Projeto Manhattan -Manhattan Project

Distrito de Manhattan
Uma nuvem de cogumelo ardente ilumina o céu.
O teste Trinity do Projeto Manhattan em 16 de julho de 1945 foi a primeira detonação de uma arma nuclear .
Ativo 1942–1946
dissolvida 15 de agosto de 1947
País
Ramo Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA
Guarnição/QG Oak Ridge, Tennessee , EUA
aniversários 13 de agosto de 1942
Compromissos
Comandantes

comandantes notáveis
Insígnia
Insígnia de manga de ombro do Distrito de Manhattan
Patch de ombro em formato oval com fundo azul profundo.  No topo está um círculo vermelho e uma estrela azul, o emblema das Forças de Serviço do Exército.  É circundado por um oval branco, representando uma nuvem em forma de cogumelo.  Abaixo está um raio branco quebrando um círculo amarelo, representando um átomo.
Emblema do Projeto Manhattan (não oficial)
Emblema em forma circular com as palavras "Manhattan Project" na parte superior e um grande "A" no centro com a palavra "bomba" abaixo dela, superando o emblema do castelo do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA

O Projeto Manhattan foi um empreendimento de pesquisa e desenvolvimento durante a Segunda Guerra Mundial que produziu as primeiras armas nucleares . Foi liderado pelos Estados Unidos com o apoio do Reino Unido e do Canadá. De 1942 a 1946, o projeto esteve sob a direção do major-general Leslie Groves , do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA . O físico nuclear Robert Oppenheimer foi o diretor do Laboratório de Los Alamos que projetou as bombas reais. O componente do Exército do projeto foi designado como Distrito de Manhattan, pois seu primeiro quartel-general estava em Manhattan ; o nome do local gradualmente substituiu o codinome oficial, Desenvolvimento de Materiais Substitutos , para todo o projeto. Ao longo do caminho, o projeto absorveu sua contraparte britânica anterior, Tube Alloys . O Projeto Manhattan começou modestamente em 1939, mas cresceu para empregar mais de 130.000 pessoas e custou quase US$ 2 bilhões (equivalente a cerca de US$ 23 bilhões em 2020). Mais de 90 por cento do custo foi para a construção de fábricas e produção de material físsil , com menos de 10 por cento para o desenvolvimento e produção das armas. A pesquisa e a produção ocorreram em mais de trinta locais nos Estados Unidos, Reino Unido e Canadá.

O projeto levou ao desenvolvimento de dois tipos de bombas atômicas, ambas desenvolvidas simultaneamente, durante a guerra: uma arma de fissão do tipo canhão relativamente simples e uma arma nuclear do tipo implosão mais complexa . O projeto do tipo de arma Thin Man provou ser impraticável para usar com plutônio , então um tipo de arma mais simples chamado Little Boy foi desenvolvido que usava urânio-235 , um isótopo que compõe apenas 0,7 por cento do urânio natural . Por ser quimicamente idêntico ao isótopo mais comum, o urânio-238 , e ter quase a mesma massa, a separação dos dois se mostrou difícil. Três métodos foram empregados para o enriquecimento de urânio : eletromagnético , gasoso e térmico . Os cientistas conduziram a maior parte deste trabalho no Clinton Engineer Works em Oak Ridge, Tennessee .

Paralelamente ao trabalho com urânio, houve um esforço para produzir plutônio, que pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley , descobriram em 1940. Após a viabilidade do primeiro reator nuclear artificial do mundo, o Chicago Pile-1 , foi demonstrado em 1942 em o Laboratório Metalúrgico da Universidade de Chicago , o projeto projetou o Reator de Grafite X-10 em Oak Ridge e os reatores de produção em Hanford Site , no estado de Washington , nos quais o urânio foi irradiado e transmutado em plutônio. O plutônio foi então separado quimicamente do urânio, usando o processo de fosfato de bismuto . A arma do tipo implosão de plutônio Fat Man foi desenvolvida em um esforço de design e desenvolvimento coordenado pelo Laboratório de Los Alamos.

O projeto também foi encarregado de reunir informações sobre o projeto de armas nucleares alemãs . Por meio da Operação Alsos , o pessoal do Projeto Manhattan serviu na Europa, às vezes atrás das linhas inimigas, onde reuniram materiais e documentos nucleares e cercaram cientistas alemães. Apesar da forte segurança do Projeto Manhattan, os espiões atômicos soviéticos conseguiram penetrar no programa.

O primeiro dispositivo nuclear já detonado foi uma bomba do tipo implosão durante o teste Trinity , conduzido em Alamogordo Bombing and Gunnery Range , no Novo México, em 16 de julho de 1945. As bombas Little Boy e Fat Man foram usadas um mês depois nos bombardeios atômicos de Hiroshima e Nagasaki , respectivamente, com o pessoal do Projeto Manhattan servindo como técnicos de montagem de bombas e armadores na aeronave de ataque. Nos anos imediatos do pós-guerra, o Projeto Manhattan conduziu testes de armas no Atol de Bikini como parte da Operação Crossroads , desenvolveu novas armas, promoveu o desenvolvimento da rede de laboratórios nacionais , apoiou pesquisas médicas em radiologia e lançou as bases para a marinha nuclear . Manteve o controle sobre a pesquisa e produção de armas atômicas americanas até a formação da Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos em janeiro de 1947.

Origens

A descoberta da fissão nuclear pelos químicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann em 1938, e sua explicação teórica por Lise Meitner e Otto Frisch , tornaram o desenvolvimento de uma bomba atômica uma possibilidade teórica. Havia temores de que um projeto alemão de bomba atômica se desenvolvesse primeiro, especialmente entre cientistas que eram refugiados da Alemanha nazista e de outros países fascistas . Em agosto de 1939, os físicos húngaros Leo Szilard e Eugene Wigner redigiram a carta Einstein-Szilard , que alertava sobre o potencial desenvolvimento de "bombas extremamente poderosas de um novo tipo". Ele instou os Estados Unidos a tomar medidas para adquirir estoques de minério de urânio e acelerar a pesquisa de Enrico Fermi e outros em reações nucleares em cadeia . Eles o assinaram por Albert Einstein e o entregaram ao presidente Franklin D. Roosevelt . Roosevelt convocou Lyman Briggs , do National Bureau of Standards , para chefiar o Comitê Consultivo de Urânio para investigar as questões levantadas pela carta. Briggs realizou uma reunião em 21 de outubro de 1939, da qual participaram Szilárd, Wigner e Edward Teller . O comitê relatou a Roosevelt em novembro que o urânio "fornecia uma possível fonte de bombas com uma capacidade destrutiva muito maior do que qualquer coisa agora conhecida".

Enrico Fermi , John R. Dunning e Dana P. Mitchell em frente ao ciclotron no porão do Pupin Hall na Universidade de Columbia

Em fevereiro de 1940, a Marinha dos Estados Unidos concedeu à Universidade de Columbia US$ 6.000 em financiamento, a maior parte dos quais Enrico Fermi e Szilard gastaram na compra de grafite . Uma equipe de professores de Columbia, incluindo Fermi, Szilard, Eugene T. Booth e John Dunning , criou a primeira reação de fissão nuclear nas Américas, verificando o trabalho de Hahn e Strassmann. A mesma equipe posteriormente construiu uma série de protótipos de reatores nucleares (ou "pilhas", como Fermi os chamou) em Pupin Hall em Columbia, mas ainda não foi capaz de obter uma reação em cadeia. O Comitê Consultivo de Urânio tornou-se o Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional (NDRC) em urânio quando essa organização foi formada em 27 de junho de 1940. Briggs propôs gastar $ 167.000 em pesquisas de urânio, particularmente o isótopo de urânio-235 e plutônio , que foi descoberto em 1940 na Universidade da Califórnia . Em 28 de junho de 1941, Roosevelt assinou a Ordem Executiva 8807, que criou o Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento Científico (OSRD), com Vannevar Bush como seu diretor. O escritório foi autorizado a se envolver em grandes projetos de engenharia, além de pesquisa. O Comitê de Urânio do NDRC tornou-se a Seção S-1 do OSRD; a palavra "urânio" foi descartada por motivos de segurança.

Na Grã-Bretanha, Frisch e Rudolf Peierls , da Universidade de Birmingham , fizeram uma descoberta investigando a massa crítica do urânio-235 em junho de 1939. o suficiente para ser carregado por um bombardeiro da época. O memorando Frisch-Peierls de março de 1940 iniciou o projeto da bomba atômica britânica e seu Comitê MAUD , que recomendou por unanimidade prosseguir com o desenvolvimento de uma bomba atômica. Em julho de 1940, a Grã-Bretanha se ofereceu para dar aos Estados Unidos acesso à sua pesquisa científica, e John Cockcroft , da Missão Tizard , informou os cientistas americanos sobre os desenvolvimentos britânicos. Ele descobriu que o projeto americano era menor que o britânico e não tão avançado.

Como parte do intercâmbio científico, as descobertas do Comitê MAUD foram transmitidas aos Estados Unidos. Um de seus membros, o físico australiano Mark Oliphant , voou para os Estados Unidos no final de agosto de 1941 e descobriu que os dados fornecidos pelo Comitê MAUD não haviam chegado aos principais físicos americanos. Oliphant então partiu para descobrir por que as descobertas do comitê estavam aparentemente sendo ignoradas. Ele se reuniu com o Comitê de Urânio e visitou Berkeley, Califórnia , onde falou de forma persuasiva com Ernest O. Lawrence . Lawrence ficou suficientemente impressionado para iniciar sua própria pesquisa sobre urânio. Ele, por sua vez, falou com James B. Conant , Arthur H. Compton e George B. Pegram . A missão de Oliphant foi, portanto, um sucesso; Os principais físicos americanos agora estavam cientes do poder potencial de uma bomba atômica.

Em 9 de outubro de 1941, o presidente Roosevelt aprovou o programa atômico depois de convocar uma reunião com Vannevar Bush e o vice-presidente Henry A. Wallace . Para controlar o programa, ele criou um Top Policy Group composto por ele mesmo - embora nunca tenha participado de uma reunião - Wallace, Bush, Conant, o secretário de guerra Henry L. Stimson e o chefe do Estado-Maior do Exército , general George C. Marshall . Roosevelt escolheu o Exército para executar o projeto em vez da Marinha, porque o Exército tinha mais experiência no gerenciamento de projetos de construção em larga escala. Ele também concordou em coordenar o esforço com o dos britânicos, e em 11 de outubro enviou uma mensagem ao primeiro-ministro Winston Churchill , sugerindo que eles se correspondessem sobre assuntos atômicos.

Viabilidade

Propostas

Seis homens de terno sentados em cadeiras, sorrindo e rindo
Reunião de março de 1940 em Berkeley, Califórnia: Ernest O. Lawrence , Arthur H. Compton , Vannevar Bush , James B. Conant , Karl T. Compton e Alfred L. Loomis

O Comitê S-1 realizou sua reunião em 18 de dezembro de 1941 "permeada por uma atmosfera de entusiasmo e urgência" após o ataque a Pearl Harbor e a subsequente declaração de guerra dos Estados Unidos ao Japão e depois à Alemanha . O trabalho prosseguia em três técnicas diferentes de separação de isótopos para separar o urânio-235 do urânio-238 mais abundante . Lawrence e sua equipe na Universidade da Califórnia investigaram a separação eletromagnética , enquanto a equipe de Eger Murphree e Jesse Wakefield Beams investigou a difusão gasosa na Universidade de Columbia , e Philip Abelson dirigiu pesquisas sobre difusão térmica no Carnegie Institution of Washington e mais tarde no Naval Research . Laboratório . Murphree também foi o chefe de um projeto malsucedido de separação usando centrífugas a gás .

Enquanto isso, havia duas linhas de pesquisa em tecnologia de reatores nucleares , com Harold Urey continuando a pesquisa em água pesada em Columbia, enquanto Arthur Compton trouxe os cientistas trabalhando sob sua supervisão de Columbia, Califórnia e da Universidade de Princeton para se juntar à sua equipe na Universidade de Chicago. , onde organizou o Laboratório Metalúrgico no início de 1942 para estudar plutônio e reatores usando grafite como moderador de nêutrons . Briggs, Compton, Lawrence, Murphree e Urey se reuniram em 23 de maio de 1942, para finalizar as recomendações do Comitê S-1, que pedia que todas as cinco tecnologias fossem buscadas. Isso foi aprovado por Bush, Conant e pelo brigadeiro-general Wilhelm D. Styer , chefe do Estado- Maior dos Serviços de Suprimento do major-general Brehon B. Somervell , que havia sido designado representante do Exército em questões nucleares. Bush e Conant então levaram a recomendação ao Top Policy Group com uma proposta de orçamento de $ 54 milhões para construção pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos , $ 31 milhões para pesquisa e desenvolvimento pelo OSRD e $ 5 milhões para contingências no ano fiscal de 1943. O Topo O Policy Group, por sua vez, o enviou em 17 de junho de 1942 ao presidente, que o aprovou escrevendo "OK FDR" no documento.

Conceitos de design de bombas

Uma série de rabiscos
Diferentes métodos de montagem de bombas de fissão explorados durante a conferência de julho de 1942

Compton pediu ao físico teórico J. Robert Oppenheimer , da Universidade da Califórnia, que assumisse a pesquisa sobre cálculos de nêutrons rápidos - a chave para cálculos de massa crítica e detonação de armas - de Gregory Breit , que havia desistido em 18 de maio de 1942 devido a preocupações com operações operacionais frouxas. segurança. John H. Manley , um físico do Laboratório Metalúrgico, foi designado para ajudar Oppenheimer, contatando e coordenando grupos de física experimental espalhados por todo o país. Oppenheimer e Robert Serber , da Universidade de Illinois, examinaram os problemas da difusão de nêutrons — como os nêutrons se movem em uma reação nuclear em cadeia — e da hidrodinâmica — como a explosão produzida por uma reação em cadeia pode se comportar. Para revisar este trabalho e a teoria geral das reações de fissão, Oppenheimer e Fermi convocaram reuniões na Universidade de Chicago em junho e na Universidade da Califórnia em julho de 1942 com os físicos teóricos Hans Bethe , John Van Vleck , Edward Teller, Emil Konopinski , Robert Serber, Stan Frankel e Eldred C. (Carlyle) Nelson , os últimos três ex-alunos de Oppenheimer, e os físicos experimentais Emilio Segrè , Felix Bloch , Franco Rasetti , John Henry Manley e Edwin McMillan . Eles confirmaram provisoriamente que uma bomba de fissão era teoricamente possível.

Ainda havia muitos fatores desconhecidos. As propriedades do urânio-235 puro eram relativamente desconhecidas, assim como as do plutônio, elemento que só havia sido descoberto em fevereiro de 1941 por Glenn Seaborg e sua equipe. Os cientistas da conferência de Berkeley (julho de 1942) imaginaram a criação de plutônio em reatores nucleares onde os átomos de urânio-238 absorviam nêutrons que haviam sido emitidos pela fissão de átomos de urânio-235. Nesse ponto, nenhum reator havia sido construído e apenas pequenas quantidades de plutônio estavam disponíveis em ciclotrons em instituições como a Universidade de Washington em St. Louis . Mesmo em dezembro de 1943, apenas dois miligramas haviam sido produzidos. Havia muitas maneiras de organizar o material físsil em uma massa crítica. A mais simples era disparar um "plugue cilíndrico" em uma esfera de "material ativo" com um "tamper" - material denso que focalizaria os nêutrons para dentro e manteria a massa reativa unida para aumentar sua eficiência. Eles também exploraram projetos envolvendo esferóides , uma forma primitiva de " implosão " sugerida por Richard C. Tolman , e a possibilidade de métodos autocatalíticos , que aumentariam a eficiência da bomba conforme ela explodisse.

Considerando a ideia da bomba de fissão teoricamente estabelecida - pelo menos até que mais dados experimentais estivessem disponíveis - a conferência de Berkeley de 1942 tomou uma direção diferente. Edward Teller pressionou pela discussão de uma bomba mais poderosa: a "super", agora geralmente chamada de " bomba de hidrogênio ", que usaria a força explosiva de uma bomba de fissão detonante para iniciar uma reação de fusão nuclear em deutério e trítio . Teller propôs esquema após esquema, mas Bethe recusou cada um. A ideia da fusão foi deixada de lado para se concentrar na produção de bombas de fissão. Teller também levantou a possibilidade especulativa de que uma bomba atômica poderia "incendiar" a atmosfera devido a uma hipotética reação de fusão de núcleos de nitrogênio. Bethe calculou que isso não poderia acontecer, e um relatório de co-autoria de Teller mostrou que "nenhuma cadeia de autopropagação de reações nucleares provavelmente será iniciada". No relato de Serber, Oppenheimer mencionou a possibilidade desse cenário para Arthur Compton , que "não teve o bom senso de calar a boca sobre isso. De alguma forma, entrou em um documento que foi para Washington" e "nunca foi enterrado".

Organização

Distrito de Manhattan

O Chefe dos Engenheiros , Major General Eugene Reybold , selecionou o Coronel James C. Marshall para chefiar a parte do Exército no projeto em junho de 1942. Marshall criou um escritório de ligação em Washington, DC, mas estabeleceu seu quartel-general temporário no 18º andar da 270 Broadway em Nova York, onde poderia contar com o apoio administrativo da Divisão do Atlântico Norte do Corpo de Engenheiros . Ficava perto do escritório de Manhattan da Stone & Webster , a principal empreiteira do projeto, e da Universidade de Columbia. Ele tinha permissão para recorrer ao seu antigo comando, o Distrito de Syracuse, como estado-maior, e começou com o tenente-coronel Kenneth Nichols , que se tornou seu vice.

Organograma do projeto, mostrando as divisões da sede do projeto na parte superior, o distrito de Manhattan no meio e os escritórios de campo na parte inferior
Organograma do Projeto Manhattan, 1º de maio de 1946

Como a maior parte de sua tarefa envolvia construção, Marshall trabalhou em cooperação com o chefe da Divisão de Construção do Corpo de Engenheiros, major-general Thomas M. Robbins , e seu vice, coronel Leslie Groves . Reybold, Somervell e Styer decidiram chamar o projeto de "Desenvolvimento de Materiais Substitutos", mas Groves sentiu que isso chamaria a atenção. Como os distritos de engenheiros normalmente levavam o nome da cidade onde estavam localizados, Marshall e Groves concordaram em nomear a parte do Exército do projeto de Distrito de Manhattan. Isso se tornou oficial em 13 de agosto, quando Reybold emitiu a ordem criando o novo distrito. Informalmente, era conhecido como Manhattan Engineer District, ou MED. Ao contrário de outros distritos, não tinha limites geográficos e Marshall tinha a autoridade de um engenheiro de divisão. Desenvolvimento de Materiais Substitutos permaneceu como o codinome oficial do projeto como um todo, mas foi suplantado com o tempo por "Manhattan".

Mais tarde, Marshall admitiu que "nunca tinha ouvido falar de fissão atômica, mas sabia que você não poderia construir uma usina, muito menos quatro delas por US $ 90 milhões". Uma única fábrica de TNT que Nichols havia construído recentemente na Pensilvânia custou US$ 128 milhões. Tampouco ficaram impressionados com as estimativas da ordem de grandeza mais próxima, que Groves comparou a dizer a um bufê para preparar entre dez e mil convidados. Uma equipe de pesquisa da Stone & Webster já havia pesquisado um local para as fábricas de produção. O War Production Board recomendou locais em torno de Knoxville, Tennessee , uma área isolada onde a Autoridade do Vale do Tennessee poderia fornecer ampla energia elétrica e os rios poderiam fornecer água de resfriamento para os reatores. Depois de examinar vários locais, a equipe de pesquisa selecionou um perto de Elza, Tennessee . Conant aconselhou que fosse adquirido imediatamente e Styer concordou, mas Marshall contemporizou, aguardando os resultados dos experimentos do reator de Conant antes de agir. Dos processos prospectivos, apenas a separação eletromagnética de Lawrence parecia suficientemente avançada para o início da construção.

Marshall e Nichols começaram a reunir os recursos de que precisariam. O primeiro passo foi obter uma classificação de alta prioridade para o projeto. As classificações mais altas foram de AA-1 a AA-4 em ordem decrescente, embora também houvesse uma classificação AAA especial reservada para emergências. As classificações AA -1 e AA-2 eram para armas e equipamentos essenciais ; ele estava disposto a fornecer uma classificação AAA mediante solicitação de materiais críticos, se necessário. Nichols e Marshall ficaram desapontados; O AA-3 tinha a mesma prioridade da fábrica TNT da Nichols na Pensilvânia.

Comitê de Política Militar

Um homem sorridente de terno e outro de uniforme conversam em volta de uma pilha de metal retorcido.
Oppenheimer e Groves nos restos do teste Trinity em setembro de 1945, dois meses após a explosão do teste e logo após o fim da Segunda Guerra Mundial. As galochas brancas evitavam que a precipitação grudasse nas solas dos sapatos.

Vannevar Bush ficou insatisfeito com o fracasso do coronel Marshall em fazer o projeto avançar rapidamente, especificamente o fracasso em adquirir o local do Tennessee, a baixa prioridade atribuída ao projeto pelo Exército e a localização de seu quartel-general na cidade de Nova York. Bush sentiu que uma liderança mais agressiva era necessária e falou com Harvey Bundy e os generais Marshall, Somervell e Styer sobre suas preocupações. Ele queria que o projeto fosse colocado sob um comitê sênior de política, com um oficial de prestígio, de preferência Styer, como diretor geral.

Somervell e Styer selecionaram Groves para o cargo, informando-o em 17 de setembro dessa decisão, e que o general Marshall ordenou que ele fosse promovido a general de brigada, pois achava que o título de "general" teria mais influência entre os cientistas acadêmicos que trabalhavam no Projeto Manhattan. As ordens de Groves o colocaram diretamente sob Somervell em vez de Reybold, com o coronel Marshall agora respondendo a Groves. Groves estabeleceu seu quartel-general em Washington, DC, no quinto andar do New War Department Building , onde o Coronel Marshall tinha seu escritório de ligação. Ele assumiu o comando do Projeto Manhattan em 23 de setembro de 1942. Mais tarde naquele dia, ele participou de uma reunião convocada por Stimson, que estabeleceu um Comitê de Política Militar, responsável pelo Top Policy Group, composto por Bush (com Conant como suplente), Styer e contra-almirante William R. Purnell . Tolman e Conant foram posteriormente nomeados conselheiros científicos de Groves.

Em 19 de setembro, Groves procurou Donald Nelson , o presidente do War Production Board, e pediu ampla autoridade para emitir uma classificação AAA sempre que necessário. Nelson inicialmente recusou, mas rapidamente cedeu quando Groves ameaçou ir ao presidente. Groves prometeu não usar a classificação AAA, a menos que fosse necessário. Logo ficou claro que, para os requisitos de rotina do projeto, a classificação AAA era muito alta, mas a classificação AA-3 era muito baixa. Depois de uma longa campanha, Groves finalmente recebeu a autoridade AA-1 em 1º de julho de 1944. De acordo com Groves, "Em Washington, você percebeu a importância da prioridade máxima. Quase tudo proposto no governo Roosevelt teria prioridade máxima. Isso duraria por cerca de uma semana ou duas e, em seguida, outra coisa teria prioridade máxima".

Um dos primeiros problemas de Groves foi encontrar um diretor para o Projeto Y , o grupo que projetaria e construiria a bomba. A escolha óbvia era um dos três chefes de laboratório, Urey, Lawrence ou Compton, mas eles não podiam ser dispensados. Compton recomendou Oppenheimer, que já estava intimamente familiarizado com os conceitos de design da bomba. No entanto, Oppenheimer tinha pouca experiência administrativa e, ao contrário de Urey, Lawrence e Compton, não ganhou o Prêmio Nobel, que muitos cientistas achavam que o chefe de um laboratório tão importante deveria ter. Também havia preocupações sobre o status de segurança de Oppenheimer, já que muitos de seus associados eram comunistas , incluindo sua esposa, Kitty (Katherine Oppenheimer) ; sua namorada, Jean Tatlock ; e seu irmão, Frank Oppenheimer . Uma longa conversa em um trem em outubro de 1942 convenceu Groves e Nichols de que Oppenheimer entendia perfeitamente as questões envolvidas na criação de um laboratório em uma área remota e deveria ser nomeado seu diretor. Groves renunciou pessoalmente aos requisitos de segurança e emitiu uma autorização para Oppenheimer em 20 de julho de 1943.

Colaboração com o Reino Unido

Os britânicos e americanos trocaram informações nucleares, mas inicialmente não combinaram seus esforços. A Grã-Bretanha rejeitou as tentativas de Bush e Conant em 1941 de fortalecer a cooperação com seu próprio projeto, codinome Tube Alloys , porque relutava em compartilhar sua liderança tecnológica e ajudar os Estados Unidos a desenvolver sua própria bomba atômica. Um cientista americano que trouxe uma carta pessoal de Roosevelt para Churchill oferecendo-se para pagar por toda a pesquisa e desenvolvimento em um projeto anglo-americano foi maltratado e Churchill não respondeu à carta. Como resultado, os Estados Unidos decidiram já em abril de 1942 que, se sua oferta fosse rejeitada, eles deveriam prosseguir sozinhos. Os britânicos, que haviam feito contribuições significativas no início da guerra, não tinham recursos para realizar tal programa de pesquisa enquanto lutavam por sua sobrevivência. Como resultado, a Tube Alloys logo ficou para trás de sua contraparte americana. e em 30 de julho de 1942, Sir John Anderson , o ministro responsável por Tube Alloys, aconselhou Churchill que: "Devemos encarar o fato de que ... [nosso] trabalho pioneiro ... é um recurso cada vez menor e que, a menos que o capitalizemos rapidamente, seremos superados. Agora temos uma contribuição real a dar para uma 'fusão'. Em breve teremos pouco ou nenhum." Naquele mês, Churchill e Roosevelt fizeram um acordo informal e não escrito para colaboração atômica.

Um homem grande de uniforme e um homem magro de óculos, de terno e gravata, estão sentados a uma mesa.
Groves confere com James Chadwick , o chefe da Missão Britânica.

A oportunidade para uma parceria igualitária não existia mais, no entanto, como mostrado em agosto de 1942, quando os britânicos exigiram, sem sucesso, um controle substancial sobre o projeto sem pagar nenhum dos custos. Em 1943, os papéis dos dois países haviam se invertido desde o final de 1941; em janeiro, Conant notificou os britânicos de que não receberiam mais informações atômicas, exceto em certas áreas. Enquanto os britânicos ficaram chocados com a revogação do acordo de Churchill-Roosevelt, o chefe do Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá, C. J. Mackenzie , ficou menos surpreso, escrevendo "Não posso deixar de sentir que o grupo do Reino Unido [over] enfatiza a importância de sua contribuição em comparação com os americanos." Como Conant e Bush disseram aos britânicos, a ordem veio "de cima".

A posição de barganha britânica piorou; os cientistas americanos decidiram que os Estados Unidos não precisavam mais de ajuda externa e queriam impedir que a Grã-Bretanha explorasse as aplicações comerciais da energia atômica no pós-guerra. O comitê apoiou, e Roosevelt concordou em restringir o fluxo de informações ao que a Grã-Bretanha poderia usar durante a guerra - especialmente não o projeto de bombas - mesmo que isso atrasasse o projeto americano. No início de 1943, os britânicos pararam de enviar pesquisas e cientistas para a América e, como resultado, os americanos interromperam todo o compartilhamento de informações. Os britânicos consideraram encerrar o fornecimento de urânio canadense e água pesada para forçar os americanos a compartilhar novamente, mas o Canadá precisava de suprimentos americanos para produzi-los. Eles investigaram a possibilidade de um programa nuclear independente, mas determinaram que não poderia estar pronto a tempo de afetar o resultado da guerra na Europa .

Em março de 1943, Conant decidiu que a ajuda britânica beneficiaria algumas áreas do projeto. James Chadwick e um ou dois outros cientistas britânicos eram importantes o suficiente para que a equipe de projeto de bombas em Los Alamos precisasse deles, apesar do risco de revelar segredos de projeto de armas. Em agosto de 1943, Churchill e Roosevelt negociaram o Acordo de Quebec , que resultou na retomada da cooperação entre cientistas que trabalhavam no mesmo problema. A Grã-Bretanha, no entanto, concordou com restrições aos dados sobre a construção de fábricas de produção em grande escala necessárias para a bomba. O subsequente Acordo de Hyde Park, em setembro de 1944, estendeu essa cooperação ao período pós-guerra. O Acordo de Quebec estabeleceu o Comitê de Política Combinada para coordenar os esforços dos Estados Unidos, Reino Unido e Canadá. Stimson, Bush e Conant serviram como membros americanos do Comitê de Política Combinada, o Marechal de Campo Sir John Dill e o Coronel JJ Llewellin eram os membros britânicos e CD Howe era o membro canadense. Llewellin voltou ao Reino Unido no final de 1943 e foi substituído no comitê por Sir Ronald Ian Campbell , que por sua vez foi substituído pelo embaixador britânico nos Estados Unidos, Lord Halifax , no início de 1945. Sir John Dill morreu em Washington , DC, em novembro de 1944 e foi substituído como Chefe da Missão do Estado-Maior Conjunto Britânico e como membro do Comitê de Política Combinada pelo Marechal de Campo Sir Henry Maitland Wilson .

Quando a cooperação foi retomada após o acordo de Quebec, o progresso e os gastos dos americanos surpreenderam os britânicos. Os Estados Unidos já haviam gasto mais de US$ 1 bilhão (US$ 12 bilhões hoje), enquanto em 1943 o Reino Unido havia gasto cerca de £ 0,5 milhão. Chadwick, portanto, pressionou ao máximo o envolvimento britânico no Projeto Manhattan e abandonou qualquer esperança de um projeto britânico independente durante a guerra. Com o apoio de Churchill, ele tentou garantir que todos os pedidos de assistência de Groves fossem atendidos. A Missão Britânica que chegou aos Estados Unidos em dezembro de 1943 incluía Niels Bohr , Otto Frisch, Klaus Fuchs , Rudolf Peierls e Ernest Titterton . Mais cientistas chegaram no início de 1944. Enquanto aqueles designados para difusão gasosa partiram no outono de 1944, os 35 que trabalhavam sob Oliphant com Lawrence em Berkeley foram designados para grupos de laboratório existentes e a maioria permaneceu até o final da guerra. Os 19 enviados para Los Alamos também se juntaram a grupos existentes, principalmente relacionados à implosão e montagem de bombas, mas não aos relacionados ao plutônio. Parte do Acordo de Quebec especificava que as armas nucleares não seriam usadas contra outro país sem o consentimento mútuo dos EUA e do Reino Unido. Em junho de 1945, Wilson concordou que o uso de armas nucleares contra o Japão seria registrado como uma decisão do Comitê de Política Combinada.

O Combined Policy Committee criou o Combined Development Trust em junho de 1944, com Groves como seu presidente, para adquirir minérios de urânio e tório nos mercados internacionais. O Congo Belga e o Canadá detinham grande parte do urânio do mundo fora da Europa Oriental, e o governo belga no exílio estava em Londres. A Grã-Bretanha concordou em dar aos Estados Unidos a maior parte do minério belga, já que não poderia usar a maior parte do suprimento sem restringir a pesquisa americana. Em 1944, o Trust comprou 3.440.000 libras (1.560.000 kg) de minério de óxido de urânio de empresas que operavam minas no Congo Belga. Para evitar informar o secretário do Tesouro dos EUA, Henry Morgenthau Jr. , sobre o projeto, uma conta especial não sujeita à auditoria e controles usuais foi usada para manter o dinheiro do Trust. Entre 1944 e a época em que renunciou ao Trust em 1947, Groves depositou um total de $ 37,5 milhões na conta do Trust.

Groves apreciou as primeiras pesquisas atômicas britânicas e as contribuições dos cientistas britânicos para o Projeto Manhattan, mas afirmou que os Estados Unidos teriam sucesso sem eles. Ele também disse que Churchill era "o melhor amigo que o projeto da bomba atômica tinha [pois] ele mantinha o interesse de Roosevelt alto ... Ele apenas o estimulava o tempo todo, dizendo-lhe o quão importante ele achava o projeto".

A participação britânica durante a guerra foi crucial para o sucesso do programa independente de armas nucleares do Reino Unido após a guerra, quando a Lei McMahon de 1946 encerrou temporariamente a cooperação nuclear americana.

Locais de projeto

Berkeley, California Inyokern, California Richland, Washington Trail, British Columbia Wendover, Utah Monticello, Utah Uravan, Colorado Los Alamos, New Mexico Alamogordo, New Mexico Ames, Iowa St Louis, Missouri Chicago, Illinois Dana, Indiana Dayton, Ohio Sylacauga, Alabama Morgantown, West Virginia Oak Ridge, Tennessee Chalk River Laboratories Rochester, New York Washington, D.C.Mapa dos Estados Unidos e sul do Canadá com os principais locais de projetos marcados
Uma seleção de locais nos EUA e no Canadá importantes para o Projeto Manhattan. Clique no local para mais informações.

Oak Ridge

Trabalhadores, em sua maioria mulheres, saem de um aglomerado de prédios.  Um outdoor os exorta a "Fazer o CEW COUNT continuar a proteger as informações do projeto!"
Mudança de turno na instalação de enriquecimento de urânio Y-12 na Clinton Engineer Works em Oak Ridge, Tennessee , em 11 de agosto de 1945. Em maio de 1945, 82.000 pessoas estavam empregadas na Clinton Engineer Works. Fotografia do fotógrafo do distrito de Manhattan, Ed Westcott .

Um dia depois de assumir o projeto, Groves pegou um trem para o Tennessee com o coronel Marshall para inspecionar o local proposto e Groves ficou impressionado. Em 29 de setembro de 1942, o subsecretário de Guerra dos Estados Unidos, Robert P. Patterson , autorizou o Corpo de Engenheiros a adquirir 56.000 acres (23.000 ha) de terra por domínio eminente a um custo de $ 3,5 milhões. Um adicional de 3.000 acres (1.200 ha) foi posteriormente adquirido. Cerca de 1.000 famílias foram afetadas pela ordem de condenação, que entrou em vigor no dia 7 de outubro. Protestos, apelações legais e um inquérito do Congresso de 1943 foram inúteis. Em meados de novembro, os US Marshals estavam afixando avisos para desocupar as portas das fazendas, e empreiteiros de construção estavam se mudando. Algumas famílias receberam aviso prévio de duas semanas para desocupar as fazendas que haviam sido seus lares por gerações; outros se estabeleceram lá depois de serem despejados para dar lugar ao Parque Nacional Great Smoky Mountains na década de 1920 ou à represa Norris na década de 1930. O custo final da aquisição de terras na área, que não foi concluída até março de 1945, foi de apenas cerca de $ 2,6 milhões, o que resultou em cerca de $ 47 por acre. Ao receber a Proclamação Pública Número Dois, que declarava Oak Ridge uma área de exclusão total na qual ninguém poderia entrar sem permissão militar, o governador do Tennessee , Prentice Cooper , a rasgou com raiva.

Inicialmente conhecido como Kingston Demolition Range, o local foi oficialmente renomeado como Clinton Engineer Works (CEW) no início de 1943. Enquanto a Stone & Webster se concentrava nas instalações de produção, a empresa de arquitetura e engenharia Skidmore, Owings & Merrill projetou e construiu uma comunidade residencial. por 13.000. A comunidade estava localizada nas encostas de Black Oak Ridge, de onde a nova cidade de Oak Ridge recebeu seu nome. A presença do Exército em Oak Ridge aumentou em agosto de 1943, quando Nichols substituiu Marshall como chefe do Manhattan Engineer District. Uma de suas primeiras tarefas foi mudar a sede do distrito para Oak Ridge, embora o nome do distrito não tenha mudado. Em setembro de 1943, a administração das instalações comunitárias foi terceirizada para a Turner Construction Company por meio de uma subsidiária, a Roane-Anderson Company (para os condados de Roane e Anderson , nos quais Oak Ridge estava localizada). Engenheiros químicos, incluindo William J. (Jenkins) Wilcox Jr. (1923–2013) e Warren Fuchs, fizeram parte de "esforços frenéticos" para produzir urânio 235 enriquecido de 10% a 12%, conhecido como o nome de código "tetróxido de tuballoy", com segurança rígida e aprovações rápidas de suprimentos e materiais. A população de Oak Ridge logo se expandiu muito além dos planos iniciais e atingiu o pico de 75.000 em maio de 1945, quando 82.000 pessoas estavam empregadas na Clinton Engineer Works e 10.000 na Roane-Anderson.

A fotógrafa de belas-artes Josephine Herrick e sua colega Mary Steers ajudaram a documentar o trabalho em Oak Ridge.

Los Alamos

A ideia de localizar o Projeto Y em Oak Ridge foi considerada, mas no final decidiu-se que deveria ser em um local remoto. Por recomendação de Oppenheimer, a busca por um local adequado foi reduzida às proximidades de Albuquerque, Novo México , onde Oppenheimer possuía um rancho. Em outubro de 1942, o major John H. Dudley , do distrito de Manhattan, foi enviado para inspecionar a área. Ele recomendou um local perto de Jemez Springs, Novo México . Em 16 de novembro, Oppenheimer, Groves, Dudley e outros visitaram o local. Oppenheimer temia que os altos penhascos ao redor do local fizessem seu pessoal se sentir claustrofóbico, enquanto os engenheiros estavam preocupados com a possibilidade de inundações. A festa então se mudou para as proximidades da Escola Rancho Los Alamos . Oppenheimer ficou impressionado e expressou forte preferência pelo local, citando sua beleza natural e as vistas das montanhas Sangre de Cristo , que, esperava-se, inspirariam aqueles que trabalhariam no projeto. Os engenheiros estavam preocupados com a má estrada de acesso e se o abastecimento de água seria adequado, mas, fora isso, achavam que era o ideal.

Um grupo de homens em mangas de camisa sentados em cadeiras dobráveis
Físicos em um colóquio patrocinado pelo Distrito de Manhattan no Laboratório de Los Alamos no Super em abril de 1946. Na primeira fila estão Norris Bradbury , John Manley , Enrico Fermi e J. (Jerome) MB Kellogg. Robert Oppenheimer , de casaco escuro, está atrás de Manley; à esquerda de Oppenheimer está Richard Feynman . O oficial do Exército à esquerda é o Coronel Oliver Haywood .

Patterson aprovou a aquisição do local em 25 de novembro de 1942, autorizando $ 440.000 para a compra do local de 54.000 acres (22.000 ha), dos quais 8.900 acres (3.600 ha) já pertenciam ao Governo Federal. O secretário de Agricultura Claude R. Wickard concedeu o uso de cerca de 45.100 acres (18.300 ha) de terras do Serviço Florestal dos Estados Unidos ao Departamento de Guerra "enquanto a necessidade militar continuar". A necessidade de terra, de uma nova estrada e, mais tarde, de um direito de passagem para uma linha de energia de 25 milhas (40 km), acabou levando as compras de terras em tempo de guerra para 45.737 acres (18.509,1 ha), mas apenas $ 414.971 foram gastos. A construção foi contratada para a MM Sundt Company de Tucson, Arizona , com Willard C. Kruger e Associates de Santa Fe, Novo México , como arquiteto e engenheiro. O trabalho começou em dezembro de 1942. Groves inicialmente alocou $ 300.000 para a construção, três vezes a estimativa de Oppenheimer, com uma data de conclusão planejada para 15 de março de 1943. Logo ficou claro que o escopo do Projeto Y era maior do que o esperado e, quando Sundt terminou em Em 30 de novembro de 1943, mais de $ 7 milhões foram gastos.

Mapa do local de Los Alamos, Novo México, 1943-1945

Por ser secreto, Los Alamos era conhecido como "Site Y" ou "the Hill". Certidões de nascimento de bebês nascidos em Los Alamos durante a guerra listavam seu local de nascimento como caixa postal 1663 em Santa Fé. Inicialmente, Los Alamos deveria ter sido um laboratório militar com Oppenheimer e outros pesquisadores comissionados no Exército. Oppenheimer chegou ao ponto de encomendar para si um uniforme de tenente-coronel , mas dois físicos importantes, Robert Bacher e Isidor Rabi , recusaram a ideia. Conant, Groves e Oppenheimer então elaboraram um acordo pelo qual o laboratório seria operado pela Universidade da Califórnia sob contrato com o Departamento de Guerra.

Chicago

Um conselho do Exército-OSRD em 25 de junho de 1942 decidiu construir uma planta piloto para produção de plutônio em Red Gate Woods, a sudoeste de Chicago. Em julho, Nichols conseguiu um arrendamento de 1.025 acres (415 ha) do Cook County Forest Preserve District , e o capitão James F. Grafton (1908-1969) foi nomeado engenheiro da área de Chicago. Logo ficou claro que a escala de operações era grande demais para a área, e decidiu-se construir a fábrica em Oak Ridge e manter uma instalação de pesquisa e testes em Chicago.

Atrasos no estabelecimento da usina em Red Gate Woods levaram Compton a autorizar o Laboratório Metalúrgico a construir o primeiro reator nuclear sob as arquibancadas do Stagg Field na Universidade de Chicago. O reator exigia uma enorme quantidade de blocos de grafite e pastilhas de urânio. Na época, havia uma fonte limitada de urânio puro . Frank Spedding , da Iowa State University , conseguiu produzir apenas duas toneladas curtas de urânio puro. Três toneladas curtas adicionais de urânio metálico foram fornecidas pela Westinghouse Lamp Plant, que foi produzida rapidamente com um processo improvisado. Um grande balão quadrado foi construído pela Goodyear Tire para envolver o reator. Em 2 de dezembro de 1942, uma equipe liderada por Enrico Fermi iniciou a primeira reação em cadeia nuclear autossustentável artificial em um reator experimental conhecido como Chicago Pile-1 . O ponto em que uma reação se torna autossustentável ficou conhecido como "tornar-se crítico". Compton relatou o sucesso a Conant em Washington, DC, por meio de um telefonema codificado, dizendo: "O navegador italiano [Fermi] acaba de pousar no novo mundo."

Em janeiro de 1943, o sucessor de Grafton, Major Arthur V. Peterson , ordenou que o Chicago Pile-1 fosse desmontado e remontado em Red Gate Woods, pois considerava a operação de um reator muito perigosa para uma área densamente povoada. No local de Argonne, Chicago Pile-3 , o primeiro reator de água pesada, tornou-se crítico em 15 de maio de 1944. Após a guerra, as operações que permaneceram em Red Gate mudaram-se para o novo local do Laboratório Nacional de Argonne cerca de 6 milhas (9,7 km ) um jeito.

Hanford

Em dezembro de 1942, havia a preocupação de que até mesmo Oak Ridge estivesse muito perto de um grande centro populacional (Knoxville) no caso improvável de um grande acidente nuclear. Groves recrutou a DuPont em novembro de 1942 para ser a empreiteira principal para a construção do complexo de produção de plutônio. Foi oferecido à DuPont um contrato de custo padrão mais taxa fixa , mas o presidente da empresa, Walter S. Carpenter, Jr. , não queria nenhum tipo de lucro e pediu que o contrato proposto fosse alterado para excluir explicitamente a empresa de adquirir quaisquer direitos de patente. Isso foi aceito, mas, por motivos legais, foi acordado um valor nominal de um dólar. Após a guerra, a DuPont pediu para ser rescindida do contrato antecipadamente e teve que devolver 33 centavos.

Uma grande multidão de trabalhadores mal-humorados em um balcão onde duas mulheres estão escrevendo.  Alguns dos trabalhadores estão usando fotos de identificação em seus chapéus.
Os trabalhadores de Hanford recebem seus contracheques no escritório da Western Union.

A DuPont recomendou que o local fosse localizado longe da instalação de produção de urânio existente em Oak Ridge. Em dezembro de 1942, Groves despachou o coronel Franklin Matthias e os engenheiros da DuPont para explorar locais em potencial. Matthias relatou que Hanford Site perto de Richland, Washington , era "ideal em praticamente todos os aspectos". Ficava isolado e próximo ao rio Columbia , que poderia fornecer água suficiente para resfriar os reatores que produziriam o plutônio. Groves visitou o local em janeiro e estabeleceu a Hanford Engineer Works (HEW), codinome "Site W".

O subsecretário Patterson deu sua aprovação em 9 de fevereiro, alocando $ 5 milhões para a aquisição de 430.000 acres (170.000 ha) de terra na área. O governo federal realocou cerca de 1.500 residentes de White Bluffs e Hanford e assentamentos próximos, bem como os Wanapum e outras tribos que usam a área. Surgiu uma disputa com os agricultores sobre a compensação pelas lavouras, que já haviam sido plantadas antes da aquisição da terra. Onde os horários permitiam, o Exército permitia que as safras fossem colhidas, mas isso nem sempre era possível. O processo de aquisição de terras se arrastou e não foi concluído antes do final do Projeto Manhattan em dezembro de 1946.

A disputa não atrasou o trabalho. Embora o progresso no projeto do reator no Laboratório Metalúrgico e na DuPont não fosse suficientemente avançado para prever com precisão o escopo do projeto, um início foi feito em abril de 1943 em instalações para cerca de 25.000 trabalhadores, metade dos quais esperava-se que vivesse no local. Em julho de 1944, cerca de 1.200 edifícios haviam sido erguidos e quase 51.000 pessoas viviam no campo de construção. Como engenheiro de área, Matthias exercia o controle geral do local. No auge, o campo de construção era a terceira cidade mais populosa do estado de Washington. Hanford operava uma frota de mais de 900 ônibus, mais do que a cidade de Chicago. Como Los Alamos e Oak Ridge, Richland era um condomínio fechado com acesso restrito, mas parecia mais uma típica cidade em expansão americana em tempos de guerra: o perfil militar era mais baixo e os elementos de segurança física, como cercas altas, torres e cães de guarda, eram menos evidentes.

sites canadenses

Columbia Britânica

A Cominco produzia hidrogênio eletrolítico em Trail, British Columbia , desde 1930. Urey sugeriu em 1941 que poderia produzir água pesada. À usina existente de US$ 10 milhões, composta por 3.215 células que consomem 75 MW de energia hidrelétrica, células de eletrólise secundária foram adicionadas para aumentar a concentração de deutério na água de 2,3% para 99,8%. Para esse processo, Hugh Taylor , de Princeton, desenvolveu um catalisador de platina sobre carbono para os três primeiros estágios, enquanto Urey desenvolveu um de níquel- cromia para a torre do quarto estágio. O custo final foi de US$ 2,8 milhões. O governo canadense não soube oficialmente do projeto até agosto de 1942. A produção de água pesada de Trail começou em janeiro de 1944 e continuou até 1956. A água pesada de Trail foi usada para Chicago Pile 3 , o primeiro reator usando água pesada e urânio natural, que foi crítica em 15 de maio de 1944.

Ontário

O local de Chalk River, Ontário , foi estabelecido para realojar o esforço dos Aliados no Laboratório de Montreal, longe de uma área urbana. Uma nova comunidade foi construída em Deep River, Ontário , para fornecer residências e instalações para os membros da equipe. O local foi escolhido por sua proximidade com a área de fabricação industrial de Ontário e Quebec, e proximidade com uma estação ferroviária adjacente a uma grande base militar, Camp Petawawa . Localizado no rio Ottawa, tinha acesso a água abundante. O primeiro diretor do novo laboratório foi Hans von Halban . Ele foi substituído por John Cockcroft em maio de 1944, que por sua vez foi sucedido por Bennett Lewis em setembro de 1946. Um reator piloto conhecido como ZEEP (pilha experimental de energia zero) tornou-se o primeiro reator canadense e o primeiro a ser concluído fora dos Estados Unidos. Estados Unidos, quando se tornou crítico em setembro de 1945, o ZEEP permaneceu em uso pelos pesquisadores até 1970. Um reator NRX de 10 MW maior , que foi projetado durante a guerra, foi concluído e tornou-se crítico em julho de 1947.

Territórios do Noroeste

A mina Eldorado em Port Radium era uma fonte de minério de urânio.

Locais de água pesada

Embora os projetos preferidos da DuPont para os reatores nucleares fossem resfriados com hélio e usassem grafite como moderador, a DuPont ainda expressou interesse em usar água pesada como backup, caso o projeto do reator de grafite se mostrasse inviável por algum motivo. Para tanto, estimou-se que seriam necessárias 3 toneladas curtas (2,7 t) de água pesada por mês. O Projeto P-9 era o codinome do governo para o programa de produção de água pesada. Como a fábrica em Trail, então em construção, podia produzir 0,5 toneladas curtas (0,45 t) por mês, era necessária capacidade adicional. Groves, portanto, autorizou a DuPont a estabelecer instalações de água pesada em Morgantown Ordnance Works, perto de Morgantown, West Virginia ; no Wabash River Ordnance Works , perto de Dana e Newport, Indiana ; e no Alabama Ordnance Works , perto de Childersburg e Sylacauga, Alabama . Embora conhecidos como Ordnance Works e pagos sob contratos do Departamento de Artilharia , eles foram construídos e operados pelo Corpo de Engenheiros do Exército. As fábricas americanas usavam um processo diferente do da Trail; a água pesada foi extraída por destilação, aproveitando o ponto de ebulição ligeiramente mais alto da água pesada.

Urânio

Minério

A maior parte do urânio usado no Projeto Manhattan veio da mina Shinkolobwe no Congo Belga .

A principal matéria-prima do projeto foi o urânio, que foi usado como combustível para os reatores, como alimentação que se transformou em plutônio e, em sua forma enriquecida, na própria bomba atômica. Havia quatro grandes depósitos conhecidos de urânio em 1940: no Colorado, no norte do Canadá, em Joachimsthal na Tchecoslováquia e no Congo Belga . Todos, exceto Joachimstal, estavam nas mãos dos Aliados. Uma pesquisa de novembro de 1942 determinou que quantidades suficientes de urânio estavam disponíveis para atender aos requisitos do projeto. Nichols combinou com o Departamento de Estado os controles de exportação a serem colocados no óxido de urânio e negociou a compra de 1.200 toneladas curtas (1.100 t) de minério de urânio do Congo Belga que estava sendo armazenado em um depósito em Staten Island e os estoques restantes de minério extraído armazenado no Congo. Ele negociou com a Eldorado Gold Mines a compra de minério de sua refinaria em Port Hope, Ontário, e seu embarque em lotes de 100 toneladas. O governo canadense posteriormente comprou as ações da empresa até adquirir o controle acionário.

Embora essas compras garantissem um suprimento suficiente para atender às necessidades de guerra, os líderes americanos e britânicos concluíram que era do interesse de seus países obter o controle do máximo possível dos depósitos de urânio do mundo. A fonte mais rica de minério era a mina Shinkolobwe no Congo Belga, mas foi inundada e fechada. Nichols tentou, sem sucesso, negociar sua reabertura e a venda de toda a produção futura para os Estados Unidos com Edgar Sengier , diretor da empresa proprietária da mina, a Union Minière du Haut-Katanga . O assunto foi então tratado pelo Comitê de Política Combinada. Como 30% das ações da Union Minière eram controladas por interesses britânicos, os britânicos assumiram a liderança nas negociações. Sir John Anderson e o embaixador John Winant fecharam um acordo com Sengier e o governo belga em maio de 1944 para que a mina fosse reaberta e 1.720 toneladas curtas (1.560 t) de minério fossem compradas a $ 1,45 a libra. Para evitar a dependência dos britânicos e canadenses para o minério, Groves também conseguiu a compra do estoque da US Vanadium Corporation em Uravan, Colorado . A mineração de urânio no Colorado rendeu cerca de 800 toneladas curtas (730 t) de minério.

A Mallinckrodt Incorporated em St. Louis, Missouri, pegou o minério bruto e o dissolveu em ácido nítrico para produzir nitrato de uranila . O éter foi então adicionado em um processo de extração líquido-líquido para separar as impurezas do nitrato de uranila. Este foi então aquecido para formar trióxido de urânio , que foi reduzido a dióxido de urânio altamente puro . Em julho de 1942, Mallinckrodt estava produzindo uma tonelada de óxido altamente puro por dia, mas transformar isso em urânio metálico inicialmente provou ser mais difícil para os empreiteiros Westinghouse e Metal Hydrides. A produção era muito lenta e a qualidade era inaceitavelmente baixa. Uma filial especial do Laboratório Metalúrgico foi estabelecida no Iowa State College em Ames, Iowa , sob Frank Spedding para investigar alternativas. Isso ficou conhecido como Projeto Ames , e seu processo Ames tornou-se disponível em 1943.

Separação de isótopos

O urânio natural consiste em 99,3% de urânio-238 e 0,7% de urânio-235, mas apenas o último é físsil . O urânio-235 quimicamente idêntico deve ser fisicamente separado do isótopo mais abundante. Vários métodos foram considerados para enriquecimento de urânio , a maioria dos quais foi realizada em Oak Ridge.

A tecnologia mais óbvia, a centrífuga, falhou, mas as tecnologias de separação eletromagnética, difusão gasosa e difusão térmica tiveram sucesso e contribuíram para o projeto. Em fevereiro de 1943, Groves teve a ideia de usar a produção de algumas fábricas como insumo para outras.

Mapa de contorno da área de Oak Ridge.  Há um rio ao sul, enquanto o município fica ao norte.
Oak Ridge hospedou várias tecnologias de separação de urânio. A planta de separação eletromagnética Y-12 está no canto superior direito. As usinas de difusão gasosa K-25 e K-27 estão no canto inferior esquerdo, perto da usina de difusão térmica S-50. O X-10 era para a produção de plutônio.

centrífugas

O processo de centrifugação foi considerado o único método de separação promissor em abril de 1942. Jesse Beams desenvolveu esse processo na Universidade da Virgínia durante a década de 1930, mas encontrou dificuldades técnicas. O processo exigia altas velocidades de rotação, mas em certas velocidades desenvolviam-se vibrações harmônicas que ameaçavam destruir o maquinário. Portanto, era necessário acelerar rapidamente nessas velocidades. Em 1941 ele começou a trabalhar com hexafluoreto de urânio , o único composto gasoso de urânio conhecido, e conseguiu separar o urânio-235. Em Columbia, Urey fez Karl P. Cohen investigar o processo, e ele produziu um corpo de teoria matemática tornando possível projetar uma unidade de separação centrífuga, que Westinghouse se comprometeu a construir.

Ampliar isso para uma planta de produção apresentou um desafio técnico formidável. Urey e Cohen estimaram que a produção de um quilograma (2,2 lb) de urânio-235 por dia exigiria até 50.000 centrífugas com rotores de 1 metro (3 pés 3 pol.) Ou 10.000 centrífugas com rotores de 4 metros (13 pés), assumindo que rotores de 4 metros poderiam ser construídos. A perspectiva de manter tantos rotores operando continuamente em alta velocidade parecia assustadora e, quando Beams executou seu aparato experimental, obteve apenas 60% do rendimento previsto, indicando que mais centrífugas seriam necessárias. Beams, Urey e Cohen começaram a trabalhar em uma série de melhorias que prometiam aumentar a eficiência do processo. No entanto, falhas frequentes de motores, eixos e rolamentos em altas velocidades atrasaram os trabalhos na planta piloto. Em novembro de 1942, o processo de centrifugação foi abandonado pelo Comitê de Política Militar seguindo uma recomendação de Conant, Nichols e August C. Klein da Stone & Webster.

Embora o método da centrífuga tenha sido abandonado pelo Projeto Manhattan, a pesquisa sobre ele avançou significativamente após a guerra com a introdução da centrífuga tipo Zippe , que foi desenvolvida na União Soviética por engenheiros soviéticos e alemães capturados. Eventualmente, tornou-se o método preferido de separação de isótopos de urânio, sendo muito mais econômico do que os outros métodos de separação usados ​​durante a Segunda Guerra Mundial.

Separação eletromagnética

A separação de isótopos eletromagnéticos foi desenvolvida por Lawrence no Laboratório de Radiação da Universidade da Califórnia. Este método empregava dispositivos conhecidos como calutrons , um híbrido do espectrômetro de massa padrão de laboratório e o ímã ciclotron. O nome foi derivado das palavras Califórnia , universidade e ciclotron . No processo eletromagnético, um campo magnético desvia as partículas carregadas de acordo com a massa. O processo não era cientificamente elegante nem industrialmente eficiente. Em comparação com uma usina de difusão gasosa ou um reator nuclear, uma usina de separação eletromagnética consumiria materiais mais escassos, exigiria mais mão de obra para operar e custaria mais para ser construída. No entanto, o processo foi aprovado porque era baseado em tecnologia comprovada e, portanto, representava menos riscos. Além disso, poderia ser construído em etapas e atingir rapidamente a capacidade industrial.

Uma grande estrutura oval
Hipódromo Alpha I no Y-12

Marshall e Nichols descobriram que o processo de separação de isótopos eletromagnéticos exigiria 5.000 toneladas curtas (4.500 toneladas) de cobre, que estava em falta desesperadamente. No entanto, a prata pode ser substituída, na proporção de 11:10. Em 3 de agosto de 1942, Nichols se reuniu com o subsecretário do Tesouro Daniel W. Bell e pediu a transferência de 6.000 toneladas de barras de prata do West Point Bullion Depository . "Jovem", Bell disse a ele, "você pode pensar em prata em toneladas, mas o Tesouro sempre pensará em prata em onças troy !" Em última análise, 14.700 toneladas curtas (13.300 toneladas; 430.000.000 onças troy) foram usadas.

As barras de prata de 1.000 onças troy (31 kg) foram fundidas em tarugos cilíndricos e levadas para Phelps Dodge em Bayway, Nova Jersey, onde foram extrudadas em tiras de 0,625 polegadas (15,9 mm) de espessura, 3 polegadas (76 mm) de largura e 40 pés (12 m) de comprimento. Estes foram enrolados em bobinas magnéticas por Allis-Chalmers em Milwaukee, Wisconsin. Depois da guerra, todo o maquinário foi desmontado e limpo e as tábuas do assoalho sob o maquinário foram arrancadas e queimadas para recuperar quantidades mínimas de prata. No final, apenas 1/3.600.000 foi perdido. A última prata foi devolvida em maio de 1970.

A responsabilidade pelo projeto e construção da planta de separação eletromagnética, que veio a ser chamada de Y-12 , foi atribuída à Stone & Webster pelo Comitê S-1 em junho de 1942. O projeto exigia cinco unidades de processamento de primeiro estágio, conhecidas como Pistas alfa e duas unidades para processamento final, conhecidas como pistas Beta. Em setembro de 1943, Groves autorizou a construção de mais quatro pistas de corrida, conhecidas como Alpha II. A construção começou em fevereiro de 1943.

Quando a planta foi iniciada para testes dentro do cronograma em outubro, os tanques de vácuo de 14 toneladas se desalinharam por causa do poder dos ímãs e tiveram que ser presos com mais segurança. Um problema mais sério surgiu quando as bobinas magnéticas começaram a entrar em curto. Em dezembro, Groves ordenou que um ímã fosse aberto e punhados de ferrugem foram encontrados dentro. Groves então ordenou que as pistas fossem demolidas e os ímãs enviados de volta à fábrica para serem limpos. Uma planta de decapagem foi estabelecida no local para limpar os tubos e conexões. O segundo Alpha I não estava operacional até o final de janeiro de 1944, o primeiro Beta e o primeiro e terceiro Alpha I entraram em operação em março e o quarto Alpha I estava operacional em abril. As quatro pistas Alpha II foram concluídas entre julho e outubro de 1944.

Um longo corredor com muitos consoles com mostradores e interruptores, atendidos por mulheres sentadas em banquetas altas
Calutron Girls eram mulheres jovens que monitoravam os painéis de controle calutron no Y-12. Gladys Owens, sentada em primeiro plano, não sabia no que estava envolvida.

Tennessee Eastman foi contratado para gerenciar o Y-12 com base no custo normal mais taxa fixa, com uma taxa de $ 22.500 por mês mais $ 7.500 por pista para as primeiras sete pistas e $ 4.000 por pista adicional. Os calutrons foram inicialmente operados por cientistas de Berkeley para remover bugs e atingir uma taxa de operação razoável. Eles foram então entregues a operadores treinados do Tennessee Eastman que tinham apenas o ensino médio. Nichols comparou os dados de produção da unidade e apontou para Lawrence que as jovens operadoras " caipiras ", conhecidas como Calutron Girls , estavam superando seus PhDs. Eles concordaram com uma corrida de produção e Lawrence perdeu, um impulso moral para os trabalhadores e supervisores da Tennessee Eastman. As meninas foram "treinadas como soldados para não raciocinar por quê", enquanto "os cientistas não podiam abster-se de investigações demoradas sobre a causa de até mesmo pequenas flutuações dos mostradores".

O Y-12 inicialmente enriqueceu o teor de urânio-235 entre 13% e 15% e despachou as primeiras centenas de gramas para Los Alamos em março de 1944. Apenas 1 parte em 5.825 da alimentação de urânio emergiu como produto final. Muito do resto foi espalhado sobre o equipamento no processo. Extenuantes esforços de recuperação ajudaram a aumentar a produção para 10% da alimentação de urânio-235 em janeiro de 1945. Em fevereiro, as pistas de corrida de Alpha começaram a receber alimentação ligeiramente enriquecida (1,4%) da nova usina de difusão térmica S-50. No mês seguinte, recebeu alimentação aprimorada (5%) da planta de difusão gasosa K-25. Em agosto, o K-25 estava produzindo urânio suficientemente enriquecido para alimentar diretamente os trilhos Beta.

difusão gasosa

O método mais promissor, mas também o mais desafiador, de separação de isótopos foi a difusão gasosa. A lei de Graham afirma que a taxa de efusão de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molecular , portanto, em uma caixa contendo uma membrana semipermeável e 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 um pouco enriquecido nas moléculas mais leves, enquanto o gás residual é um pouco esgotado. A ideia era que essas caixas pudessem ser formadas em uma cascata de bombas e membranas, com cada estágio sucessivo contendo uma mistura um pouco mais enriquecida. A pesquisa sobre o processo foi realizada na Universidade de Columbia por um grupo que incluía Harold Urey, Karl P. Cohen e John R. Dunning .

Vista aérea oblíqua de um enorme edifício em forma de U
Planta Oak Ridge K-25

Em novembro de 1942, o Comitê de Política Militar aprovou a construção de uma usina de difusão gasosa de 600 estágios. Em 14 de dezembro, a MW Kellogg aceitou uma oferta para construir a usina, que recebeu o codinome K-25. Um contrato de custo mais taxa fixa foi negociado, totalizando $ 2,5 milhões. Uma entidade corporativa separada chamada Kellex foi criada para o projeto, chefiada por Percival C. Keith, um dos vice-presidentes da Kellogg. O processo enfrentou formidáveis ​​dificuldades técnicas. O gás altamente corrosivo hexafluoreto de urânio teria que ser usado, já que nenhum substituto poderia ser encontrado, e os motores e bombas teriam que ser estanques a vácuo e encerrados em gás inerte. O maior problema era o desenho da barreira, que teria de ser forte, porosa e resistente à corrosão por hexafluoreto de urânio. A melhor escolha para isso parecia ser o níquel. Edward Adler e Edward Norris criaram uma barreira de malha de níquel galvanizado. Uma planta piloto de seis estágios foi construída em Columbia para testar o processo, mas o protótipo Norris-Adler provou ser muito frágil. Uma barreira rival foi desenvolvida a partir de níquel em pó pela Kellex, Bell Telephone Laboratories e Bakelite Corporation. Em janeiro de 1944, Groves ordenou a produção da barreira Kellex.

O projeto de Kellex para o K-25 exigia uma estrutura em forma de U de quatro andares e 0,5 milhas (0,80 km) de comprimento contendo 54 edifícios contíguos. Estes foram divididos em nove seções. Dentro delas havia células de seis estágios. As células podem ser operadas independentemente ou consecutivamente dentro de uma seção. Da mesma forma, as seções podem ser operadas separadamente ou como parte de uma única cascata. Um grupo de pesquisa iniciou a construção marcando o local de 500 acres (2,0 km 2 ) em maio de 1943. O trabalho no edifício principal começou em outubro de 1943 e a planta piloto de seis estágios estava pronta para operação em 17 de abril de 1944. Em 1945 Groves cancelou os estágios superiores da planta, instruindo Kellex a projetar e construir uma unidade de alimentação lateral de 540 estágios, que ficou conhecida como K-27. Kellex transferiu a última unidade para a empreiteira operacional, Union Carbide and Carbon, em 11 de setembro de 1945. O custo total, incluindo a planta K-27 concluída após a guerra, chegou a $ 480 milhões.

A planta de produção começou a operar em fevereiro de 1945 e, à medida que cascata após cascata entrava em operação, a qualidade do produto aumentava. Em abril de 1945, o K-25 atingiu um enriquecimento de 1,1% e a produção da usina de difusão térmica S-50 começou a ser usada como alimentação. Alguns produtos produzidos no mês seguinte atingiram quase 7% de enriquecimento. Em agosto, entrou em operação a última das 2.892 etapas. O K-25 e o K-27 alcançaram todo o seu potencial no início do período pós-guerra, quando eclipsaram as outras plantas de produção e se tornaram os protótipos de uma nova geração de plantas.

Difusão térmica

O processo de difusão térmica foi baseado na teoria de Sydney Chapman e David Enskog , que explicava que quando um gás misturado passa por um gradiente de temperatura, o mais pesado tende a se concentrar na extremidade fria e o mais leve na extremidade quente. Como os gases quentes tendem a subir e os frios tendem a cair, isso pode ser usado como meio de separação de isótopos. Este processo foi demonstrado pela primeira vez por Klaus Clusius e Gerhard Dickel na Alemanha em 1938. Foi desenvolvido por cientistas da Marinha dos Estados Unidos, mas não foi uma das tecnologias de enriquecimento inicialmente selecionadas para uso no Projeto Manhattan. Isso ocorreu principalmente devido a dúvidas sobre sua viabilidade técnica, mas a rivalidade entre as Forças Armadas entre o Exército e a Marinha também desempenhou um papel importante.

Uma fábrica com três chaminés fumegantes na curva de um rio, vista de cima
A planta S-50 é o prédio escuro no canto superior esquerdo atrás da casa de força de Oak Ridge (com chaminés).

O Laboratório de Pesquisa Naval continuou a pesquisa sob a direção de Philip Abelson, mas houve pouco contato com o Projeto Manhattan até abril de 1944, quando o capitão William S. Parsons , oficial da marinha encarregado do desenvolvimento de munições em Los Alamos, trouxe a Oppenheimer notícias de um progresso encorajador. nos experimentos da Marinha sobre difusão térmica. Oppenheimer escreveu a Groves sugerindo que a saída de uma usina de difusão térmica poderia ser alimentada no Y-12. Groves criou um comitê composto por Warren K. Lewis , Eger Murphree e Richard Tolman para investigar a ideia, e eles estimaram que uma usina de difusão térmica custando $ 3,5 milhões poderia enriquecer 50 quilos (110 lb) de urânio por semana para quase 0,9% de urânio. -235. Groves aprovou sua construção em 24 de junho de 1944.

Groves contratou a HK Ferguson Company de Cleveland , Ohio, para construir a usina de difusão térmica, designada S-50. Os conselheiros de Groves, Karl Cohen e WI Thompson, da Standard Oil , estimaram que levaria seis meses para ser construído. Groves deu a Ferguson apenas quatro. Os planos previam a instalação de 2.142 colunas de difusão de 15 m de altura, dispostas em 21 racks. Dentro de cada coluna havia três tubos concêntricos. O vapor, obtido da usina K-25 próxima a uma pressão de 100 libras por polegada quadrada (690 kPa) e temperatura de 545 ° F (285 ° C), fluiu para baixo através do tubo de níquel de 1,25 polegada (32 mm) mais interno, enquanto a água a 155 ° F (68 ° C) fluía para cima através do tubo de ferro mais externo. O hexafluoreto de urânio fluiu no tubo de cobre do meio, e a separação isotópica do urânio ocorreu entre os tubos de níquel e cobre.

O trabalho começou em 9 de julho de 1944 e o S-50 começou a operar parcialmente em setembro. Ferguson operava a fábrica por meio de uma subsidiária conhecida como Fercleve. A planta produziu apenas 10,5 libras (4,8 kg) de 0,852% de urânio-235 em outubro. Vazamentos limitaram a produção e paralisações forçadas nos meses seguintes, mas em junho de 1945 produziu 12.730 libras (5.770 kg). Em março de 1945, todas as 21 estantes de produção estavam operando. Inicialmente, a saída do S-50 foi alimentada no Y-12, mas a partir de março de 1945 todos os três processos de enriquecimento foram executados em série. S-50 tornou-se o primeiro estágio, enriquecendo de 0,71% para 0,89%. Este material foi alimentado no processo de difusão gasosa na planta K-25, que produziu um produto enriquecido em cerca de 23%. Isso foi, por sua vez, alimentado no Y-12, que o impulsionou para cerca de 89%, o suficiente para armas nucleares.

Produção agregada de U-235

Cerca de 50 kg (110 lb) de urânio enriquecido a 89% de urânio-235 foram entregues a Los Alamos em julho de 1945. Os 50 kg inteiros, juntamente com cerca de 50% de enriquecimento, com média de cerca de 85% de enriquecimento, foram usados ​​em Little Rapaz .

Plutônio

A segunda linha de desenvolvimento perseguida pelo Projeto Manhattan utilizou o elemento físsil plutônio. Embora existam pequenas quantidades de plutônio na natureza, a melhor forma de obter grandes quantidades do elemento é em um reator nuclear, no qual o urânio natural é bombardeado por nêutrons. O urânio-238 é transmutado em urânio-239 , que decai rapidamente, primeiro em neptúnio-239 e depois em plutônio-239 . Apenas uma pequena quantidade do urânio-238 será transformada, de modo que o plutônio deve ser quimicamente separado do urânio restante, de quaisquer impurezas iniciais e dos produtos da fissão .

Reator de Grafite X-10

Dois trabalhadores em uma plataforma móvel semelhante à usada pelos lavadores de janelas enfiam uma haste em um dos muitos pequenos orifícios na parede à sua frente.
Trabalhadores carregam balas de urânio no Reator de Grafite X-10.

Em março de 1943, a DuPont iniciou a construção de uma usina de plutônio em um local de 112 acres (0,5 km 2 ) em Oak Ridge. Destinado a ser uma planta piloto para as instalações de produção maiores em Hanford, incluía o Reator de Grafite X-10 refrigerado a ar , uma planta de separação química e instalações de apoio. Por causa da decisão subsequente de construir reatores resfriados a água em Hanford, apenas a planta de separação química operou como um verdadeiro piloto. O reator de grafite X-10 consistia em um enorme bloco de grafite, com 24 pés (7,3 m) de comprimento de cada lado, pesando cerca de 1.500 toneladas curtas (1.400 t), cercado por 7 pés (2,1 m) de concreto de alta densidade como um escudo de radiação.

A maior dificuldade foi encontrada com as balas de urânio produzidas por Mallinckrodt e Metal Hydrides. De alguma forma, eles tiveram que ser revestidos de alumínio para evitar a corrosão e a fuga de produtos de fissão para o sistema de resfriamento. A Grasselli Chemical Company tentou desenvolver um processo de imersão a quente sem sucesso. Enquanto isso, a Alcoa experimentou o enlatamento. Um novo processo de soldagem sem fluxo foi desenvolvido e 97% das latas passaram no teste de vácuo padrão, mas os testes de alta temperatura indicaram uma taxa de falha de mais de 50%. No entanto, a produção começou em junho de 1943. O Laboratório Metalúrgico acabou desenvolvendo uma técnica de soldagem aprimorada com a ajuda da General Electric , que foi incorporada ao processo de produção em outubro de 1943.

Observado por Fermi e Compton, o reator de grafite X-10 tornou-se crítico em 4 de novembro de 1943 com cerca de 30 toneladas curtas (27 t) de urânio. Uma semana depois, a carga foi aumentada para 36 toneladas curtas (33 t), elevando sua geração de energia para 500 kW e, no final do mês, os primeiros 500 mg de plutônio foram criados. As modificações ao longo do tempo elevaram a potência para 4.000 kW em julho de 1944. O X-10 operou como uma fábrica de produção até janeiro de 1945, quando foi entregue às atividades de pesquisa.

reatores de Hanford

Embora um projeto refrigerado a ar tenha sido escolhido para o reator em Oak Ridge para facilitar a construção rápida, reconheceu-se que isso seria impraticável para os reatores de produção muito maiores. Os projetos iniciais do Laboratório Metalúrgico e da DuPont usavam hélio para resfriamento, antes de determinarem que um reator resfriado a água seria mais simples, mais barato e mais rápido de construir. O projeto não ficou disponível até 4 de outubro de 1943; nesse ínterim, Matthias concentrou-se em melhorar o local de Hanford erguendo acomodações, melhorando as estradas, construindo uma linha de comutação ferroviária e atualizando as linhas de eletricidade, água e telefone.

Uma vista aérea do local do Reator B de Hanford em junho de 1944. No centro está o prédio do reator.  Pequenos caminhões pontilham a paisagem e dão uma sensação de escala.  Duas grandes torres de água pairam sobre a planta.
Vista aérea do local do Hanford B-Reactor , junho de 1944

Como em Oak Ridge, a maior dificuldade foi encontrada durante o enlatamento das balas de urânio, que começou em Hanford em março de 1944. Eles foram decapados para remover sujeira e impurezas, mergulhados em bronze fundido, estanho e liga de alumínio-silício , enlatados usando prensas hidráulicas , e então tampado usando soldagem a arco sob uma atmosfera de argônio. Por fim, foram submetidos a uma série de testes para detectar furos ou soldas defeituosas. Infelizmente, a maioria das balas enlatadas inicialmente falhou nos testes, resultando em uma produção de apenas um punhado de lesmas enlatadas por dia. Mas um progresso constante foi feito e, em junho de 1944, a produção aumentou a ponto de parecer que suficientes balas enlatadas estariam disponíveis para iniciar o Reator B dentro do cronograma em agosto de 1944.

O trabalho começou no Reator B, o primeiro dos seis reatores planejados de 250 MW, em 10 de outubro de 1943. Os complexos de reatores receberam designações de letras de A a F, com locais B, D e F escolhidos para serem desenvolvidos primeiro, pois isso maximizava a distância entre os reatores. Eles seriam os únicos construídos durante o Projeto Manhattan. Cerca de 390 toneladas curtas (350 t) de aço, 17.400 jardas cúbicas (13.300 m 3 ) de concreto, 50.000 blocos de concreto e 71.000 tijolos de concreto foram usados ​​para construir o edifício de 37 m (120 pés) de altura.

A construção do próprio reator começou em fevereiro de 1944. Observado por Compton, Matthias, Crawford Greenewalt da DuPont , Leona Woods e Fermi, que inseriram a primeira bala, o reator foi ligado a partir de 13 de setembro de 1944. Nos dias seguintes, 838 tubos foram carregados e o reator ficou crítico. Pouco depois da meia-noite de 27 de setembro, os operadores começaram a retirar as hastes de controle para iniciar a produção. A princípio tudo parecia bem, mas por volta das 03:00 o nível de energia começou a cair e às 06:30 o reator foi desligado completamente. A água de resfriamento foi investigada para verificar se havia vazamento ou contaminação. No dia seguinte, o reator começou a funcionar novamente, apenas para desligar mais uma vez.

Fermi contatou Chien-Shiung Wu , que identificou a causa do problema como envenenamento por nêutrons do xenônio-135 , que tem meia-vida de 9,2 horas. Fermi, Woods, Donald J. Hughes e John Archibald Wheeler então calcularam a seção de choque nuclear do xenônio-135, que acabou sendo 30.000 vezes a do urânio. O engenheiro da DuPont, George Graves, desviou-se do projeto original do Laboratório Metalúrgico, no qual o reator tinha 1.500 tubos dispostos em círculo, e adicionou 504 tubos adicionais para preencher os cantos. Os cientistas originalmente consideraram essa superengenharia uma perda de tempo e dinheiro, mas Fermi percebeu que ao carregar todos os 2.004 tubos, o reator poderia atingir o nível de potência necessário e produzir plutônio com eficiência. O Reator D foi iniciado em 17 de dezembro de 1944 e o Reator F em 25 de fevereiro de 1945.

processo de separação

Um mapa de contorno mostrando a bifurcação dos rios Columbia e Yakima e o limite da terra, com sete pequenos quadrados vermelhos marcados nele
Mapa do site Hanford. As ferrovias flanqueiam as usinas ao norte e ao sul. Os reatores são os três quadrados vermelhos mais ao norte, ao longo do rio Columbia. As plantas de separação são os dois quadrados vermelhos inferiores do agrupamento ao sul dos reatores. O quadrado vermelho inferior é a área de 300.

Enquanto isso, os químicos consideraram o problema de como o plutônio poderia ser separado do urânio quando suas propriedades químicas não eram conhecidas. Trabalhando com quantidades mínimas de plutônio disponíveis no Laboratório Metalúrgico em 1942, uma equipe de Charles M. Cooper desenvolveu um processo de fluoreto de lantânio para separar urânio e plutônio, que foi escolhido para a planta piloto de separação. Um segundo processo de separação, o processo de fosfato de bismuto , foi posteriormente desenvolvido por Seaborg e Stanly G. Thomson. Esse processo funcionou alternando o plutônio entre seus estados de oxidação +4 e +6 em soluções de fosfato de bismuto. No primeiro estado, o plutônio foi precipitado; neste último, ficou em solução e os demais produtos precipitaram.

Greenewalt favoreceu o processo de fosfato de bismuto devido à natureza corrosiva do fluoreto de lantânio, e foi selecionado para as plantas de separação de Hanford. Assim que o X-10 começou a produzir plutônio, a planta piloto de separação foi testada. O primeiro lote foi processado com 40% de eficiência, mas nos meses seguintes aumentou para 90%.

Em Hanford, a prioridade máxima foi inicialmente dada às instalações na área 300. Isso continha edifícios para testar materiais, preparar urânio e montar e calibrar instrumentação. Um dos prédios abrigava o equipamento de enlatamento das balas de urânio, enquanto outro continha um pequeno reator de teste. Apesar da alta prioridade atribuída a ele, o trabalho na área 300 atrasou devido à natureza única e complexa das instalações da área 300 e à escassez de mão-de-obra e materiais durante a guerra.

Os primeiros planos previam a construção de duas usinas de separação em cada uma das áreas conhecidas como 200-West e 200-East. Isso foi posteriormente reduzido para duas, as plantas T e U, em 200-Oeste e uma, a planta B, em 200-Leste. Cada planta de separação consistia em quatro edifícios: um edifício de célula de processo ou "canyon" (conhecido como 221), um edifício de concentração (224), um edifício de purificação (231) e uma loja de revistas (213). Os desfiladeiros tinham cada um 800 pés (240 m) de comprimento e 65 pés (20 m) de largura. Cada um consistia em quarenta células de 17,7 por 13 por 20 pés (5,4 por 4,0 por 6,1 m).

O trabalho começou em 221-T e 221-U em janeiro de 1944, com o primeiro concluído em setembro e o segundo em dezembro. O edifício 221-B foi seguido em março de 1945. Devido aos altos níveis de radioatividade envolvidos, todo o trabalho nas usinas de separação tinha que ser conduzido por controle remoto usando um circuito fechado de televisão, algo inédito em 1943. A manutenção era realizada com o auxílio de uma ponte rolante e ferramentas especialmente projetadas. Os 224 edifícios eram menores porque tinham menos material para processar e eram menos radioativos. Os edifícios 224-T e 224-U foram concluídos em 8 de outubro de 1944, e o 224-B seguiu em 10 de fevereiro de 1945. Os métodos de purificação que foram eventualmente usados ​​no 231-W ainda eram desconhecidos quando a construção começou em 8 de abril de 1944, mas o a planta foi concluída e os métodos foram selecionados até o final do ano. Em 5 de fevereiro de 1945, Matthias entregou em mãos a primeira remessa de 80 g de nitrato de plutônio 95% puro a um mensageiro de Los Alamos em Los Angeles.

Projeto de arma

Invólucros longos, semelhantes a tubos.  Ao fundo, vários invólucros ovóides e um caminhão de reboque.
Uma fileira de invólucros do Thin Man. Os invólucros do Fat Man são visíveis ao fundo.

Em 1943, os esforços de desenvolvimento foram direcionados para uma arma de fissão do tipo canhão com plutônio chamada Thin Man . A pesquisa inicial sobre as propriedades do plutônio foi feita usando o plutônio-239 gerado pelo ciclotron, que era extremamente puro, mas só podia ser criado em quantidades muito pequenas. Los Alamos recebeu a primeira amostra de plutônio do reator Clinton X-10 em abril de 1944 e em poucos dias Emilio Segrè descobriu um problema: o plutônio criado pelo reator tinha uma concentração maior de plutônio-240, resultando em até cinco vezes a fissão espontânea taxa de plutônio ciclotron. Seaborg havia previsto corretamente em março de 1943 que parte do plutônio-239 absorveria um nêutron e se tornaria plutônio-240.

Isso tornou o plutônio do reator inadequado para uso em uma arma do tipo arma. O plutônio-240 iniciaria a reação em cadeia muito rapidamente, causando uma predetonação que liberaria energia suficiente para dispersar a massa crítica com uma quantidade mínima de plutônio reagido (um fizzle ). Uma arma mais rápida foi sugerida, mas considerada impraticável. A possibilidade de separar os isótopos foi considerada e rejeitada, pois o plutônio-240 é ainda mais difícil de separar do plutônio-239 do que o urânio-235 do urânio-238.

O trabalho em um método alternativo de projeto de bombas, conhecido como implosão, havia começado anteriormente sob a direção do físico Seth Neddermeyer . A implosão usou explosivos para esmagar uma esfera subcrítica de material físsil em uma forma menor e mais densa. Quando os átomos físseis são compactados mais próximos, a taxa de captura de nêutrons aumenta e a massa se torna uma massa crítica. O metal precisa percorrer apenas uma distância muito curta, de modo que a massa crítica é montada em muito menos tempo do que levaria com o método da pistola. As investigações de Neddermeyer em 1943 e no início de 1944 sobre implosão mostraram-se promissoras, mas também deixaram claro que o problema seria muito mais difícil de uma perspectiva teórica e de engenharia do que o projeto da arma. Em setembro de 1943, John von Neumann , que tinha experiência com cargas moldadas usadas em projéteis perfurantes, argumentou que a implosão não apenas reduziria o perigo de predetonação e fizzle, mas também faria um uso mais eficiente do material fissionável. Ele propôs usar uma configuração esférica em vez da cilíndrica em que Neddermeyer estava trabalhando.

Diagrama mostrando explosivo rápido, explosivo lento, adulteração de urânio, núcleo de plutônio e iniciador de nêutrons
Uma bomba nuclear do tipo implosão

Em julho de 1944, Oppenheimer concluiu que o plutônio não poderia ser usado em um projeto de arma e optou pela implosão. O esforço acelerado em um projeto de implosão, codinome Fat Man , começou em agosto de 1944, quando Oppenheimer implementou uma ampla reorganização do laboratório de Los Alamos para se concentrar na implosão. Dois novos grupos foram criados em Los Alamos para desenvolver a arma de implosão, a Divisão X (para explosivos) chefiada pelo especialista em explosivos George Kistiakowsky e a Divisão G (para gadgets) comandada por Robert Bacher. O novo projeto que von Neumann e a Divisão T (para teórica), mais notavelmente Rudolf Peierls, criaram lentes explosivas usadas para focar a explosão em uma forma esférica usando uma combinação de explosivos lentos e rápidos.

O desenho de lentes que detonavam com a forma e velocidade adequadas acabou sendo lento, difícil e frustrante. Vários explosivos foram testados antes de se decidir pela composição B como explosivo rápido e baratol como explosivo lento. O desenho final lembrava uma bola de futebol, com 20 lentes hexagonais e 12 pentagonais, cada uma pesando cerca de 80 libras (36 kg). Conseguir a detonação correta exigia detonadores elétricos rápidos, confiáveis ​​e seguros , dos quais havia dois para cada lente para confiabilidade. Decidiu-se, portanto, usar detonadores de ponte explosiva , uma nova invenção desenvolvida em Los Alamos por um grupo liderado por Luis Alvarez . Um contrato para sua fabricação foi dado à Raytheon .

Para estudar o comportamento das ondas de choque convergentes , Robert Serber criou o Experimento RaLa , que usou o radioisótopo de curta duração lantânio-140 , uma fonte potente de radiação gama . A fonte de raios gama foi colocada no centro de uma esfera de metal cercada pelas lentes explosivas, que por sua vez estavam dentro de uma câmara de ionização . Isso permitiu a tomada de um filme de raios-X da implosão. As lentes foram projetadas principalmente usando esta série de testes. Em sua história do projeto Los Alamos, David Hawkins escreveu: "RaLa se tornou o experimento individual mais importante que afetou o projeto final da bomba".

Dentro dos explosivos estava o empurrador de alumínio de 4,5 polegadas (110 mm) de espessura, que proporcionava uma transição suave do explosivo de densidade relativamente baixa para a próxima camada, a adulteração de urânio natural de 3 polegadas (76 mm) de espessura. Sua função principal era manter a massa crítica unida o maior tempo possível, mas também refletiria os nêutrons de volta ao núcleo. Alguma parte dele também pode fissionar. Para evitar a predetonação por um nêutron externo, o tamper foi revestido com uma fina camada de boro. Um iniciador de nêutrons modulado por polônio-berílio , conhecido como "ouriço-do-mar" porque sua forma lembrava um ouriço-do-mar, foi desenvolvido para iniciar a reação em cadeia precisamente no momento certo. Este trabalho com a química e metalurgia do polônio radioativo foi dirigido por Charles Allen Thomas da Monsanto Company e ficou conhecido como Projeto Dayton . Os testes exigiam até 500 curies por mês de polônio, que a Monsanto conseguia fornecer. Todo o conjunto foi envolto em um invólucro de bomba de duralumínio para protegê-lo de balas e flak.

Uma cabana cercada por pinheiros.  Há neve no chão.  Um homem e uma mulher em jalecos brancos estão puxando uma corda, que está presa a um pequeno carrinho em uma plataforma de madeira.  No topo do carrinho há um grande objeto cilíndrico.
Manuseio remoto de uma fonte de quilocurie de radiolantânio para um experimento RaLa em Los Alamos

A tarefa final dos metalúrgicos era determinar como lançar o plutônio em uma esfera. As dificuldades se tornaram aparentes quando as tentativas de medir a densidade do plutônio deram resultados inconsistentes. A princípio, acreditou-se que a contaminação fosse a causa, mas logo foi determinado que havia vários alótropos de plutônio . A fase α frágil que existe à temperatura ambiente muda para a fase β plástica em temperaturas mais altas. A atenção então mudou para a fase δ ainda mais maleável que normalmente existe na faixa de 300 °C a 450 °C. Verificou-se que este era estável à temperatura ambiente quando ligado com alumínio, mas o alumínio emite nêutrons quando bombardeado com partículas alfa , o que agravaria o problema de pré-ignição. Os metalúrgicos então encontraram uma liga de plutônio-gálio , que estabilizava a fase δ e podia ser prensada a quente na forma esférica desejada. Como o plutônio corroeu facilmente, a esfera foi revestida com níquel.

O trabalho revelou-se perigoso. No final da guerra, metade dos químicos e metalúrgicos experientes tiveram que ser afastados do trabalho com plutônio quando níveis inaceitavelmente altos do elemento apareceram em sua urina. Um pequeno incêndio em Los Alamos em janeiro de 1945 levou ao temor de que um incêndio no laboratório de plutônio pudesse contaminar toda a cidade, e Groves autorizou a construção de uma nova instalação para química e metalurgia de plutônio, que ficou conhecida como DP-site. Os hemisférios para o primeiro poço de plutônio (ou núcleo) foram produzidos e entregues em 2 de julho de 1945. Mais três hemisférios seguiram em 23 de julho e foram entregues três dias depois.

Trindade

Devido à complexidade de uma arma do tipo implosão, decidiu-se que, apesar do desperdício de material físsil, seria necessário um teste inicial. Groves aprovou o teste, sujeito à recuperação do material ativo. Portanto, considerou-se um fracasso controlado, mas Oppenheimer optou por um teste nuclear em grande escala , com o codinome "Trinity".

Os homens estão ao redor de uma grande estrutura do tipo plataforma de petróleo.  Um grande objeto redondo está sendo içado.
Os explosivos do "gadget" foram elevados ao topo da torre para a montagem final.

Em março de 1944, o planejamento do teste foi atribuído a Kenneth Bainbridge , professor de física em Harvard, trabalhando com Kistiakowsky. Bainbridge selecionou o campo de bombardeio perto do Alamogordo Army Airfield como o local para o teste. Bainbridge trabalhou com o capitão Samuel P. Davalos na construção do Trinity Base Camp e suas instalações, que incluíam quartéis, armazéns, oficinas, um depósito de explosivos e um comissário.

Groves não gostou da perspectiva de explicar a um comitê do Senado a perda de um bilhão de dólares em plutônio, então um recipiente cilíndrico de contenção com o codinome "Jumbo" foi construído para recuperar o material ativo em caso de falha. Medindo 25 pés (7,6 m) de comprimento e 12 pés (3,7 m) de largura, foi fabricado com grande custo a partir de 214 toneladas curtas (194 t) de ferro e aço pela Babcock & Wilcox em Barberton, Ohio. Trazido em um vagão especial para um desvio em Pope, Novo México, ele foi transportado nas últimas 25 milhas (40 km) até o local de teste em um trailer puxado por dois tratores. No momento em que chegou, no entanto, a confiança no método de implosão era alta o suficiente e a disponibilidade de plutônio era suficiente, o que Oppenheimer decidiu não usá-lo. Em vez disso, foi colocado no topo de uma torre de aço a 800 jardas (730 m) da arma como uma medida aproximada de quão poderosa seria a explosão. No final, Jumbo sobreviveu, embora sua torre não, acrescentando credibilidade à crença de que Jumbo teria contido com sucesso uma explosão fracassada.

Uma explosão pré-teste foi realizada em 7 de maio de 1945 para calibrar os instrumentos. Uma plataforma de teste de madeira foi erguida a 800 jardas (730 m) do Marco Zero e empilhada com 100 toneladas curtas (91 t) de TNT com produtos de fissão nuclear na forma de uma bala de urânio irradiada de Hanford, que foi dissolvida e despejada em tubos. dentro do explosivo. Esta explosão foi observada pelo novo vice-comandante de Oppenheimer e Groves, o brigadeiro-general Thomas Farrell . O pré-teste produziu dados que se mostraram vitais para o teste Trinity.

O teste Trinity do Projeto Manhattan foi a primeira detonação de uma arma nuclear .

Para o teste real, a arma, apelidada de "a engenhoca", foi içada ao topo de uma torre de aço de 100 pés (30 m), pois a detonação nessa altura daria uma melhor indicação de como a arma se comportaria quando caída de um bombardeiro. A detonação no ar maximizou a energia aplicada diretamente ao alvo e gerou menos precipitação nuclear . O gadget foi montado sob a supervisão de Norris Bradbury no vizinho McDonald Ranch House em 13 de julho e precariamente içado na torre no dia seguinte. Os observadores incluíram Bush, Chadwick, Conant, Farrell, Fermi, Groves, Lawrence, Oppenheimer e Tolman. Às 05h30 de 16 de julho de 1945, o gadget explodiu com uma energia equivalente a cerca de 20 quilotons de TNT, deixando uma cratera de Trinitite (vidro radioativo) no deserto com 76 m de largura. A onda de choque foi sentida a mais de 100 milhas (160 km) de distância, e a nuvem em forma de cogumelo atingiu 7,5 milhas (12,1 km) de altura. Foi ouvido em El Paso, Texas , então Groves publicou uma reportagem de capa sobre a explosão de uma revista de munição em Alamogordo Field.

Oppenheimer mais tarde lembrou que, ao testemunhar a explosão, pensou em um verso do livro sagrado hindu , o Bhagavad Gita (XI,12):

कालोऽस्मि लोकक्षयकृत्प्रवृद्धो लोकान्समाहर्तुमिह प्रवृत्तः। ऋतेऽपि त्वां न भविष्यन्ति सर्वे येऽवस्थिताः प्रत्यनीकेषु योधाः॥११- ३२॥॥॥॥॥॥॥ Se o brilho de mil sóis irrompesse de uma só vez no céu, seria como o esplendor do poderoso...

Anos depois ele explicaria que outro verso também havia entrado em sua cabeça naquela época:

Sabíamos que o mundo não seria o mesmo. Algumas pessoas riram, algumas pessoas choraram. A maioria das pessoas ficou em silêncio. Lembrei-me da linha da escritura hindu, o Bhagavad Gita ; Vishnu está tentando persuadir o Príncipe de que ele deve cumprir seu dever e, para impressioná-lo, assume sua forma de vários braços e diz: 'Agora eu me tornei a Morte, o destruidor de mundos.' Suponho que todos pensávamos assim, de uma forma ou de outra.

Pessoal

Em junho de 1944, o Projeto Manhattan empregava cerca de 129.000 trabalhadores, dos quais 84.500 eram operários da construção, 40.500 eram operadores de usinas e 1.800 eram militares. Como a atividade de construção caiu, a força de trabalho caiu para 100.000 um ano depois, mas o número de militares aumentou para 5.600. A obtenção do número necessário de trabalhadores, especialmente trabalhadores altamente qualificados, em competição com outros programas vitais de guerra, provou ser muito difícil. Em 1943, Groves obteve uma prioridade temporária especial para mão-de-obra da War Manpower Commission . Em março de 1944, tanto o War Production Board quanto a War Manpower Commission deram ao projeto sua maior prioridade. O diretor da comissão do Kansas afirmou que, de abril a julho de 1944, todos os candidatos qualificados no estado que visitaram um escritório do Serviço de Emprego dos Estados Unidos foram instados a trabalhar no local de Hanford. Nenhum outro emprego foi oferecido até que o candidato rejeitou definitivamente a oferta.

Uma grande multidão de homens e mulheres de uniforme ouve um homem gordo de uniforme falando ao microfone.  Eles estão usando o patch de manga das Forças de Serviço do Exército.  As mulheres ficam na frente e os homens atrás.  Ao lado dele está a bandeira do Corpo de Engenheiros do Exército.  Atrás deles estão edifícios de madeira de dois andares.
O major-general Leslie R. Groves, Jr., fala ao pessoal de serviço Oak Ridge Tennessee em agosto de 1945.

Tolman e Conant, em seu papel de consultores científicos do projeto, elaboraram uma lista de cientistas candidatos e os avaliaram por cientistas que já trabalhavam no projeto. Groves então enviou uma carta pessoal ao chefe de sua universidade ou empresa pedindo que fossem liberados para trabalhos essenciais de guerra. Na Universidade de Wisconsin-Madison , Stanislaw Ulam deu a uma de suas alunas, Joan Hinton , um exame mais cedo, para que ela pudesse sair para fazer trabalhos de guerra. Algumas semanas depois, Ulam recebeu uma carta de Hans Bethe, convidando-o para participar do projeto. Conant pessoalmente persuadiu Kistiakowsky a se juntar ao projeto.

Uma fonte de pessoal qualificado foi o próprio Exército, particularmente o Programa de Treinamento Especializado do Exército . Em 1943, o MED criou o Destacamento Especial de Engenheiros (SED), com uma força autorizada de 675. Técnicos e trabalhadores qualificados recrutados para o Exército foram designados para o SED. Outra fonte foi o Women's Army Corps (WAC). Inicialmente destinados a tarefas de escritório, lidando com material classificado, os WACs logo foram aproveitados para tarefas técnicas e científicas também. Em 1º de fevereiro de 1945, todos os militares designados para o MED, incluindo todos os destacamentos do SED, foram designados para a 9812ª Unidade de Serviços Técnicos, exceto em Los Alamos, onde outros militares além do SED, incluindo os WACs e a Polícia Militar, foram designados para o 4817ª Unidade de Comando de Serviço.

Um Professor Associado de Radiologia na Escola de Medicina da Universidade de Rochester , Stafford L. Warren , foi comissionado como coronel no Corpo Médico do Exército dos Estados Unidos e nomeado chefe da Seção Médica do MED e conselheiro médico de Groves. A tarefa inicial de Warren era cuidar dos hospitais de Oak Ridge, Richland e Los Alamos. A Seção Médica era responsável pela pesquisa médica, mas também pelos programas de saúde e segurança do MED. Isso representou um enorme desafio, porque os trabalhadores estavam lidando com uma variedade de produtos químicos tóxicos, usando líquidos e gases perigosos sob altas pressões, trabalhando com altas voltagens e realizando experimentos envolvendo explosivos, sem mencionar os perigos amplamente desconhecidos apresentados pela radioatividade e pelo manuseio de materiais físseis. . No entanto, em dezembro de 1945, o Conselho de Segurança Nacional concedeu ao Projeto Manhattan o Prêmio de Honra por Serviços Distintos à Segurança em reconhecimento ao seu histórico de segurança. Entre janeiro de 1943 e junho de 1945, houve 62 mortes e 3.879 lesões incapacitantes, cerca de 62% abaixo da taxa da indústria privada.

Segredo

Tio Sam tirou o chapéu e está arregaçando as mangas.  Na parede à sua frente estão três macacos e o slogan: O que você vê aqui/ O que você faz aqui/ O que você ouve aqui/ Quando você sair daqui/ Que fique aqui.
Um outdoor incentivando o sigilo entre os trabalhadores de Oak Ridge

Um artigo da Life de 1945 estimou que antes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki "provavelmente não mais do que algumas dezenas de homens em todo o país sabiam o significado completo do Projeto Manhattan, e talvez apenas mil outros soubessem que o trabalho com átomos estava envolvido. " A revista escreveu que os mais de 100.000 outros empregados no projeto "trabalharam como toupeiras no escuro". Avisados ​​de que revelar os segredos do projeto era punido com 10 anos de prisão ou multa de US$ 10 mil (equivalente a US$ 151 mil em 2021), viram enormes quantidades de matéria-prima entrarem nas fábricas sem sair nada e monitoraram "mostradores e interruptores atrás de grossas paredes de concreto reações misteriosas ocorreram" sem saber o propósito de seus trabalhos.

Em dezembro de 1945, o Exército dos Estados Unidos publicou um relatório secreto analisando e avaliando o aparato de segurança em torno do Projeto Manhattan. O relatório afirma que o Projeto Manhattan foi "mais drasticamente protegido do que qualquer outro desenvolvimento de guerra altamente secreto". A infraestrutura de segurança em torno do Projeto Manhattan era tão vasta e completa que, nos primeiros dias do projeto, em 1943, os investigadores de segurança examinaram 400.000 funcionários em potencial e 600 empresas que estariam envolvidas em todos os aspectos do projeto em busca de possíveis riscos de segurança. Embora às vezes o empregador mais importante do país para os burocratas do governo que atribuem mão de obra, eles só sabiam do " projeto secreto de Pasco "; um disse que até Hiroshima "não tínhamos ideia do que estava sendo feito".

O pessoal de segurança de Oak Ridge considerava suspeita qualquer festa privada com mais de sete pessoas, e os moradores - que acreditavam que agentes do governo dos EUA estavam secretamente entre eles - evitavam convidar repetidamente os mesmos convidados. Embora os residentes originais da área pudessem ser enterrados em cemitérios existentes, todos os caixões foram abertos para inspeção. Todos, incluindo altos oficiais militares, e seus automóveis foram revistados ao entrar e sair das instalações do projeto. Um trabalhador de Oak Ridge afirmou que "se você ficasse curioso, era chamado no tapete em duas horas por agentes secretos do governo. Normalmente, aqueles convocados para explicar eram escoltados com malas e bagagens até o portão e ordenados a continuar".

Apesar de terem sido informados de que seu trabalho ajudaria a acabar com a guerra e talvez todas as guerras futuras, não vendo ou compreendendo os resultados de seus deveres muitas vezes tediosos - ou mesmo os efeitos colaterais típicos do trabalho na fábrica, como fumaça de chaminés - e a guerra na Europa terminando sem o uso de seu trabalho, causou sérios problemas de moral entre os trabalhadores e fez com que muitos boatos se espalhassem. Um gerente declarou após a guerra:

Bem, não que o trabalho fosse difícil... era confuso. Veja bem, ninguém sabia o que estava sendo feito em Oak Ridge, nem mesmo eu, e muitas pessoas pensavam que estavam perdendo tempo aqui. Coube a mim explicar aos trabalhadores insatisfeitos que eles estavam fazendo um trabalho muito importante. Quando eles me perguntassem o que, eu teria que dizer a eles que era um segredo. Mas eu quase enlouqueci tentando descobrir o que estava acontecendo.

Outra trabalhadora contou como, trabalhando em uma lavanderia, ela todos os dias segurava "um instrumento especial" nos uniformes e ouvia "um ruído de clique". Ela soube somente depois da guerra que estava realizando a importante tarefa de verificar a radiação com um contador geiger . Para melhorar o moral entre esses trabalhadores, Oak Ridge criou um extenso sistema de ligas esportivas internas, incluindo 10 times de beisebol, 81 times de softball e 26 times de futebol.

Censura

Cartaz de segurança, alertando funcionários de escritório para fechar gavetas e colocar documentos em cofres quando não estiverem sendo usados

A censura voluntária da informação atômica começou antes do Projeto Manhattan. Após o início da guerra europeia em 1939, os cientistas americanos começaram a evitar a publicação de pesquisas militares e, em 1940, as revistas científicas começaram a pedir à Academia Nacional de Ciências que liberasse artigos. William L. Laurence do The New York Times , que escreveu um artigo sobre fissão atômica no The Saturday Evening Post de 7 de setembro de 1940, soube mais tarde que funcionários do governo pediram aos bibliotecários de todo o país em 1943 que retirassem a edição. Os soviéticos notaram o silêncio, no entanto. Em abril de 1942, o físico nuclear Georgy Flyorov escreveu a Josef Stalin sobre a ausência de artigos sobre fissão nuclear em jornais americanos; isso resultou na União Soviética estabelecendo seu próprio projeto de bomba atômica.

O Projeto Manhattan operou sob forte segurança para que sua descoberta não induzisse as potências do Eixo, especialmente a Alemanha, a acelerar seus próprios projetos nucleares ou realizar operações secretas contra o projeto. O Escritório de Censura do governo , por outro lado, contou com a imprensa para cumprir um código de conduta voluntário que publicou, e o projeto a princípio evitou notificar o escritório. No início de 1943, os jornais começaram a publicar relatórios de grandes construções no Tennessee e em Washington com base em registros públicos, e o escritório começou a discutir com o projeto como manter o sigilo. Em junho, o Escritório de Censura pediu aos jornais e emissoras que evitassem discutir "esmagamento atômico, energia atômica, fissão atômica, divisão atômica ou qualquer um de seus equivalentes. O uso para fins militares de rádio ou materiais radioativos, água pesada, equipamentos de descarga de alta voltagem , ciclotrons." O escritório também pediu para evitar a discussão de "polônio, urânio, itérbio, háfnio, protactínio, rádio, rênio, tório, deutério"; apenas o urânio era sensível, mas foi listado com outros elementos para esconder sua importância.

espiões soviéticos

A perspectiva de sabotagem sempre esteve presente, e às vezes suspeitava-se quando havia falhas de equipamento. Embora houvesse alguns problemas que se acredita serem resultado de funcionários descuidados ou descontentes, não houve casos confirmados de sabotagem instigada pelo Eixo. No entanto, em 10 de março de 1945, um balão de fogo japonês atingiu uma linha de energia e o aumento de energia resultante fez com que os três reatores de Hanford fossem temporariamente desligados. Com tantas pessoas envolvidas, a segurança era uma tarefa difícil. Um destacamento especial do Corpo de Contra-Inteligência foi formado para lidar com as questões de segurança do projeto. Em 1943, ficou claro que a União Soviética estava tentando penetrar no projeto. O tenente-coronel Boris T. Pash , chefe do Ramo de Contra-Inteligência do Comando de Defesa Ocidental , investigou a suspeita de espionagem soviética no Laboratório de Radiação em Berkeley. Oppenheimer informou a Pash que havia sido abordado por um colega professor em Berkeley, Haakon Chevalier , sobre o repasse de informações à União Soviética.

O espião soviético de maior sucesso foi Klaus Fuchs , um membro da Missão Britânica que desempenhou um papel importante em Los Alamos. A revelação de suas atividades de espionagem em 1950 prejudicou a cooperação nuclear dos Estados Unidos com a Grã-Bretanha e o Canadá. Posteriormente, outros casos de espionagem foram descobertos, levando à prisão de Harry Gold , David Greenglass , e Julius e Ethel Rosenberg . Outros espiões como George Koval e Theodore Hall permaneceram desconhecidos por décadas. O valor da espionagem é difícil de quantificar, pois a principal restrição ao projeto da bomba atômica soviética era a escassez de minério de urânio. O consenso é que a espionagem poupou aos soviéticos um ou dois anos de esforço.

inteligência estrangeira

Soldados e trabalhadores, alguns usando capacete de aço, escalam o que parece ser um bueiro gigante.
Soldados aliados desmantelam o reator nuclear experimental alemão em Haigerloch .

Além de desenvolver a bomba atômica, o Projeto Manhattan foi encarregado de reunir informações sobre o projeto de energia nuclear alemão . Acreditava-se que o programa de armas nucleares japonês não estava muito avançado porque o Japão tinha pouco acesso ao minério de urânio, mas inicialmente temia-se que a Alemanha estivesse muito perto de desenvolver suas próprias armas. Por instigação do Projeto Manhattan, uma campanha de bombardeio e sabotagem foi realizada contra usinas de água pesada na Noruega ocupada pelos alemães. Uma pequena missão foi criada, conjuntamente pelo Office of Naval Intelligence , OSRD, o Projeto Manhattan e a Inteligência do Exército (G-2), para investigar os desenvolvimentos científicos inimigos. Não se restringia aos que envolviam armas nucleares. O Chefe da Inteligência do Exército, Major General George V. Strong , nomeou Boris Pash para comandar a unidade, que recebeu o codinome "Alsos", palavra grega que significa "bosque".

A Missão Alsos na Itália questionou a equipe do laboratório de física da Universidade de Roma após a captura da cidade em junho de 1944. Enquanto isso, Pash formou uma missão combinada britânica e americana Alsos em Londres sob o comando do capitão Horace K. Calvert para participar na Operação Overlord . Groves considerou que o risco de os alemães tentarem interromper os desembarques na Normandia com venenos radioativos era suficiente para alertar o general Dwight D. Eisenhower e enviar um oficial para informar seu chefe de gabinete, o tenente-general Walter Bedell Smith . Sob o codinome Operação Peppermint , equipamentos especiais foram preparados e equipes do Chemical Warfare Service foram treinadas em seu uso.

Seguindo o avanço dos exércitos aliados, Pash e Calvert entrevistaram Frédéric Joliot-Curie sobre as atividades dos cientistas alemães. Eles falaram com funcionários da Union Minière du Haut Katanga sobre embarques de urânio para a Alemanha. Eles rastrearam 68 toneladas de minério na Bélgica e 30 toneladas na França. O interrogatório dos prisioneiros alemães indicou que o urânio e o tório estavam sendo processados ​​em Oranienburg , 20 milhas ao norte de Berlim, então Groves providenciou para que fosse bombardeado em 15 de março de 1945.

Uma equipe Alsos foi para Stassfurt na Zona de Ocupação Soviética e recuperou 11 toneladas de minério da WIFO . Em abril de 1945, Pash, no comando de uma força composta conhecida como T-Force, conduziu a Operação Harborage , uma varredura atrás das linhas inimigas das cidades de Hechingen , Bisingen e Haigerloch , que eram o coração do esforço nuclear alemão. A T-Force capturou os laboratórios nucleares, documentos, equipamentos e suprimentos, incluindo água pesada e 1,5 toneladas de urânio metálico.

As equipes de Alsos reuniram cientistas alemães, incluindo Kurt Diebner , Otto Hahn , Walther Gerlach , Werner Heisenberg e Carl Friedrich von Weizsäcker , que foram levados para a Inglaterra, onde foram internados em Farm Hall , uma casa grampeada em Godmanchester . Depois que as bombas foram detonadas no Japão, os alemães foram forçados a enfrentar o fato de que os Aliados haviam feito o que não podiam.

Bombardeios atômicos de Hiroshima e Nagasaki

Preparações

Uma aeronave de quatro motores de metal brilhante está em uma pista.  A tripulação posa em frente a ela.
Silverplate B-29 Straight Flush . O código da cauda do 444º Grupo de Bombardeio é pintado por motivos de segurança.

A partir de novembro de 1943, o Comando de Material das Forças Aéreas do Exército em Wright Field , Ohio, iniciou Silverplate , a modificação do codinome dos B-29s para transportar as bombas. Quedas de teste foram realizadas no Campo Aéreo do Exército de Muroc , Califórnia, e na Estação de Teste de Artilharia Naval em Inyokern, Califórnia . Groves reuniu-se com o chefe das Forças Aéreas do Exército dos Estados Unidos (USAAF), general Henry H. Arnold , em março de 1944 para discutir a entrega das bombas acabadas aos seus alvos. A única aeronave aliada capaz de transportar o Thin Man de 17 pés (5,2 m) de comprimento ou o Fat Man de 59 polegadas (150 cm) de largura era o Avro Lancaster britânico , mas usar uma aeronave britânica teria causado dificuldades na manutenção. Groves esperava que o americano Boeing B-29 Superfortress pudesse ser modificado para transportar o Thin Man juntando seus dois compartimentos de bombas . Arnold prometeu que nenhum esforço seria poupado para modificar os B-29 para fazer o trabalho e designou o major-general Oliver P. Echols como o contato da USAAF com o Projeto Manhattan. Por sua vez, Echols nomeou o coronel Roscoe C. Wilson como seu suplente, e Wilson tornou-se o principal contato do Projeto Manhattan na USAAF. O presidente Roosevelt instruiu Groves que, se as bombas atômicas estivessem prontas antes do fim da guerra com a Alemanha, ele deveria estar pronto para jogá-las na Alemanha.

O 509º Grupo Composto foi ativado em 17 de dezembro de 1944 no Campo Aéreo do Exército de Wendover , Utah, sob o comando do Coronel Paul W. Tibbets . Esta base, perto da fronteira com Nevada , recebeu o codinome "Kingman" ou "W-47". O treinamento foi realizado em Wendover e no Aeródromo do Exército Batista , em Cuba, onde o 393º Esquadrão de Bombardeio praticava vôos de longa distância sobre a água, lançando bombas fictícias de abóbora . Uma unidade especial conhecida como Projeto Alberta foi formada em Los Alamos sob o comando do Capitão da Marinha William S. Parsons do Projeto Y como parte do Projeto Manhattan para auxiliar na preparação e entrega das bombas. O comandante Frederick L. Ashworth de Alberta se encontrou com o almirante da frota Chester W. Nimitz em Guam em fevereiro de 1945 para informá-lo sobre o projeto. Enquanto ele estava lá, Ashworth selecionou North Field na Ilha do Pacífico Tinian como base para o 509º Grupo Composto e reservou espaço para o grupo e seus edifícios. O grupo foi implantado lá em julho de 1945. Farrell chegou a Tinian em 30 de julho como representante do Projeto Manhattan.

A maioria dos componentes para Little Boy deixou San Francisco no cruzador USS  Indianapolis em 16 de julho e chegou a Tinian em 26 de julho. Quatro dias depois, o navio foi afundado por um submarino japonês. Os componentes restantes, que incluíam seis anéis de urânio-235, foram entregues por três C-54 Skymasters do 320º Esquadrão de Transporte de Tropas do 509º Grupo. Duas montagens do Fat Man viajaram para Tinian em 509th Composite Group B-29s especialmente modificados. O primeiro núcleo de plutônio foi em um C-54 especial. No final de abril, um comitê conjunto de alvos do distrito de Manhattan e da USAAF foi estabelecido para determinar quais cidades no Japão deveriam ser alvos e recomendou Kokura , Hiroshima , Niigata e Kyoto . Nesse ponto, o secretário da Guerra Henry L. Stimson interveio, anunciando que tomaria a decisão de direcionamento e que não autorizaria o bombardeio de Kyoto com base em seu significado histórico e religioso. Groves, portanto, pediu a Arnold que removesse Kyoto não apenas da lista de alvos nucleares, mas também de alvos para bombardeio convencional. Um dos substitutos de Kyoto foi Nagasaki .

bombardeios

Em maio de 1945, o Comitê Interino foi criado para aconselhar sobre o uso de energia nuclear em tempo de guerra e pós-guerra. O comitê foi presidido por Stimson, com James F. Byrnes , ex-senador dos Estados Unidos que logo se tornaria secretário de Estado , como representante pessoal do presidente Harry S. Truman ; Ralph A. Bard , subsecretário da Marinha; William L. Clayton , o Secretário de Estado Adjunto; Vannevar Bush; Karl T. Compton; James B. Conant; e George L. Harrison , assistente de Stimson e presidente da New York Life Insurance Company . O Comitê Interino, por sua vez, estabeleceu um painel científico composto por Arthur Compton, Fermi, Lawrence e Oppenheimer para aconselhá-lo sobre questões científicas. Em sua apresentação ao Comitê Interino, o painel científico ofereceu sua opinião não apenas sobre os prováveis ​​efeitos físicos de uma bomba atômica, mas sobre seu provável impacto militar e político.

Na Conferência de Potsdam, na Alemanha, Truman foi informado de que o teste Trinity havia sido bem-sucedido. Ele disse a Stalin, o líder da União Soviética , que os EUA tinham uma nova super arma, sem dar detalhes. Esta foi a primeira comunicação oficial à União Soviética sobre a bomba, mas Stalin já sabia disso por meio de espiões. Com a autorização para usar a bomba contra o Japão já dada, nenhuma alternativa foi cogitada após a rejeição japonesa da Declaração de Potsdam .

Duas nuvens em forma de cogumelo sobem verticalmente.
Little Boy explode sobre Hiroshima , Japão, 6 de agosto de 1945 (à esquerda);
Fat Man explode sobre Nagasaki , Japão, 9 de agosto de 1945 (à direita).

Em 6 de agosto de 1945, um Boeing B-29 Superfortress ( Enola Gay ) do 393º Esquadrão de Bombardeio, pilotado por Tibbets, decolou de North Field com um Little Boy em seu compartimento de bombas. Hiroshima, quartel-general do 2º Exército Geral e Quinta Divisão e porto de embarque, foi o alvo principal da missão, com Kokura e Nagasaki como alternativas. Com a permissão de Farrell, Parsons, o artilheiro encarregado da missão, completou a montagem da bomba no ar para minimizar os riscos de explosão nuclear em caso de queda durante a decolagem. A bomba detonou a uma altitude de 1.750 pés (530 m) com uma explosão que mais tarde foi estimada como equivalente a 13 quilotons de TNT. Uma área de aproximadamente 4,7 milhas quadradas (12 km 2 ) foi destruída. As autoridades japonesas determinaram que 69% dos edifícios de Hiroshima foram destruídos e outros 6–7% danificados. Cerca de 70.000 a 80.000 pessoas, das quais 20.000 eram combatentes japoneses e 20.000 eram trabalhadores escravos coreanos, ou cerca de 30% da população de Hiroshima, foram mortas imediatamente e outras 70.000 ficaram feridas.

Na manhã de 9 de agosto de 1945, um segundo B-29 ( Bockscar ), pilotado pelo comandante do 393º Esquadrão de Bombardeio, Major Charles W. Sweeney , decolou com um Fat Man a bordo. Desta vez, Ashworth serviu como armador e Kokura foi o alvo principal. Sweeney disparou com a arma já armada, mas com os plugues elétricos de segurança ainda acionados. Quando chegaram a Kokura, descobriram que a cobertura de nuvens havia obscurecido a cidade, proibindo o ataque visual exigido pelas ordens. Depois de três corridas sobre a cidade e com pouco combustível, eles se dirigiram para o alvo secundário, Nagasaki. Ashworth decidiu que uma abordagem por radar seria usada se o alvo estivesse obscurecido, mas uma abertura de última hora nas nuvens sobre Nagasaki permitiu uma abordagem visual conforme ordenado. O Fat Man foi lançado sobre o vale industrial da cidade, a meio caminho entre a Mitsubishi Steel and Arms Works no sul e a Mitsubishi-Urakami Ordnance Works no norte. A explosão resultante teve um rendimento de explosão equivalente a 21 quilotons de TNT, aproximadamente o mesmo que a explosão de Trinity, mas foi confinado ao Vale Urakami , e uma grande parte da cidade foi protegida pelas colinas intermediárias, resultando na destruição de cerca de 44% da cidade. O bombardeio também prejudicou extensivamente a produção industrial da cidade e matou de 23.200 a 28.200 trabalhadores industriais japoneses e 150 soldados japoneses. No geral, cerca de 35.000 a 40.000 pessoas foram mortas e 60.000 feridas.

Groves esperava ter outra bomba atômica pronta para uso em 19 de agosto, com mais três em setembro e outras três em outubro. Mais duas assembléias de Fat Man foram preparadas e programadas para deixar Kirtland Field para Tinian em 11 e 14 de agosto. Em Los Alamos, os técnicos trabalharam 24 horas seguidas para lançar outro núcleo de plutônio . Embora fundido, ainda precisava ser prensado e revestido, o que levaria até 16 de agosto. Portanto, poderia estar pronto para uso em 19 de agosto. Em 10 de agosto, Truman solicitou secretamente que bombas atômicas adicionais não fossem lançadas no Japão sem sua autorização expressa. Groves suspendeu o embarque do terceiro núcleo por conta própria em 13 de agosto.

Em 11 de agosto, Groves telefonou para Warren com ordens de organizar uma equipe de pesquisa para relatar os danos e a radioatividade em Hiroshima e Nagasaki. Um grupo equipado com contadores Geiger portáteis chegou a Hiroshima em 8 de setembro, chefiado por Farrell e Warren, com o contra-almirante japonês Masao Tsuzuki, que atuou como tradutor. Eles permaneceram em Hiroshima até 14 de setembro e depois inspecionaram Nagasaki de 19 de setembro a 8 de outubro. Esta e outras missões científicas ao Japão forneceram dados científicos e históricos valiosos.

A necessidade dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki tornou-se objeto de controvérsia entre os historiadores . Alguns questionaram se uma "diplomacia atômica" não teria atingido os mesmos objetivos e contestaram se os bombardeios ou a declaração soviética de guerra ao Japão foram decisivos. O Relatório Franck foi o esforço mais notável para uma demonstração, mas foi rejeitado pelo painel científico do Comitê Interino. A petição Szilárd , redigida em julho de 1945 e assinada por dezenas de cientistas que trabalhavam no Projeto Manhattan, foi uma tentativa tardia de alertar o presidente Harry S. Truman sobre sua responsabilidade no uso de tais armas.

Depois da guerra

Homens de terno e uniforme estão em um estrado decorado com bandeiras e saudações.
Apresentação do Prêmio Exército-Marinha "E" em Los Alamos em 16 de outubro de 1945. Em pé, da esquerda para a direita: J. Robert Oppenheimer , não identificado, não identificado, Kenneth Nichols , Leslie Groves , Robert Gordon Sproul , William Sterling Parsons .

Ver o trabalho que eles não tinham entendido produzir as bombas de Hiroshima e Nagasaki surpreendeu os trabalhadores do Projeto Manhattan tanto quanto o resto do mundo; jornais em Oak Ridge anunciando a bomba de Hiroshima vendidos por $ 1 ($ 12 hoje). Embora a existência das bombas fosse pública, o sigilo continuou e muitos trabalhadores permaneceram ignorantes de seus empregos; um afirmou em 1946: "Não sei o que diabos estou fazendo além de olhar para um ——— e virar um ——— ao lado de um ———. Não sei nada sobre isso e não há nada para dizer". Muitos residentes continuaram a evitar a discussão sobre "as coisas" nas conversas comuns, apesar de ser a razão da existência de sua cidade.

Antecipando os atentados, Groves fez Henry DeWolf Smyth preparar uma história para consumo público. Atomic Energy for Military Purposes , mais conhecido como "Smyth Report", foi divulgado ao público em 12 de agosto de 1945. Groves e Nichols concederam prêmios "E" do Exército-Marinha a empreiteiros importantes, cujo envolvimento até então era secreto. Mais de 20 prêmios da Medalha Presidencial de Mérito foram concedidos a empreiteiros e cientistas importantes, incluindo Bush e Oppenheimer. Militares receberam a Legião do Mérito , entre eles a comandante do destacamento do Corpo Feminino do Exército , capitã Arlene G. Scheidenhelm.

Em Hanford, a produção de plutônio caiu com o desgaste dos reatores B, D e F, envenenados por produtos de fissão e inchaço do moderador de grafite conhecido como efeito Wigner . O inchaço danificou os tubos de carregamento onde o urânio foi irradiado para produzir plutônio, tornando-os inutilizáveis. Para manter o fornecimento de polônio para os iniciadores ouriços, a produção foi reduzida e a unidade mais antiga, pilha B, foi fechada para que pelo menos um reator estivesse disponível no futuro. A pesquisa continuou, com a DuPont e o Laboratório Metalúrgico desenvolvendo um processo de extração com solvente redox como uma técnica de extração de plutônio alternativa ao processo de fosfato de bismuto, que deixava o urânio não gasto em um estado do qual não poderia ser facilmente recuperado.

A engenharia de bombas foi realizada pela Divisão Z, nomeada em homenagem a seu diretor, Dr. Jerrold R. Zacharias , de Los Alamos. A Divisão Z foi inicialmente localizada em Wendover Field, mas mudou-se para Oxnard Field , Novo México, em setembro de 1945 para ficar mais perto de Los Alamos. Isso marcou o início da Base Sandia . Kirtland Field, nas proximidades, foi usado como base do B-29 para compatibilidade de aeronaves e testes de queda. Em outubro, todos os funcionários e instalações de Wendover foram transferidos para Sandia. À medida que os oficiais da reserva foram desmobilizados, eles foram substituídos por cerca de cinquenta oficiais regulares escolhidos a dedo.

Nichols recomendou que as pistas S-50 e Alpha em Y-12 fossem fechadas. Isso foi feito em setembro. Embora com desempenho melhor do que nunca, os trilhos Alpha não podiam competir com o K-25 e o novo K-27, que havia começado a operar em janeiro de 1946. Em dezembro, a fábrica Y-12 foi fechada, reduzindo assim a folha de pagamento da Tennessee Eastman de 8.600 para 1.500 e economizando US$ 2 milhões por mês.

Em nenhum lugar a desmobilização foi um problema maior do que em Los Alamos, onde houve um êxodo de talentos. Muito ficou por fazer. As bombas usadas em Hiroshima e Nagasaki eram como peças de laboratório; trabalho seria necessário para torná-los mais simples, seguros e confiáveis. Os métodos de implosão precisavam ser desenvolvidos para o urânio no lugar do método do canhão, e núcleos compostos de urânio-plutônio eram necessários agora que o plutônio estava em falta por causa dos problemas com os reatores. No entanto, a incerteza sobre o futuro do laboratório dificultou a permanência das pessoas. Oppenheimer voltou ao seu trabalho na Universidade da Califórnia e Groves nomeou Norris Bradbury como substituto interino; Bradbury permaneceu no cargo pelos próximos 25 anos. Groves tentou combater a insatisfação causada pela falta de amenidades com um programa de construção que incluía um melhor abastecimento de água, trezentas casas e instalações recreativas.

Duas detonações do tipo Fat Man foram realizadas no Atol de Bikini em julho de 1946 como parte da Operação Crossroads para investigar o efeito de armas nucleares em navios de guerra. Able foi detonado em 1º de julho de 1946. O mais espetacular Baker foi detonado debaixo d'água em 25 de julho de 1946.

Após os bombardeios de Hiroshima e Nagasaki, vários físicos do Projeto Manhattan fundaram o Bulletin of the Atomic Scientists , que começou como uma ação de emergência empreendida por cientistas que viam a necessidade urgente de um programa educacional imediato sobre armas atômicas. Diante da capacidade destrutiva das novas armas e em antecipação à corrida armamentista nuclear, vários membros do projeto, incluindo Bohr, Bush e Conant, expressaram a opinião de que era necessário chegar a um acordo sobre o controle internacional da pesquisa nuclear e das armas atômicas. O Plano Baruch , revelado em um discurso para a recém-formada Comissão de Energia Atômica das Nações Unidas (UNAEC) em junho de 1946, propôs o estabelecimento de uma autoridade internacional de desenvolvimento atômico, mas não foi adotado.

Após um debate doméstico sobre a gestão permanente do programa nuclear, a Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos (AEC) foi criada pela Lei de Energia Atômica de 1946 para assumir as funções e ativos do Projeto Manhattan. Estabeleceu o controle civil sobre o desenvolvimento atômico e separou o desenvolvimento, produção e controle de armas atômicas dos militares. Aspectos militares foram assumidos pelo Projeto de Armas Especiais das Forças Armadas (AFSWP). Embora o Projeto Manhattan tenha deixado de existir em 31 de dezembro de 1946, o Distrito de Manhattan não foi abolido até 15 de agosto de 1947.

Custo

Custos do Projeto Manhattan até 31 de dezembro de 1945
Local Custo (US$ 1.945) Custo (USD 2020) % Do total
Oak Ridge US$ 1,19 bilhão US$ 13,8 bilhões 62,9%
Hanford US$ 390 milhões US$ 4,53 bilhões 20,6%
Materiais operacionais especiais $ 103 milhões US$ 1,2 bilhão 5,5%
Los Alamos US$ 74,1 milhões US$ 860 milhões 3,9%
Pesquisa e desenvolvimento $ 69,7 milhões US$ 809 milhões 3,7%
despesas gerais do governo US$ 37,3 milhões $ 432 milhões 2,0%
plantas aquáticas pesadas US$ 26,8 milhões $ 311 milhões 1,4%
Total US$ 1,89 bilhão US$ 21,9 bilhões

O gasto do projeto até 1º de outubro de 1945 foi de $ 1,845 bilhão, equivalente a menos de nove dias de gastos em tempo de guerra, e foi de $ 2,191 bilhões quando o AEC assumiu o controle em 1º de janeiro de 1947. A alocação total foi de $ 2,4 bilhões. Mais de 90% do custo foi para a construção de fábricas e produção de materiais fissionáveis, e menos de 10% para desenvolvimento e produção de armas.

Um total de quatro armas (a engenhoca Trinity, Little Boy, Fat Man e uma bomba Fat Man não utilizada) foram produzidas até o final de 1945, tornando o custo médio por bomba em torno de $ 500 milhões em dólares de 1945. Em comparação, o custo total do projeto no final de 1945 foi de cerca de 90% do total gasto na produção de armas pequenas dos EUA (sem incluir munição) e 34% do total gasto em tanques dos EUA durante o mesmo período. No geral, foi o segundo projeto de armas mais caro realizado pelos Estados Unidos na Segunda Guerra Mundial, atrás apenas do design e produção do Boeing B-29 Superfortress.

Legado

O Lake Ontario Ordnance Works (LOOW) perto de Niagara Falls tornou-se o principal repositório de resíduos do Projeto Manhattan para o leste dos Estados Unidos. Todos os materiais radioativos armazenados no local LOOW - incluindo tório , urânio e a maior concentração mundial de rádio -226 - foram enterrados em uma "Estrutura provisória de contenção de resíduos" (em primeiro plano) em 1991.

Os impactos políticos e culturais do desenvolvimento de armas nucleares foram profundos e de longo alcance. William Laurence do The New York Times , o primeiro a usar a frase " Era Atômica ", tornou-se o correspondente oficial do Projeto Manhattan na primavera de 1945. Em 1943 e 1944, ele tentou, sem sucesso, persuadir o Escritório de Censura a permitir escrever sobre o explosivo. potencial de urânio, e os funcionários do governo sentiram que ele havia conquistado o direito de relatar o maior segredo da guerra. Laurence testemunhou o teste Trinity e o bombardeio de Nagasaki e escreveu os comunicados de imprensa oficiais preparados para eles. Ele passou a escrever uma série de artigos exaltando as virtudes da nova arma. Suas reportagens antes e depois dos bombardeios ajudaram a estimular a conscientização pública sobre o potencial da tecnologia nuclear e motivaram seu desenvolvimento nos Estados Unidos e na União Soviética.

O Projeto Manhattan durante a guerra deixou um legado na forma da rede de laboratórios nacionais : Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, Laboratório Nacional Los Alamos , Laboratório Nacional Oak Ridge , Laboratório Nacional Argonne e Laboratório Ames . Mais dois foram estabelecidos por Groves logo após a guerra, o Brookhaven National Laboratory em Upton, Nova York , e o Sandia National Laboratories em Albuquerque, Novo México. Groves alocou US$ 72 milhões para atividades de pesquisa no ano fiscal de 1946–1947. Eles estariam na vanguarda do tipo de pesquisa em larga escala que Alvin Weinberg , diretor do Oak Ridge National Laboratory, chamaria de Big Science .

O Laboratório de Pesquisa Naval há muito estava interessado na perspectiva de usar energia nuclear para propulsão de navios de guerra e procurou criar seu próprio projeto nuclear. Em maio de 1946, Nimitz, agora Chefe de Operações Navais , decidiu que a Marinha deveria trabalhar com o Projeto Manhattan. Um grupo de oficiais da marinha foi designado para Oak Ridge, o mais antigo deles era o capitão Hyman G. Rickover , que se tornou diretor assistente lá. Eles mergulharam no estudo da energia nuclear, lançando as bases para uma marinha movida a energia nuclear . Um grupo semelhante de pessoal da Força Aérea chegou a Oak Ridge em setembro de 1946 com o objetivo de desenvolver aeronaves nucleares . Seu projeto de Energia Nuclear para a Propulsão de Aeronaves (NEPA) enfrentou formidáveis ​​dificuldades técnicas e acabou sendo cancelado.

A capacidade dos novos reatores de criar isótopos radioativos em quantidades inéditas desencadeou uma revolução na medicina nuclear nos primeiros anos do pós-guerra. A partir de meados de 1946, Oak Ridge começou a distribuir radioisótopos para hospitais e universidades. A maioria das encomendas foi para iodo-131 e fósforo-32 , que eram usados ​​no diagnóstico e tratamento do câncer. Além da medicina, os isótopos também foram usados ​​em pesquisas biológicas, industriais e agrícolas.

Ao entregar o controle à Comissão de Energia Atômica, Groves se despediu das pessoas que trabalharam no Projeto Manhattan:

Cinco anos atrás, a ideia da Energia Atômica era apenas um sonho. Você tornou esse sonho uma realidade. Você se apoderou das ideias mais nebulosas e as traduziu em realidades. Você construiu cidades onde nenhuma era conhecida antes. Você construiu plantas industriais de uma magnitude e precisão até então consideradas impossíveis. Você construiu a arma que acabou com a guerra e assim salvou inúmeras vidas americanas. No que diz respeito às aplicações em tempos de paz, você levantou a cortina para as perspectivas de um novo mundo.

Em 2014, o Congresso dos Estados Unidos aprovou uma lei que prevê um parque nacional dedicado à história do Projeto Manhattan. O Manhattan Project National Historical Park foi estabelecido em 10 de novembro de 2015.

Notas

Notas de rodapé explicativas

  1. A Universidade da Califórnia foi fundada em 23 de março de 1868 e operava em Oakland antes de se mudar para seu campus em Berkeley em 1873. Em março de 1951, a Universidade da Califórnia começou a se reorganizar em algo distinto de seu campus em Berkeley .
  2. A reação que mais preocupava Teller era:14
    7
    N
    +14
    7
    N
    24
    12
    mg
    +4
    2
    Ele
    (partícula alfa) + 17,7 MeV.
  3. No relato de Bethe, a possibilidade dessa catástrofe final surgiu novamente em 1975, quando apareceu em um artigo de revista de HC Dudley, que teve a ideia de uma reportagem de Pearl Buck sobre uma entrevista que ela teve com Arthur Compton em 1959. A preocupação não foi totalmente extinto na mente de algumas pessoas até o teste da Trindade .
  4. Reações nucleares autossustentáveis ​​naturais ocorreram no passado distante.
  5. A alusão aqui é ao navegador italiano Cristóvão Colombo , que chegou ao Caribe em 1492.
  6. Oppenheimer falou essas palavras no documentário de televisão The Decision to Drop the Bomb (1965). Oppenheimer leu o texto original em sânscrito , " kālo'smi lokakṣayakṛtpravṛddho lokānsamāhartumiha pravṛttaḥ " (XI,32), que ele traduziu como "Eu me tornei a Morte, o destruidor de mundos". Na literatura, a citação geralmente aparece na forma destruidor de mundos, porque essa foi a forma em que apareceu impressa pela primeira vez, na revista Time em 8 de novembro de 1948. Mais tarde, apareceu em Brighter than a Thousand Suns: A Personal , de Robert Jungk. History of the Atomic Scientists (1958), baseado em uma entrevista com Oppenheimer. Veja Hijiya, O Gita de Robert Oppenheimer

Citações

Referências gerais e citadas

Histórias gerais, administrativas e diplomáticas

Históricos técnicos

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