曼哈顿计划
研發出人類史上首枚原子彈的軍事計劃 / 維基百科,自由的 encyclopedia
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曼哈顿计划(英語:Manhattan Project)是第二次世界大战期间研发出人类首枚核武器的一项军事计划,由美国主导,英国和加拿大协助进行。1942年至1946年间,曼哈顿计划由美国陆军工程兵团少将莱斯利·格罗夫斯领导,设计制造原子弹的洛斯阿拉莫斯实验室则由核物理学家罗伯特·奥本海默负责。陆军对军事行动的惯例是用总部所在地命名,因而计划中陆军负责的部分称曼哈顿区。不过后来“曼哈顿”一名逐渐取代了原有的官方计划代号代用材料项目发展(Development of Substitute Materials),成为对整个计划的称呼。该计划在发展过程中逐渐吸取融合了英国在合金管工程中的发现。曼哈顿计划在1939年便已小规模进行,后来规模愈来越大,总共雇有13万余人,花费22亿美金(折合2020年的254亿美元[1]),其中逾九成是花在了建造工厂、生产可裂变物质上,只有不到一成用在武器研发生产上。研发工作和生产工程分散在美国、英国、加拿大三国30多个不同的地点。
曼哈顿计划 | |
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Manhattan Project | |
存在時期 | 1942年-1946年 |
國家或地區 |
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部門 | 美國陸軍 |
規模 | 最高有129,000人參與 |
直屬 | 美國陸軍工程兵團 |
駐軍/總部 | 美國田纳西州橡树岭 |
參與戰役 | |
紀念日 | 1942年8月13日 |
指挥官 | |
著名指揮官 | |
標識 | |
曼哈顿工程区臂章 | |
曼哈顿计划徽章 (非官方) |
战争期间,曼哈顿计划共研究出两种不同设计的原子弹:一种是较为简单的枪式,另一种是结构复杂的内爆式。其中,枪式设计促就了后来的“小男孩”,其弹芯用的是铀的同位素鈾-235,这种同位素的天然丰度只有0.7%,需要从自然界中更为丰沛的同位素鈾-238中分离出来。不过,两种同位素化学性质完全相同,原子质量接近,分离元素的工作阻碍重重。最后,計劃采用三种不同的方法来濃縮鈾——电磁分离法、氣體擴散法和热泳法,绝大部分工序在美国田纳西州橡树岭的克林顿工程师工程进行。科学家还尝试过将钚填入枪式原子弹中(“瘦子”),但未能成功。
内爆式武器中使用的是钚元素,由核反应堆增殖而来。1942年,在芝加哥大学冶金实验室,人类历史上首座人工核反应堆芝加哥1号堆成功实现自持反应。随后,曼哈顿计划在橡树岭修建了试验核反应堆X-10石墨反应堆,又在华盛顿州的漢福德區修筑了若干增殖核反应堆,可将辐照过的铀通过核嬗变转化为钚;产出的钚再经化学方法(磷酸铋处理法)从铀中分离出来,最终装填入弹芯,成为后来的“胖子”。1945年的三位一体核试验中,人类引爆的首枚核弹“小工具”即是内爆式核武器。
曼哈顿计划还负责收集德國核武器開發計畫的情报。阿尔索斯任务中,曼哈顿计划的眼线遍布欧洲,有些甚至深入敌后,收集核裂变材料和机密文件、拘捕德国科学家。虽然曼哈顿计划保密工作十分严格,有许多内部人员甚至都不清楚自己工作的意义何在,不过还是有苏联的原子间谍渗入其中、窃取情报。
1945年8月,美军派出B-29轰炸机飞往日本,其中飛行员、投弹手和技术人员均由曼哈顿计划人员担任。机组在广岛、长崎分别掷下“小男孩”和“胖子”,造成10余万人死亡、建筑大范围损毁。战后,美军执行十字路口行动,在比基尼环礁进行了数次核试验。曼哈顿计划中的科研机构演变为后来的美国国家实验室体系,其科研成果也被用来发展核动力海军與用於医學。1947年,美国原子能委员会成立并接管美国的核武器研究生产项目,曼哈顿计划正式停止。