford, £ 1.500 para Birmingham e £ 2.000 para Liverpool. As despesas das universidades foram reembolsadas pelo MAP, que passou também a pagar parte dos salários do pessoal das universidades. No entanto, Chadwick, Peierls, Simon e outros professores, junto com alguns pesquisadores, ainda eram pagos com fundos da universidade. O governo também fez um pedido de £ 5.000 para 5 kg (11 lb) de hexafluoreto de urânio com a ICI. O óxido de urânio foi comprado da Brandhurt Company, que o adquiriu na América. A escassez de tempo de guerra impactou muitas áreas de pesquisa, exigindo que o MAP escrevesse para empresas solicitando prioridade para itens exigidos pelos cientistas.

Também havia escassez de mão de obra, pois químicos e físicos foram desviados para o trabalho de guerra. Por necessidade, as universidades empregavam muitos alienígenas ou ex-alienígenas. O MAP se opôs inicialmente ao seu emprego por motivos de segurança, especialmente porque a maioria era de países inimigos ou ocupados. O seu emprego só foi possível porque foram contratados pelas universidades e não pelo MAP, que não estava autorizado a empregar estrangeiros inimigos. O MAP gradualmente aceitou seu emprego no projeto. Ele protegeu alguns de internação e forneceu autorizações de segurança. Havia restrições sobre onde os estrangeiros inimigos podiam trabalhar e viver, e eles não podiam ter carros, portanto, dispensas eram necessárias para permitir que eles visitassem outras universidades. "E assim", escreveu a historiadora Margaret Gowing , "o maior de todos os segredos do tempo de guerra foi confiado a cientistas excluídos por razões de segurança de outros trabalhos de guerra."

Universidade de Liverpool

Royal Fort e o Departamento de Física da Universidade de Bristol

A divisão do Comitê MAUD em Liverpool foi liderada por Chadwick, que foi assistido por Frisch, Rotblat, Gerry Pickavance , Maurice Pryce e John Riley Holt . A divisão em Liverpool também controlava uma pequena equipe da Universidade de Bristol, que incluía Alan Nunn May e Cecil Frank Powell . Em Liverpool, eles se concentraram na separação de isótopos por difusão térmica, conforme sugerido no memorando de Frisch-Peierls.

Esse processo se baseava no fato de que, quando uma mistura de dois gases passa por um gradiente de temperatura, o gás mais pesado tende a se concentrar na extremidade fria e o gás mais leve na extremidade quente. Que isso pode ser usado como um meio de separação de isótopos foi demonstrado pela primeira vez por Klaus Clusius e Gerhard Dickel na Alemanha em 1938, que o usaram para separar isótopos de neon . Eles usaram um aparelho chamado "coluna", que consiste em um tubo vertical com um fio quente no centro. A vantagem da técnica era que seu design era simples e não havia partes móveis. Mas podia levar meses para atingir o equilíbrio, exigia muita energia e altas temperaturas que poderiam causar um problema com o hexafluoreto de urânio.

Outra linha de pesquisa em Liverpool foi medir a seção transversal da fissão do urânio-235, da qual dependiam os cálculos de Frisch e Peierls. Eles presumiram que quase toda colisão entre um nêutron de qualquer energia e um núcleo de urânio-235 produziria uma fissão. O valor que eles usaram para a seção transversal da fissão foi o publicado por pesquisadores franceses em 1939, mas dados publicados pelos americanos nas edições de 15 de março e 15 de abril de 1940 do jornal americano Physical Review indicavam que era muito menor.

Nenhum urânio 235 puro estava disponível, então experimentos em Liverpool foram conduzidos com urânio natural. Os resultados foram inconclusivos, mas tendiam a apoiar Frisch e Peierls. Em março de 1941, Alfred Nier havia conseguido produzir uma quantidade microscópica de urânio-235 puro nos Estados Unidos, e uma equipe comandada por Merle Tuve na Carnegie Institution de Washington estava medindo a seção transversal. O urânio-235 era valioso demais para enviar uma amostra à Grã-Bretanha, então Chadwick enviou aos americanos uma lista de medições que queria que eles realizassem. O resultado final foi que a seção transversal era menor do que Frisch e Peierls haviam presumido, mas a massa crítica resultante ainda era de apenas cerca de oito quilogramas.

Enquanto isso, Pryce investigou por quanto tempo uma reação em cadeia nuclear descontrolada em uma bomba atômica continuaria antes de se explodir. Ele calculou que, uma vez que os nêutrons produzidos pela fissão têm uma energia de cerca de 1 MeV (0,16 pJ), isso correspondeu a uma velocidade de1,4 × 10 ⁹  cm / seg . A maior parte da reação em cadeia seria concluída na ordem de10 × 10 ⁻⁸  seg (dez " vibrações "). De 1 a 10 por cento do material físsil seria fissão neste tempo; mas mesmo uma bomba atômica com 1 por cento de eficiência liberaria tanta energia quanto 180.000 vezes seu peso em TNT.

Universidade de Oxford

Laboratório Clarendon em Oxford

A divisão do Comitê MAUD em Oxford foi liderada por Simon. Como um emigrado alemão, ele só conseguiu se envolver depois que Peierls o avaliou, apontando que Simon já havia iniciado pesquisas sobre separação de isótopos, o que daria ao projeto uma vantagem inicial por sua participação. A equipe de Oxford era composta principalmente por cientistas não britânicos, incluindo Nicholas Kurti , Kurt Mendelssohn , Heinrich Kuhn , Henry Shull Arms e Heinz London . Eles se concentraram na separação de isótopos com um método conhecido como difusão gasosa .

Isso se baseia na lei de Graham , que afirma que a taxa de efusão de um gás através de uma barreira porosa é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molecular do gás . Em um recipiente com uma barreira porosa contendo uma mistura de dois gases, as moléculas mais leves sairão do recipiente mais rapidamente do que as moléculas mais pesadas. O gás que sai do recipiente é ligeiramente enriquecido nas moléculas mais leves, enquanto o gás residual é ligeiramente esgotado. A equipe de Simon conduziu experimentos com gaze de cobre como barreira. Como o hexafluoreto de urânio, o único gás conhecido que contém urânio, era escasso e difícil de manusear, uma mistura de dióxido de carbono e vapor d'água foi usada para testá-lo.

O resultado desse trabalho foi um relatório de Simon sobre a "Estimativa do tamanho de uma planta de separação real" em dezembro de 1940. Ele descreveu uma planta industrial capaz de produzir um quilograma por dia de urânio enriquecido em 99 por cento de urânio-235. A planta usaria 70.000 metros quadrados (750.000 pés quadrados) de barreiras de membrana, em 18.000 unidades de separação em 20 estágios. A planta cobriria 40 acres (16 ha), o maquinário pesaria 70.000 toneladas longas (71.000 t) e consumiria 60.000 kW de energia. Ele estimou que levaria de 12 a 18 meses para construir a um custo de cerca de £ 4 milhões, exigiria 1.200 trabalhadores para operar e custaria £ 1,5 milhão por ano para operar. “Estamos confiantes de que a separação pode ser realizada da forma descrita”, concluiu, “e até acreditamos que o esquema, em vista de seu objetivo, não é excessivamente caro em tempo, dinheiro e esforço”.

Universidade de Cambridge

O Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge

A divisão do Comitê MAUD em Cambridge foi liderada conjuntamente por Bragg e Cockcroft. Incluía Bretscher, Feather, Halban, Kowarski, Herbert Freundlich e Nicholas Kemmer . Paul Dirac auxiliou como consultor, embora não fizesse parte formalmente da equipe. Em 19 de junho de 1940, após a invasão alemã da França , Halban, Kowarski e outros cientistas franceses e suas famílias, junto com seu precioso estoque de água pesada, foram trazidos para a Inglaterra pelo conde de Suffolk e pelo major Ardale Golding no vapor Broompark . A água pesada, avaliada em £ 22.000, foi inicialmente mantida em HM Prison Wormwood Scrubs , mas mais tarde foi armazenada secretamente na biblioteca do Castelo de Windsor . Os cientistas franceses se mudaram para Cambridge, onde conduziram experimentos que mostraram de forma conclusiva que uma reação em cadeia nuclear poderia ser produzida em uma mistura de óxido de urânio e água pesada.

Em um artigo escrito logo após sua chegada à Inglaterra, Halban e Kowarski teorizaram que nêutrons lentos poderiam ser absorvidos pelo urânio-238, formando o urânio-239. Uma carta de Edwin McMillan e Philip Abelson publicada na Physical Review em 15 de junho de 1940 afirmou que este decaiu para um elemento com um número atômico de 93, e depois para um com um número atômico de 94 e massa de 239, que, embora ainda radioativo, teve uma vida bastante longa. O fato de uma carta sobre um assunto tão delicado ainda poder ser publicada irritou Chadwick, e ele pediu que um protesto oficial fosse enviado aos americanos, o que foi feito.

Bretscher e Feather argumentaram, em bases teóricas, que este elemento pode ser capaz de fissão por nêutrons rápidos e lentos como o urânio-235. Em caso afirmativo, isso prometia outro caminho para uma bomba atômica, pois poderia ser produzida a partir do mais abundante urânio-238 em um reator nuclear , e a separação do urânio poderia ser por meios químicos, por se tratar de um elemento diferente, evitando assim a necessidade para separação de isótopos. Kemmer sugeriu que, uma vez que o urânio recebeu o nome do planeta Urano , o elemento 93 poderia ser chamado de neptúnio e o 94 de plutônio em homenagem aos dois planetas seguintes. Mais tarde, descobriu-se que os americanos haviam adotado independentemente os mesmos nomes, seguindo a mesma lógica. Bretscher e Feather foram além, teorizando que a irradiação de tório poderia produzir um novo isótopo de urânio, o urânio-233 , que também pode ser suscetível à fissão por nêutrons rápidos e lentos. Além deste trabalho, Eric Rideal estudou a separação de isótopos por centrifugação .

Universidade de Birmingham

Edifício Poynting Physics da Universidade de Birmingham. A placa azul comemora o trabalho de Peierls e Frisch.

A divisão do Comitê MAUD em Birmingham foi liderada por Peierls. Ele foi assistido por Haworth, Johnson e, a partir de 28 de maio de 1941, Klaus Fuchs . Haworth liderou os químicos no estudo das propriedades do hexafluoreto de urânio. Uma coisa a seu favor era que o flúor tem apenas um isótopo, então qualquer diferença de peso entre duas moléculas se deve unicamente ao diferente isótopo de urânio.

Fora isso, o hexafluoreto de urânio estava longe do ideal. Ele solidificou a 120 ° F (49 ° C), era corrosivo e reagiu com muitas substâncias, incluindo água. Portanto, era difícil e perigoso de manejar. No entanto, uma pesquisa dos químicos em Birmingham não conseguiu descobrir outro composto gasoso de urânio. Lindemann usou sua influência com Lord Melchett , um diretor da ICI, para fazer a ICI produzir hexafluoreto de urânio em escala industrial. A planta de ácido fluorídrico da ICI estava fora de serviço e exigia extensos reparos, de modo que a cotação para um quilo de hexafluoreto de urânio chegou a £ 5.000. Mesmo assim, o pedido foi feito em dezembro de 1940. A ICI também explorou métodos de produção de urânio metálico puro.

Peierls e sua equipe trabalharam nos problemas teóricos de uma bomba nuclear. Em essência, eles estavam encarregados de descobrir as características técnicas da bomba. Junto com Fuchs, Peierls também interpretou todos os dados experimentais dos outros laboratórios. Ele examinou os diferentes processos pelos quais eles estavam obtendo isótopos. No final do verão de 1940, Peierls preferia a difusão gasosa à difusão térmica.

Um artigo foi recebido dos Estados Unidos no qual George Kistiakowsky argumentava que uma arma nuclear causaria muito poucos danos, já que a maior parte da energia seria gasta no aquecimento do ar circundante. Um explosivo químico gera gases muito quentes em um espaço confinado, mas uma explosão nuclear não fará isso. Peierls, Fuchs, Geoffrey Taylor e JG Kynch elaboraram a hidrodinâmica para refutar o argumento de Kistiakowsky. Taylor produziu um artigo sobre "A formação de uma onda de choque por uma explosão muito intensa" em junho de 1941.

Relatórios

O primeiro rascunho do relatório final do Comitê MAUD foi escrito por Thomson em junho de 1941 e distribuído entre os membros do comitê em 26 de junho, com instruções de que a próxima reunião em 2 de julho o discutiria. Uma quantidade considerável de edições foi feita, principalmente por Chadwick. Nesta fase foi dividido em dois relatórios. O primeiro foi sobre "Uso de urânio para uma bomba"; o segundo "Uso do urânio como fonte de energia". Eles consolidaram todas as pesquisas e experimentos que o Comitê MAUD havia concluído. O relatório começou com uma declaração de que:

Gostaríamos de enfatizar no início deste relatório que entramos no projeto com mais ceticismo do que fé, embora sentíssemos que era um assunto que deveria ser investigado. À medida que prosseguíamos, ficamos cada vez mais convencidos de que a liberação de energia atômica em grande escala é possível e que podem ser escolhidas as condições que o tornariam uma arma de guerra muito poderosa. Chegamos agora à conclusão de que será possível fazer uma bomba de urânio eficaz que, contendo cerca de 25 libras de material ativo, seria equivalente em efeito destrutivo a 1.800 toneladas de TNT e também liberaria grandes quantidades de substâncias radioativas que iriam tornar lugares próximos de onde a bomba explodiu perigosos para a vida humana por um longo período.

O primeiro relatório concluiu que uma bomba era viável. Ele o descreveu em detalhes técnicos e forneceu propostas específicas para desenvolvê-lo, incluindo estimativas de custo. Uma planta para produzir um quilo de urânio-235 por dia foi estimada em £ 5 milhões e exigiria uma grande força de trabalho qualificada, que também era necessária para outras partes do esforço de guerra. Ele pode estar disponível em até dois anos. A quantidade de danos que causaria foi estimada em ser semelhante à da explosão de Halifax em 1917, que devastou tudo em um1/4raio de -mile (0,40 km). O relatório advertia que a Alemanha havia demonstrado interesse em água pesada e, embora isso não fosse considerado útil para uma bomba, permanecia a possibilidade de que a Alemanha também pudesse estar trabalhando na bomba.

O segundo relatório foi mais curto. Recomendou que Halban e Kowarski se mudassem para os Estados Unidos, onde havia planos de produzir água pesada em grande escala. O plutônio pode ser mais adequado do que o urânio-235, e as pesquisas com plutônio devem continuar na Grã-Bretanha. Concluiu que a fissão controlada do urânio poderia ser usada para gerar energia térmica para uso em máquinas e fornecer grandes quantidades de radioisótopos que poderiam ser usados ​​como substitutos do rádio . Água pesada ou possivelmente grafite podem servir como moderadores para os nêutrons rápidos. Em conclusão, embora o reator nuclear tenha uma promessa considerável para usos pacíficos futuros, o comitê sentiu que não valia a pena considerá-lo durante a guerra atual.

Resultado

Reino Unido

Em resposta ao relatório do Comitê MAUD, um programa de armas nucleares foi lançado. Para coordenar o esforço, uma nova diretoria foi criada, com o nome deliberadamente enganoso de Tube Alloys para fins de segurança. Sir John Anderson , o Senhor Presidente do Conselho , tornou-se o ministro responsável, e Wallace Akers, da ICI, foi nomeado diretor da Tube Alloys. O Tube Alloys e o Manhattan Project trocaram informações, mas inicialmente não combinaram seus esforços, aparentemente por causa de preocupações com a segurança americana. Ironicamente, era o projeto britânico que já havia sido invadido por espiões atômicos para a União Soviética. O mais importante deles nessa época era John Cairncross , membro do notório Cambridge Five , que trabalhava como secretário particular de Lord Hankey , um ministro sem pasta no Gabinete de Guerra . Cairncross forneceu ao NKVD informações do Comitê MAUD.

O Reino Unido não tinha a força de trabalho ou os recursos dos Estados Unidos e, apesar de seu início precoce e promissor, o Tube Alloys ficou para trás em relação ao seu homólogo americano e foi diminuído por ele. Os britânicos consideraram produzir uma bomba atômica sem ajuda americana, mas o projeto teria precisado de prioridade esmagadora, o custo projetado era impressionante, a interrupção de outros projetos de guerra era inevitável e era improvável que estivesse pronto a tempo de afetar o resultado da guerra na Europa .

Na Conferência de Quebec em agosto de 1943, Churchill e Roosevelt assinaram o Acordo de Quebec , que fundiu os dois projetos nacionais. O Acordo de Quebec estabeleceu o Comitê de Política Combinada e o Fundo de Desenvolvimento Combinado para coordenar seus esforços. O Acordo de Hyde Park de 19 de setembro de 1944 estendeu a cooperação comercial e militar ao período pós-guerra.

Uma missão britânica liderada por Akers ajudou no desenvolvimento de tecnologia de difusão gasosa nos Laboratórios SAM em Nova York. Outro, chefiado por Oliphant, auxiliou no processo de separação eletromagnética no Laboratório de Radiação de Berkeley . Cockcroft tornou-se o diretor do Laboratório Conjunto Britânico-Canadense de Montreal . Uma missão britânica ao Laboratório de Los Alamos foi liderada por Chadwick e, mais tarde, por Peierls, que incluía vários dos cientistas mais eminentes da Grã-Bretanha. Como chefe geral da Missão Britânica, Chadwick estabeleceu uma parceria estreita e bem-sucedida e garantiu que a participação britânica fosse completa e sincera.

Estados Unidos

Em resposta à carta de Einstein-Szilard de 1939 , o presidente Franklin D. Roosevelt criou um Comitê Consultivo sobre Urânio em outubro de 1939, presidido por Lyman Briggs . A pesquisa se concentrou na fissão lenta para produção de energia, mas com um interesse crescente na separação de isótopos. Em junho de 1941, Roosevelt criou o Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento Científico (OSRD), com Vannevar Bush como seu diretor, pessoalmente responsável perante o presidente. O Comitê de Urânio se tornou a Seção de Urânio do OSRD, que logo foi renomeada para Seção S-1 por razões de segurança.

Bush contratou Arthur Compton , ganhador do Prêmio Nobel, e a Academia Nacional de Ciências . Seu relatório foi publicado em 17 de maio de 1941. Ele endossou um esforço mais forte, mas não abordou o projeto ou a fabricação de uma bomba em detalhes. As informações do Comitê MAUD vieram de cientistas britânicos que viajavam para os Estados Unidos, notadamente a Missão Tizard , e de observadores americanos nas reuniões do Comitê MAUD em abril e julho de 1941. Cockcroft, que fazia parte da Missão Tizard, relatou que o projeto americano ficou atrás do britânico e não estava indo tão rápido.

A Grã-Bretanha estava em guerra e sentia que uma bomba atômica era urgente, mas os EUA ainda não estavam em guerra. Foi Oliphant quem colocou o programa americano em ação. Ele voou para os Estados Unidos no final de agosto de 1941, aparentemente para discutir o programa de radar, mas na verdade para descobrir por que os Estados Unidos estavam ignorando as conclusões do Comitê MAUD. Oliphant relatou: "As atas e relatórios foram enviados a Lyman Briggs, que era o Diretor do Comitê de Urânio, e ficamos intrigados por não receber praticamente nenhum comentário. Liguei para Briggs em Washington, apenas para descobrir que isso era inarticulado e inexpressivo O homem guardou os relatórios em seu cofre e não os mostrou aos membros de seu comitê. Fiquei surpreso e angustiado. "

Oliphant se reuniu com a Seção S-1. Samuel K. Allison era um novo membro do comitê, físico experimental e protegido de Compton na Universidade de Chicago . Oliphant "veio a uma reunião", lembrou Allison, "e disse 'bomba' em termos inequívocos. Ele nos disse que devemos concentrar todos os esforços na bomba e disse que não tínhamos o direito de trabalhar em usinas de energia ou qualquer coisa além da bomba. A bomba custaria 25 milhões de dólares, disse ele, e a Grã-Bretanha não tinha dinheiro nem mão de obra, então dependia de nós. "

Oliphant então visitou seu amigo Ernest Lawrence , um ganhador do Prêmio Nobel americano, para explicar a urgência. Lawrence contatou Compton e James B. Conant , que receberam uma cópia do Relatório MAUD final de Thomson em 3 de outubro de 1941. Harold Urey , também ganhador do Prêmio Nobel, e George B. Pegram foram enviados ao Reino Unido para obter mais informações. Em janeiro de 1942, o OSRD foi autorizado a se envolver em grandes projetos de engenharia, além de pesquisa. Sem a ajuda do Comitê MAUD, o Projeto Manhattan teria começado com meses de atraso. Em vez disso, eles foram capazes de começar a pensar sobre como criar uma bomba, não se isso era possível. Gowing observou que "eventos que mudam uma escala de tempo em apenas alguns meses podem, no entanto, mudar a história." Em 16 de julho de 1945, o Projeto Manhattan detonou a primeira bomba atômica no teste nuclear Trinity .

União Soviética

A União Soviética recebeu detalhes da pesquisa britânica de seus espiões atômicos Fuchs, Engelbert Broda e Cairncross. Lavrenty Beria , chefe do NKVD, apresentou um relatório ao secretário-geral do Partido Comunista da União Soviética , Joseph Stalin , em março de 1942, que incluía os relatórios do MAUD e outros documentos britânicos aprovados por Cairncross. Em 1943, o NKVD obteve uma cópia do relatório final do Comitê MAUD. Isso levou Stalin a ordenar o início de um programa soviético, embora tivesse recursos muito limitados. Igor Kurchatov foi nomeado diretor do programa nascente no final daquele ano. Seis anos depois, em 29 de agosto de 1949, a União Soviética testou uma bomba atômica.

Notas

Referências

links externos

• O Relatório MAUD