曼哈頓計劃

曼哈頓計劃  是第二次世界大戰期間研發出人類首枚核武器的一項軍事計劃 ， 由美國主導 ， 英國和加拿大協助進行 。 1942年至1946年間 ， 曼哈頓計劃由美國陸軍工程兵團少將萊斯利 · 格羅夫斯領導 ， 設計製造原子彈的洛斯阿拉莫斯實驗室則由核物理學家羅伯特 · 奧本海默負責 。 陸軍對軍事行動的慣例是用總部所在地命名 ， 因而計劃中陸軍負責的部分被稱爲 “ 曼哈頓區 ” 。 不過後來 “ 曼哈頓 ” 一名逐漸取代了原有的官方計劃代號 “ 代用材料項目發展 ”  ， 成爲對整個計劃的稱呼 。 該計劃在發展過程中逐漸吸取融合了英國在合金管工程中的發現 。 曼哈頓計劃在1939年便已小規模進行 ， 後來規模愈來越大 ， 總共僱有13萬餘人 ， 花費22億美金 （ 摺合年的億美元 ） ， 其中逾九成是花在了建造工廠 、 生產可裂變物質上 ， 只有不到一成用在武器研發生產上 。 研發工作和生產工程分散在美國 、 英國 、 加拿大三國30多個不同的地點 。 戰爭期間 ， 曼哈頓計劃共研究出兩種不同設計的原子彈 ： 一種是較爲簡單的槍式 ， 另一種是結構複雜的內爆式 。 其中 ， 槍式設計促就了後來的 “ 小男孩 ” ， 其彈芯用的是鈾的同位素鈾 - 235 ， 這種同位素的天然丰度只有 0.7 % ， 需要從自然界中更爲豐沛的同位素鈾 - 238中分離出來 。 不過 ， 兩種同位素化學性質完全相同 ， 原子質量接近 ， 分離元素的工作阻礙重重 。 最後 ， 計劃採用三種不同的方法來濃縮鈾 — — 電磁分離法 、 氣體擴散法和熱泳法 ， 絕大部分工序在美國田納西州橡樹嶺的克林頓工程師工程進行 。 科學家還嘗試過將鈈填入槍式原子彈中 （ “ 瘦子 ” ） ， 但未能成功 。 內爆式武器中使用的是鈈元素 ， 由核反應堆增殖而來 。 1942年 ， 在芝加哥大學冶金實驗室 ， 人類歷史上首座人工核反應堆芝加哥1號堆成功實現自持反應 。 隨後 ， 曼哈頓計劃在橡樹嶺修建了試驗覈反應堆X - 10石墨反應堆 ， 又在華盛頓州的漢福德區修築了若干增殖核反應堆 ， 可將輻照過的鈾通過核嬗變轉化爲鈈 ； 產出的鈈再經化學方法 （ 磷酸鉍處理法 ） 從鈾中分離出來 ， 最終裝填入彈芯 ， 成爲後來的 “ 胖子 ” 。 1945年的三位一體核試驗中 ， 人類引爆的首枚核彈 “ 小工具 ” 即是內爆式核武器 。 曼哈頓計劃還負責收集德國核武器開發計劃的情報 。 阿爾索斯任務中 ， 曼哈頓計劃的眼線遍佈歐洲 ， 有些甚至深入敵後 ， 收集核裂變材料和機密文件 、 拘捕德國科學家 。 雖然曼哈頓計劃保密工作十分嚴格 ， 有許多內部人員甚至都不清楚自己工作的意義何在 ， 不過還是有蘇聯的原子間諜滲入其中 、 竊取情報 。 1945年8月 ， 美軍派出B - 29轟炸機飛往日本 ， 其中飛行員 、 投彈手和技術人員均由曼哈頓計劃人員擔任 。 機組在廣島 、 長崎分別擲下 “ 小男孩 ” 和 “ 胖子 ” ， 造成10餘萬人死亡 、 建築大範圍損毀 。 戰後 ， 美軍執行十字路口行動 ， 在比基尼環礁進行了數次核試驗 。 曼哈頓計劃中的科研機構演變爲後來的美國國家實驗室體系 ， 其科研成果也被用來發展醫療診斷和 。 1947年 ， 美國原子能委員會成立並接管美國的核武器研究生產項目 ， 曼哈頓計劃正式停止 。