| Distrito de Manhattan | |
|---|---|
 La prueba Trinity del Proyecto Manhattan el 16 de julio de 1945 fue la primera detonación de un arma nuclear . | |
| Activo | 1942-1946 |
| Disuelto | 15 de agosto de 1947 |
| País |
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| Rama | Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. |
| Guarnición / HQ | Oak Ridge, Tennessee , Estados Unidos |
| Aniversarios | 13 de agosto de 1942 |
| Compromisos | |
| Comandantes | |
| Comandantes notables | |
| Insignias | |
| Insignia de manga de hombro del distrito de Manhattan |  |
| Emblema del Proyecto Manhattan (no oficial) |  |
El Proyecto Manhattan fue una empresa de investigación y desarrollo durante la Segunda Guerra Mundial que produjo las primeras armas nucleares . Fue liderado por Estados Unidos con el apoyo del Reino Unido (que inició el proyecto original Tube Alloys ) y Canadá. De 1942 a 1946, el proyecto estuvo bajo la dirección del mayor general Leslie Groves del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU . El físico nuclear Robert Oppenheimer fue el director del Laboratorio de Los Alamos.que diseñó las bombas reales. Como los distritos de ingenieros por convención llevaban el nombre de la ciudad donde estaban ubicados, el componente del Ejército del proyecto fue designado Distrito de Manhattan ; Manhattan reemplazó gradualmente el nombre en clave oficial, Desarrollo de materiales sustitutos , para todo el proyecto. En el camino, el proyecto absorbió a su anterior homólogo británico, Tube Alloys . El Proyecto Manhattan comenzó modestamente en 1939, pero creció hasta dar empleo a más de 130.000 personas y costó casi 2.000 millones de dólares (equivalente a unos 23.000 millones de dólares en 2019). [1] Más del 90 por ciento del costo fue para construir fábricas y producir material fisionable., con menos del 10 por ciento para el desarrollo y producción de las armas. La investigación y la producción se llevaron a cabo en más de treinta sitios en los Estados Unidos, el Reino Unido y Canadá.
Durante la guerra se desarrollaron simultáneamente dos tipos de bombas atómicas: un arma de fisión tipo pistola relativamente simple y un arma nuclear de tipo implosión más compleja . El diseño del tipo de pistola Thin Man resultó poco práctico para usar con plutonio y, por lo tanto, se desarrolló un tipo de pistola más simple llamado Little Boy que usaba uranio-235 , un isótopo que constituye solo el 0,7 por ciento del uranio natural . Dado que era químicamente idéntico al isótopo más común, el uranio-238 , y tenía casi la misma masa, separar los dos resultó difícil. Se emplearon tres métodos para el enriquecimiento de uranio :electromagnético , gaseoso y térmico . La mayor parte de este trabajo se realizó en Clinton Engineer Works en Oak Ridge, Tennessee .
Paralelamente al trabajo sobre uranio, se realizó un esfuerzo para producir plutonio , que fue descubierto por investigadores de la Universidad de California, Berkeley , en 1940. Después de que se demostró la viabilidad del primer reactor nuclear artificial del mundo, el Chicago Pile-1 , en En 1942 en el Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago , el Proyecto diseñó el Reactor de Grafito X-10 en Oak Ridge y los reactores de producción en el Sitio de Hanford en el estado de Washington , en los que se irradió uranio y se transmutó en plutonio. A continuación, el plutonio se separó químicamente del uranio, utilizando elproceso de fosfato de bismuto . El arma de implosión de plutonio Fat Man fue desarrollada en un esfuerzo concertado de diseño y desarrollo por el Laboratorio de Los Alamos.
El proyecto también se encargó de recopilar inteligencia sobre el proyecto de armas nucleares alemán . A través de la Operación Alsos , el personal del Proyecto Manhattan sirvió en Europa, a veces detrás de las líneas enemigas, donde reunió materiales y documentos nucleares y reunió a científicos alemanes. A pesar de la estricta seguridad del Proyecto Manhattan, los espías atómicos soviéticos penetraron con éxito en el programa. El primer dispositivo nuclear detonado fue una bomba de tipo implosión en la prueba Trinity , realizada en el campo de bombardeo y artillería Alamogordo de Nuevo México el 16 de julio de 1945. Las bombas Little Boy y Fat Man se utilizaron un mes después en los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki., respectivamente, con el personal del Proyecto Manhattan sirviendo como técnicos de montaje de bombas y como armadores en el avión de ataque. En los años inmediatos de la posguerra, el Proyecto Manhattan llevó a cabo pruebas de armas en el atolón Bikini como parte de la Operación Crossroads , desarrolló nuevas armas, promovió el desarrollo de la red de laboratorios nacionales , apoyó la investigación médica en radiología y sentó las bases de la armada nuclear . Mantuvo el control sobre la investigación y producción de armas atómicas estadounidenses hasta la formación de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos en enero de 1947.
Orígenes
El descubrimiento de la fisión nuclear por los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann en 1938, y su explicación teórica por Lise Meitner y Otto Frisch , hicieron del desarrollo de una bomba atómica una posibilidad teórica. Se temía que un proyecto de bomba atómica alemana desarrollara uno primero, especialmente entre los científicos que eran refugiados de la Alemania nazi y otros países fascistas . [2] En agosto de 1939, los físicos de origen húngaro Leo Szilard y Eugene Wigner redactaron la carta Einstein-Szilard, que advirtió sobre el desarrollo potencial de "bombas extremadamente poderosas de un nuevo tipo". Instó a Estados Unidos a tomar medidas para adquirir existencias de mineral de uranio y acelerar la investigación de Enrico Fermi y otros sobre reacciones nucleares en cadena . Lo firmaron Albert Einstein y se lo entregaron al presidente Franklin D. Roosevelt . Roosevelt pidió a Lyman Briggs, de la Oficina Nacional de Normas, que encabezara el Comité Asesor sobre uranio para investigar las cuestiones planteadas por la carta. Briggs celebró una reunión el 21 de octubre de 1939, a la que asistieron Szilárd, Wigner y Edward Teller.. El comité informó a Roosevelt en noviembre que el uranio "proporcionaría una posible fuente de bombas con una destructividad mucho mayor que cualquier cosa conocida ahora". [3]
La Marina de los Estados Unidos otorgó a la Universidad de Columbia $ 6,000 en fondos, la mayor parte de los cuales Enrico Fermi y Szilard gastaron en la compra de grafito . Un equipo de profesores de Columbia que incluía a Fermi, Szilard, Eugene T. Booth y John Dunning crearon la primera reacción de fisión nuclear en las Américas, verificando el trabajo de Hahn y Strassmann. Posteriormente, el mismo equipo construyó una serie de prototipos de reactores nucleares (o "pilas" como los llamó Fermi) en Pupin Hall en Columbia, pero aún no pudieron lograr una reacción en cadena. [4] El Comité Asesor sobre uranio se convirtió en el Comité de Investigación de la Defensa Nacional.(NDRC) sobre uranio cuando se formó esa organización el 27 de junio de 1940. [5] Briggs propuso gastar $ 167,000 en investigación sobre uranio, particularmente el isótopo uranio-235 , y plutonio , que fue descubierto en 1940 en la Universidad de California . [6] [nota 1] El 28 de junio de 1941, Roosevelt firmó la Orden Ejecutiva 8807, que creó la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (OSRD), [9] con Vannevar Bush como su director. La oficina estaba facultada para participar en grandes proyectos de ingeniería además de la investigación. [6]El Comité de Uranio de la NDRC se convirtió en la Sección S-1 de la OSRD; la palabra "uranio" se eliminó por razones de seguridad. [10]
En Gran Bretaña, Frisch y Rudolf Peierls de la Universidad de Birmingham hicieron un gran avance al investigar la masa crítica del uranio 235 en junio de 1939. [11] Sus cálculos indicaron que estaba dentro de un orden de magnitud de 10 kilogramos (22 libras), que era lo suficientemente pequeño para ser llevado por un bombardero del día. [12] Su memorando de Frisch-Peierls de marzo de 1940 inició el proyecto de la bomba atómica británica y su Comité MAUD , [13] que recomendó unánimemente continuar con el desarrollo de una bomba atómica. [12]En julio de 1940, Gran Bretaña se había ofrecido a dar a Estados Unidos acceso a la investigación científica, [14] y de la Misión Tizard 's John Cockcroft informado sobre la evolución de los científicos americanos británicos. Descubrió que el proyecto estadounidense era más pequeño que el británico y no estaba tan avanzado. [15]
Como parte del intercambio científico, los hallazgos del Comité MAUD se transmitieron a los Estados Unidos. Uno de sus miembros, el físico australiano Mark Oliphant , voló a Estados Unidos a finales de agosto de 1941 y descubrió que los datos proporcionados por el Comité MAUD no habían llegado a físicos estadounidenses clave. Luego, Oliphant se dispuso a averiguar por qué aparentemente se ignoraban los hallazgos del comité. Se reunió con el Comité de Uranio y visitó Berkeley, California , donde habló de manera persuasiva con Ernest O. Lawrence . Lawrence quedó lo suficientemente impresionado como para comenzar su propia investigación sobre el uranio. A su vez, habló con James B. Conant , Arthur H. Compton y George B. Pegram. Por tanto, la misión de Oliphant fue un éxito; Los físicos estadounidenses clave eran ahora conscientes del poder potencial de una bomba atómica. [16] [17]
El 9 de octubre de 1941, el presidente Roosevelt aprobó el programa atómico después de convocar una reunión con Vannevar Bush y el vicepresidente Henry A. Wallace . Para controlar el programa, creó un Grupo de Política Superior compuesto por él mismo, aunque nunca asistió a una reunión, Wallace, Bush, Conant, el Secretario de Guerra Henry L. Stimson y el Jefe de Estado Mayor del Ejército , General George C. Marshall . Roosevelt eligió al Ejército para ejecutar el proyecto en lugar de la Armada, porque el Ejército tenía más experiencia en la gestión de proyectos de construcción a gran escala. También acordó coordinar el esfuerzo con el de los británicos, y el 11 de octubre envió un mensaje al primer ministro Winston Churchill., lo que sugiere que se corresponden en materia atómica. [18]
Factibilidad
Propuestas
El Comité S-1 celebró su reunión el 18 de diciembre de 1941 "impregnado de una atmósfera de entusiasmo y urgencia" [19] a raíz del ataque a Pearl Harbor y la posterior declaración de guerra de los Estados Unidos a Japón y luego a Alemania . [20] Se estaba trabajando en tres técnicas diferentes para la separación de isótopos para separar el uranio-235 del uranio-238 más abundante . Lorenzo y su equipo de la Universidad de California investigaron separación electromagnética , mientras Eger Murphree y Jesse Wakefield Vigas equipo 's miraron a losdifusión gaseosa en la Universidad de Columbia , y Philip Abelson dirigió la investigación sobre difusión térmica en la Institución Carnegie de Washington y más tarde en el Laboratorio de Investigación Naval . [21] Murphree también fue el jefe de un proyecto de separación que no tuvo éxito utilizando centrifugadoras de gas . [22]
Mientras tanto, había dos líneas de investigación en tecnología de reactores nucleares , con Harold Urey continuando la investigación sobre agua pesada en Columbia, mientras que Arthur Compton traía a los científicos que trabajaban bajo su supervisión desde Columbia, California y la Universidad de Princeton para unirse a su equipo en la Universidad de Chicago. , donde organizó el Laboratorio Metalúrgico a principios de 1942 para estudiar el plutonio y los reactores que utilizan grafito como moderador de neutrones . [23]Briggs, Compton, Lawrence, Murphree y Urey se reunieron el 23 de mayo de 1942 para finalizar las recomendaciones del Comité S-1, que pedían que se siguieran las cinco tecnologías. Esto fue aprobado por Bush, Conant y el general de brigada Wilhelm D. Styer , el jefe de estado mayor de los Servicios de Abastecimiento del general de división Brehon B. Somervell , quien había sido designado representante del Ejército en asuntos nucleares. [21] Bush y Conant luego llevaron la recomendación al Top Policy Group con una propuesta de presupuesto de $ 54 millones para la construcción por parte del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos., $ 31 millones para investigación y desarrollo por OSRD y $ 5 millones para contingencias en el año fiscal 1943. El Top Policy Group a su vez lo envió el 17 de junio de 1942 al presidente, quien lo aprobó escribiendo "OK FDR" en el documento. [21]
Conceptos de diseño de bombas
Compton le pidió al físico teórico J. Robert Oppenheimer de la Universidad de California que se hiciera cargo de la investigación sobre los cálculos de neutrones rápidos , la clave para los cálculos de masa crítica y detonación de armas, de Gregory Breit , quien había renunciado el 18 de mayo de 1942 debido a preocupaciones sobre operaciones laxas. seguridad. [24] John H. Manley , físico del Laboratorio Metalúrgico, fue asignado para ayudar a Oppenheimer contactando y coordinando grupos de física experimental diseminados por todo el país. [25] Oppenheimer y Robert Serber de la Universidad de Illinois examinaron los problemas de neutronesdifusión —cómo se mueven los neutrones en una reacción en cadena nuclear— e hidrodinámica —cómo podría comportarse la explosión producida por una reacción en cadena. Para revisar este trabajo y la teoría general de las reacciones de fisión, Oppenheimer y Fermi convocaron reuniones en la Universidad de Chicago en junio y en la Universidad de California en julio de 1942 con los físicos teóricos Hans Bethe , John Van Vleck , Edward Teller, Emil Konopinski , Robert. Serber, Stan Frankel y Eldred C. (Carlyle) Nelson (1917-2008), los tres últimos exalumnos de Oppenheimer, y los físicos experimentales Emilio Segrè , Felix Bloch ,Franco Rasetti , John Henry Manley y Edwin McMillan . Confirmaron tentativamente que una bomba de fisión era teóricamente posible. [26]
Aún quedaban muchos factores desconocidos. Las propiedades del uranio-235 puro eran relativamente desconocidas, al igual que las del plutonio, un elemento que Glenn Seaborg y su equipo no habían descubierto hasta febrero de 1941 . Los científicos en la conferencia de Berkeley (julio de 1942) imaginaron la creación de plutonio en reactores nucleares donde los átomos de uranio-238 absorbieran neutrones que habían sido emitidos por la fisión de átomos de uranio-235. En este punto, no se había construido ningún reactor y solo se disponía de pequeñas cantidades de plutonio de ciclotrones en instituciones como la Universidad de Washington en St. Louis . [27] Incluso en diciembre de 1943, solo se habían producido dos miligramos . [28]Había muchas formas de organizar el material fisionable en una masa crítica. El más simple fue disparar un "tapón cilíndrico" en una esfera de "material activo" con un "sabotaje", material denso que enfocaría los neutrones hacia adentro y mantendría la masa reactiva junta para aumentar su eficiencia. [29] También exploraron diseños que involucraban esferoides , una forma primitiva de " implosión " sugerida por Richard C. Tolman , y la posibilidad de métodos autocatalíticos , que aumentarían la eficiencia de la bomba al explotar. [30]
Teniendo en cuenta que la idea de la bomba de fisión se estableció teóricamente, al menos hasta que se dispusiera de más datos experimentales, la conferencia de Berkeley de 1942 tomó una dirección diferente. Edward Teller presionó para discutir una bomba más poderosa: la "super", ahora usualmente referida como una " bomba de hidrógeno ", que usaría la fuerza explosiva de una bomba de fisión detonante para encender una reacción de fusión nuclear en deuterio y tritio . [31] Teller propuso esquema tras esquema, pero Bethe rechazó cada uno. La idea de la fusión se dejó de lado para concentrarse en la producción de bombas de fisión. [32]Teller también planteó la posibilidad especulativa de que una bomba atómica pudiera "encender" la atmósfera debido a una hipotética reacción de fusión de núcleos de nitrógeno. [nota 2] Bethe calculó que no podría suceder, [34] y un informe en coautoría de Teller mostró que "no es probable que se inicie una cadena de reacciones nucleares autopropagantes". [35] En el relato de Serber, Oppenheimer mencionó la posibilidad de este escenario a Arthur Compton , quien "no tenía suficiente sentido común para callarse. De alguna manera se metió en un documento que fue a Washington" y "nunca fue enterrado. ". [nota 3]
Organización
Distrito de Manhattan
El jefe de ingenieros , el general de división Eugene Reybold , seleccionó al coronel James C. Marshall para dirigir la parte del ejército del proyecto en junio de 1942. Marshall creó una oficina de enlace en Washington, DC, pero estableció su cuartel general temporal en el piso 18 de 270 Broadway. en Nueva York, donde pudo recurrir al apoyo administrativo de la División del Atlántico Norte del Cuerpo de Ingenieros . Estaba cerca de la oficina de Stone & Webster en Manhattan , el principal contratista del proyecto, y de la Universidad de Columbia. Tenía permiso para recurrir a su antiguo comando, el distrito de Syracuse, para el personal, y comenzó con el teniente coronel Kenneth Nichols, quien se convirtió en su suplente. [37] [38]
Debido a que la mayor parte de su tarea involucraba la construcción, Marshall trabajó en cooperación con el jefe de la División de Construcción del Cuerpo de Ingenieros, el general de división Thomas M. Robbins , y su adjunto, el coronel Leslie Groves.. Reybold, Somervell y Styer decidieron llamar al proyecto "Desarrollo de materiales sustitutos", pero Groves sintió que esto llamaría la atención. Dado que los distritos de ingenieros normalmente llevaban el nombre de la ciudad donde estaban ubicados, Marshall y Groves acordaron nombrar el componente del Ejército del proyecto como Distrito de Manhattan. Esto se hizo oficial el 13 de agosto, cuando Reybold emitió la orden de creación del nuevo distrito. Informalmente, se conocía como el Distrito de Ingenieros de Manhattan, o MED. A diferencia de otros distritos, no tenía fronteras geográficas y Marshall tenía la autoridad de un ingeniero de división. El desarrollo de materiales sustitutos se mantuvo como el nombre en clave oficial del proyecto en su conjunto, pero fue reemplazado con el tiempo por "Manhattan". [38]
Marshall admitió más tarde que "nunca había oído hablar de la fisión atómica, pero sabía que no se podía construir gran parte de una planta, y mucho menos cuatro de ellas por 90 millones de dólares". [39] Una sola planta de TNT que Nichols había construido recientemente en Pensilvania había costado 128 millones de dólares. [40] Tampoco les impresionaron las estimaciones al orden de magnitud más cercano, que Groves comparó con decirle a un proveedor que se preparara para entre diez y mil invitados. [41] Un equipo de inspección de Stone & Webster ya había explorado un sitio para las plantas de producción. La Junta de Producción de Guerra recomendó sitios alrededor de Knoxville, Tennessee , un área aislada donde la Autoridad del Valle de Tennesseepodría suministrar una gran cantidad de energía eléctrica y los ríos podrían proporcionar agua de enfriamiento para los reactores. Después de examinar varios sitios, el equipo de encuesta seleccionó uno cerca de Elza, Tennessee . Conant aconsejó que se adquiriera de inmediato y Styer estuvo de acuerdo, pero Marshall contemporizó, esperando los resultados de los experimentos del reactor de Conant antes de tomar medidas. [42] De los procesos prospectivos, solo la separación electromagnética de Lawrence parecía lo suficientemente avanzada como para que comenzara la construcción. [43]
Marshall y Nichols comenzaron a reunir los recursos que necesitarían. El primer paso fue obtener una calificación de alta prioridad para el proyecto. Las calificaciones más altas fueron de AA-1 a AA-4 en orden descendente, aunque también había una calificación AAA especial reservada para emergencias. Las calificaciones AA-1 y AA-2 eran para armas y equipos esenciales, por lo que el coronel Lucius D. Clay , subjefe de personal de Servicios y Suministros para necesidades y recursos, consideró que la calificación más alta que podía asignar era AA-3, aunque estaba dispuesto a otorgar una calificación AAA a pedido de materiales críticos si surgiera la necesidad. [44] Nichols y Marshall se sintieron decepcionados; AA-3 tenía la misma prioridad que la planta de TNT de Nichols en Pensilvania. [45]
Comité de Política Militar
Vannevar Bush se sintió insatisfecho con el hecho de que el coronel Marshall no lograra que el proyecto avanzara rápidamente, específicamente el hecho de no adquirir el sitio de Tennessee, la baja prioridad asignada al proyecto por el ejército y la ubicación de su sede en la ciudad de Nueva York. [47] Bush sintió que se requería un liderazgo más agresivo y habló con Harvey Bundy y los generales Marshall, Somervell y Styer sobre sus preocupaciones. Quería que el proyecto se colocara bajo un comité de políticas de alto nivel, con un funcionario prestigioso, preferiblemente Styer, como director general. [45]
Somervell y Styer seleccionaron a Groves para el cargo, informándole el 17 de septiembre de esta decisión, y que el general Marshall ordenó que fuera ascendido a general de brigada, [48] ya que se consideró que el título de "general" tendría más influencia con el científicos académicos que trabajan en el Proyecto Manhattan. [49] Las órdenes de Groves lo colocaron directamente bajo Somervell en lugar de Reybold, con el coronel Marshall ahora responsable ante Groves. [50] Groves estableció su cuartel general en Washington, DC, en el quinto piso del Nuevo Edificio del Departamento de Guerra , donde el Coronel Marshall tenía su oficina de enlace. [51]Asumió el mando del Proyecto Manhattan el 23 de septiembre de 1942. Más tarde ese mismo día, asistió a una reunión convocada por Stimson, que estableció un Comité de Política Militar, responsable del Top Policy Group, formado por Bush (con Conant como suplente), Styer y el contralmirante William R. Purnell . [48] Tolman y Conant fueron designados posteriormente como asesores científicos de Groves. [52]
El 19 de septiembre, Groves se dirigió a Donald Nelson , presidente de la Junta de Producción de Guerra, y solicitó amplia autoridad para emitir una calificación AAA siempre que fuera necesario. Nelson inicialmente se resistió, pero cedió rápidamente cuando Groves amenazó con acudir al presidente. [53] Groves prometió no utilizar la calificación AAA a menos que fuera necesario. Pronto se supo que para los requisitos de rutina del proyecto, la calificación AAA era demasiado alta, pero la calificación AA-3 era demasiado baja. Después de una larga campaña, Groves finalmente recibió la autoridad AA-1 el 1 de julio de 1944. [54]Según Groves, "en Washington se dio cuenta de la importancia de la máxima prioridad. Casi todo lo propuesto en la administración Roosevelt tendría máxima prioridad. Eso duraría alrededor de una semana o dos y luego otra cosa tendría máxima prioridad". [55]
Uno de los primeros problemas de Groves fue encontrar un director para el Proyecto Y , el grupo que diseñaría y construiría la bomba. La elección obvia era uno de los tres jefes de laboratorio, Urey, Lawrence o Compton, pero no podían evitarlo. Compton recomendó a Oppenheimer, quien ya estaba íntimamente familiarizado con los conceptos de diseño de bombas. Sin embargo, Oppenheimer tenía poca experiencia administrativa y, a diferencia de Urey, Lawrence y Compton, no había ganado un premio Nobel , que muchos científicos pensaban que debería haber obtenido el director de un laboratorio tan importante. También había preocupaciones sobre el estado de seguridad de Oppenheimer, ya que muchos de sus asociados eran comunistas , incluida su esposa, Kitty (Katherine Oppenheimer) ; su novia, Jean Tatlock; y su hermano, Frank Oppenheimer . Una larga conversación en un tren en octubre de 1942 convenció a Groves y Nichols de que Oppenheimer entendía a fondo los problemas relacionados con la instalación de un laboratorio en un área remota y debería ser nombrado su director. Groves renunció personalmente a los requisitos de seguridad y emitió a Oppenheimer una autorización el 20 de julio de 1943. [56] [57]
Colaboración con Reino Unido
Los británicos y los estadounidenses intercambiaron información nuclear, pero inicialmente no combinaron sus esfuerzos. Gran Bretaña rechazó los intentos de Bush y Conant en 1941 de fortalecer la cooperación con su propio proyecto, llamado Tube Alloys , porque se mostró reacio a compartir su liderazgo tecnológico y ayudar a Estados Unidos a desarrollar su propia bomba atómica. [58] Un científico estadounidense que trajo una carta personal de Roosevelt a Churchill ofreciendo pagar por toda la investigación y el desarrollo en un proyecto angloamericano fue mal tratado, y Churchill no respondió a la carta. Como resultado, Estados Unidos decidió ya en abril de 1942 que si su oferta era rechazada, deberían proceder solos. [59]Los británicos, que habían hecho contribuciones significativas al principio de la guerra, no tenían los recursos para llevar a cabo un programa de investigación de este tipo mientras luchaban por su supervivencia. Como resultado, Tube Alloys pronto se quedó atrás de su contraparte estadounidense. [60] y el 30 de julio de 1942, Sir John Anderson , el ministro responsable de Tube Alloys, advirtió a Churchill que: "Debemos afrontar el hecho de que ... [nuestro] trabajo pionero ... es un activo menguante y que, a menos que lo capitalizamos rápidamente, seremos superados. Ahora tenemos una contribución real que hacer a una "fusión". Pronto tendremos poco o nada ". [61] Ese mes Churchill y Roosevelt hicieron un acuerdo informal y no escrito para la colaboración atómica. [62]
Sin embargo, la oportunidad de una asociación equitativa ya no existía, como se demostró en agosto de 1942 cuando los británicos exigieron sin éxito un control sustancial sobre el proyecto sin pagar ninguno de los costos. En 1943, los papeles de los dos países se habían invertido desde finales de 1941; [59] En enero, Conant notificó a los británicos que ya no recibirían información atómica excepto en ciertas áreas. Si bien los británicos se sorprendieron por la derogación del acuerdo Churchill-Roosevelt, el director del Consejo Nacional de Investigación de Canadá , C. J. Mackenzie, se sorprendió menos y escribió: "No puedo evitar sentir que el grupo del Reino Unido [over] enfatiza la importancia de su contribución en comparación con los estadounidenses ". [62]Como dijeron Conant y Bush a los británicos, la orden llegó "desde arriba". [63]
La posición negociadora británica había empeorado; los científicos estadounidenses habían decidido que Estados Unidos ya no necesitaba ayuda externa y querían evitar que Gran Bretaña explotara las aplicaciones comerciales de la energía atómica de la posguerra. El comité apoyó, y Roosevelt aceptó, restringiendo el flujo de información a lo que Gran Bretaña podría usar durante la guerra, especialmente no al diseño de bombas, incluso si hacerlo ralentizaba el proyecto estadounidense. A principios de 1943, los británicos dejaron de enviar investigación y científicos a Estados Unidos y, como resultado, los estadounidenses dejaron de compartir toda la información. Los británicos consideraron poner fin al suministro de uranio y agua pesada canadienses para obligar a los estadounidenses a compartir nuevamente, pero Canadá necesitaba suministros estadounidenses para producirlos. [64]Investigaron la posibilidad de un programa nuclear independiente, pero determinaron que no podría estar listo a tiempo para afectar el resultado de la guerra en Europa . [sesenta y cinco]
En marzo de 1943, Conant decidió que la ayuda británica beneficiaría a algunas áreas del proyecto. James Chadwick y uno o dos científicos británicos más eran lo suficientemente importantes como para que el equipo de diseño de bombas de Los Alamos los necesitara, a pesar del riesgo de revelar secretos de diseño de armas. [66] En agosto de 1943, Churchill y Roosevelt negociaron el Acuerdo de Quebec , que resultó en la reanudación de la cooperación [67] entre científicos que trabajaban en el mismo problema. Gran Bretaña, sin embargo, aceptó restricciones sobre los datos sobre la construcción de plantas de producción a gran escala necesarias para la bomba. [68] El subsiguiente Acuerdo de Hyde Park en septiembre de 1944 extendió esta cooperación al período de posguerra. [69]El Acuerdo de Quebec estableció el Comité de Política Combinada para coordinar los esfuerzos de Estados Unidos, Reino Unido y Canadá. Stimson, Bush y Conant se desempeñaron como miembros estadounidenses del Comité de Política Combinada, el mariscal de campo Sir John Dill y el coronel JJ Llewellin fueron los miembros británicos y CD Howe fue el miembro canadiense. [70] Llewellin regresó al Reino Unido a fines de 1943 y fue reemplazado en el comité por Sir Ronald Ian Campbell , quien a su vez fue reemplazado por el embajador británico en los Estados Unidos, Lord Halifax., a principios de 1945. Sir John Dill murió en Washington, DC, en noviembre de 1944 y fue reemplazado como Jefe de la Misión de Estado Mayor Conjunto Británico y como miembro del Comité de Política Combinada por el Mariscal de Campo Sir Henry Maitland Wilson . [71]
Cuando la cooperación se reanudó después del acuerdo de Quebec, el progreso y los gastos de los estadounidenses sorprendieron a los británicos. Estados Unidos ya había gastado más de $ 1 mil millones ($ 12 mil millones en la actualidad), mientras que en 1943, el Reino Unido había gastado alrededor de £ 0,5 millones. Por tanto, Chadwick presionó para que los británicos se involucraran en el Proyecto Manhattan al máximo y abandonó cualquier esperanza de un proyecto británico independiente durante la guerra. [65] Con el respaldo de Churchill, intentó asegurarse de que se cumplieran todas las solicitudes de asistencia de Groves. [72] La misión británica que llegó a los Estados Unidos en diciembre de 1943 incluía a Niels Bohr , Otto Frisch, Klaus Fuchs , Rudolf Peierls y Ernest Titterton . [73]Más científicos llegaron a principios de 1944. Mientras que los asignados a la difusión gaseosa se marcharon en el otoño de 1944, los 35 que trabajaban bajo Oliphant con Lawrence en Berkeley fueron asignados a grupos de laboratorio existentes y la mayoría permaneció hasta el final de la guerra. Los 19 enviados a Los Alamos también se unieron a los grupos existentes, principalmente relacionados con la implosión y el montaje de bombas, pero no los relacionados con el plutonio. [65] Parte del Acuerdo de Quebec especificaba que las armas nucleares no se utilizarían contra otro país sin el consentimiento mutuo de los EE. UU. Y el Reino Unido. En junio de 1945, Wilson acordó que el uso de armas nucleares contra Japón se registraría como una decisión del Comité de Política Combinada. [74]
El Comité de Política Combinada creó el Fondo de Desarrollo Combinado en junio de 1944, con Groves como su presidente, para adquirir minerales de uranio y torio en los mercados internacionales. El Congo Belga y Canadá tenían gran parte del uranio del mundo fuera de Europa del Este, y el gobierno belga en el exilio estaba en Londres. Gran Bretaña acordó dar a los Estados Unidos la mayor parte del mineral belga, ya que no podría utilizar la mayor parte del suministro sin una investigación estadounidense restringida. [75] En 1944, el Trust compró 3.440.000 libras (1.560.000 kg) de mineral de óxido de uranio a empresas que explotan minas en el Congo Belga. Para evitar informar al Secretario del Tesoro de los Estados Unidos, Henry Morgenthau Jr.En el proyecto, se utilizó una cuenta especial que no está sujeta a las auditorías y controles habituales para mantener los fondos del Fideicomiso. Entre 1944 y el momento en que renunció al Trust en 1947, Groves depositó un total de $ 37,5 millones en la cuenta del Trust. [76]
Groves apreció las primeras investigaciones atómicas británicas y las contribuciones de los científicos británicos al Proyecto Manhattan, pero afirmó que Estados Unidos habría tenido éxito sin ellos. [65] También dijo que Churchill era "el mejor amigo que tenía el proyecto de la bomba atómica [ya que] mantuvo alto el interés de Roosevelt ... Simplemente lo agitaba todo el tiempo diciéndole lo importante que pensaba que era el proyecto". [55]
La participación británica en tiempos de guerra fue crucial para el éxito del programa independiente de armas nucleares del Reino Unido después de la guerra, cuando la Ley McMahon de 1946 puso fin temporalmente a la cooperación nuclear estadounidense. [sesenta y cinco]
Sitios del proyecto
cresta de roble
El día después de que se hizo cargo del proyecto, Groves tomó un tren a Tennessee con el coronel Marshall para inspeccionar el sitio propuesto allí, y Groves quedó impresionado. [78] [79] El 29 de septiembre de 1942, el Subsecretario de Guerra de los Estados Unidos, Robert P. Patterson, autorizó al Cuerpo de Ingenieros a adquirir 56.000 acres (23.000 ha) de tierra por dominio eminente a un costo de $ 3,5 millones. Posteriormente se adquirieron 3.000 acres (1.200 ha) adicionales. Unas 1.000 familias se vieron afectadas por la orden de expropiación, que entró en vigor el 7 de octubre. [80] Las protestas, las apelaciones legales y una investigación del Congreso de 1943 fueron en vano. [81] A mediados de noviembre, alguaciles de EE . UU.estaban clavando avisos para desalojar en las puertas de las granjas, y los contratistas de la construcción se estaban mudando. [82] Algunas familias recibieron un aviso con dos semanas de anticipación para desalojar las granjas que habían sido sus hogares durante generaciones; [83] otros se habían asentado allí después de ser desalojados para dar paso al Parque Nacional Great Smoky Mountains en la década de 1920 o la presa Norris en la década de 1930. [81] El costo final de la adquisición de tierras en el área, que no se completó hasta marzo de 1945, fue de sólo unos 2,6 millones de dólares, lo que equivale a unos 47 dólares el acre. [84] Cuando se le presentó la Proclamación Pública Número Dos, que declaró a Oak Ridge un área de exclusión total a la que nadie podía entrar sin permiso militar, elEl gobernador de Tennessee , Prentice Cooper , lo rompió airadamente. [85]
Inicialmente conocido como Kingston Demolition Range, el sitio pasó a llamarse oficialmente Clinton Engineer Works (CEW) a principios de 1943. [86] Mientras Stone & Webster se concentraba en las instalaciones de producción, la firma de arquitectura e ingeniería Skidmore, Owings & Merrill diseñó y construyó una comunidad residencial para 13.000. La comunidad estaba ubicada en las laderas de Black Oak Ridge, de donde la nueva ciudad de Oak Ridge recibió su nombre. [87] La presencia del Ejército en Oak Ridge aumentó en agosto de 1943 cuando Nichols reemplazó a Marshall como jefe del Distrito de Ingenieros de Manhattan. Una de sus primeras tareas fue trasladar la sede del distrito a Oak Ridge, aunque el nombre del distrito no cambió. [88]En septiembre de 1943, la administración de las instalaciones comunitarias se subcontrató a Turner Construction Company a través de una subsidiaria, la Roane-Anderson Company (para los condados de Roane y Anderson , en los que se encontraba Oak Ridge). [89] Los ingenieros químicos, incluidos William J. (Jenkins) Wilcox Jr. (1923-2013) y Warren Fuchs, formaron parte de "esfuerzos frenéticos" para producir entre un 10% y un 12% de uranio 235 enriquecido, conocido como el nombre en clave "tuballoy tetróxido ", con estricta seguridad y rápidas aprobaciones para suministros y materiales. [90] La población de Oak Ridge pronto se expandió mucho más allá de los planes iniciales, y alcanzó un máximo de 75.000 en mayo de 1945, momento en el que 82.000 personas estaban empleadas en Clinton Engineer Works.[77] y 10.000 de Roane-Anderson. [89]
La fotógrafa de bellas artes, Josephine Herrick , y su colega, Mary Steers, ayudaron a documentar el trabajo en Oak Ridge. [91]
Los Alamos
Se consideró la idea de ubicar el Proyecto Y en Oak Ridge, pero al final se decidió que debería estar en una ubicación remota. Por recomendación de Oppenheimer, la búsqueda de un sitio adecuado se redujo a las cercanías de Albuquerque, Nuevo México , donde Oppenheimer era dueño de un rancho. En octubre de 1942, se envió al comandante John H. Dudley del distrito de Manhattan a inspeccionar el área. Recomendó un sitio cerca de Jemez Springs, Nuevo México . [92] El 16 de noviembre, Oppenheimer, Groves, Dudley y otros visitaron el sitio. Oppenheimer temía que los altos acantilados que rodeaban el sitio hicieran sentir claustrofobia a su gente, mientras que a los ingenieros les preocupaba la posibilidad de inundaciones. El partido se trasladó luego a las proximidades de laEscuela Rancho Los Alamos . Oppenheimer quedó impresionado y expresó una fuerte preferencia por el sitio, citando su belleza natural y las vistas de las montañas Sangre de Cristo , que, se esperaba, inspirarían a quienes trabajarían en el proyecto. [93] [94] Los ingenieros estaban preocupados por el camino de acceso deficiente y si el suministro de agua sería adecuado, pero por lo demás sintieron que era ideal. [95]
Patterson aprobó la adquisición del sitio el 25 de noviembre de 1942, autorizando $ 440,000 para la compra del sitio de 54,000 acres (22,000 ha), de los cuales todos menos 8,900 acres (3,600 ha) ya eran propiedad del Gobierno Federal. [96] El Secretario de Agricultura Claude R. Wickard otorgó el uso de unas 45 100 acres (18 300 ha) de tierras del Servicio Forestal de los Estados Unidos al Departamento de Guerra "mientras continúe la necesidad militar". [97] La necesidad de tierra, de una nueva carretera y más tarde de un derecho de paso para una línea eléctrica de 40 km (25 millas), finalmente llevó las compras de tierras en tiempos de guerra a 45,737 acres (18,509.1 ha), pero solo se gastaron $ 414,971 . [96]La construcción se contrató a MM Sundt Company de Tucson, Arizona , con Willard C. Kruger and Associates de Santa Fe, Nuevo México , como arquitecto e ingeniero. El trabajo comenzó en diciembre de 1942. Groves inicialmente asignó $ 300,000 para la construcción, tres veces la estimación de Oppenheimer, con una fecha de finalización planificada para el 15 de marzo de 1943. Pronto quedó claro que el alcance del Proyecto Y era mayor de lo esperado, y cuando Sundt terminó el El 30 de noviembre de 1943, se habían gastado más de $ 7 millones. [98]
Debido a que era secreto, Los Alamos se denominó "Sitio Y" o "La Colina". [99] Los certificados de nacimiento de los bebés nacidos en Los Alamos durante la guerra indicaban su lugar de nacimiento como PO Box 1663 en Santa Fe. [100] Inicialmente Los Alamos iba a haber sido un laboratorio militar con Oppenheimer y otros investigadores comisionados en el Ejército. Oppenheimer llegó al extremo de encargarse un uniforme de teniente coronel , pero dos físicos clave, Robert Bacher e Isidor Rabi , se opusieron a la idea. Conant, Groves y Oppenheimer entonces idearon un compromiso por el cual el laboratorio era operado por la Universidad de California bajo contrato con el Departamento de Guerra. [101]
Chicago
Un consejo del Ejército-OSRD el 25 de junio de 1942 decidió construir una planta piloto para la producción de plutonio en Red Gate Woods al suroeste de Chicago. En julio, Nichols arregló un contrato de arrendamiento de 1.025 acres (415 ha) del Distrito de Reserva Forestal del Condado de Cook , y el Capitán James F. Grafton (1908-1969) fue nombrado ingeniero de área de Chicago. Pronto se hizo evidente que la escala de operaciones era demasiado grande para el área y se decidió construir la planta en Oak Ridge y mantener una instalación de investigación y pruebas en Chicago. [102] [103]
Los retrasos en el establecimiento de la planta en Red Gate Woods llevaron a Compton a autorizar al Laboratorio Metalúrgico a construir el primer reactor nuclear debajo de las gradas de Stagg Field en la Universidad de Chicago. El reactor requirió una enorme cantidad de bloques de grafito y gránulos de uranio. En ese momento, había una fuente limitada de uranio puro . Frank Spedding, de la Universidad Estatal de Iowa, pudo producir solo dos toneladas cortas de uranio puro. Westinghouse Lamp Plant suministró tres toneladas cortas adicionales de uranio metálico , que se produjo rápidamente con un proceso improvisado. Un gran globo cuadrado fue construido porGoodyear Tire para revestir el reactor. [104] [105] El 2 de diciembre de 1942, un equipo dirigido por Enrico Fermi inició la primera reacción en cadena nuclear artificial [nota 4] autosuficiente en un reactor experimental conocido como Chicago Pile-1 . [107] El punto en el que una reacción se vuelve autosostenida se conoce como "volverse crítica". Compton informó del éxito a Conant en Washington, DC, mediante una llamada telefónica codificada, diciendo: "El navegante italiano [Fermi] acaba de aterrizar en el nuevo mundo". [108] [nota 5]
En enero de 1943, el sucesor de Grafton, el comandante Arthur V. Peterson , ordenó el desmantelamiento y montaje del Chicago Pile-1 en Red Gate Woods, ya que consideraba que el funcionamiento de un reactor era demasiado peligroso para un área densamente poblada. [109] En el sitio de Argonne, Chicago Pile-3 , el primer reactor de agua pesada, se volvió crítico el 15 de mayo de 1944. [110] [111] Después de la guerra, las operaciones que permanecieron en Red Gate se trasladaron al nuevo sitio del Laboratorio Nacional de Argonne a unas 6 millas (9,7 km) de distancia. [103]
Hanford
En diciembre de 1942 existía la preocupación de que incluso Oak Ridge estuviera demasiado cerca de un importante centro de población (Knoxville) en el improbable caso de un accidente nuclear importante. Groves reclutó a DuPont en noviembre de 1942 para ser el contratista principal para la construcción del complejo de producción de plutonio. A DuPont se le ofreció un contrato de costo estándar más honorarios fijos , pero el presidente de la compañía, Walter S. Carpenter, Jr. , no quería obtener ganancias de ningún tipo y pidió que se enmendara el contrato propuesto para excluir explícitamente a la compañía de adquirir cualquier derecho de patente. Esto fue aceptado, pero por razones legales se acordó una tarifa nominal de un dólar. Después de la guerra, DuPont pidió ser liberado anticipadamente del contrato y tuvo que devolver 33 centavos. [112]
DuPont recomendó que el sitio se ubique lejos de la instalación de producción de uranio existente en Oak Ridge. [113] En diciembre de 1942, Groves envió al Coronel Franklin Matthias ya los ingenieros de DuPont a explorar sitios potenciales. Matthias informó que el sitio de Hanford cerca de Richland, Washington , era "ideal en prácticamente todos los aspectos". Estaba aislado y cerca del río Columbia , que podía suministrar agua suficiente para enfriar los reactores que producirían el plutonio. Groves visitó el sitio en enero y estableció Hanford Engineer Works (HEW), cuyo nombre en código es "Sitio W". [114]
El subsecretario Patterson dio su aprobación el 9 de febrero, asignando $ 5 millones para la adquisición de 40,000 acres (16,000 ha) de tierra en el área. El gobierno federal reubicó a unos 1.500 residentes de White Bluffs y Hanford , y asentamientos cercanos, así como a los Wanapum y otras tribus que usaban el área. Surgió una disputa con los agricultores sobre la compensación de los cultivos, que ya se habían plantado antes de que se adquiriera la tierra. Cuando los horarios lo permitían, el Ejército permitía la recolección de los cultivos, pero esto no siempre era posible. [114] El proceso de adquisición de tierras se prolongó y no se completó antes del final del Proyecto Manhattan en diciembre de 1946. [115]
La disputa no demoró el trabajo. Aunque el progreso en el diseño del reactor en el Laboratorio Metalúrgico y DuPont no fue lo suficientemente avanzado como para predecir con precisión el alcance del proyecto, en abril de 1943 se iniciaron las instalaciones para aproximadamente 25,000 trabajadores, la mitad de los cuales se esperaba que vivieran en el sitio. En julio de 1944, se habían erigido unos 1.200 edificios y casi 51.000 personas vivían en el campamento de construcción. Como ingeniero de área, Matthias ejerció el control general del sitio. [116] En su apogeo, el campo de la construcción fue la tercera ciudad más poblada del estado de Washington. [117] Hanford operaba una flota de más de 900 autobuses, más que la ciudad de Chicago. [118]Al igual que Los Álamos y Oak Ridge, Richland era una comunidad cerrada con acceso restringido, pero se parecía más a una típica ciudad en auge estadounidense en tiempos de guerra: el perfil militar era más bajo y los elementos de seguridad física como vallas altas, torres y perros guardianes eran menos evidentes. [119]
Sitios canadienses
Columbia Británica
Cominco había producido hidrógeno electrolítico en Trail, Columbia Británica , desde 1930. Urey sugirió en 1941 que podía producir agua pesada. A la planta existente de $ 10 millones que consta de 3.215 celdas que consumen 75 MW de energía hidroeléctrica, se agregaron celdas de electrólisis secundaria para aumentar la concentración de deuterio en el agua del 2,3% al 99,8%. Para este proceso, Hugh Taylor de Princeton desarrolló un catalizador de platino sobre carbono para las tres primeras etapas, mientras que Urey desarrolló un catalizador de níquel-cromiauno para la torre de la cuarta etapa. El costo final fue de $ 2.8 millones. El gobierno canadiense no se enteró oficialmente del proyecto hasta agosto de 1942. La producción de agua pesada de Trail comenzó en enero de 1944 y continuó hasta 1956. El agua pesada de Trail se utilizó para Chicago Pile 3 , el primer reactor que utiliza agua pesada y uranio natural, que fue crítico el 15 de mayo de 1944. [120]
Ontario
El sitio de Chalk River, Ontario , se estableció para realojar el esfuerzo aliado en el Laboratorio de Montreal lejos de un área urbana. Se construyó una nueva comunidad en Deep River, Ontario , para proporcionar residencias e instalaciones para los miembros del equipo. El sitio fue elegido por su proximidad a la zona de fabricación industrial de Ontario y Quebec, y la proximidad a un carril adyacente a una gran base militar, Camp Petawawa . Ubicado en el río Ottawa, tenía acceso a abundante agua. El primer director del nuevo laboratorio fue Hans von Halban . Fue reemplazado por John Cockcroft en mayo de 1944, quien a su vez fue sucedido por Bennett Lewis en septiembre de 1946. Un reactor piloto conocido como ZEEP(pila experimental de energía cero) se convirtió en el primer reactor canadiense, y el primero en completarse fuera de los Estados Unidos, cuando se volvió crítico en septiembre de 1945, el ZEEP permaneció en uso por parte de los investigadores hasta 1970. [121] Un reactor NRX de 10 MW más grande , que fue diseñado durante la guerra, se completó y se volvió crítico en julio de 1947. [120]
Territorios del Noroeste
La mina Eldorado en Port Radium era una fuente de mineral de uranio. [122]
Sitios de agua pesada
Aunque los diseños preferidos de DuPont para los reactores nucleares eran refrigerados por helio y usaban grafito como moderador, DuPont aún expresó su interés en usar agua pesada como respaldo, en caso de que el diseño del reactor de grafito resultara inviable por alguna razón. Para este propósito, se estimó que se necesitarían 3 toneladas cortas (2,7 t) de agua pesada por mes. El Proyecto P-9 era el nombre en clave del gobierno para el programa de producción de agua pesada. Como la planta de Trail, que en ese momento estaba en construcción, podía producir 0,5 toneladas cortas (0,45 t) por mes, se requería capacidad adicional. Por lo tanto, Groves autorizó a DuPont a establecer instalaciones de agua pesada en Morgantown Ordnance Works, cerca de Morgantown, West Virginia ; en las obras de artillería del río Wabash , cercaDana y Newport, Indiana ; y en Alabama Ordnance Works , cerca de Childersburg y Sylacauga, Alabama . Aunque se conocen como obras de artillería y se pagan según los contratos del Departamento de artillería , fueron construidas y operadas por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército. Las plantas estadounidenses utilizaron un proceso diferente al de Trail; el agua pesada se extrajo por destilación, aprovechando el punto de ebullición ligeramente más alto del agua pesada. [123] [124]
Uranio
Mineral
La materia prima clave del proyecto fue el uranio, que se utilizó como combustible para los reactores, como alimento que se transformó en plutonio y, en su forma enriquecida, en la propia bomba atómica. Había cuatro depósitos importantes conocidos de uranio en 1940: en Colorado, en el norte de Canadá, en Joachimsthal en Checoslovaquia y en el Congo Belga . [125] Todos menos Joachimstal estaban en manos aliadas. Un estudio de noviembre de 1942 determinó que se disponía de cantidades suficientes de uranio para satisfacer los requisitos del proyecto. [126] Nichols arregló con el Departamento de Estado la imposición de controles a la exportación de óxido de uranio.y negoció la compra de 1.200 toneladas cortas (1.100 t) de mineral de uranio del Congo Belga que estaba siendo almacenado en un almacén en Staten Island y las existencias restantes de mineral extraído almacenadas en el Congo. Negoció con Eldorado Gold Mines la compra de mineral de su refinería en Port Hope, Ontario, y su envío en lotes de 100 toneladas. Posteriormente, el gobierno canadiense compró las acciones de la empresa hasta que adquirió una participación mayoritaria. [127]
Si bien estas compras aseguraron un suministro suficiente para satisfacer las necesidades en tiempos de guerra, los líderes estadounidenses y británicos concluyeron que a sus países les interesaba hacerse con el control de la mayor cantidad posible de depósitos de uranio del mundo. La fuente más rica de mineral fue la mina Shinkolobwe en el Congo Belga, pero se inundó y cerró. Nichols intentó sin éxito negociar su reapertura y la venta de toda la producción futura a los Estados Unidos con Edgar Sengier , el director de la empresa propietaria de la mina, la Union Minière du Haut-Katanga . [128]El asunto fue luego tratado por el Comité de Política Combinada. Como el 30 por ciento de las acciones de Union Minière estaba controlado por intereses británicos, los británicos tomaron la iniciativa en las negociaciones. Sir John Anderson y el embajador John Winant llegaron a un acuerdo con Sengier y el gobierno belga en mayo de 1944 para la reapertura de la mina y la compra de 1.720 toneladas cortas (1.560 t) de mineral a 1,45 dólares la libra. [129] Para evitar la dependencia de los británicos y canadienses para el mineral, Groves también organizó la compra de las existencias de US Vanadium Corporation en Uravan, Colorado . La extracción de uranio en Colorado produjo alrededor de 800 toneladas cortas (730 t) de mineral. [130]
Mallinckrodt Incorporated en St. Louis, Missouri, tomó el mineral crudo y lo disolvió en ácido nítrico para producir nitrato de uranilo . Luego se añadió éter en un proceso de extracción líquido-líquido para separar las impurezas del nitrato de uranilo. A continuación, se calentó para formar trióxido de uranio , que se redujo a dióxido de uranio de alta pureza . [131] En julio de 1942, Mallinckrodt estaba produciendo una tonelada de óxido de alta pureza al día, pero convertirlo en uranio metálico inicialmente resultó más difícil para los contratistas Westinghouse e Metal Hydrides. [132]La producción era demasiado lenta y la calidad era inaceptablemente baja. Una rama especial del Laboratorio Metalúrgico se estableció en Iowa State College en Ames, Iowa , bajo la dirección de Frank Spedding para investigar alternativas. Esto se conoció como el Proyecto Ames , y su proceso Ames estuvo disponible en 1943. [133]
- Refinación de uranio en Ames
Una "bomba" ( recipiente a presión ) que contiene haluro de uranio y metal de sacrificio , probablemente magnesio, que se baja a un horno.
Después de la reacción, el interior de una bomba recubierta con escoria remanente
Una "galleta" de uranio metálico de la reacción de reducción
Separación de isótopos
El uranio natural consta de un 99,3% de uranio 238 y un 0,7% de uranio 235, pero solo este último es fisionable . El uranio-235 químicamente idéntico tiene que estar físicamente separado del isótopo más abundante. Se consideraron varios métodos para el enriquecimiento de uranio , la mayoría de los cuales se llevó a cabo en Oak Ridge. [134]
La tecnología más obvia, la centrífuga, falló, pero las tecnologías de separación electromagnética, difusión gaseosa y difusión térmica tuvieron éxito y contribuyeron al proyecto. En febrero de 1943, a Groves se le ocurrió la idea de utilizar la producción de algunas plantas como entrada para otras. [135]
Centrifugadoras
El proceso de centrifugación se consideró como el único método de separación prometedor en abril de 1942. [136] Jesse Beams había desarrollado un proceso de este tipo en la Universidad de Virginia durante la década de 1930, pero había encontrado dificultades técnicas. El proceso requería altas velocidades de rotación, pero a ciertas velocidades se desarrollaban vibraciones armónicas que amenazaban con destrozar la maquinaria. Por tanto, era necesario acelerar rápidamente a través de estas velocidades. En 1941 comenzó a trabajar con hexafluoruro de uranio , el único compuesto gaseoso conocido de uranio, y pudo separar el uranio-235. En Columbia, Urey tenía a Karl Coheninvestigó el proceso, y produjo un cuerpo de teoría matemática que hizo posible diseñar una unidad de separación centrífuga, que Westinghouse se comprometió a construir. [137]
Escalar esto a una planta de producción presentó un desafío técnico formidable. Urey y Cohen estimaron que producir un kilogramo (2,2 lb) de uranio 235 por día requeriría hasta 50.000 centrífugas con rotores de 1 metro (3 pies 3 pulgadas) o 10.000 centrífugas con rotores de 4 metros (13 pies), suponiendo que se podrían construir rotores de 4 metros. La perspectiva de mantener tantos rotores funcionando continuamente a alta velocidad parecía desalentadora, [138] y cuando Beams hizo funcionar su aparato experimental, obtuvo solo el 60% del rendimiento previsto, lo que indica que se necesitarían más centrifugadoras. Beams, Urey y Cohen comenzaron a trabajar en una serie de mejoras que prometían aumentar la eficiencia del proceso. Sin embargo, las frecuentes fallas de motores, ejes y cojinetes a altas velocidades retrasaron el trabajo en la planta piloto.[139] En noviembre de 1942 el proceso de centrifugación fue abandonado por el Comité de Política Militar siguiendo una recomendación de Conant, Nichols y August C. Klein de Stone & Webster. [140]
Aunque el método de centrifugación fue abandonado por el Proyecto Manhattan, la investigación avanzó significativamente después de la guerra con la introducción de la centrifugadora tipo Zippe , que fue desarrollada en la Unión Soviética por ingenieros alemanes capturados y soviéticos. [141] Con el tiempo se convirtió en el método preferido de separación de isótopos de uranio, siendo mucho más económico que los otros métodos de separación utilizados durante la Segunda Guerra Mundial. [142]
Separación electromagnética
La separación de isótopos electromagnéticos fue desarrollada por Lawrence en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California. Este método empleó dispositivos conocidos como calutrons , un híbrido del espectrómetro de masas de laboratorio estándar y el imán de ciclotrón. El nombre se deriva de las palabras California , universidad y ciclotrón . [143] En el proceso electromagnético, un campo magnético desvía partículas cargadas según su masa. [144] El proceso no fue ni científicamente elegante ni industrialmente eficiente. [145]En comparación con una planta de difusión gaseosa o un reactor nuclear, una planta de separación electromagnética consumiría más materiales escasos, requeriría más mano de obra para operar y costaría más construirla. No obstante, el proceso fue aprobado porque se basaba en tecnología probada y, por lo tanto, representaba un menor riesgo. Además, podría construirse por etapas y alcanzar rápidamente su capacidad industrial. [143]
Marshall y Nichols descubrieron que el proceso de separación de isótopos electromagnéticos requeriría 5.000 toneladas cortas (4.500 toneladas) de cobre, que escaseaba desesperadamente. Sin embargo, la plata podría sustituirse, en una proporción de 11:10. El 3 de agosto de 1942, Nichols se reunió con el subsecretario del Tesoro, Daniel W. Bell, y le pidió la transferencia de 6.000 toneladas de lingotes de plata del West Point Bullion Depository . "Joven", le dijo Bell, "puedes pensar en plata en toneladas, ¡pero el Tesoro siempre pensará en plata en onzas troy !" [146] En última instancia, se utilizaron 14.700 toneladas cortas (13.300 toneladas; 430.000.000 onzas troy). [147]
Las barras de plata de 1000 onzas troy (31 kg) se moldearon en palanquillas cilíndricas y se llevaron a Phelps Dodge en Bayway, Nueva Jersey, donde se extruyeron en tiras de 0,625 pulgadas (15,9 mm) de espesor, 3 pulgadas (76 mm) de ancho y 40 pies (12 m) de largo. Estos fueron enrollados en bobinas magnéticas por Allis-Chalmers en Milwaukee, Wisconsin. Después de la guerra, toda la maquinaria fue desmantelada y limpiada y las tablas del piso debajo de la maquinaria se rompieron y se quemaron para recuperar pequeñas cantidades de plata. Al final, solo se perdió 1 / 3.600.000. [147] [148] La última plata se devolvió en mayo de 1970. [149]
La responsabilidad del diseño y la construcción de la planta de separación electromagnética, que pasó a llamarse Y-12 , fue asignada a Stone & Webster por el Comité S-1 en junio de 1942. El diseño requería cinco unidades de procesamiento de primera etapa, conocidas como Hipódromos Alpha, y dos unidades para procesamiento final, conocidas como Hipódromos Beta. En septiembre de 1943, Groves autorizó la construcción de cuatro pistas de carreras más, conocidas como Alpha II. La construcción comenzó en febrero de 1943. [150]
Cuando la planta se puso en marcha para las pruebas según lo programado en octubre, los tanques de vacío de 14 toneladas se desalinearon debido a la potencia de los imanes y tuvieron que sujetarse de forma más segura. Surgió un problema más serio cuando las bobinas magnéticas comenzaron a cortocircuitarse. En diciembre, Groves ordenó que se abriera un imán y se encontraron puñados de óxido en el interior. Luego, Groves ordenó que se derribaran las pistas de carreras y que se enviaran los imanes a la fábrica para su limpieza. Se instaló una planta de decapado en el lugar para limpiar las tuberías y los accesorios. [145] El segundo Alpha I no estuvo operativo hasta finales de enero de 1944, el primer Beta y el primero y el tercer Alpha I entraron en funcionamiento en marzo, y el cuarto Alpha I estuvo operativo en abril. Los cuatro hipódromos Alpha II se completaron entre julio y octubre de 1944.[151]
Tennessee Eastman fue contratado para administrar Y-12 con el costo habitual más una tarifa fija, con una tarifa de $ 22,500 por mes más $ 7,500 por pista para las primeras siete pistas y $ 4,000 por pista adicional. [153] Los calutrones fueron operados inicialmente por científicos de Berkeley para eliminar insectos y lograr una tasa de funcionamiento razonable. Luego fueron entregados a operadores capacitados de Tennessee Eastman que solo tenían una educación secundaria. Nichols comparó los datos de producción unitaria y señaló a Lawrence que el joven " hillbilly"Las niñas operadoras estaban superando a sus doctorados. Accedieron a una carrera de producción y Lawrence perdió, un impulso moral para los trabajadores y supervisores de Tennessee Eastman. Las niñas fueron" entrenadas como soldados para no razonar por qué ", mientras que" los científicos no pudieron abstenerse de una investigación que requiere mucho tiempo sobre la causa de incluso pequeñas fluctuaciones de los diales ". [154]
Y-12 inicialmente enriqueció el contenido de uranio-235 entre un 13% y un 15%, y envió los primeros cientos de gramos de este a Los Alamos en marzo de 1944. Sólo una parte de cada 5.825 de la alimentación de uranio surgió como producto final. Gran parte del resto se derramó sobre el equipo en el proceso. Los intensos esfuerzos de recuperación ayudaron a elevar la producción al 10% de la alimentación de uranio-235 en enero de 1945. En febrero, los hipódromos Alpha comenzaron a recibir alimentación ligeramente enriquecida (1,4%) de la nueva planta de difusión térmica S-50. El mes siguiente recibió alimento mejorado (5%) de la planta de difusión gaseosa K-25. En agosto, el K-25 estaba produciendo uranio lo suficientemente enriquecido como para alimentar directamente las vías Beta. [155]
Difusión gaseosa
El método más prometedor, pero también el más desafiante, de separación de isótopos fue la difusión gaseosa. La ley de Graham establece que la velocidad de efusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molecular., por lo que en una caja que contiene una membrana semipermeable y una mezcla de dos gases, las moléculas más ligeras saldrán del recipiente más rápidamente que las moléculas más pesadas. El gas que sale del recipiente está algo enriquecido en las moléculas más ligeras, mientras que el gas residual está algo agotado. La idea era que tales cajas pudieran formarse en una cascada de bombas y membranas, con cada etapa sucesiva conteniendo una mezcla ligeramente más enriquecida. La investigación sobre el proceso se llevó a cabo en la Universidad de Columbia por un grupo que incluía a Harold Urey, Karl P. Cohen y John R. Dunning . [156]
En noviembre de 1942, el Comité de Política Militar aprobó la construcción de una planta de difusión gaseosa de 600 etapas. [157] El 14 de diciembre, MW Kellogg aceptó una oferta para construir la planta, cuyo nombre en código era K-25. Se negoció un contrato de costo más tarifa fija, que eventualmente totalizó $ 2.5 millones. Se creó una entidad corporativa separada llamada Kellex para el proyecto, dirigida por Percival C. Keith, uno de los vicepresidentes de Kellogg. [158]El proceso enfrentó formidables dificultades técnicas. Debería utilizarse el hexafluoruro de uranio, un gas altamente corrosivo, ya que no se podría encontrar un sustituto, y los motores y bombas tendrían que ser herméticos al vacío y encerrados en gas inerte. El mayor problema fue el diseño de la barrera, que tendría que ser fuerte, porosa y resistente a la corrosión por hexafluoruro de uranio. La mejor opción para esto parecía ser el níquel. Edward Adler y Edward Norris crearon una barrera de malla de níquel galvanizado. Se construyó una planta piloto de seis etapas en Columbia para probar el proceso, pero el prototipo Norris-Adler demostró ser demasiado frágil. Kellex, Bell Telephone Laboratories y Bakelite desarrollaron una barrera rival a partir de níquel en polvo.Corporación. En enero de 1944, Groves ordenó la producción de la barrera Kellex. [159] [160]
El diseño de Kellex para el K-25 requería una estructura en forma de U de cuatro pisos de 0,5 millas (0,80 km) de largo que contenía 54 edificios contiguos. Estos se dividieron en nueve secciones. Dentro de estos había células de seis etapas. Las celdas podrían funcionar de forma independiente o consecutiva dentro de una sección. De manera similar, las secciones podrían funcionar por separado o como parte de una sola cascada. Un grupo de inspección comenzó la construcción marcando el sitio de 500 acres (2.0 km 2 ) en mayo de 1943. El trabajo en el edificio principal comenzó en octubre de 1943, y la planta piloto de seis etapas estuvo lista para operar el 17 de abril de 1944. En 1945 Groves canceló las etapas superiores de la planta y ordenó a Kellex que diseñara y construyera una unidad de alimentación lateral de 540 etapas, que se conoció como K-27. Kellex transfirió la última unidad al contratista operativo,Union Carbide and Carbon, el 11 de septiembre de 1945. El costo total, incluida la planta K-27 terminada después de la guerra, ascendió a 480 millones de dólares. [161]
La planta de producción comenzó a funcionar en febrero de 1945 y, a medida que se pusieron en funcionamiento cascada tras cascada, la calidad del producto aumentó. En abril de 1945, el K-25 había alcanzado un enriquecimiento del 1,1% y la producción de la planta de difusión térmica S-50 comenzó a utilizarse como alimento. Algunos productos producidos el mes siguiente alcanzaron un enriquecimiento de casi el 7%. En agosto entró en funcionamiento la última de las 2.892 etapas. K-25 y K-27 alcanzaron su máximo potencial a principios del período de posguerra, cuando eclipsaron a las otras plantas de producción y se convirtieron en los prototipos de una nueva generación de plantas. [162]
Difusión térmica
El proceso de difusión térmica se basó en la teoría de Sydney Chapman y David Enskog , que explicaba que cuando un gas mixto pasa por un gradiente de temperatura, el más pesado tiende a concentrarse en el extremo frío y el más ligero en el cálido. Dado que los gases calientes tienden a subir y los fríos a bajar, esto se puede utilizar como un medio de separación de isótopos. Este proceso fue demostrado por primera vez por Klaus Clusius y Gerhard Dickel en Alemania en 1938. [163]Fue desarrollado por científicos de la Marina de los EE. UU., Pero no fue una de las tecnologías de enriquecimiento seleccionadas inicialmente para su uso en el Proyecto Manhattan. Esto se debió principalmente a las dudas sobre su viabilidad técnica, pero también influyó la rivalidad entre servicios entre el Ejército y la Marina. [164]
El Laboratorio de Investigación Naval continuó la investigación bajo la dirección de Philip Abelson, pero hubo poco contacto con el Proyecto Manhattan hasta abril de 1944, cuando el capitán William S. Parsons , el oficial naval a cargo del desarrollo de artillería en Los Alamos, le dio a Oppenheimer noticias de avances alentadores. en los experimentos de la Marina sobre difusión térmica. Oppenheimer escribió a Groves sugiriendo que la producción de una planta de difusión térmica podría alimentarse a Y-12. Groves estableció un comité formado por Warren K. Lewis, Eger Murphree y Richard Tolman para investigar la idea, y estimaron que una planta de difusión térmica con un costo de $ 3,5 millones podría enriquecer 50 kilogramos (110 libras) de uranio por semana hasta casi un 0,9% de uranio 235. Groves aprobó su construcción el 24 de junio de 1944. [165]
Groves contrató a HK Ferguson Company de Cleveland, Ohio , para construir la planta de difusión térmica, que fue designada S-50. Los asesores de Groves, Karl Cohen y WI Thompson de Standard Oil , [166]estimó que tardaría seis meses en construirse. Groves le dio a Ferguson solo cuatro. Los planes requerían la instalación de 2,142 columnas de difusión de 48 pies (15 m) de altura dispuestas en 21 racks. Dentro de cada columna había tres tubos concéntricos. El vapor, obtenido de la central eléctrica K-25 cercana a una presión de 100 libras por pulgada cuadrada (690 kPa) y una temperatura de 545 ° F (285 ° C), fluía hacia abajo a través de la tubería de níquel más interna de 1,25 pulgadas (32 mm). mientras que el agua a 155 ° F (68 ° C) fluía hacia arriba a través de la tubería de hierro más externa. El hexafluoruro de uranio fluyó por la tubería de cobre del medio y se produjo la separación de isótopos del uranio entre las tuberías de níquel y cobre. [167]
El trabajo comenzó el 9 de julio de 1944 y el S-50 comenzó a funcionar parcialmente en septiembre. Ferguson operó la planta a través de una subsidiaria conocida como Fercleve. La planta produjo solo 10,5 libras (4,8 kg) de uranio 235 al 0,852% en octubre. Las fugas limitaron la producción y los cierres forzosos durante los próximos meses, pero en junio de 1945 produjo 12,730 libras (5,770 kg). [168] En marzo de 1945, los 21 estantes de producción estaban en funcionamiento. Inicialmente, la salida de S-50 se introdujo en Y-12, pero a partir de marzo de 1945, los tres procesos de enriquecimiento se ejecutaron en serie. S-50 se convirtió en la primera etapa, enriqueciéndose del 0,71% al 0,89%. Este material se introdujo en el proceso de difusión gaseosa en la planta K-25, que produjo un producto enriquecido hasta aproximadamente un 23%. Esto, a su vez, se introdujo en Y-12, [169]lo que lo elevó a alrededor del 89%, suficiente para armas nucleares. [170]
Producción total de U-235
Aproximadamente 50 kilogramos (110 libras) de uranio enriquecido al 89% de uranio-235 fueron entregados a Los Alamos en julio de 1945. [170] Los 50 kg completos, junto con un 50% enriquecido, con un promedio de aproximadamente 85% enriquecido, fueron utilizado en Little Boy . [170]
Plutonio
La segunda línea de desarrollo perseguida por el Proyecto Manhattan utilizó el elemento fisible plutonio. Aunque existen pequeñas cantidades de plutonio en la naturaleza, la mejor manera de obtener grandes cantidades del elemento es en un reactor nuclear, en el que el uranio natural es bombardeado por neutrones. El uranio-238 se transmuta en uranio-239 , que se desintegra rápidamente, primero en neptunio-239 y luego en plutonio-239 . [171] Solo se transformará una pequeña cantidad del uranio-238, por lo que el plutonio debe separarse químicamente del uranio restante, de las impurezas iniciales y de los productos de fisión . [171]
Reactor de grafito X-10
En marzo de 1943, DuPont comenzó la construcción de una planta de plutonio en un sitio de 112 acres (0,5 km 2 ) en Oak Ridge. Concebida como una planta piloto para las instalaciones de producción más grandes de Hanford, incluía el reactor de grafito X-10 enfriado por aire , una planta de separación química e instalaciones de apoyo. Debido a la decisión posterior de construir reactores refrigerados por agua en Hanford, solo la planta de separación química funcionó como un verdadero piloto. [172] El reactor de grafito X-10 consistía en un enorme bloque de grafito, de 24 pies (7,3 m) de largo en cada lado, que pesaba alrededor de 1.500 toneladas cortas (1.400 t), rodeado por 7 pies (2,1 m) de material de alta densidad hormigón como escudo de radiación. [172]
La mayor dificultad se encontró con las babosas de uranio producidas por Mallinckrodt y Metal Hydrides. Estos de alguna manera tenían que estar recubiertos de aluminio para evitar la corrosión y el escape de productos de fisión al sistema de enfriamiento. Grasselli Chemical Company intentó desarrollar un proceso de inmersión en caliente sin éxito. Mientras tanto, Alcoa probó el enlatado. Se desarrolló un nuevo proceso para soldadura sin fundente y el 97% de las latas pasaron una prueba de vacío estándar, pero las pruebas de alta temperatura indicaron una tasa de fallas de más del 50%. No obstante, la producción comenzó en junio de 1943. El Laboratorio Metalúrgico finalmente desarrolló una técnica de soldadura mejorada con la ayuda de General Electric , que se incorporó al proceso de producción en octubre de 1943. [173]
Observado por Fermi y Compton, el reactor de grafito X-10 se volvió crítico el 4 de noviembre de 1943 con aproximadamente 30 toneladas cortas (27 t) de uranio. Una semana después, la carga se incrementó a 36 toneladas cortas (33 t), elevando su generación de energía a 500 kW, y al final del mes se crearon los primeros 500 mg de plutonio. [174] Las modificaciones a lo largo del tiempo elevaron la potencia a 4.000 kW en julio de 1944. El X-10 operó como planta de producción hasta enero de 1945, cuando se entregó a las actividades de investigación. [175]
Reactores de Hanford
Aunque se eligió un diseño refrigerado por aire para el reactor en Oak Ridge para facilitar la construcción rápida, se reconoció que esto no sería práctico para los reactores de producción mucho más grandes. Los diseños iniciales del Laboratorio Metalúrgico y DuPont utilizaron helio para enfriar, antes de determinar que un reactor enfriado por agua sería más simple, más barato y más rápido de construir. [176] El diseño no estuvo disponible hasta el 4 de octubre de 1943; Mientras tanto, Matthias se concentró en mejorar el sitio de Hanford erigiendo alojamientos, mejorando las carreteras, construyendo una línea de conmutación ferroviaria y mejorando las líneas de electricidad, agua y teléfono. [177]
Al igual que en Oak Ridge, la mayor dificultad se encontró al enlatar las babosas de uranio, que comenzaron en Hanford en marzo de 1944. Se decaparon para eliminar la suciedad y las impurezas, se sumergieron en bronce fundido, estaño y aleación de aluminio y silicio , se enlataron con prensas hidráulicas. y luego se tapa con soldadura por arco bajo una atmósfera de argón. Finalmente, fueron sometidos a una serie de pruebas para detectar agujeros o soldaduras defectuosas. Lamentablemente, la mayoría de las babosas enlatadas inicialmente no pasaron las pruebas, lo que resultó en una producción de solo un puñado de babosas enlatadas por día. Pero se hizo un progreso constante y en junio de 1944 la producción aumentó hasta el punto en que parecía que habría suficientes babosas enlatadas disponibles para poner en marcha el Reactor B según lo programado en agosto de 1944.[178]
El trabajo en el Reactor B, el primero de los seis reactores previstos de 250 MW, el 10 de octubre de 1943. [179] Los complejos de reactores recibieron designaciones de letras A a F, y los sitios B, D y F se eligieron para ser desarrollados primero, ya que esto maximizaba la distancia entre los reactores. Serían los únicos construidos durante el Proyecto Manhattan. [180] Unas 390 toneladas cortas (350 t) de acero, 17.400 yardas cúbicas (13.300 m 3 ) de hormigón, 50.000 bloques de hormigón y 71.000 ladrillos de hormigón se utilizaron para construir el edificio de 120 pies (37 m) de altura.
La construcción del propio reactor comenzó en febrero de 1944. [181] Observados por Compton, Matthias, Crawford Greenewalt de DuPont , Leona Woods y Fermi, quienes insertaron la primera bala, el reactor se encendió a partir del 13 de septiembre de 1944. Durante los días siguientes , Se cargaron 838 tubos y el reactor se volvió crítico. Poco después de la medianoche del 27 de septiembre, los operadores comenzaron a retirar las barras de control para iniciar la producción. Al principio todo parecía estar bien, pero alrededor de las 03:00 el nivel de energía comenzó a bajar y a las 06:30 el reactor se había apagado por completo. Se investigó el agua de enfriamiento para ver si había una fuga o contaminación. Al día siguiente, el reactor se puso en marcha nuevamente, solo para apagarse una vez más. [182] [183]
Fermi en contacto con Chien-Shiung Wu , que se identificó la causa del problema, ya que la intoxicación de neutrones a partir de xenón-135 , que tiene una vida media de 9,2 horas. [184] Fermi, Woods, Donald J. Hughes y John Archibald Wheeler calcularon luego la sección transversal nuclear del xenón-135, que resultó ser 30.000 veces mayor que la del uranio. [185]El ingeniero de DuPont, George Graves, se había desviado del diseño original del Laboratorio Metalúrgico en el que el reactor tenía 1.500 tubos dispuestos en círculo y había añadido 504 tubos adicionales para rellenar las esquinas. Los científicos originalmente habían considerado que esta sobreingeniería era una pérdida de tiempo y dinero, pero Fermi se dio cuenta de que al cargar los 2.004 tubos, el reactor podría alcanzar el nivel de potencia requerido y producir plutonio de manera eficiente. [186] El reactor D se puso en marcha el 17 de diciembre de 1944 y el reactor F el 25 de febrero de 1945. [187]
Proceso de separación
Mientras tanto, los químicos consideraron el problema de cómo se podría separar el plutonio del uranio cuando se desconocen sus propiedades químicas. Trabajando con las diminutas cantidades de plutonio disponibles en el Laboratorio Metalúrgico en 1942, un equipo dirigido por Charles M. Cooper desarrolló un proceso de fluoruro de lantano para separar uranio y plutonio, que fue elegido para la planta de separación piloto. Un segundo proceso de separación, el proceso del fosfato de bismuto , fue desarrollado posteriormente por Seaborg y Stanly G. Thomson. [188] Este proceso funcionaba alternando el plutonio entre sus estados de oxidación +4 y +6.en soluciones de fosfato de bismuto. En el primer estado, se precipitó el plutonio; en este último, se quedó en solución y los demás productos se precipitaron. [189]
Greenewalt favoreció el proceso de fosfato de bismuto debido a la naturaleza corrosiva del fluoruro de lantano y fue seleccionado para las plantas de separación de Hanford. [190] Una vez que X-10 comenzó a producir plutonio, se puso a prueba la planta piloto de separación. El primer lote se procesó con una eficiencia del 40%, pero durante los meses siguientes se elevó al 90%. [175]
En Hanford, inicialmente se dio máxima prioridad a las instalaciones en el área 300. Este contenía edificios para probar materiales, preparar uranio y ensamblar y calibrar instrumentación. Uno de los edificios albergaba el equipo de envasado de babosas de uranio, mientras que otro contenía un pequeño reactor de prueba. A pesar de la alta prioridad que se le asignó, el trabajo en el área 300 se retrasó debido a la naturaleza única y compleja de las instalaciones del área 300, y la escasez de mano de obra y materiales durante la guerra. [191]
Los primeros planes requerían la construcción de dos plantas de separación en cada una de las áreas conocidas como 200-West y 200-East. Esto se redujo posteriormente a dos, las plantas T y U, en 200-West y una, la planta B, en 200-East. [192] Cada planta de separación constaba de cuatro edificios: un edificio de células de proceso o "cañón" (conocido como 221), un edificio de concentración (224), un edificio de purificación (231) y una tienda de revistas (213). Los cañones tenían cada uno 800 pies (240 m) de largo y 65 pies (20 m) de ancho. Cada uno constaba de cuarenta celdas de 17,7 por 13 por 20 pies (5,4 por 4,0 por 6,1 m). [193]
El trabajo comenzó en 221-T y 221-U en enero de 1944, el primero se completó en septiembre y el segundo en diciembre. El edificio 221-B siguió en marzo de 1945. Debido a los altos niveles de radiactividad involucrados, todos los trabajos en las plantas de separación tuvieron que realizarse por control remoto utilizando circuito cerrado de televisión, algo inaudito en 1943. El mantenimiento se realizó con el ayuda de una grúa puente y herramientas especialmente diseñadas. Los 224 edificios eran más pequeños porque tenían menos material para procesar y era menos radiactivo. Los edificios 224-T y 224-U se completaron el 8 de octubre de 1944, y el 224-B siguió el 10 de febrero de 1945. Los métodos de purificación que finalmente se utilizaron en el 231-W aún se desconocían cuando comenzó la construcción el 8 de abril de 1944, pero el La planta estaba completa y los métodos se seleccionaron a finales de año.[194] El 5 de febrero de 1945, Matthias entregó personalmente el primer envío de 80 g de nitrato de plutonio puro al 95% a un mensajero de Los Alamos en Los Ángeles. [187]
Diseño de armas
En 1943, los esfuerzos de desarrollo se dirigieron a un arma de fisión tipo pistola con plutonio llamada Thin Man . La investigación inicial sobre las propiedades del plutonio se realizó utilizando plutonio-239 generado por ciclotrón, que era extremadamente puro, pero solo podía crearse en cantidades muy pequeñas. Los Alamos recibió la primera muestra de plutonio del reactor Clinton X-10 en abril de 1944 y en unos días Emilio Segrè descubrió un problema: el plutonio producido en el reactor tenía una mayor concentración de plutonio-240, lo que resultaba en hasta cinco veces la fisión espontánea. tasa de ciclotrón plutonio. [195] Seaborg había predicho correctamente en marzo de 1943 que parte del plutonio-239 absorbería un neutrón y se convertiría en plutonio-240. [196]
Esto hizo que el plutonio del reactor no fuera adecuado para su uso en un arma tipo pistola. El plutonio-240 iniciaría la reacción en cadena demasiado rápido, provocando una predetonación que liberaría suficiente energía para dispersar la masa crítica con una mínima cantidad de plutonio reaccionado (un chisporroteo ). Se sugirió un arma más rápida, pero no resultó práctica. Se consideró y rechazó la posibilidad de separar los isótopos, ya que el plutonio-240 es aún más difícil de separar del plutonio-239 que el uranio-235 del uranio-238. [197]
El trabajo sobre un método alternativo de diseño de bombas, conocido como implosión, había comenzado antes bajo la dirección del físico Seth Neddermeyer . La implosión utilizó explosivos para aplastar una esfera subcrítica de material fisible en una forma más pequeña y más densa. Cuando los átomos fisionables se empaquetan más juntos, la tasa de captura de neutrones aumenta y la masa se convierte en una masa crítica. El metal necesita viajar solo una distancia muy corta, por lo que la masa crítica se ensambla en mucho menos tiempo del que tomaría con el método de pistola. [198] Las investigaciones de Neddermeyer de 1943 y principios de 1944 sobre la implosión fueron prometedoras, pero también dejaron en claro que el problema sería mucho más difícil desde una perspectiva teórica y de ingeniería que el diseño de la pistola. [199] En septiembre de 1943,John von Neumann , que tenía experiencia con cargas moldeadas utilizadas en proyectiles perforadores de armaduras, argumentó que la implosión no solo reduciría el peligro de predetonación y fizzle, sino que haría un uso más eficiente del material fisionable. [200] Propuso usar una configuración esférica en lugar de la cilíndrica en la que estaba trabajando Neddermeyer. [201]
En julio de 1944, Oppenheimer había llegado a la conclusión de que el plutonio no se podía utilizar en el diseño de un arma y optó por la implosión. El esfuerzo acelerado en un diseño de implosión, con nombre en código Fat Man , comenzó en agosto de 1944 cuando Oppenheimer implementó una reorganización radical del laboratorio de Los Alamos para centrarse en la implosión. [202] Se crearon dos nuevos grupos en Los Alamos para desarrollar el arma de implosión, la División X (para explosivos) encabezada por el experto en explosivos George Kistiakowsky y la División G (para dispositivos) bajo el mando de Robert Bacher. [203] [204] El nuevo diseño que von Neumann y la División T (teóricamente), sobre todo Rudolf Peierls, habían ideado, utilizaba lentes explosivospara enfocar la explosión en una forma esférica usando una combinación de explosivos altos lentos y rápidos. [205]
El diseño de lentes que detonaron con la forma y la velocidad adecuadas resultó ser lento, difícil y frustrante. [205] Se probaron varios explosivos antes de decidirse por la composición B como explosivo rápido y baratol como explosivo lento. [206] El diseño final se parecía a un balón de fútbol, con 20 lentes hexagonales y 12 pentagonales, cada una de las cuales pesaba aproximadamente 80 libras (36 kg). Lograr la detonación correcta requirió detonadores eléctricos rápidos, confiables y seguros , de los cuales había dos para cada lente para mayor confiabilidad. [207] Por lo tanto, se decidió utilizar detonadores de alambre de puente explosivo , una nueva invención desarrollada en Los Alamos por un grupo liderado porLuis Alvarez . Raytheon recibió un contrato para su fabricación . [208]
Para estudiar el comportamiento de las ondas de choque convergentes , Robert Serber ideó el Experimento RaLa , que utilizó el radioisótopo de vida corta lantano-140 , una potente fuente de radiación gamma . La fuente de rayos gamma se colocó en el centro de una esfera de metal rodeada por las lentes explosivas, que a su vez estaban dentro de una cámara de ionización . Esto permitió tomar una película de rayos X de la implosión. Las lentes se diseñaron principalmente utilizando esta serie de pruebas. [209] En su historia del proyecto de Los Alamos, David Hawkins escribió: "RaLa se convirtió en el experimento individual más importante que afecta al diseño final de la bomba". [210]
Dentro de los explosivos estaba el empujador de aluminio de 4,5 pulgadas (110 mm) de espesor, que proporcionó una transición suave desde el explosivo de densidad relativamente baja a la siguiente capa, el apisonador de 3 pulgadas (76 mm) de espesor de uranio natural. Su trabajo principal era mantener unida la masa crítica el mayor tiempo posible, pero también reflejaría los neutrones de regreso al núcleo. Una parte de ella también podría fisionarse. Para evitar la predetonación por un neutrón externo, el pisón se revistió con una fina capa de boro. [207] Un iniciador de neutrones modulado con polonio-berilio , conocido como "erizo" porque su forma se asemejaba a un erizo de mar, [211] fue desarrollado para iniciar la reacción en cadena precisamente en el momento correcto. [212]Este trabajo con la química y metalurgia del polonio radiactivo fue dirigido por Charles Allen Thomas de la Compañía Monsanto y se conoció como el Proyecto Dayton . [213] Las pruebas requirieron hasta 500 curies por mes de polonio, que Monsanto pudo entregar. [214] Toda la asamblea estaba encerrada en una carcasa de bomba de duraluminio para protegerla de balas y fuego antiaéreo. [207]
La tarea final de los metalúrgicos era determinar cómo fundir plutonio en una esfera. Las dificultades se hicieron evidentes cuando los intentos de medir la densidad del plutonio dieron resultados inconsistentes. Al principio se creía que la contaminación era la causa, pero pronto se determinó que había múltiples alótropos de plutonio . [215] La fase α frágil que existe a temperatura ambiente cambia a la fase β plástica a temperaturas más altas. Luego, la atención se centró en la fase δ aún más maleable que normalmente existe en el rango de 300 ° C a 450 ° C. Se descubrió que era estable a temperatura ambiente cuando se aleaba con aluminio, pero el aluminio emite neutrones cuando se bombardea con partículas alfa., lo que agravaría el problema de preencendido. Luego, los metalúrgicos encontraron una aleación de plutonio-galio , que estabilizó la fase δ y se pudo prensar en caliente en la forma esférica deseada. Como se encontró que el plutonio se corroe fácilmente, la esfera se revistió con níquel. [216]
El trabajo resultó peligroso. Al final de la guerra, la mitad de los químicos y metalúrgicos experimentados tuvieron que ser retirados del trabajo con plutonio cuando aparecieron niveles inaceptablemente altos del elemento en la orina. [217] Un incendio menor en Los Alamos en enero de 1945 provocó el temor de que un incendio en el laboratorio de plutonio pudiera contaminar toda la ciudad, y Groves autorizó la construcción de una nueva instalación para la química y metalurgia del plutonio, que se conoció como DP. -sitio. [218] Los hemisferios para el primer pozo (o núcleo) de plutonio se produjeron y entregaron el 2 de julio de 1945. Tres hemisferios más siguieron el 23 de julio y se entregaron tres días después. [219]
Trinidad
Debido a la complejidad de un arma de estilo de implosión, se decidió que, a pesar del desperdicio de material fisible, se requeriría una prueba inicial. Groves aprobó la prueba, sujeto a la recuperación del material activo. Por lo tanto, se consideró la posibilidad de una fuga controlada, pero Oppenheimer optó por una prueba nuclear a gran escala , con el nombre en código "Trinity". [220]
En marzo de 1944, la planificación de la prueba fue asignada a Kenneth Bainbridge , profesor de física en Harvard, que trabajaba con Kistiakowsky. Bainbridge seleccionó el campo de bombardeo cerca del Aeródromo del Ejército de Alamogordo como el sitio para la prueba. [221] Bainbridge trabajó con el Capitán Samuel P. Davalos en la construcción del Campo Base Trinity y sus instalaciones, que incluían cuarteles, almacenes, talleres, una revista de explosivos y un economato. [222]
A Groves no le agradaba la perspectiva de explicar a un comité del Senado la pérdida de plutonio por valor de mil millones de dólares, por lo que se construyó un recipiente de contención cilíndrico con nombre en código "Jumbo" para recuperar el material activo en caso de falla. Midiendo 25 pies (7,6 m) de largo y 12 pies (3,7 m) de ancho, fue fabricado a un gran costo a partir de 214 toneladas cortas (194 t) de hierro y acero por Babcock & Wilcox en Barberton, Ohio. Llevado en un vagón de ferrocarril especial a un apartadero en Pope, Nuevo México, fue transportado las últimas 25 millas (40 km) al sitio de prueba en un remolque tirado por dos tractores. [223]Sin embargo, cuando llegó, la confianza en el método de implosión era lo suficientemente alta y la disponibilidad de plutonio era suficiente, por lo que Oppenheimer decidió no usarlo. En cambio, se colocó sobre una torre de acero a 800 yardas (730 m) del arma como una medida aproximada de cuán poderosa sería la explosión. Al final, Jumbo sobrevivió, aunque su torre no lo hizo, añadiendo credibilidad a la creencia de que Jumbo habría logrado contener una explosión fallida. [224] [225]
Se realizó una explosión previa a la prueba el 7 de mayo de 1945 para calibrar los instrumentos. Se erigió una plataforma de prueba de madera a 800 yardas (730 m) de la Zona Cero y se apiló con 100 toneladas cortas (91 t) de TNT enriquecido con productos de fisión nuclear en forma de un trozo de uranio irradiado de Hanford, que se disolvió y se vertió en una tubería. dentro del explosivo. Esta explosión fue observada por Oppenheimer y el nuevo subcomandante de Groves, el general de brigada Thomas Farrell . La prueba previa produjo datos que resultaron vitales para la prueba Trinity. [225] [226]
Para la prueba real, el arma, apodada "el artilugio", fue izada a la parte superior de una torre de acero de 100 pies (30 m), ya que la detonación a esa altura daría una mejor indicación de cómo se comportaría el arma al caer desde un bombardero. La detonación en el aire maximizó la energía aplicada directamente al objetivo y generó menos lluvia radiactiva . El dispositivo fue ensamblado bajo la supervisión de Norris Bradbury en el cercano McDonald Ranch House el 13 de julio, y subió precariamente a la torre al día siguiente. [227] Los observadores incluyeron a Bush, Chadwick, Conant, Farrell, Fermi, Groves, Lawrence, Oppenheimer y Tolman. A las 05:30 del 16 de julio de 1945, el dispositivo explotó con una energía equivalente.de alrededor de 20 kilotones de TNT, dejando un cráter de Trinitite (vidrio radiactivo) en el desierto de 250 pies (76 m) de ancho. La onda de choque se sintió a más de 160 km (100 millas) de distancia y la nube en forma de hongo alcanzó los 12,1 km (7,5 millas) de altura. Se escuchó en lugares tan lejanos como El Paso, Texas , por lo que Groves publicó un artículo de portada sobre la explosión de una revista de municiones en Alamogordo Field. [228] [229]
Oppenheimer recordó más tarde que, mientras presenciaba la explosión, pensó en un verso del libro sagrado hindú , el Bhagavad Gita (XI, 12):
कालोऽस्मि लोकक्षयकृत्प्रवृद्धो लोकान्समाहर्तुमिह प्रवृत्तः। ऋतेऽपि त्वां न भविष्यन्ति सर्वे येऽवस्थिताः प्रत्यनीकेषु योधाः॥११- ३२॥ Si el resplandor de mil soles estallara de una vez en el cielo, sería como el esplendor del poderoso ... [230] [231]
Años más tarde explicaría que otro verso también se le había pasado por la cabeza en ese momento:
Sabíamos que el mundo no sería el mismo. Algunas personas se rieron, algunas personas lloraron. La mayoría de la gente guardó silencio. Recordé la línea de la escritura hindú, el Bhagavad Gita ; Vishnu está tratando de persuadir al Príncipe de que debe cumplir con su deber y, para impresionarlo, toma su forma de brazos múltiples y dice: "Ahora me he convertido en la Muerte, el destructor de mundos". Supongo que todos pensamos eso, de una forma u otra. [232] [nota 6]
Personal
En junio de 1944, el Proyecto Manhattan empleaba a unos 129.000 trabajadores, de los cuales 84.500 eran trabajadores de la construcción, 40.500 eran operadores de plantas y 1.800 eran personal militar. A medida que la actividad de la construcción disminuyó, la fuerza laboral disminuyó a 100.000 un año después, pero el número de militares aumentó a 5.600. Resultó muy difícil conseguir el número necesario de trabajadores, especialmente trabajadores altamente calificados, en competencia con otros programas vitales para tiempos de guerra. [236] En 1943, Groves obtuvo una prioridad temporal especial para la mano de obra de la Comisión de Mano de Obra de Guerra . En marzo de 1944, tanto la Junta de Producción de Guerra como la Comisión de Mano de Obra de Guerra dieron al proyecto su máxima prioridad. [237]
Tolman y Conant, en su papel de asesores científicos del proyecto, elaboraron una lista de científicos candidatos y los calificaron los científicos que ya estaban trabajando en el proyecto. Luego, Groves envió una carta personal al director de su universidad o empresa pidiendo que los liberaran para el trabajo de guerra esencial. [238] En la Universidad de Wisconsin-Madison , Stanislaw Ulam le dio a una de sus estudiantes, Joan Hinton , un examen antes de tiempo, para que ella pudiera irse a trabajar en la guerra. Unas semanas más tarde, Ulam recibió una carta de Hans Bethe invitándolo a unirse al proyecto. [239] Conant persuadió personalmente a Kistiakowsky para que se uniera al proyecto. [240]
Una fuente de personal calificado fue el propio Ejército, particularmente el Programa de Entrenamiento Especializado del Ejército . En 1943, el MED creó el Destacamento de Ingenieros Especiales (SED), con una fuerza autorizada de 675. Los técnicos y trabajadores calificados reclutados en el Ejército fueron asignados al SED. Otra fuente fue el Cuerpo de Mujeres del Ejército (WAC). Inicialmente destinados a tareas administrativas que manipulan material clasificado, los WAC pronto también se utilizaron para tareas técnicas y científicas. [241]El 1 de febrero de 1945, todo el personal militar asignado al MED, incluidos todos los destacamentos del SED, fue asignado a la Unidad de Servicio Técnico 9812a, excepto en Los Álamos, donde personal militar distinto del SED, incluidos los WAC y la Policía Militar, fue asignado a la Unidad de comando de servicio 4817. [242]
Un profesor asociado de radiología en la Facultad de medicina de la Universidad de Rochester , Stafford L. Warren , fue nombrado coronel en el Cuerpo Médico del Ejército de los Estados Unidos y nombrado jefe de la Sección Médica del MED y asesor médico de Groves. La tarea inicial de Warren fue dotar de personal a los hospitales de Oak Ridge, Richland y Los Alamos. [243]La Sección Médica era responsable de la investigación médica, pero también de los programas de salud y seguridad del MED. Esto representó un desafío enorme, porque los trabajadores manipulaban una variedad de productos químicos tóxicos, usaban líquidos y gases peligrosos a altas presiones, trabajaban con altos voltajes y realizaban experimentos con explosivos, sin mencionar los peligros en gran parte desconocidos que presenta la radioactividad y el manejo de materiales fisionables. . [244] Sin embargo, en diciembre de 1945, el Consejo Nacional de Seguridad otorgó al Proyecto Manhattan el Premio de Honor por Servicio Distinguido a la Seguridad en reconocimiento a su historial de seguridad. Entre enero de 1943 y junio de 1945, hubo 62 muertes y 3,879 lesiones incapacitantes, que fue aproximadamente un 62 por ciento por debajo de la tasa de la industria privada.[245]
Secreto
Un artículo de Life de 1945 estimó que antes de los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki "probablemente no más de unas pocas docenas de hombres en todo el país conocían el significado completo del Proyecto Manhattan, y tal vez solo mil más sabían que estaba involucrado el trabajo con átomos. " La revista escribió que los más de 100.000 empleados del proyecto "trabajaron como topos en la oscuridad". Advirtió que revelar los secretos del proyecto se castigaba con 10 años de prisión o una multa de $ 10,000 ($ 115,000 hoy), vieron enormes cantidades de materias primas ingresar a las fábricas sin que saliera nada, y monitorearon "diales e interruptores mientras detrás de gruesos muros de concreto se producían reacciones misteriosas lugar "sin conocer el propósito de sus trabajos.[246] [247] [248] [249][250]
En diciembre de 1945, el Ejército de los Estados Unidos publicó un informe secreto que analizaba y evaluaba el aparato de seguridad que rodeaba al Proyecto Manhattan. El informe afirma que el Proyecto Manhattan fue "más vigilado drásticamente que cualquier otro desarrollo de guerra altamente secreto". La infraestructura de seguridad que rodeaba el Proyecto Manhattan era tan vasta y completa que en los primeros días del proyecto en 1943, los investigadores de seguridad examinaron a 400.000 empleados potenciales y 600 empresas que estarían involucradas en todos los aspectos del proyecto por posibles riesgos de seguridad. [251]
El personal de seguridad de Oak Ridge consideraba sospechosa cualquier fiesta privada con más de siete personas, y los residentes, que creían que los agentes del gobierno de los Estados Unidos se encontraban en secreto entre ellos, evitaban invitar repetidamente a los mismos invitados. Aunque los residentes originales del área podrían ser enterrados en cementerios existentes, se informó que todos los ataúdes se abrieron para su inspección. [250] Todos, incluidos los altos funcionarios militares, y sus automóviles fueron registrados al entrar y salir de las instalaciones del proyecto. Un trabajador de Oak Ridge declaró que "si se mostraba inquisitivo, agentes secretos del gobierno lo llamaban en la alfombra dentro de dos horas. Por lo general, a los llamados para explicar, los escoltaban hasta la puerta y se les ordenaba que siguieran adelante". [252]
A pesar de que se les dijo que su trabajo ayudaría a poner fin a la guerra y tal vez a todas las guerras futuras, [252] sin ver ni comprender los resultados de sus tareas, a menudo tediosas, o incluso los efectos secundarios típicos del trabajo en una fábrica, como el humo de las chimeneas, y la guerra en Europa acabando sin el uso de su trabajo, provocó serios problemas de moral entre los trabajadores y provocó que se difundieran muchos rumores. Un gerente declaró después de la guerra:
Bueno, no era que el trabajo fuera difícil ... era confuso. Verá, nadie sabía lo que se estaba haciendo en Oak Ridge, ni siquiera yo, y mucha gente pensó que estaban perdiendo el tiempo aquí. Dependía de mí explicarles a los trabajadores insatisfechos que estaban haciendo un trabajo muy importante. Cuando me preguntaran qué, tendría que decirles que era un secreto. Pero yo mismo casi me volví loco tratando de averiguar qué estaba pasando. [249]
Otra trabajadora contó cómo, trabajando en una lavandería, todos los días sostenía "un instrumento especial" para los uniformes y escuchaba "un chasquido". Solo después de la guerra se enteró de que había estado realizando la importante tarea de verificar la radiación con un contador Geiger . Para mejorar la moral entre estos trabajadores, Oak Ridge creó un extenso sistema de ligas deportivas intramuros, incluidos 10 equipos de béisbol, 81 equipos de softbol y 26 equipos de fútbol. [249]
Censura
La censura voluntaria de la información atómica comenzó antes del Proyecto Manhattan. Después del comienzo de la guerra europea en 1939, los científicos estadounidenses comenzaron a evitar publicar investigaciones relacionadas con el ejército y, en 1940, las revistas científicas comenzaron a pedir a la Academia Nacional de Ciencias que aclarara artículos. William L. Laurence de The New York Times , quien escribió un artículo sobre la fisión atómica en The Saturday Evening Post del 7 de septiembre de 1940, se enteró más tarde de que los funcionarios del gobierno pidieron a los bibliotecarios de todo el país en 1943 que retiraran el tema. [253] Sin embargo, los soviéticos notaron el silencio. En abril de 1942, el físico nuclear Georgy Flyorov le escribió a Josef Stalinsobre la ausencia de artículos sobre fisión nuclear en revistas estadounidenses; esto resultó en que la Unión Soviética estableciera su propio proyecto de bomba atómica. [254]
El Proyecto Manhattan operaba bajo estrictas medidas de seguridad para que su descubrimiento no indujera a las potencias del Eje, especialmente a Alemania, a acelerar sus propios proyectos nucleares o emprender operaciones encubiertas contra el proyecto. [255] La Oficina de Censura del gobierno, por el contrario, confió en la prensa para cumplir con un código de conducta voluntario que publicó, y el proyecto en un principio evitó notificar a la oficina. A principios de 1943, los periódicos comenzaron a publicar informes de grandes construcciones en Tennessee y Washington basados en registros públicos, y la oficina comenzó a discutir con el proyecto cómo mantener el secreto. En junio, la Oficina de Censura pidió a los periódicos y las emisoras que evitaran hablar de "aplastamiento de átomos, energía atómica, fisión atómica, división atómica o cualquiera de sus equivalentes. El uso con fines militares de radio o materiales radiactivos, agua pesada, equipo de descarga de alto voltaje , ciclotrones ". La oficina también pidió evitar la discusión sobre "polonio, uranio, iterbio, hafnio, protactinio, radio, renio, torio, deuterio"; solo el uranio era sensible,pero se enumeró con otros elementos para ocultar su importancia.[256] [257]
Espías soviéticos
La perspectiva de sabotaje siempre estaba presente y, a veces, se sospechaba cuando había fallas en el equipo. Si bien se creía que algunos problemas eran el resultado de empleados descuidados o descontentos, no hubo casos confirmados de sabotaje instigado por el Eje. [258] Sin embargo, el 10 de marzo de 1945, un globo de fuego japonés golpeó una línea eléctrica y la subida de tensión resultante provocó el cierre temporal de los tres reactores de Hanford. [259] Con tanta gente involucrada, la seguridad era una tarea difícil. Se formó un destacamento especial del Cuerpo de Contrainteligencia para manejar los problemas de seguridad del proyecto. [260] En 1943, estaba claro que la Unión Soviética estaba intentando penetrar en el proyecto. teniente coronelBoris T. Pash , jefe de la División de Contrainteligencia del Comando de Defensa Occidental , investigó un presunto espionaje soviético en el Laboratorio de Radiación de Berkeley. Oppenheimer le informó a Pash que un colega profesor de Berkeley, Haakon Chevalier , se había acercado a él para informarle a la Unión Soviética. [261]
El espía soviético más exitoso fue Klaus Fuchs , un miembro de la Misión Británica que jugó un papel importante en Los Alamos. [262] La revelación de 1950 de sus actividades de espionaje dañó la cooperación nuclear de Estados Unidos con Gran Bretaña y Canadá. [263] Posteriormente, se descubrieron otros casos de espionaje que llevaron al arresto de Harry Gold , David Greenglass y Julius y Ethel Rosenberg . [264] Otros espías como George Koval y Theodore Hall permanecieron desconocidos durante décadas. [265] El valor del espionaje es difícil de cuantificar, ya que la principal limitación alEl proyecto de la bomba atómica soviética fue una escasez de mineral de uranio. El consenso es que el espionaje salvó a los soviéticos uno o dos años de esfuerzos. [266]
Inteligencia extranjera
Además de desarrollar la bomba atómica, el Proyecto Manhattan se encargó de recopilar inteligencia sobre el proyecto de energía nuclear alemán . Se creía que el programa de armas nucleares japonés no estaba muy avanzado porque Japón tenía poco acceso al mineral de uranio, pero inicialmente se temió que Alemania estuviera muy cerca de desarrollar sus propias armas. A instancias del Proyecto Manhattan, se llevó a cabo una campaña de bombardeo y sabotaje contra plantas de agua pesada en la Noruega ocupada por los alemanes. [267] Se creó una pequeña misión, con el personal conjunto de la Oficina de Inteligencia Naval., OSRD, el Proyecto Manhattan y la Inteligencia del Ejército (G-2), para investigar los desarrollos científicos del enemigo. No se limitó a los relacionados con armas nucleares. [268] El Jefe de Inteligencia del Ejército, el Mayor General George V. Strong , nombró a Boris Pash para comandar la unidad, [269] que recibió el nombre en código "Alsos", una palabra griega que significa "arboleda". [270]
La Misión Alsos a Italia interrogó al personal del laboratorio de física de la Universidad de Roma tras la captura de la ciudad en junio de 1944. [271] Mientras tanto, Pash formó una misión Alsos británica y estadounidense combinada en Londres bajo el mando del Capitán Horace K. Calvert para participar en la Operación Overlord . [272] Groves consideró que el riesgo de que los alemanes intentaran interrumpir los desembarcos de Normandía con venenos radiactivos era suficiente para advertir al general Dwight D. Eisenhower y enviar un oficial para informar a su jefe de personal, el teniente general Walter Bedell Smith . [273] Bajo el nombre en clave Operation Peppermint, se preparó equipo especial y se capacitó a los equipos del Servicio de Guerra Química en su uso. [274]
Siguiendo la estela del avance de los ejércitos aliados, Pash y Calvert entrevistaron a Frédéric Joliot-Curie sobre las actividades de los científicos alemanes. Hablaron con funcionarios de Union Minière du Haut Katanga sobre los envíos de uranio a Alemania. Localizaron 68 toneladas de mineral en Bélgica y 30 toneladas en Francia. El interrogatorio de los prisioneros alemanes indicó que se estaban procesando uranio y torio en Oranienburg , a 20 millas al norte de Berlín, por lo que Groves dispuso que fuera bombardeado el 15 de marzo de 1945 [275].
Un equipo de Alsos fue a Stassfurt en la Zona de Ocupación Soviética y recuperó 11 toneladas de mineral de WIFO . [276] En abril de 1945, Pash, al mando de una fuerza compuesta conocida como T-Force, llevó a cabo la Operación Harborage , un barrido detrás de las líneas enemigas de las ciudades de Hechingen , Bisingen y Haigerloch que eran el corazón del esfuerzo nuclear alemán. T-Force capturó los laboratorios nucleares, documentos, equipos y suministros, incluida agua pesada y 1,5 toneladas de uranio metálico. [277] [278]
Los equipos de Alsos reunieron a científicos alemanes, incluidos Kurt Diebner , Otto Hahn , Walther Gerlach , Werner Heisenberg y Carl Friedrich von Weizsäcker , quienes fueron llevados a Inglaterra donde fueron internados en Farm Hall , una casa con micrófonos en Godmanchester . Después de que detonaron las bombas en Japón, los alemanes se vieron obligados a enfrentarse al hecho de que los aliados habían hecho lo que no pudieron. [279]
Bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki
Preparativos
A partir de noviembre de 1943, el Comando de Material de las Fuerzas Aéreas del Ejército en Wright Field , Ohio, comenzó Silverplate , la modificación del nombre en clave de los B-29 para transportar las bombas. Las caídas de prueba se llevaron a cabo en Muroc Army Air Field , California, y la Estación de Prueba de Artillería Naval en Inyokern, California . [280] Groves se reunió con el Jefe de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos (USAAF), el general Henry H. Arnold , en marzo de 1944 para discutir la entrega de las bombas terminadas a sus objetivos. [281] El único avión aliado capaz de transportar el Thin Man de 17 pies (5,2 m) de largo o el Fat Man de 59 pulgadas (150 cm) de ancho fue el británicoAvro Lancaster , pero el uso de un avión británico habría causado dificultades con el mantenimiento. [282] Las pruebas se llevaron a cabo con Lancaster modificados en el aeródromo de Enstone , [283] pero Groves esperaba que el Boeing B-29 Superfortress estadounidense pudiera modificarse para llevar a Thin Man uniendo sus dos bahías de bombas . [284] Arnold prometió que no se escatimarían esfuerzos para modificar los B-29 para que hicieran el trabajo, y designó al mayor general Oliver P. Echols como enlace de la USAAF con el Proyecto Manhattan. A su vez, Echols nombró al coronel Roscoe C. Wilson como su suplente, y Wilson se convirtió en el principal contacto de la USAAF del Proyecto Manhattan. [281]El presidente Roosevelt instruyó a Groves que si las bombas atómicas estaban listas antes de que terminara la guerra con Alemania, debería estar listo para lanzarlas sobre Alemania. [285]
El Grupo Compuesto 509 se activó el 17 de diciembre de 1944 en Wendover Army Air Field , Utah, bajo el mando del coronel Paul W. Tibbets . Esta base, cerca de la frontera con Nevada , recibió el nombre en código "Kingman" o "W-47". El entrenamiento se llevó a cabo en Wendover y en el Aeródromo del Ejército de Batista , Cuba, donde el 393 ° Escuadrón de Bombardeo practicó vuelos de larga distancia sobre el agua y arrojó bombas de calabaza simuladas . Una unidad especial conocida como Proyecto Alberta se formó en Los Alamos bajo el mando del Capitán de la Armada William S. Parsons del Proyecto Y como parte del Proyecto Manhattan para ayudar en la preparación y entrega de las bombas.[286] El comandante Frederick L. Ashworth de Alberta se reunió con el almirante de flota Chester W. Nimitz en Guam en febrero de 1945 para informarle del proyecto. Mientras estuvo allí, Ashworth seleccionó North Field en la isla del Pacífico Tinian como base para el 509th Composite Group, y reservó espacio para el grupo y sus edificios. El grupo se desplegó allí en julio de 1945. [287] Farrell llegó a Tinian el 30 de julio como representante del Proyecto Manhattan. [288]
La mayoría de los componentes de Little Boy partieron de San Francisco en el crucero USS Indianapolis el 16 de julio y llegaron a Tinian el 26 de julio. Cuatro días después, un submarino japonés hundió el barco. Los componentes restantes, que incluían seis anillos de uranio-235, fueron entregados por tres C-54 Skymasters del 320 ° Escuadrón de Transporte de Tropas del Grupo 509. [289] Dos asambleas de Fat Man viajaron a Tinian en 509º Grupo Compuesto B-29 especialmente modificados. El primer núcleo de plutonio fue en un C-54 especial. [290] A finales de abril, se estableció un comité conjunto de objetivos del distrito de Manhattan y la USAAF para determinar qué ciudades de Japón deberían ser objetivos y recomendó a Kokura ,Hiroshima , Niigata y Kyoto . En este punto, intervino el secretario de Guerra Henry L. Stimson, anunciando que tomaría la decisión sobre el objetivo y que no autorizaría el bombardeo de Kioto por su importancia histórica y religiosa. Por lo tanto, Groves le pidió a Arnold que eliminara a Kioto no solo de la lista de objetivos nucleares, sino también de los objetivos para bombardeos convencionales. [291] Uno de los sustitutos de Kioto fue Nagasaki . [292]
Bombardeos
En mayo de 1945, se creó el Comité Interino para asesorar sobre el uso de la energía nuclear en tiempos de guerra y posguerra. El comité fue presidido por Stimson, con James F. Byrnes , un ex senador de los Estados Unidos que pronto será Secretario de Estado , como representante personal del presidente Harry S. Truman ; Ralph A. Bard , Subsecretario de Marina; William L. Clayton , subsecretario de Estado; Vannevar Bush; Karl T. Compton; James B. Conant; y George L. Harrison , asistente de Stimson y presidente de New York Life Insurance Company. El Comité Interino, a su vez, estableció un panel científico formado por Arthur Compton, Fermi, Lawrence y Oppenheimer para asesorarlo sobre cuestiones científicas. En su presentación al Comité Interino, el panel científico ofreció su opinión no solo sobre los probables efectos físicos de una bomba atómica, sino sobre su probable impacto militar y político. [293]
En la Conferencia de Potsdam en Alemania, Truman fue informado de que la prueba Trinity había sido exitosa. Le dijo a Stalin, el líder de la Unión Soviética , que Estados Unidos tenía una nueva superarma, sin dar ningún detalle. Esta fue la primera comunicación oficial a la Unión Soviética sobre la bomba, pero Stalin ya lo sabía por los espías. [294] Con la autorización para usar la bomba contra Japón ya otorgada, no se consideraron alternativas después del rechazo japonés de la Declaración de Potsdam . [295]
Fat Man explota sobre Nagasaki , Japón, el 9 de agosto de 1945 (derecha).
El 6 de agosto de 1945, un Boeing B-29 Superfortress ( Enola Gay ) del 393d Bombardment Squadron, pilotado por Tibbets, despegó de North Field con un Little Boy en su bahía de bombas. Hiroshima, el cuartel general del 2º Ejército General y la Quinta División y un puerto de embarque, era el objetivo principal de la misión, con Kokura y Nagasaki como alternativas. Con el permiso de Farrell, Parsons, el armador a cargo de la misión, completó el montaje de la bomba en el aire para minimizar los riesgos de una explosión nuclear en caso de un accidente durante el despegue. [296] La bomba detonó a una altitud de 1.750 pies (530 m) con una explosión que luego se estimó en el equivalente a 13 kilotones de TNT. [297]Se destruyó un área de aproximadamente 4,7 millas cuadradas (12 km 2 ). Los funcionarios japoneses determinaron que el 69% de los edificios de Hiroshima fueron destruidos y otro 6-7% dañado. Aproximadamente entre 70.000 y 80.000 personas, de las cuales 20.000 eran combatientes japoneses y 20.000 eran trabajadores esclavos coreanos, o alrededor del 30% de la población de Hiroshima, murieron inmediatamente y otras 70.000 resultaron heridas. [298] [299] [300]
En la mañana del 9 de agosto de 1945, un segundo B-29 ( Bockscar ), pilotado por el comandante del 393 ° Escuadrón de Bombardeo, el Mayor Charles W. Sweeney, despegó con un Fat Man a bordo. Esta vez, Ashworth sirvió como armador y Kokura fue el objetivo principal. Sweeney despegó con el arma ya armada pero con los enchufes eléctricos de seguridad todavía enchufados. Cuando llegaron a Kokura, encontraron que la capa de nubes había oscurecido la ciudad, prohibiendo el ataque visual requerido por las órdenes. Después de tres atropellos sobre la ciudad, y con poco combustible, se dirigieron hacia el objetivo secundario, Nagasaki. Ashworth decidió que se utilizaría una aproximación por radar si el objetivo estaba oculto, pero una ruptura de último minuto en las nubes sobre Nagasaki permitió una aproximación visual según lo ordenado. El Fat Man fue lanzado sobre el valle industrial de la ciudad a medio camino entre Mitsubishi Steel and Arms Works en el sur y Mitsubishi-Urakami Ordnance Works en el norte.La explosión resultante tuvo un rendimiento de explosión equivalente a 21 kilotoneladas de TNT, aproximadamente lo mismo que la explosión Trinity, pero se limitó a laEl valle de Urakami y una parte importante de la ciudad estaban protegidas por las colinas intermedias, lo que provocó la destrucción de aproximadamente el 44% de la ciudad. El bombardeo también paralizó ampliamente la producción industrial de la ciudad y mató a entre 23.200 y 28.200 trabajadores industriales japoneses y 150 soldados japoneses. [301] En general, se estima que entre 35.000 y 40.000 personas murieron y 60.000 resultaron heridas. [302] [303]
Groves esperaba tener otra bomba atómica lista para su uso el 19 de agosto, tres más en septiembre y otras tres en octubre. [304] Se prepararon dos asambleas más de Fat Man y se programaron para partir de Kirtland Field hacia Tinian el 11 y 14 de agosto. [303] En Los Alamos, los técnicos trabajaron 24 horas seguidas para moldear otro núcleo de plutonio . [305] Aunque estaba fundido, todavía era necesario prensarlo y recubrirlo, lo que tardaría hasta el 16 de agosto. [306] Por tanto, podría haber estado listo para su uso el 19 de agosto. El 10 de agosto, Truman solicitó en secreto que no se lanzaran bombas atómicas adicionales sobre Japón sin su autorización expresa. [307]Groves suspendió el envío del tercer núcleo bajo su propia autoridad el 13 de agosto. [307]
El 11 de agosto, Groves telefoneó a Warren con órdenes de organizar un equipo de inspección para informar sobre los daños y la radiactividad en Hiroshima y Nagasaki. Un grupo equipado con contadores Geiger portátiles llegó a Hiroshima el 8 de septiembre encabezado por Farrell y Warren, con el contralmirante japonés Masao Tsuzuki, quien actuó como traductor. Permanecieron en Hiroshima hasta el 14 de septiembre y luego inspeccionaron Nagasaki del 19 de septiembre al 8 de octubre. [308] Esta y otras misiones científicas a Japón proporcionaron valiosos datos científicos e históricos. [309]
La necesidad de los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki se convirtió en un tema de controversia entre los historiadores . Algunos cuestionaron si una "diplomacia atómica" no habría logrado los mismos objetivos y cuestionaron si los bombardeos o la declaración de guerra soviética a Japón fueron decisivos. [304] El Informe Franck fue el esfuerzo más notable para impulsar una demostración, pero fue rechazado por el panel científico del Comité Interino. [310] La petición Szilárd , redactada en julio de 1945 y firmada por decenas de científicos que trabajaban en el Proyecto Manhattan, fue un intento tardío de advertir al presidente Harry S. Truman sobre su responsabilidad en el uso de tales armas. [311] [312]
Después de la guerra
Ver el trabajo que no habían entendido producir las bombas de Hiroshima y Nagasaki asombró a los trabajadores del Proyecto Manhattan tanto como al resto del mundo; Los periódicos de Oak Ridge que anunciaban la bomba de Hiroshima se vendían por 1 dólar (11 dólares hoy). [247] [257] Aunque la existencia de las bombas era pública, el secreto continuó y muchos trabajadores seguían ignorando su trabajo; uno dijo en 1946, "No sé qué diablos estoy haciendo además de mirar en un ——— y convertir un ——— junto a un ———. No sé nada al respecto, y no hay nada que decir". Muchos residentes continuaron evitando hablar de "las cosas" en una conversación ordinaria a pesar de ser la razón de la existencia de su ciudad. [250]
Anticipándose a los atentados, Groves hizo que Henry DeWolf Smyth preparara una historia para el consumo público. La Energía Atómica para Fines Militares , más conocida como el "Informe Smyth", se dio a conocer al público el 12 de agosto de 1945. [313] Groves y Nichols entregaron premios "E" Ejército-Armada a contratistas clave, cuya participación hasta ahora había sido secreta. Se otorgaron más de 20 premios de la Medalla Presidencial al Mérito a contratistas y científicos clave, incluidos Bush y Oppenheimer. El personal militar recibió la Legión al Mérito , incluida la comandante del destacamento del Cuerpo de Mujeres del Ejército , la capitana Arlene G. Scheidenhelm. [314]
En Hanford, la producción de plutonio se redujo cuando los reactores B, D y F se desgastaron, envenenados por los productos de fisión y la hinchazón del moderador de grafito conocido como efecto Wigner . La hinchazón dañó los tubos de carga donde se irradió el uranio para producir plutonio, dejándolos inutilizables. Para mantener el suministro de polonio para los iniciadores de erizo, se redujo la producción y se cerró la unidad más antigua, la pila B, para que al menos un reactor estuviera disponible en el futuro. La investigación continuó, con DuPont y el Laboratorio Metalúrgico desarrollando un proceso de extracción por solvente redox como una técnica de extracción de plutonio alternativa al proceso de fosfato de bismuto, que dejaba el uranio sin gastar en un estado del que no podía recuperarse fácilmente.[315]
La ingeniería de bombas fue realizada por la División Z, nombrada así por su director, el Dr. Jerrold R. Zacharias de Los Alamos. [316] La División Z estaba inicialmente ubicada en Wendover Field, pero se trasladó a Oxnard Field , Nuevo México, en septiembre de 1945 para estar más cerca de Los Alamos. Esto marcó el comienzo de Sandia Base . El cercano campo de Kirtland se utilizó como base del B-29 para la compatibilidad de aviones y las pruebas de caída. [317] En octubre, todo el personal y las instalaciones de Wendover habían sido transferidos a Sandia. [318] A medida que los oficiales reservistas fueron desmovilizados, fueron reemplazados por unos cincuenta oficiales regulares seleccionados cuidadosamente. [319]
Nichols recomendó que se cerraran las vías S-50 y Alpha en Y-12. Esto se hizo en septiembre. [320] Aunque funcionan mejor que nunca, [321] las orugas Alpha no podían competir con K-25 y el nuevo K-27, que había comenzado a operar en enero de 1946. En diciembre, la planta Y-12 se cerró, cortando así la nómina de Tennessee Eastman de 8,600 a 1,500 y ahorrando $ 2 millones al mes. [322]
En ningún lugar la desmovilización fue un problema más grande que en Los Alamos, donde hubo un éxodo de talentos. Queda mucho por hacer. Las bombas utilizadas en Hiroshima y Nagasaki eran como piezas de laboratorio; sería necesario trabajar para hacerlos más sencillos, seguros y fiables. Era necesario desarrollar métodos de implosión para el uranio en lugar del método de las pistolas derrochadoras, y se necesitaban núcleos compuestos de uranio-plutonio ahora que el plutonio escaseaba debido a los problemas con los reactores. Sin embargo, la incertidumbre sobre el futuro del laboratorio hizo que fuera difícil inducir a las personas a quedarse. Oppenheimer regresó a su trabajo en la Universidad de California y Groves nombró a Norris Bradbury como reemplazo interino; Bradbury permaneció en el cargo durante los siguientes 25 años. [318]Groves intentó combatir el descontento causado por la falta de comodidades con un programa de construcción que incluía un mejor suministro de agua, trescientas casas e instalaciones recreativas. [315]
Se llevaron a cabo dos detonaciones tipo Fat Man en el atolón Bikini en julio de 1946 como parte de la Operación Crossroads para investigar el efecto de las armas nucleares en los buques de guerra. [323] Able fue detonado el 1 de julio de 1946. El Baker más espectacular fue detonado bajo el agua el 25 de julio de 1946. [324]
Después de los bombardeos en Hiroshima y Nagasaki, varios físicos del Proyecto Manhattan fundaron el Boletín de Científicos Atómicos , que comenzó como una acción de emergencia emprendida por científicos que vieron la necesidad urgente de un programa educativo inmediato sobre armas atómicas. [325] Ante la destructividad de las nuevas armas y anticipándose a la carrera de armas nucleares, varios miembros del proyecto, incluidos Bohr, Bush y Conant, expresaron la opinión de que era necesario llegar a un acuerdo sobre el control internacional de la investigación nuclear y las armas atómicas. El Plan Baruch , presentado en un discurso ante la recién formada Comisión de Energía Atómica de las Naciones Unidas(UNAEC) en junio de 1946, propuso el establecimiento de una autoridad internacional de desarrollo atómico, pero no fue adoptado. [326]
Tras un debate interno sobre la gestión permanente del programa nuclear, la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos (AEC) fue creada por la Ley de Energía Atómica de 1946 para hacerse cargo de las funciones y los activos del Proyecto Manhattan. Estableció el control civil sobre el desarrollo atómico y separó el desarrollo, la producción y el control de armas atómicas del ejército. Los aspectos militares fueron asumidos por el Proyecto de Armas Especiales de las Fuerzas Armadas (AFSWP). [327] Aunque el Proyecto Manhattan dejó de existir el 31 de diciembre de 1946, el Distrito de Manhattan no fue abolido hasta el 15 de agosto de 1947. [328]
Costo
| Sitio | Costo (1945 USD) | Costo (2020 USD) | % del total |
|---|---|---|---|
| cresta de roble | $ 1,19 mil millones | $ 13.6 mil millones | 62,9% |
| Hanford | $ 390 millones | $ 4,48 mil millones | 20,6% |
| Materiales operativos especiales | $ 103 millones | $ 1,19 mil millones | 5,5% |
| Los Alamos | $ 74.1 millón | $ 850 millones | 3,9% |
| Investigación y desarrollo | $ 69,7 millones | $ 800 millones | 3,7% |
| Gastos generales del gobierno | $ 37,3 millones | $ 428 millones | 2,0% |
| Plantas de agua pesada | $ 26,8 millones | $ 307 millones | 1,4% |
| Total | $ 1.89 mil millones | $ 21,7 mil millones |
El gasto del proyecto hasta el 1 de octubre de 1945 fue de $ 1.845 mil millones, equivalente a menos de nueve días de gastos en tiempo de guerra, y fue de $ 2.191 mil millones cuando la AEC asumió el control el 1 de enero de 1947. La asignación total fue de $ 2.4 mil millones. Más del 90% del costo fue para la construcción de plantas y la producción de materiales fisionables, y menos del 10% para el desarrollo y producción de armas. [330] [331]
Un total de cuatro armas (el dispositivo Trinity, Little Boy, Fat Man y una bomba Fat Man sin usar) se produjeron a fines de 1945, lo que hace que el costo promedio por bomba sea de alrededor de $ 500 millones en dólares de 1945. En comparación, el costo total del proyecto a fines de 1945 fue aproximadamente el 90% del total gastado en la producción de armas pequeñas de EE. UU. (Sin incluir municiones) y el 34% del total gastado en tanques de EE. UU. Durante el mismo período. [329] En general, fue el segundo proyecto de armas más caro emprendido por Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, solo detrás del diseño y producción del Boeing B-29 Superfortress. [332]
Legado
Los impactos políticos y culturales del desarrollo de armas nucleares fueron profundos y de gran alcance. William Laurence de The New York Times , el primero en utilizar la frase " Atomic Age ", [333] se convirtió en el corresponsal oficial del Proyecto Manhattan en la primavera de 1945. En 1943 y 1944 intentó sin éxito persuadir a la Oficina de Censura para que permitiera la escritura. sobre el potencial explosivo del uranio, y los funcionarios del gobierno sintieron que se había ganado el derecho a informar sobre el mayor secreto de la guerra. Laurence presenció tanto la prueba Trinity [334]y el bombardeo de Nagasaki y escribí los comunicados de prensa oficiales preparados para ellos. Continuó escribiendo una serie de artículos exaltando las virtudes de la nueva arma. Sus informes antes y después de los atentados ayudaron a sensibilizar al público sobre el potencial de la tecnología nuclear y motivaron su desarrollo en los Estados Unidos y la Unión Soviética. [335]
El Proyecto Manhattan durante la guerra dejó un legado en forma de la red de laboratorios nacionales : el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley , Los Alamos National Laboratory , Laboratorio Nacional de Oak Ridge , Argonne National Laboratory , y el Laboratorio Ames . Groves estableció dos más poco después de la guerra, el Laboratorio Nacional Brookhaven en Upton, Nueva York , y los Laboratorios Nacionales Sandia en Albuquerque, Nuevo México. Groves les asignó $ 72 millones para actividades de investigación en el año fiscal 1946-1947. [340]Estarían a la vanguardia del tipo de investigación a gran escala que Alvin Weinberg , el director del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, llamaría Big Science . [341]
El Laboratorio de Investigación Naval había estado interesado durante mucho tiempo en la perspectiva de utilizar la energía nuclear para la propulsión de buques de guerra y trató de crear su propio proyecto nuclear. En mayo de 1946, Nimitz, ahora Jefe de Operaciones Navales , decidió que la Marina debería trabajar en su lugar con el Proyecto Manhattan. Un grupo de oficiales navales fueron asignados a Oak Ridge, el mayor de los cuales fue el capitán Hyman G. Rickover , quien se convirtió en el subdirector allí. Se sumergieron en el estudio de la energía nuclear, sentando las bases de una armada de propulsión nuclear . [342] Un grupo similar de personal de la Fuerza Aérea llegó a Oak Ridge en septiembre de 1946 con el objetivo de desarrollar aviones nucleares . [343] SuEl proyecto Energía nuclear para la propulsión de aeronaves (NEPA) tropezó con formidables dificultades técnicas y finalmente se canceló. [344]
La capacidad de los nuevos reactores para crear isótopos radiactivos en cantidades nunca antes vistas provocó una revolución en la medicina nuclear en los años inmediatos de la posguerra. A partir de mediados de 1946, Oak Ridge comenzó a distribuir radioisótopos a hospitales y universidades. La mayoría de las órdenes fueron para yodo-131 y fósforo-32 , que se utilizaron en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Además de la medicina, los isótopos también se utilizaron en la investigación biológica, industrial y agrícola. [345]
Al entregar el control a la Comisión de Energía Atómica, Groves se despidió de las personas que habían trabajado en el Proyecto Manhattan:
Hace cinco años, la idea de la energía atómica era solo un sueño. Has hecho realidad ese sueño. Se ha apoderado de las ideas más nebulosas y las ha traducido en actualidad. Has construido ciudades donde antes no se conocía ninguna. Ha construido plantas industriales de una magnitud y con una precisión que hasta ahora se consideraba imposible. Construiste el arma que puso fin a la guerra y, por lo tanto, salvó innumerables vidas estadounidenses. Con respecto a las aplicaciones en tiempos de paz, ha levantado el telón de las vistas de un mundo nuevo. [346]
En 2014, el Congreso de los Estados Unidos aprobó una ley que establece un parque nacional dedicado a la historia del Proyecto Manhattan. [347] El Parque Histórico Nacional del Proyecto Manhattan se estableció el 10 de noviembre de 2015. [348]
Notas
Notas al pie
- ↑ La Universidad de California fue fundada el 23 de marzo de 1868 y operó en Oakland antes de mudarse a su campus en Berkeley en 1873. [7] En marzo de 1951, la Universidad de California comenzó a reorganizarse en algo distinto de su campus en Berkeley . [8]
- ^ La reacción que más preocupaba a Teller era:14
7norte
+ 14
7norte
→ 24
12Mg
+ 4
2Él
(partícula alfa) + 17,7 MeV. [33] - ↑ En el relato de Bethe, la posibilidad de esta catástrofe final volvió a surgir en 1975 cuando apareció en un artículo de revista de HC Dudley, quien tuvo la idea de un informe de Pearl Buck de una entrevista que tuvo con Arthur Compton en 1959. La preocupación no se extinguió por completo en la mente de algunas personas hasta la prueba Trinity . [36]
- ^ En el pasado distante se han producido reacciones nucleares autosostenibles naturales . [106]
- ↑ La alusión aquí es al navegante italiano Cristóbal Colón , que llegó al Caribe en 1492.
- ↑ Oppenheimer pronunció estas palabras en el documental de televisión The Decision to Drop the Bomb (1965). [232] Oppenheimer leyó el texto original en sánscrito , " kālo'smi lokakṣayakṛtpravṛddho lokānsamāhartumiha pravṛttaḥ " (XI, 32), [233] que tradujo como "Me he convertido en Muerte, el destructor de mundos". En la literatura, la cita suele aparecer en forma de rompedor de mundos, porque esta fue la forma en la que apareció por primera vez impresa, en la revista Time el 8 de noviembre de 1948. [234] Más tarde apareció en Brighter than a Thousand de Robert Jungk. Soles: una historia personal de los científicos atómicos(1958), [230] que se basó en una entrevista con Oppenheimer. Véase Hijiya, The Gita of Robert Oppenheimer [235].
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External links
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