CALM/arwiki huggingface dataset:
في سنة 1943 تركزت جهود التطوير على السلاح ذات مبدأ الانشطار النووي باستخدام البلوتونيوم والذي سُمي لاحقاً قنبلة الرجل النحيف. أسماء الثلاث قنابل الذرية التي تم تصميمها كانت (الرجل البدين، الرجل النحيف، الولد الصغير)، تمت تسميتها من قِبل روبرت سيربر، والذي اختار الأسماء بناءً على تصميم شكل القنبلة. قنبلة الرجل النحيف كانت ذات شكل طولي، والاسم اشتق من رواية الرجل النحيف من تأليف داشييل هاميت، وسلسلة الأفلام التي تحمل نفس الإسم. أما قنبلة الرجل البدين فكانت ذات شكل دائري ومنتفخ واشتقت من دور الممثل سيدني غرينستريت في فيلم الصقر المالطي. وقنبلة الولد الصغير وهي الأخيرة، واشتق الاسم من الدور الذي لعبه اليشا كوك الابن في نفس الفيلم، حيثُ كان يطلق عليه همفري بوغارت هذا الاسم.
في عدة مؤتمراتٍ عقدت في أبريل ومايو 1943 وضع فيها خطة المختبر لذلك العام. وقدر أوبنهايمر الكتلة الحرجة لليورانيوم 235، مع صيغة تستند إلى نظرية الانتشار التي وضعها ستان فرانكل وإلدريد نيلسون في بيركلي. حيث وضع احتياج المختبر لكتلة 25 كغم من مادة اليورانيوم 235، ولكن كان ذلك مجرد رقم تقريبي. واستند على تبسيط الافتراضات، خاصة أن جميع النيوترونات لها نفس السرعة، كما أن جميع التصادمات مرنة، وهي متناثرة ومتناحية وأن متوسط المسار الحر للنيوترونات في النواة هي نفسها. وتعمل شعبة هانز بيته وخاصة مجموعة T-2 المتخصصة بنظرية الانتشار، وقسم السيد ريتشارد فاينمان T-4 المتخصص بمشاكل الانتشار على تحسين النماذج النظرية خلال الأشهر المقبلة. كما طور بيث وفينمان صيغة لكفاءة التفاعل.
لم توجد أي صيغة أدق من القيم الموضوعة؛ وكانت قيم المقاطع العرضية مشكوكٌ فيها، ولم يحدد البلوتونيوم بعد. وسيكون قياس هذه القيم من الأولويات، لكن المختبر يملك 1 غرام فقط من اليورانيوم 235، وميكروغامات من البلوتونيوم. لذلك أسقطت كاهل هذه المهمة عن القسم P للسيد باشر. وقام قسم P-2 للسيد ويليامز بتنفيذ التجربة الأولى في يوليو 1943، واستخدم القسم اثنين من أكبر مولدات فان دي غراف لقياس نسبة النيوترونات في انشطار البلوتونيوم بالمقارنة مع اليورانيوم. كما تم التفاوض مع مختبر المعادن للحصول على 165 ميكوغرام من البلوتونيوم، وتم استلام الكمية في 10 يوليو 1943. وقد تمكن السيد باشر من قياس كمية النيوترونات ناتجة عن كل انشطار نووي لمادة البلوتونيوم 239 وكانت 2.64 ± 0.2، أي حوالي 1.2 ضعف مادة اليوانيوم 235. وحاول تيترتون وبويس مكدانيل من قسم السيد ويلسون P-1 قياس الوقت الذي يستغرقه انبعاث النيوترونات من نواة اليورانيوم 235 عند انشطارها. وقد اعتقدوا بأن معظمها ينبعث بأقل من 1 نانوثانية. وأظهرت التجارب اللاحقة أن الانشطار استغرق أقل من نانوثانية أيضاً. ومع ذلك استغرق تأكيد العلماء على أن عدد النيوترونات المنبعثة متساوية في النيوترونات البطيئة والسريعة وقتاً طويلاً، ولم يتأكد تماماً حتى خريف سنة 1944.
زار جون فون نيومان مختبر لوس ألاموس في سبتمبر 1943، وشارك في مناقشات مختلفة حول الأضرار التي ستُحدثها القنبلة الذرية. وأوضح أنه في حين أن الضرر الناجم عن انفجار صغير يتناسب طردياً مع الاندفاع (متوسط الضغط الناتج من مرات الانفجار خلال التفجير)، فإن الضرر الناجم عن الانفجارات الكبيرة مثل القنبلة الذرية سيحدده ضغط الذروة، الذي يعتمد على الجذر التكعيبي لطاقته. السيد بيث أثبت لاحقاً أن 10 كيلوطن من مادة تي أن تي سينتج عنها ضغط يزيد عن (10 كيلو باسكال) في الظروف الطبيعية، وبالتالي يؤدي إلى أضرار جسيمة داخل دائرة نصف قطرها 3.5 كم.
عُين ويليام بارسونز رئيساً لقسم الذخائر والهندسة في يونيو 1943 بناءً على توصية من بوش وكونت. والسيد تولمان عمل في هذا القسم لجلب القوى البشرية العاملة لتطوي السلاح، لذا جلب جون ستريب وتشارلز كريتشفيلد وسيث ندرمير من المعهد الوطني للمعايير والتقنية. وتم تقسيم هذا القسم إلى 5 مجموعات، وكان قادة المجموعات كالتالي: المجموعة الرئيسية الأولى E-1 بقيادة إدوين ماكميلان، المجموعة E-2 بقيادة كينيث بينبريدج (للأجهزة والمعدات)، المجموعة E-3 بقيادة روبرت برود (تطوير الصمامات الكهربائية)، والمجموعة E-4 بقيادة كريتشفيلد (لعملية القذف، والهدف والمصدر)، المجموعة E-5 بقيادة ندرمير (للانفجار الداخلي). لاحقاً تمت إضافة مجموعتين أو أكثر في خريف 1943، فالمجموعة E-7 بقيادة نورمان رامسي (للتوزيع)، والمجموعة E-8 بقيادة جوزيف هيرسشفيلدر (للمقذوفات الداخلية).
تم تأسيس أرض دائمة عند مزرعة أنشور. للسلاح الذي لن يكون عادياً، وكان لا بد من تصميم الموقع بالرغم من غياب معلومات مهمة جداً مثل الكتلة الحرجة للسلاح. كما كان من معايير التصميم أن السلاح سيكون له سرعة فوهة تُقدر بـ3000 قدم بالثانية (910 م/ث)؛ حيثُ أن الأنبوب سوف يزن (0.91 طن) بدلاً من الوزن السابق (4.5 طن) لكل أنبوب مع نفس الطاقة؛ ولذلك تم تصنيع السلاح من سبائك الفولاذ؛ ليتحمل ضغطاً على مؤخرته يصل إلى 75,000 رطل لكل بوصة مربعة (520,000 كيلو باسكال)؛ ويجب أن يكون السلاح بثلاث مناطق متفجرة. ولأنه سوف يطلق لمرة واحدة فقط، البرميل يجب أن يكون أخف وزناً من السلاح السابق. كما أنها لا تتطلب وجود آليات ارتدادية أو حلزونية. وأشرف على حسابات منحنيات الضغط هيرسشفيلدر في المختبر المختبر الجيوفيزيائي، قبل انضمامه إلى مختبر لوس ألاموس.
في الوقت الذي كان الانتظار حتى يتم تصنيع السلاح في معامل سلاح البحرية، تم اختبار جميع أنواع الاندفاع الذاتي. قام هيرسشفيلدر بإرسال جون ماجي إلى أحد المناجم التجريبية التابعة لدائرة المناجم الأمريكية في منطقة بروسيتون (بنسيلفانيا) لاختبار نظام الدفع والإطلاق. وأجريت اختبارات في مزرعة أنشور على سلاح عيار 3″/50 (76 ملم). مما يسمح بالضبط الدقيق لأجهزة الاختبار. وقد وصلت أول أنبوبتين إلى لوس ألاموس في 10 مارس 1944، وبدأت اختبارات الإطلاق تحت إشراف توماس أولمستيد بشكل مباشر، والذي له الخبرة في مثل تلك العمليات في دالغرين (فيرجينيا). تم اختبار الإطلاق ناشئ عن قوة ضغط تصل إلى 80,000 رطل لكل بوصة مربعة (550,000 كيلو باسكال). وقامت مجموعة برود بالتحقيق في أنظمة الصمامات، واختبار مقاييس الارتفاع للرادار، والصمامات التقاربية، والصمامات البارومترية لقياس الارتفاع.
وأجريت الاختبارات باستخدام مقياس الارتفاع الراداري من النوع الترددي المعروف باختصار AYD ونمط نبض يعرف باسم 718. وقدمت تعديلات على AYD من قِبل شركة مختبرات نوردين بموجب عقد OSRD. وعندما تم تصنيع النمط 718، اتصلت شركة شركة راديو أمريكا لتزويد المشروع بأنظمة بذيل رادار تحذيري جديد (AN/APS-13)، سمي لاحقاً آرشي، وكان ذلك إضافات تحسينية فقط، يمكن أن تساعد أكثر بعمل مقياس الارتفاع الراداري. الأنبوب الثالث وصل إلى لوس ألاموس في أبريل 1944، وتم اختبارها في شهر مايو حيثُ أُطلقت من طائرة بيتشكرافت موديل 18، تبعتها اختبارات إسقاط كاملة النطاق في شهري يونيو ويوليو. كانت الاختبارات ناجحة تماماً، بينما استمرت حدوث المشاكل مع نظام AYD. لذلك تم الاعتماد على نظام الآرشي، على الرغم من النقص الشديد في أنابيب الاختبار في أغسطس 1944، والذي أدى لإعاقة عمل الاختبارات. وقد قامت طائرة فضية اللون من نوع بوينغ بي-29 سوبر فورترس باختبار اطلاق قنبلة رجل نحيف بعد انطلاقها من قاعدة إدواردز الجوية في مارس ويونيو لسنة 1944.
في اجتماع اللجنة التنفيذية S-1 الذي عقد في 14 تشرين الثاني (نوفمبر) 1942، أعرب تشادويك عن مخاوفه من أن جسيمات ألفا المنبعثة من البلوتونيوم قد تنتج نيوترونات في العناصر الخفيفة الموجودة كشوائب، والتي بدورها ستُنتج انشطاراً في البلوتونيوم وتسبب تفجيراً مبكّراً وسلسلة من التفاعلات العكسية قبل أن يتم تجميع القلب بشكلٍ كامل. حسب سيبورغ أن باعثات النيوترونات كالبورون يجب أن تقتصر على جزء واحد في مئة مليار. كان هناك شكوك حول ما إذا كان ممكناً تطوير العملية الكيميائية بحيث تضمن هذا المستوى من النقاوة، وجلب تشادويك انتباه اللجنة التنفيذية S-1 لهذه المسألة لأخذها بالحسبان أكثر. بعد أربعة أيام بعث لورانس أوبنهايمر وكومبتون وماكميلان تقريراً لكونانت يفيد بأن لديهم الثقة بأن متطلبات النقاء الدقيق يمكن تحقيقها.
كانت كميات مجهرية فقط متوفرة من البلوتونيوم إلى أن توفر المفاعل الجرافيتي X-10 في شركة كلينتون الهندسية في الرابع من تشرين الثاني (نوفمبر) 1943، لكن كان قمة إشارات مثيرة للقلق. عندما تم إنتاج فلوريد البلوتونيوم في مختبر المعادن، كان لونه أحياناً مضيئاً، وأحياناً معتماً، على الرغم من أن العملية الكيميائية كانت هي نفسها. عندما تمكّنوا من خفضه إلى معدن البلوتونيوم في تشرين الثاني 1943، كانت الكثافة المقاسة 15 غم/سم3 وأشار القياس باستخدام تقنيات تشتت الأشعة السينية إلى كثافة بلغت 13 غم/سم3. وكان هذا سيئاً؛ فقد افتُرض أن الكثافة كانت نفس كثافة اليورانيوم وقدرها 19 غم\سم3. لو كانت هذه الأرقام صحيحة، سيكون هناك حاجة للمزيد من البلوتونيوم لصنع القنبلة. لم يُعجب كينيدي بطموح سيبورغ وطريقته لمحاولة لفت الأنظار، وضع كينيدي مع آرثر واهل إجراءً لتقنية تنقية البلوتونيوم مستقلة عن مجموعة سيبورغ. عندما تم الحصول على عينة في شباط (فبراير)، تم اختبار ذلك الإجراء. في ذلك الشهر، أعلن مختبر ميتالورجيك أنه تبين وجود فلوريدين مختلفين: الفلوريد ذو اللون الفاتح رباعي فلوريد البلوتونيوم (PuF4) وثلاثي فلوريد البلوتونيوم الغامق (PuF3). وسرعان ما اكتشف الكيميائيون كيفية جعلها انتقائية، وتبين أن التقنية السابقة كانت أسهل في تقليل المعدن. أشارت القياسات التي أجريت في آذار (مارس) 1944 إلى أن الكثافة تتراوح بين 19 و20  غم/سم3.
بدأت مجموعة إيريك جيت CM-8 (بلوتونيوم ميتالورجي) بتجريب معدن البلوتونيوم بعد استلام كميات غراميّة في مختبر لوس ألاموس في آذار (مارس) 1944. بتسخينه، اكتشف علماء المعادن خمس درجات حرارية بين 137 و580 درجة مئوية ()279 و1,076 °F يبدأ عندها امتصاص السخونة دون زيادة في الحرارة. كان ذلك مؤشراً قوياً على تآصل البلوتونيوم المتعدد؛ لكنه أعتبر أيضاً أمرٌ غريب جداً ليُصدّق. أثبتت المزيد من الاختبارات تغيّر الحالة عند درجة حرارة 135 درجة مئوية. دخل المرحلة δ بكثافة 16 غم\سم3. ادّعى سيبورغ أن درجة انصهار البلوتونيوم تتراوح بين 950 و 1000 درجة مئوية مماثلة لدرجة انصهار اليورانيوم، لكن علماء المعادن في مختبر لوس ألاموس سرعان ما اكتشفوا أنه يذوب عند درجة 635 مئوية. تحوّل الكيميائيون لاحقاً لتقنيات إزالة شوائب العناصر الخفيفة من البلوتونيوم؛ لكن في 14 تموز (يوليو) 1944، أخبر أوبنهايمر كينيدي أن هذه العملية لن تكون مطلوبة.
أثيرت فكرة الانشطار التلقائي من قبل نيلز بور وجون أرتشيبالد ويلر أثناء معالجتهما لآلية الانشطار النووي عام 1939. أجريت أول محاولة لاكتشاف الانشطار العفوي في اليورانيوم على يد ويلارد ليبي، لكنه فشل في الكشف عن ذلك. لكن تمت ملاحظة ذلك في بريطانيا على يد فريتش وتيتيرتون، أيضاً في الاتحاد السوفيتي بشكلٍ منفصل على يد جورجي فليروف وكونستانتين بيترجاك عام 1940؛ وينسب الاكتشاف إلى هذين الآخيرين. كما سمع كومبتون من العالم الفيزيائي الفرنسي بيير أوغر أن فردريك جوليو-كوري اكتشف ما يمكن أن يكون أنشطاراً تلقائياً في البولونيوم. لو كان ذلك صحيحاً، لكان أعاق استخدام البولونيوم في محرّصات النيوترون؛ لو كان هذا صحيحاً بالنسبة للبلوتونيوم، فقد يعني أن تصميم نوع-المدفع لن يعمل. كان الإجماع في مختبر لوس ألاموس أنه لم يكن صحيحاً، وأن ما حصل عليه جوليو-كوري قد شُوّه بالشوائب.
في مختبر لوس ألاموس، خُصصت مجموعة إيميليو سيغري P-5 (النشاط الإشعاعي) لقياسه في نظائر اليورانيوم 234 و235 و238،وفي البلوتونيوم والبولونيوم بروتكتينيوم وثوريوم. لم يكن أعضاء المجموعة قلقين بشأن البلوتونيوم نفسه، بل كان مصدر قلقهم الرئيسي المشكلة التي أثارها تشادويك عن التفاعل مع شوائب العنصر الخفيفة. أجرى سيغري ومجموعته المكونة من فيزيائيين شباب تجربتهم في مقصورة قديمة لخدمات الغابات في باجاريتو كانيون، على بعد 23 كم من المنطقة التقنية، وذلك لتقليل الإشعاع الذي ينبعث من أبحاث أخرى تجرى في لوس ألاموس.
السلاح على مبدأ الانضغاط الداخلي.
بدأ العمل على طريقة بديلة لتصميم القنبلة، المعروفة باسم الانفجار الداخلي، من قِيَل مجموعة نيديرماير E-5. خلال مؤتمر نيسان (إبريل) 1943 تخيّل سيربير وتولمان الانفجارات كوسيلة تجميع قطع من المواد الانشطارية معاً لتشكيل كتلة حرجة. كانت الفكرة تتمور حول استخدام المتفجرات لسحق كمية من المواد الانشطارية إلى أشكال أصغر حجماً وأكثر كثافة. عندما تجمع الذرات الانشطارية مع بعضها يزيد معدل التقاط النيوترونات، وتتشكل كتلة حرجة يجب نقل المعدن لمسافات قصيرة فقط، بحيث يتم تجميع الكتلة الحرجة بوقت أقل بكثير من الوقت المستغرق بطريقة البندقية. في ذلك الوقت، كانت فكرة استخدام المتفجرات بهذه الطريقة جديدة تماماً. لتسهيل العمل، تم إنشاء مصنع صغير في آنكور رانش لصب الأشكال المتفجرة.
خلال عام 1943، اعتبر الانفجار الداخلي مشروعاً احتياطياً في حال ثبت أن طريقة المدفع غير عملية لأي سبب. أُسر فيزيائيون نظريون مثل بيث وأوبنهايمر وتيلير بفكرة تصميم قنبلة ذرية جعلت استخدام المواد الانشطارية أكثر كفاءة، وأتاحت استخدام مواد أقلّ نقاءً. كانت هذه مزايا جاذبة لغروفز. لكن في حين أظهرت تحقيقات نيديرماير عام 1943 وبدايات 1944 عن الانفجارات أن النتائج واعدة، كان من الواضح أن المشكلة ستكون أكثر صعوبة من المنظور النظري والهندسي من تصميم المدفع. في تموز (يوليو) 1943، كتب أوبنهايمر إلى جون فون نيومان يطلب المساعدة، واقترح أن يزور لوس ألاموس حيث يمكنه الحصور على فكرة أفضل عن مشروع باك روجرز.
في ذلك الوقت، كان فون نيومان يعمل في مكتب الذخائر التابع للبحرية، جامعة برينستون، ولدى NDRC. ناشد أوبينهايمر وغروفز وبارسونز كل من تولمان والإدميرال وليام بورنيل للتخلّي عن فون نيومان. زار نيومان لوس ألاموس منذ 20 أيلول (سبتمبر) حتى 4 تشرين الأول (أكتوبر) 1943. استناداً إلى عمله الأخير في موجة الانفجار والحشوات المشكّلة المستخدمة في القذائف الخارقة للدروع، اقترح استخدام شحنة مشكّلة شديدة الانفجار لتحدث انفجاراً داخلياً في القلب الكروي. عقد اجتماع مجلس الإدارة في 23 أيلول (سبتمبر) تقرر فيه التقارب مع جورد كيستياكوفسكي، وهو خبير مشهور في مجال المتفجرات عمل في OSRD للاقناعه بالانضام إلى مختبر لوس ألاموس..على الرغم من تردّده، إلا أنه وافق في تشرين الثاني (نوفمبر). وأصبح موظفاً متفرغاً في 16 شباط (فبراير) 1944، كما أصبح نائب بارسونز في مهام الانفجارات؛ أصبح ماكيلان نائبه في مهمة نوع المدفع. تم تحديد الحجم الأقصى للقنبلة في هذا الوقت بـ 1.5 × 3.7 أمتار من حجم القنبلة B-29.
قنبلة الولد الصغير.
بعد أن أعاد أوبنهايمر تنظيم مختبر لوس ألاموس في تموز (يوليو) 1944، كان العمل على سلاح اليورانيوم من نوع المدفع مركّزاً في مجموعة فرانسيس بيرتش O-1. كان هذا المفهوم متّبعاً بحيث أنه في حالة الفشل في تطوير قنبلة انفجارية، فإنه يمكن استخدام اليورانيوم المخصب على أقل تقدير. من ذلك الوقت فصاعداً، كان يجب العمل على نوع المدفع باستخدام اليورانيوم المخصب فقط، وقد أتاح هذا تصميم قنبلة "الرجل النحيف"، لتكون نموذجاً مبسّطاً إلى حدٍ كبير. لم يعد هناك حاجة لمدفع عالي السرعة، بل كان بالإمكان استبداله بسلاح أبسط، أقصر بما فيه الكفاية ليلائم قنبلة B-29. سمي التصميم الجديد بقنبلة الولد الصغير.
بعد عدّة محاولات، وصلت أول شحنة من اليورانيوم المخصب قليلاً (13-15% يورانيوم-235) إلى أوك ريدج في آذار (مارس) 1944. بدأت شحنات اليورانيوم المخصب بالوصول في تموز (يونيو) 1944. كانت التجارب الحرجة ومرجل الماء ذات أولوية، لذا لم يتسلم علماء المعادن أي عينات حتى آب (أغسطس) 1944. في غضون ذلك، أجرى القسم CM تجارب باستخدام هيدريد اليورانيوم. اعتبر القسم T ذلك كمادّة نشطة محتملة. كانت الفكرة أن قدرة الهيدروجين كمسؤول نيوتروني ستعوّض فقدان الكفاءة، لكن وكما ذكر بيث لاحقاً، فإن كفائتها كانت لا تذكر أو كما قال فينمان، هي كفاءة قليلة، تم إسقاط الفكرة بحلول آب (أغسطس) 1944.
طوّر مشروع فرانك سبيدينغ (مشروع أميس) عملية أميس، وهي طريقة لإنتاج معدن اليورانيوم في نطاقٍ صناعي، لكن سيريل ستانلي سميث، القائد المنتسب لقسم التعدين، كان قلقاً حيال استخدام اليورانيوم عالي التخصيب بسبب الخطر المترتب على تشكيل كتلة حرجة. كان اليورانيوم عالي التخصيب أكثر قيمة من اليورانيوم الطبيعي، وقد أراد سيريل تجنّب خسارة حتى لو مليغرام واحد منه. وظّف سيريل ريتشارد بيكر، وهو كيميائي سبق وعمل مع سبيدينغ، وعملا معاً على تكييف عملية أميس لاستخدامها في مختبر لوس ألاموس. في شباط (فبراير)، أنجز بيكر وفريقه عشرين عملية تخفيض لـ360 غرام وسبعة وعشرين عملية تخفيض لـ500 غرام باستخدام رباعي فلوريد اليورانيوم المخصب.
تم إنتاج نوعين تصاميم المدافع، صُنع النوع A من سبائك الصلب والنوع B صنع من الصلب العادي. اختير النوع الثاني للأنتاج لأنه كان أخف. مواد الإشعال والوقود المختارة كانت نفس المواد التي سبق اختيارها لإنتاج قنبلة الرجل النحيف.{تم إجراء اختبار إطلاق القذيفة المجوفة وإدراج الهدف باستخدام بندقية معايرة 3 إنش\50 وهيسبانو-سويزا إتش إس 404. بدءاً من كانون الأول (ديسمبر)
كان اختبار الإطلاق مكتملاً بمقياس كامل. ما يثير الدهشة أن صندوق الاختبار الأول كان الأفضل من تلك التي صممت في الاختبارات الأخرى التي أجريت. فقد استخدم هذا الصندوق في أربعة اختبارات إطلاق واستخدم في نهاية المطاف عند إطلاق الولد الصغير في الهجوم النووي على هيروشيما وناجازاكي. تم الانتهاء من مواصفات التصميم في شباط (فبراير) 1945، ووقعت عقود للسماح ببناء المكونات.استخدمت ثلاث مصانع لتنفيذ التصميم بحيث لا يحوز أحد على نسخة من التصميم كاملاً. فقد تم بناءالمدفع والجزء الخلفي من قبل مصنع المدافع البحري في واشنطن العاصمة، والهدف والصندوق وبعض المكونات الأخرى صنعت في مصنع الذخائر البحرية في سنتر لاين؛ والذيل ومساند الحاضنة في شركة إكسبرت توول أند داي" في ديترويت
اختبار ترينيتي.
نظراً لتعقيد سلاح الانفجار الداخلي، تقرّر أنه وعلى الرغم من هدر المواد الانشطارية، إجراء اختبار أولي. وافق غروفز على الاختبار، على أن يتم استعادة المادة الفعالة. اختار أوبنهايمر إجراء اختبار الأسلحة النووية على نطاق واسع واطلق عليه ترميزاً "ترينيتي Trinity". في آذار (مارس) 1944، أسندت مهمة التخطيط للاختبار إلى كينيث بينبريدج، وهو بروفيسور في الفيزياء في جامعة هارفارد الذي اختار بدوره مجموعة القصف بالقرب من مطار ألاموغوردو العكسري كموقع للاختبار. عمل بينبريدج مع الكابتين صاموييل دافالوس على بناء معسكر قاعدة ترينيتي ومرافقه، والتي ضمّت ثكنات ومستودعات وورش عمل.
لم يستسغ غروفز احتمال تفسير فقدان بلوتونيوم قيمته مليار دولار للجنة مجلس الشيوخ، لذا تم بناء مركب حاوية أسطواني حمل اسم "جامبو" لاستعادة المادة الفعالة في حال فشل الاختبار. وكان طول هذه المركبة 7.6 متراً وعرضها 3.7 متراً، تم تصنيعها من 214 طن طولي من الحديد والصلب بواسطة بابكوك وويلكوكس في باربيرتون في أوهايو. جلبت إلى نيو مكسيكو في قاطرة خاصة ثم نقلت لمسافة 40 كم الأخيرة إلى موقع الاختبار على متن مقطورة سحبها جراران. عند وصولها، كانت الثقة بطريقة الانفجار مرتفعة بما في الكفاية، وكان البلوتونيوم المتوفر كافياً، لذا قرّر أوبنهايمر عدم استخدامه. لكن بدلاً من ذلك، فقد وُضع في قمة برج الصلب على ارتفاع 730 متراً من السلاح كمقياس تقريبي لمدى قوة الانفجار. في النهاية، نجا جامبو، على الرغم من أن البرجين لم يصمدا، ما أضاف مصداقية للاعتقاد بأن جامبو كان سيشهد انفجاراً مدوياً بنحاح.
أجري تفجير الاختبار الأولي في 7 أيار (مايو) 1945 لمعايرة الأدوات. أقيمت منصة اختبار خشبية على بعد 730 متراً من أرض الإطلاق، كوّم عليها 98 طن من مادة تي إن تي مع منتجات انشطار نووية على شكل سبيكة يورانيوم من موقع هانفورد، تم فكّها وصبّها في أنابيب داخل المتفجرات. أشرف أوبنهايمر على هذا التفجير رافقه العميد توماس فاريل. جمع من هذا الاختبار الأولي بيانات أثبتت أهمية اختبار ترينيتي.
بالنسبة للاختبار الفعلي، تمّ رفع الجهاز الذي لقّب بـ"الأداة" إلى أعلى برج فولاذي ارتفاعه 100 قدم (30 متراً)، إذ أن التفجير على هذا الارتفاع يعطي مؤشراً أفضل عن كيفية تصرّف السلاح عند إسقاطه من المفجّر. التفجير في الهواء عظّم الطاقة المطبّقة على الهدف، وولّد تداعيات نووية أقل. تم تجميع الأداء بإشراف نوريس برادبيري بالقرب من بيت مزرعة ماكدونالد في 13 يوليو، وكان الأمر محفوفاً بالمخاطر فوق البرج في اليوم التالي. من المراقبين كان بوش، تشادويك، كونانت، فاريل، فيرمي، غروفز، لورانس، أوبيتهايمر وتولمان. عند الساعة 5:30 يوم 16 تموز (يوليو) 1945، انفجرت الأداى بطاقة تكافئ حوالي 20 كيلو طن من "تي إن تي"، مخلّفةً حفرة من الترينيتايت (زجاج مشعّ) في الصحراء بعرض 250 قدماً (76 متراً). تم استشعار موجة الصدمة على بعد 100 ميل (160 كم)، ووصلت سحابة الفطر (شكلها بشكل حبة الفطر) إلى ارتفاع 7.5 ميل (12.1 كم). وسمع دوي الانفجار في مناطق بعيدة بُعد منطقة إل باسو في تكساس، لذا أصدر غروفز فصة تغطية عن الانفجار في مجلة الذخائر..
مشروع ألبيرتا.
تأسس مشروع ألبيرتا، ويعرف أيضاً بـ "مشروع A"، في شهر آذار (مارس) 1945، واستوعب المجموعات الموجودة في قسم بارسونز (O) التي كانت تعمل في تحضير القنبلة والتسليم. وقد شملت هذه المجموعات: مجموعة رامسي O-2 (التسليم)، ومجموعة بيرتش O-1 (السلاح)، ومجموعة بينبريدج X-2 (التطوير، الهندسة، الاختبار)، ومجموعة برود O-3 (تطوير الصهر) ومجموعة جورج غالوي O-4 (الهندسة). كان دور هذا المشروع دعم جهود توصيل القنبلة. أصبح بارسونز رئيس مشروع ألبيرتا، مع رامسي كنائب علمي وتقني له، ومع آشورث كضابط العمليات والمناوب العسكري. إجمالاً، تكوّن مشروع ألبيرتا من 51 موظف عسكري وبحري ومدني. كان قائد كتيبة الخدمات التقنية الأولى التي ينتمي لها معظم موظفو مشروع ألبيرتا هو العقيد الملازم بير دي سيلفا، ووفرت الكتيبة خدمات الأمن والإسكان في تينيان. كان ثمة فريقان لتجميع القنابل، فريق تجميع قنبلة الرجل السمين، بقيادة نوريس برادبيري وروجر وارنر، وفرق تجميع الولد الصغير بقيادة بيرتش. كان فيليب موريسون قائد فريق Pit، وبرنارد والدمان ولويس ألفاريز قادا فريق المراقبة الجوية، وشيلدون دايك كان مسؤولاً عن فريق ذخائر الطائرات. أما الفيزيائيون روبرت سيربر ووليام بيني والنقيب في الجيش الأمريكي الخبير الطبي جيمس نولان فقد كانوا مستشارين خاصين. جميع أعضاء مشروع ألبيرتا تطوّعوا للمهمة.
استمر مشروع ألبيرتا بخطة لتجهيز قنبلة الولد الصغير بحلول الأول من آب (أغسطس)، وتجهيز قنبلة الرجل السمين لاستخدامها في أقرب وقت ممكن. في غضون ذلك، تم تنفيذ سلسلة من 12 مهمة قتالية جوية بين 20 و29 تموز (يوليو) ضد أهدافٍ في اليابان باستخدم قنابل اليقطين شديدة الانفجار، وهي إصدارات من قنبلة الرجل السمين مزودة بمتفجرات وليس بقلبٍ انشطاريّ. اشترك كل ٌ من شيلدون دايك وميلو بولستيد من مشروع ألبيرتا في بعض هذه المهام القتالية، كما شارك المراقب البريطاني القائد ليونارد تشيشاير. استُهلكت أربع قنابل الولد الصغير قبل التجميع في اختبارات الاسقاط وهي L-1 L-2 ،L-5 ،L-6.
. أكمل فريق عمل الولد الصغير تجميع قنبلة حية جاهزة للاستخدام في 31 تموز (يوليو). تم إكمال العنصر الأخير في تحضير العملية في 29 تموز (يوليو) 1945. صدرت أوامر الهجوم للجنرال كارل سباتز في 25 تموز (يوليو) موقّعة من رئيس أركان جيش الولايات المتحدة بالوكالة الجنرال توماس هاندي، حيث كان الجنرال جورج مارشال حينها مشاركاً في مؤتمر بوتسدام مع الرئيس هاري ترومان. حدّدت الأوامر أربعة أهداف وهي مدن هيروشيما، كوكورا، نيغاتا، ناغاساكي، وأمرت بأن يتم الهجوم حالما يسمح الطقس بذلك بعد الثالث من آب (أغسطس).
كان تجميع وحدة الرجل السمين عملية معقّدة، تتطلب العديد من الأفراد من فرق عملٍ مختلفة. ولتجنّب الاكتظاط في مبنى التجميع وبالتالي التسبب في حادث، أمر بارسونز بالتزام حدٍ أقصى من المتواجدين في المكان في نفس الوقت. كان على الموظفين الذين أداء المهمة المنوطة بهم انتظار أدوارهم خارج المبنى. تمّ تجميع أول قنبلة "الرجل السمين" والتي عرفت باسم F13 في 31 تموز (يوليو)، ووضعت في اختبار السقوط في اليوم التالي. تلا ذلك القنبلة F18 في الرابع من آب (أغسطس)، والتي اسقطت في اليوم التالي.. وصلت ثلاث مجموعات من قنبلة الرجل السمين F31، F32، F33 على متن طائرات B-29 التابعة للمجموعة 509 ووحدة قاعدة القوات الجوية للجيش 216 يوم الثاني من آب (أغسطس). أثناء التفتيش، وُجدت بعض الوحدات شديدة الانفجار من القنبلة F32 في حالة متصدعة وغير صالحة للخدمة. أما القنبلتان الأخريان فقد تم تجميعهما، وقد عُلمت القنبلة F33 للتجريب في حين عُلّمت القنبلة F31 للاستخدام التشغيلي.
كان بارسونز قائد مهمة هيروشيما. قام بارسونز مع الملازم الثاني موريس جيبسون من سرب الذخائر الأول، بإدخال أكياس مسحوق الولد الصغير في مستودع القنبلة في إينولا جاي أثناء الطيران. وقبل الوصول إلى الارتفاع المطلوب للوصول إلى الهدف، حوّل جيبسون مقابس الأمان الثلاثة بين الوصلات الكهربائية في البطارية الداخلية وميكانيكية الإطلاق من الأخضر إلى الأحمر. تم تسليح القنبلة بعد ذلك بالكامل. راقب جيبسون دوائرها. طار أربعة أعضاء آخرين من مشروع ألبيرتا في مهمة هيروشيما. كان كل من لويس ألفاريز وهارولد اجنيو ولورانس جونستون على طائرة المعدات "الفنان العظيم (B-29(". أسقط هؤلاء قنابل بانغوميتر لقياس قولة الانفجار، لكن هذه القنابل لم تستخدم لحساب العائد في ذلك الوقت. كان بيرنارد والدمان مشغّل الكاميرا على طائرة المراقبة. قام بتجهيز كاميرا أفلام فاستاكس عالية السرعة لتصوير الانفجار. لكن والدمان نشي فتح غطاء العدسة ولم يتم تسجيل شيء. طار أعضاء آخرون من الفريق إلى آيوو جيما في حال تم إجبار إينولا جاي على الهبوط هناك، لكن لم يتطلب الأمر ذلك.
التقى بورنيل وبارسونز وبول تيبيتس وسباتز وكورتيس ليماي في غوام في 7 آب (أغسطس)، وهو اليوم التالي لهجوم هيروشيما، وذلك لنقاش ما ينبغي عمله بعد ذلك. أفاد بارسونز أن مشروع ألبيرتا يجب أن يجهّز قنبلة الرجل السمين بحلول 11 آب (أغسطس)، كما هو مخططٌ أصلاً، لكن تيبيتس أشار إلى أن تقارير الطقس تشير إلى أن الظروف الجوية سيئة للطيران في ذلك اليوم لوجود عاصفة، وسأل إن كان بالإمكان أن تكون القنبلة جاهزة في 9 آب (أغسطس). وافق بارسونز على ذلك. كان آشورث آمر السلاح لتلك المهمة، يساعده الملازم فيليب بارنيز من سرب الذخائر الأول على متن الطائرة بوكسكار B-29. كان كلٌ من والتر غودمان ولورنس جونستون على متن طائرة المعدات "الفنان العظيم"، في حين كان ليونارد تشيشاير ووليام بيني على متن طائرة المراقبة " النتن الكبير B-29". كان من المفترض أن يكون روبرت سيربر على متن الطائرة أيضاً لكنه قائد الطائرة خلّفه على الأرض لأنه نسي مظليّته.
التحديات الصحية والأمنية.
وُضع برنامج طبّي في لوس ألاموس بإشراف الكابتن جيمس نولان من الوحدات الطبية في الجيش الأمريكي. في البداية، أنشئ مستوصف صغير يضم خمسة أسرّة للمدنيين، ومستوصف آخر يضم ثلاثة أسرّة للعسكريين. تم التعامل مع بعض الحالات الأكثر خطورة في مستشفى بيرنز العام للجيش في سانتا في، لكن سرعات ما اعتبر العلاج في المستشفى غير مرضِ بسبب ضياع الوقت نظراً لطول المسافة والمخاطر الأمنية. أوصى نولان بتوسيع المستوصفات وترقيتها لمستشفيات تضم 60 سريراً. افتتحت مستشفى ضمّت 54 سريراً عام 1944، عمل فيها أفراد من الجيش. كما انضمّ لهذه المستشفى طبيب أسنان في آذار (مارس) 1944. أما قائد الفيلق البيطري الضابط ج. ستيفنسون فقد تمّ تعيينه لرعاية كلاب الحراسة.
كانت المرافق المخبرية لإجراء الأبحاث الطبية محدودة، مع ذلك أجريت بعض الأبحاث على آثار الإشعاعات وامتصاصها والتأثير السمّي للمعادن، تحديداً البلوتونيوم والبيريليوم في حالات الحوادث. بدأ الفريق الصحّي إجراء اختبارات بول لعمال المختبرات في بدايات عام 1945، وكشفت العديد من الاختبارات عن مستويات خطيرة من البلوتونيوم. كما أن العمل في المرجل المائي عرّض العمال في بعض الأحيان إلى منتجات انشطارية خطيرة. حدث 24 حادثاً مميتاً في لوس ألاموس بين افتتاحه عام 1943 وأيلول (سبتمبر) 1946. حدثت معظم هذه الحوادث للعمال في مجال البناء. توفي أربعة علماء بما فيهم هاري داغليان ولويس سلوتين.
حماية المشروع.
في 10 آذار (مارس) 1945، اصطدمت قنابل بالونية يابانية بخطوط الكهرباء، فأدّت زيادة الطاقة الناجمة عن ذلك إلى إغلاق مفاعلات مشروع مانهاتن في هانفورد مؤقتاً. سبّب هذا الحادث قلقاً شديداً في لوس ألاموس خوفاً من أن يكون الموقع يتعرض لهجوم. ففي إحدى الليالي كان الجميع يحدقون في ضوءٍ غريبٍ في السماء. أشار أوبنهايمر لاحقاً إلى أن هذا يدلل على أنه "حتى مجموعة من العلماء ليسوا معصومين ضد أخطاء الاقتراحات والهستيريا".