cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Dự án Manhattan
Khuếch tán nhiệt
Lượng urani sản phẩm cuối cùng được tích tụ và dần dần chuyển tới Los Alamos. Tới tháng 7 năm 1945, ở Alamos có khoảng 50 kg urani làm giàu tới 89%, trộn với một ít làm giàu 59% thành lượng urani độ giàu 85%, được sử dụng để chế tạo Little Boy
Plutoni
Hướng phát triển thứ hai mà Dự án Manhattan theo đuổi sử dụng nguyên tố phân hạch plutoni. Mặc dù trong tự nhiên tồn tại một lượng nhỏ plutoni, cách tốt nhất để thu được một lượng lớn nguyên tố này là một lò phản ứng hạt nhân, trong đó urani tự nhiên bị neutron bắn phá. Urani 238 được chuyển hóa thành urani-239, đồng vị này phân rã nhanh chóng, đầu tiên thành neptunium-239 và sau đó là plutoni-239 Chỉ một lượng nhỏ urani-238 chuyển hóa, do đó cần phải phân tách plutoni tạo thành khỏi lượng urani còn dư, các tạp chất ban đầu, cũng như các sản phẩm phân hạch khác.
Lò phản ứng Than chì X-10
thumb|300px|Các công nhân đưa các thanh urani vào Lò phản ứng Than chì X-10. Vào tháng 3 năm 1943, DuPont bắt đầu xây dựng một nhà máy trên một diện tích 112 acre ở Oak Ridge. Dự định làm một nhà máy chạy thử cho các cơ sở sản xuất lớn hơn ở Hanford, nó bao gồm một Lò phản ứng Than chì X-10 làm nguội bằng không khí, một nhà máy phân tách hóa học, và các cơ sở phụ trợ. Do sau đó có quyết định xây các lò phản ứng làm nguội bằng nước ở Hanford, chỉ có nhà máy phân tách hóa học hoạt động như một nhà máy chạy thử thực sự. Lò phản ứng Than chì X-10 bao gồm một khối than chì khổng lồ, dài 24 ft mỗi chiều, nặng chừng 1500 LT, bao quanh bởi 7 ft bê tông đặc đóng vai trò lá chắn bức xạ.
Khó khăn lớn nhất là vấn đề các thanh urani sản xuất bởi Mallinckrodt và Metal Hydrides. Chúng bằng cách nào đó phải được phủ một lớp nhôm để tránh bị ăn mòn cũng như tránh sản phẩm phân hạch thoát ra rơi vào hệ thống làm nguội. Công ty Hóa chất Grassselli thử phát triển một quá trình nhúng nóng nhưng bất thành. Trong khi đó Alcoa thử phương pháp giống như đóng hộp. Một quá trình mới để hàn không chảy được phát triển, và 97% số hộp vượt qua một phép kiểm tra chân không tiêu chuẩn, nhưng bài kiểm tra nhiệt độ cao cho thấy tỉ lệ thất bại lớn hơn 50%. Tuy nhiên, việc sản xuất vẫn bắt đầu tháng 6 năm 1943. Phòng thí nghiệm Luyện kim cuối cùng phát triển được một kĩ thuật hàn cải tiến với sự giúp đỡ của General Electric, kĩ thuật này được đưa vào quá trình sản xuất từ tháng 10 năm 1943.
Dưới sự giám sát của Fermi và Compton, Lò phản ứng Than chì X-10 đạt điểm tới hạn vào ngày 4 tháng 11 năm 1943 với khoảng 30 LT urani. Một tuần sau lượng urani tăng lên 36 LT, nâng công suất phát của nó lên 500 kW, và tới cuối tháng 500 mg plutoni đã được chế tạo. Những hiệu chỉnh theo thời gian đã giúp tăng công suất lên 4000 kW tháng 7 năm 1944. X-10 hoạt động như một nhà máy sản xuất cho tới tháng 1 năm 1945, khi nó chuyển sang các hoạt động nghiên cứu.
Các lò phản ứng Hanford
Mặc dù thiết kế làm nguội bằng không khí được chọn cho lò phản ứng ở Oak Ridge để có thể dễ dàng xây dựng nhanh chóng, người ta nhận ra rằng điều này sẽ là không thực tiễn với các lò phản ứng sản xuất lớn hơn nhiều. Các thiết kế ban đầu của Phòng thí nghiệm Luyện kim và DuPont sử dụng helium để làm nguội, nhưng họ quyết định rằng làm nguội bằng nước sẽ đơn giản hơn, rẻ hơn và xây dựng nhanh hơn. Thiết kế hoàn thành vào ngày 4 tháng 10 năm 1943; trong thời gian đó, Matthias tập trung vào cải thiện địa điểm Hanford với việc dựng lên những nhà ở mới, cải tiến đường sá, xây dựng một đường sắt, nâng cấp hệ thống điện, nước và đường dây điện thoại.
thumb|left|300px|Khung cảnh địa điểm Lò phản ứng B ở Hanford từ trên cao, tháng 6 năm 1944 Cũng như ở Oak Ridge, vấn đề khó nhất là việc đóng hộp những thanh urani, bắt đầu ở Hanford tháng 3 năm 1944. Chúng được tẩy axit để loại bỏ bụi và hợp kim nhôm-silic, đóng hộp bằng thủy lực, sau đó được phủ sử dụng hàn điện trong môi trường argon. Cuối cùng, chúng trải qua một loạt các bài kiểm tra các khe hổng hoặc lỗi hàn. Đáng thất vọng là hầu hết các thanh được đóng hộp ban đầu thất bại trong các phép kiểm tra, chỉ cho một vài thanh được đóng hộp thành công mỗi ngày. Nhưng tiến bộ từ từ được thực hiện và tới tháng 6 năm 1944 sản lượng tăng tới mức người ta tự tin sẽ có đủ thanh đóng hộp để khởi động Lò phản ứng B theo lịch vào tháng 8.
Công việc bắt đầu với lò phản ứng B, khởi công ngày 10 tháng 10 năm 1943, lò đầu tiên trong số 6 lò phản ứng 250 MW được lên kế hoạch. Khu tổ hợp lò phản ứng được ký hiệu từ A tới F, với các vị trí B, D và F được chọn để phát triển trước, vì điều này sẽ giãn tối đa khoảng cách giữa các lò. Đây cũng là các lò duy nhất xây dựng trong Dự án Manhattan. Chừng 390 LT thép, 17400 cuyd bê tông được dùng để xây dựng tòa nhà cao 120 ft.
Việc xây dựng lò phản ứng bắt đầu tháng 2 năm 1944. Dưới sự chứng kiến của Compton, Matthias, Crawford Greenewalt của Dupont, Leona Woods và Fermi, người đặt thanh urani đầu tiên, lò phản ứng khởi động vào ngày 13 tháng 9 năm 1944. Mấy ngày sau đó, 838 ống được đưa vào lò phản ứng đạt tái điểm tới hạn. Ngay sau nửa đêm ngày 27 tháng 9, các điều hành viên bắt đầu rút các thanh điều khiển để bắt đầu sản xuất. Ban đầu mọi thứ có vẻ tốt nhưng vào khoảng 3 giờ mức công suất bắt đầu tụt và tới 6 giờ 30 lò phản ứng phải tắt hoàn toàn. Người ta điều tra nước làm nguội xem có sự rò rỉ hay nhiễm bẩn gì không. Ngày hôm sau lò được tái khởi động, nhưng rồi lại phải tắt đi.
Fermi liên lạc với Chien-Shiung Wu, người nhận diện nguyên nhân vấn đề là nhiễm độc neutron từ xenon-135, có chu kỳ bán rã 9,2 giờ. Fermi, Woods, Donald J. Hughes và John Archibald Wheeler sau đó tính toán tiết diện hạt nhân của xenon-135, cho thấy nó lớn hơn urani 30 nghìn lần. May mắn là một kĩ sư của DuPont là George Graves đã sửa đổi thiết kế ban đầu của Phòng thí nghiệm Luyện kim một chút, theo đó lò phản ứng có 1500 ống xếp thành một vòng tròn, và thêm 504 ống để lấp đầy các góc. Các nhà khoa học ban đầu coi kĩ thuật cầu kỳ này là một sự lãng phí thời gian và tiền bạc, nhưng Fermi nhận ra rằng bằng việc cho tất cả 2004 ống, lò phản ứng có thể đạt tới mức công suất yêu cầu và tạo ra plutoni một cách hiệu quả. Lò phản ứng D được khởi động vào ngày 17 tháng 12 năm 1944 và Lò phản ứng F vào ngày 25 tháng 2 năm 1945.
Quá trình phân tách
Greenewalt ưu tiên quá trình bismut phôtphat do tính ăn mòn của lanthanum florit, và nó được chọn cho các nhà máy phân tách ở Hanford. Khi X-10 bắt đầu sản xuất plutoni, nhà máy phân tách chạy thử được đưa vào thử nghiệm. Lượng đầu tiên đạt hiệu suất 40% nhưng vài tháng sau nó tăng lên 90%.
Ở Hanford, ưu tiên cao nhất ban đầu dành cho việc thiết đặt khu vực 300. Khu vực này bao gồm các tòa nhà để kiểm tra vật liệu, chuẩn bị urani, và lắp ráp và hiệu chỉnh thiết bị. Một trong các tòa nhà chứa các thiết bị đóng hộp cho các thành urani, trong khi một nhà khác chứa một lò phản ứng chạy thử cỡ nhỏ. Bất chấp ưu tiên cao dành cho nó, công việc trên khu vực 300 tụt lại so với lịch trình do bản chất đặc biệt và phức tạp của các cơ sở bên trong nó, cũng như sự thiếu thốn nhân và vật liệu thời chiến.
Các kế hoạch ban đầu dự định xây hai nhà máy phân tách ở các khu vực được gọi là 200-Đông và 200-Tây. Điều này về sau thu hẹp lại thành xây dựng những hai nhà máy nhỏ T và U ở 200-Tây và nhà máy B ở 200-Đông. Mỗi nhà máy phân tách bao gồm 4 tòa nhà: một nhà chứa buồng xử lý hay có biệt danh là "hẻm núi" (ký hiệu 221), một nhà ngưng tụ (224), một nhà làm sạch (231) và một nhà kho (213). Các "hẻm núi" mỗi tòa dài 800 ft và rộng 65 ft, chứa 40 buồng kích thước 17,7 by.
Công trình bắt đầu ở 221-T và 221-U vào tháng 1 năm 1944, trong đó 221-T hoàn thành vào tháng 10 còn 221-U hoàn thành vào tháng 12. Tòa nhà 221-B tiếp nối chúng vào tháng 3 năm 1945. Bởi lượng phóng xạ cao ở đó, tất cả công việc trong các nhà máy phân tách phải được thực hiện bằng điều khiển từ xa sử dụng truyền hình mạch đóng, một thứ thế giới bên ngoài chưa biết tới vào năm 1943. Việc bảo trì thực hiện với sự giúp đỡ của một đầu cần trục và các dụng cụ thiết kế đặc biệt cho mục đích đó. Các tòa nhà 224 nhỏ hơn bởi chúng có ít vật liệu để xử lý hơn, và độ phóng xạ cũng ít hơn. Các tòa nhà 224-T và 224-U được hoàn thành ngày 8 tháng 10 năm 1944, và 224-B theo sau đó vào ngày 10 tháng 2 năm 1945. Khi việc xây dựng bắt đầu vào ngày 8 tháng 4 năm 1944, người ta chưa rõ phương pháp làm sạch nào cuối cùng sẽ được sử dụng nhưng nhà máy đã hoàn thành và các phương pháp được lựa chọn vào cuối năm đó. Ngày 5 tháng 2 năm 1945, Matthias mang tận tay một lượng 80 g plutoni nitrat 95% tinh khiết đầu tiên tới một người đưa thư cho Los Alamos ở Los Angeles.
Thiết kế
thumb|300px|Một dãy các vỏ đựng Thin Man. Các vỏ bom Fat Man nằm phía hậu cảnh. Năm 1943, các nỗ lực phát triển vũ khí hướng tới một vũ khí phân hạch kiểu súng (xem hình) với plutoni gọi là Thin Man. Các nghiên cứu ban đầu về tính chất của plutoni được thực hiện sử dụng plutoni-239 sinh ra từ cyclotron, có độ tinh khiết rất cao, nhưng chỉ tạo ra được những lượng rất nhỏ. Los Alamos nhận những mẫu plutoni đầu tiên từ lò phản ứng Clinton X-10 vào tháng 1944 và chỉ sau ít ngày Emilio Segrè phát hiện ra một vấn đề: mẫu plutoni này chứa một nồng độ plutoni 240 cao hơn, dẫn đến tốc độ phân hạch tức thời của plutoni cyclotron tăng gấp năm lần. Seaborg đã tiên đoán chính xác điều này vào tháng 3 năm 1943 rằng một số plutoni-239 sẽ hấp thụ một neutron và trở thành plutoni-240.
Điều này khiến cho plutoni từ lò phản ứng không phù hợp để dùng cho một vũ khí kiểu súng. Plutoni-240 sẽ khởi động phản ứng dây chuyền quá nhanh dẫn tới "kích nổ trước" (predetonation) sinh ra đủ năng lượng làm phân tán hết khối lượng tới hạn với một lượng plutoni ít ỏi thực sự phản ứng (gọi là "xịt bom"). Một thiết kế súng nhanh hơn được đề xuất nhưng người ta sớm thấy nó không thực tiễn. Khả năng phân tách đồng vị cũng được xem xét rồi bị loại bỏ, bởi tách plutoni-240 khỏi plutoni 239 còn khó hơn nhiều tách urani-235 khỏi urani-238. thumb|300px|Mô hình vũ khí hạt nhân kiểu súng. Khi được kích nổ, một chất nổ thông thường đầu một khối vật liệu phân hạch đúc hình "vỏ đạn" bắn tới một khối "lõi" hình trụ làm cùng vật liệu, đạt tới [[khối lượng tới hạn để gây phản ứng dây chuyền và phát nổ.]]
Dưới sự thúc đẩy của nhà vật lý Seth Neddermeyer, một phương pháp thiết kế bom khác, được gọi là "nổ sập" (implosion). Nổ sập sử dụng chất nổ để nhồi một khối cầu vật liệu phân hạch chưa tới hạn sập lại thành một dạng nhỏ, đặc hơn. Khi các nguyên tử phân hạch bị nén lại gần nhau, tốc độ bắt neutron gia tăng, và khối lượng đạt tới khối lượng tới hạn. Kim loại chỉ cần di chuyển trong một khoảng cách rất ngắn, vì thế khối lượng tới hạn đạt tới trong một thời gian ít hơn nhiều so với phương pháp súng. Các nghiên cứu của Neddermeyer năm 1943 và đầu 1944 về nổ sập tỏ ra hứa hẹn, nhưng cũng dễ thấy rằng vấn đề khó khăn hơn nhiều từ góc độ lý thuyết và kĩ thuật so với thiết kế súng. Tháng 9 năm 1943, John von Neumann, người đã có kinh nghiệm với lượng nổ lõm sử dụng trong các loại đạn chống tăng, lập luận rằng nổ sập không chỉ giảm nguy cơ kích nổ trước và xịt bom, mà còn giúp sử dụng vật liệu phân hạch hiệu quả hơn. Ông đề xuất một cấu hình dạng cầu thay vì dạng trụ mà Neddermeyer đang nghiên cứu.
Platyoides leppanae
Platyoides leppanae là một loài nhện trong họ Trochanteriidae. Loài này phân bố ở Mozambique en Nam Phi.
Dự án Manhattan
Thiết kế
thumb|left|300px|Mô hình vũ khí nổ sập Tới tháng 7 năm 1944, Oppenheimer quyết định rằng plutoni không thể dùng cho thiết kế kiểu súng, và chọn nổ sập. Người ta bắt đầu tập trung vào thiết kế nổ sập, mật danh là Fat Man, bắt đầu vào tháng 8 năm 1944 khi Oppenheimer tiến hành tái tổ chức phòng thí nghiệm Los Alamos cho mục đích này. Hai nhóm mới được tạo ra để phát triển vũ khí nổ sập, X (tức "explosive", phụ trách chất nổ) đứng đầu bởi George Kistiakowsky và G (tức "gadget", phụ trách thiết bị) dưới quyền Robert Bacher. Thiết kế mới mà von Neumann và phòng T ("Theoretical", lý thuyết), nhất là Rudolf Peierls, đã phát minh ra các "thấu kính nổ" (phễu kim loại) để hội tụ sức nổ vào một hình cầu sử dụng một sự kết hợp giữa các chất nổ chậm và nhanh.
Thiết kế thấu kính kích nổ với hình dạng và tốc độ phù hợp tỏ ra chậm, khó khăn và gây nản chí. Các loại thuốc nổ khác nhau đã được thử nghiệm trước khi đi đến chỗ chọn được comp-B làm chất nổ nhanh và baratol làm thuốc nổ chậm. Thiết kế cuối cùng trông giống như một quả bóng đá, với 20 thấu kính lục giác và 12 thấu kính ngũ giác, mỗi cái nặng khoảng 80 lb. Để cho việc kích nổ xảy ra chính xác cần đến các kíp nổ nhanh, độ tin cậy cao và an toàn về điện, và mỗi thấu kính cần 2 kíp nổ như vậy. Do đó người ta quyết định sử dụng các loại kíp nổ dây, một phát minh mới được phát triển bởi một nhóm ở Los Alamos do Luis Alvarez đứng đầu. Hãng Raytheon nhận hợp đồng sản xuất loại kíp nổ này.
Để nghiên cứu hoạt động của sóng xung kích hội tụ, Robert Serber phát minh ra Thí nghiệm RaLa, sử dụng đồng vị phóng xạ có thời gian sống ngắn lanthanum-140, một nguồn bức xạ gamma mạnh. Nguồn tia gamma được đặt vào tâm một khối cầu kim loại bao quanh bởi thấu kính nổ, đến lượt mình nó nằm trong một buồng ion hóa. Điều này cho phép thu được hình ảnh tia X của nổ sập. Các thấu kính được thiết kế chủ yếu sử dụng chuỗi những phép thử này. Trong cuốn sách lịch sử về dự án Los Alamos, David Hawkins viết: "RaLa trở thành thí nghiệm đơn lẻ quan trọng nhất ảnh hưởng tới thiết kế cuối cùng của quả bom".
Bên trong chất nổ là lớp nhôm dày 4,5 inch nhồi vào để tạo sự dịch chuyển mượt mà từ chất nổ mật độ tương đối thấp tới lớp tiếp theo, một cái đầm làm bằng urani tự nhiên dày 3 inch. Nhiệm vụ chính của nó là duy trì khối lượng tới hạn lâu nhất có thể, nhưng cũng còn để phản xạ neutron ngược lại lõi; ngoài ra, một phần của nó cũng đóng góp phân hạch. Để tránh kích nổ trước bởi neutron ngoài, chiếc đầm được bọc phủ một lớp boron mỏng. Một bộ khởi động neutron điều biến làm từ hợp kim polonium-beryllium được gọi là "cầu gai" (tức "nhím biển") bởi vì hình dạng của nó trông giống loài động vật này, được phát triển để khởi động phản ứng dây chuyền chính xác vào thời điểm phù hợp. Công trình liên quan tới hóa học và luyện kim học về polonium phóng xạ được biết tới dưới tên Dự án Dayton, do Charles Allen Thomas của Công ty Monsanto điều hành. Những cuộc thử nghiệm cần tới 500 curie polonium mỗi tháng, mà Monsanto có thể cung cấp. Toàn bộ các bộ phận lắp ráp được đóng trong một vỏ bom bằng đura để bảo vệ nó khỏi đạn và hỏa lực phòng không.
thumb|300px|Kéo một nguồn phóng xạ lanthanum kilocurie cho thí nghiệm RaLa ở Los Alamos Công việc cuối cùng của các nhà luyện kim là xác định cách để đúc plutoni thành một khối cầu. Khó khăn trở nên rõ ràng khi các nỗ lực đo mật độ plutoni đưa ra những kết quả không thống nhất với nhau. Ban đầu người ta tin rằng việc nhiễm bẩn là nguyên nhân nhưng họ sớm nhận ra là plutoni có nhiều dạng thù hình khác nhau. Pha giòn α tồn tại ở nhiệt độ phòng chuyển thành pha dẻo β ở nhiệt độ cao hơn. Sau đó sự chú ý chuyển sang pha δ còn dễ uốn dẻo hơn, thường tồn tại ở phạm vi 300 °C tới 450 °C. Người ta thấy rằng dạng này sẽ bền ở nhiệt độ phòng nếu được đúc hợp kim với nhôm, nhưng nhôm phát ra neutron khi bị hạt alpha bắn phá, điều sẽ làm trầm trọng thêm nguy cơ kích nổ trước. Các nhà luyện kim sau đó tìm đến hợp kim plutoni với gallium, thứ vừa ổn định pha δ và có thể cán nóng thành dạng cầu mong muốn. Vì plutoni bị ăn mòn dễ dàng, khối cầu cần phải phủ bằng nickel.
Platyoides leppanae
Tham khảo
Thể loại:Platyoides Thể loại:Động vật vùng Afrotropic
Dự án Manhattan
Vụ thử Trinity
Do tính phức tạp của một vũ khí nổ sập, người ta quyết định rằng, bất chấp phải tiêu phí vật liệu phân hạch, một vụ thử ban đầu là cần thiết. Groves tán thành vụ thử, nhưng đòi hỏi vật liệu phóng xạ phải được thu hồi. Do đó người ta xem xét tới một vụ xịt bom có kiểm soát, nhưng theo ý Oppenheimer cuối cùng một vụ thử bom hạt nhân quy mô đầy đủ dược chọn, mang mật danh "Trinity".
left|thumb|300px|Chất nổ cho "thiết bị" được nâng lên đỉnh của ngọn tháp dựng cho khâu lắp ráp cuối cùng Tháng 3 năm 1944, việc lập kế hoạch thử nghiệm được giao cho Kenneth Bainbridge, một giáo sư vật lý ở Harvard, làm việc trong nhóm của Kistiakowsky. Bainbridge chọn Bãi thử bom gần Sân bay quân sự Alamogordo làm vị trí cho vụ thử. Bainbridge làm việc với Đại tá không quân Samuel P. Davalos về việc xây dựng Căn cứ Trinity và các cơ sở của nó, bao gồm các doanh trại, nhà kho, xưởng, kho thuốc nổ và kho lương thực.
Groves không lấy gì làm thích thú với viễn cảnh phải giải thích việc mất mát lượng urani trị giá cả tỷ đô la cho một ủy ban Thượng viện, nên ra lệnh chế tạo một bình chứa hình trụ mật danh "Jumbo" để thu hồi vật liệu phóng xạ trong trường hợp thất bại. Với kích thước dài 25 ft và rộng 12 ft, Jumbo được chế tạo với chi phí lớn từ 214 LT sắt và thép bởi hãng Babcock & Wilcox ở Barberton, Ohio. Sau khi hoàn thành nó được vận chuyển bằng xe goòng tới một đường tàu tránh ở Pope, New Mexico rồi đi thêm 25 mi đường sắt bằng xe moóc hai máy kéo tới bãi thử. Tuy nhiên vào lúc nó tới, sự tự tin vào phương pháp nổ sập đã tăng lên rất nhiều, đồng thời plutoni cũng sẵn có hơn, nên Oppenheimer quyết định không dùng nó. Thay vì vậy, nó được đặt lên trên một ngọn tháp bằng thép cách vũ khí 800 yd để ước lượng sức công phá của vụ nổ. Sau vụ nổ người ta thấy Jumbo vẫn tương đối nguyên vẹn, nhưng tháp đặt nó bị hủy hoại hoàn toàn, cho thấy rằng nó đã có thể dùng để chứa một vụ nổ xịt.
Một vụ nổ tiền kiểm tra được thực hiện vào ngày 7 tháng 5 năm 1945 để hiệu chỉnh các dụng cụ thiết bị. Một nền thử bằng gỗ được dựng cách Bãi 0 800 yd và người ta chất lên đó 100 LT TNT pha với sản phẩm phân hạch hạt nhân dưới dạng những thanh nhỏ urani phóng xạ từ Hanford, được hòa tan và nhỏ giọt vào những ống bên trong thuốc nổ. Vụ nổ này được Oppenheimer và người phó mới của Groves, Chuẩn tướng Thomas Farrell chứng kiến. Các dữ liệu tiền kiểm tra tỏ ra có ý nghĩa sống còn với kết quả vụ thử Trinity.
Nhằm phục vụ cho vụ thử thật, vũ khí, được gọi là "thiết bị" (gadget), được nâng đặt lên đỉnh một tháp bằng thép cao 100 ft, vì kích nổ ở độ cao đó sẽ cho một chỉ dẫn tốt hơn về cách vũ khí sẽ hoạt động khi được thả từ một máy bay ném bom. Việc kích nổ trong không khí tăng tối đa năng lượng tác động trực tiếp nên mục tiếp, và giảm bớt bụi phóng xạ. Thiết bị được lắp ráp dưới sự giám sát của Norris Bradbury tại Trại chăn nuôi McDonald (đã bỏ hoang) vào ngày 13 tháng 7, và được kéo bằng tời lên tháp ngày hôm sau. Trong số những người quan sát có Bush, Chadwick, Conant, Fermi, Groves, Lawrence, Oppenheimer và Tolman. Vào lúc 5 giờ 30 phút ngày 16 tháng 7 năm 1945 thiết bị phát nổ với năng lượng tương đương 20 nghìn tấn TNT, để lại một hố phủ trinitite (thủy tinh phóng xạ) rộng trên hoang mạc 250 ft. Sóng xung kích lan ra hơn 100 mi, và đám mây hình nấm cao tới 7,5 mi. Âm thanh vụ nổ lan tới tận El Paso, Texas, và Groves phải tạo ra một câu chuyện che mắt dư luận rằng một vụ nổ kho đạn xảy ra ở Sân bay Alamogordo.
Nhân lực
Vào tháng 6 năm 1944, Dự án Manhattan sử dụng khoảng 129 nghìn nhân công, bao gồm 84 500 công nhân xây dựng, 40 500 người vận hành nhà máy và 1800 nhân viên quân sự. Khi hoạt động xây dựng giảm bớt, tổng nhân lực giảm xuống còn 100 nghìn một năm sau đó, nhưng nhân viên quân sự lại tăng lên 5600 người. Việc tìm kiếm được lượng nhân lực cần thiết, đặc biệt là thợ lành nghề, là rất khó khăn vì phải cạnh tranh với các dự án thiết yếu phục vụ chiến tranh khác. Năm 1943, Groves nhận được ưu tiên đặc biệt tạm thời về nhân công từ Ủy ban Nhân lực Thời chiến. Tháng 3 năm 1944, cả Hội đồng Sản xuất Thời chiến và Ủy ban Nhân lực Thời chiến đều cấp cho dự án ưu tiên cao nhất.
thumb|left|300px|Thiếu tướng Leslie R. Groves nói chuyện với công nhân tại Oak Ridge tháng 8 năm 1945. Tolman và Conant, trong vai trò cố vấn khoa học của dự án, lập nên một danh sách những nhà khoa học tiềm năng và lấy ý kiến của các nhà khoa học làm việc cho dự án từ trước để đánh giá từng người trong danh sách. Groves sau đó gửi một thư riêng tới lãnh đạo của trường đại học hoặc công ty mà họ làm việc để yêu cầu tuyển họ cho công trình thiết yếu cho cuộc chiến. Tại Đại học Wisconsin–Madison, Stanislaw Ulam cho một sinh viên của ông, Joan Hinton, một kỳ thi sớm để cô này có thể tốt nghiệp, tham gia vào công cuộc chiến tranh. Chỉ vài tuần sau, chính Ulam nhận được thư từ Hans Bethe mời ông tham gia dự án. Conant tự thân thuyết phục chuyên gia thuốc nổ George Kistiakowsky tham gia.
Một nguồn nhân lực tay nghề cao chính là từ Lục quân, đặc biệt là Chương trình Huấn luyện Bộ binh Đặc nhiệm. Năm 1943, MED tạo nên Phân đội Công binh Đặc biệt (Special Engineer Detachment, SED), với quân số 675 người. Các kỹ thuật viên và thợ tay nghề cao nhập ngũ vào Lục quân được chỉ định vào SED. Một nguồn khác là các nữ binh đoàn của lục quân (Women's Army Corps, WAC). Ban đầu được lập ra để dành cho các công việc văn phòng liên quan tới tài liệu mật, các WAC sớm mở rộng hoạt động sang các nhiệm vụ kĩ thuật và khoa học. Ngày 1 tháng 2 năm 1945, tất cả nhân lực thuộc quân đội chỉ định vào MED, bao gồm các phân đội SED, được tổ chức thành Đơn vị Nhiệm vụ Kĩ thuật 9812, trừ ở Los Alamos, nơi nhân lực không thuộc SED, bao gồm các WAC và cảnh sát vũ trang, được tổ chức vào Đơn vị Chỉ huy Nhiệm vụ 4817.
Một phó giáo sư khoa chiếu xạ tại trường Y của Đại học Rochester, Stafford L. Warren, được bổ nhiệm làm đại tá trong Đoàn Quân y Lục quân Hoa Kỳ, và được bổ nhiệm làm chỉ huy Phân đội Quân y của MED và cố vấn y tế của Groves. Nhiệm vụ ban đầu của Warren là bố trí bệnh viện ở Oak Ridge, Richland và Los Alamos. Phân đội Quân y chịu trách nhiệm về nghiên cứu y học và cả các chương trình sức khỏe và an toàn cho MED. Điều này dẫn đến một thách thức to lớn, bởi vì những người công nhân phải làm việc với nhiều loại hóa chất độc khác nhau, sử dụng các chất lỏng và khí nguy hiểm dưới áp suất cao, làm việc với điện cao áp, và tiến hành thí nghiệm liên quan tới thuốc nổ, chưa kể những nguy hiểm còn chưa biết tới do phóng xạ và xử lý nguyên liệu phân hạch. Nỗ lực của họ dẫn đến dự án nhận được Huy chương Danh dự cho Nhiệm vụ An toàn xuất sắc từ Hội đồng An toàn Quốc gia tháng 12 năm 1945. Giữa tháng 1 năm 1943 và tháng 6 năm 1945, có khoảng 62 ca tử vong và 387 ca thương tật, thấp hơn khoảng 62% so với tỉ lệ trung bình trong công nghiệp tư nhân.
Giữ bí mật
thumb|300px|Một yết cáo yêu cầu công nhân ở Oak Ridge giữ bí mật Một bài trên tạp chí Life năm 1945 ước tính rằng trước các vụ ném bom Hiroshima và Nagasaki "chắc hẳn chỉ có hơn vài tá người trên toàn đất nước hiểu đầy đủ ý nghĩa của Dự án Manhattan, và thậm chí có lẽ chỉ khoảng hơn 1 nghìn người khác biết rằng công trình họ làm liên quan tới nguyên tử." Tạp chí viết rằng hơn 100 nghìn người khác tham gia vào dự án "làm việc như chuột trũi trong bóng tối". Bị đe dọa phạt 10 năm tù hoặc 10 nghìn đô la (0 đô la năm 2023), họ chứng kiến những lượng nguyên liệu thô khổng lồ đi vào các nhà máy mà không thấy thứ gì đi ra, và điều khiển "những nút số và cần gạt trong khi đằng sau những bức tường bê tông dày những phản ứng bí ẩn xảy ra" mà không biết mục đích của công việc là gì.
Tất cả mọi người, kể cả các sĩ quan cấp cao, và ô tô của họ được giám sát khi đi vào và đi ra các cơ sở dự án. Một công nhân Oak Ridge khẳng định rằng "nếu bạn tỏ ra tò mò, trong vòng hai tiếng đồng hồ bạn sẽ bị các đặc vụ chính phủ triệu tập để nói chuyện. Thông thường những người bị triệu tập tới giải thích sau đó bị dẫn giải cùng hành lý ra phía cổng và nhận lệnh rời khỏi khu vực." Tuy nhiên, mặc dù được tuyên truyền rằng công việc của họ có thể giúp kết thúc chiến tranh và có lẽ mọi cuộc chiến tranh trong tương lai, việc không nhìn thấy hay không hiểu kết quả những nhiệm vụ thường là tẻ nhạt của họ-hoặc ngay cả những hiệu ứng phụ của công việc như khói từ các ống khói-và việc chiến tranh ở châu Âu kết thúc mà công việc của họ không đóng vai trò gì, gây nên những vấn đề tinh thần nghiêm trọng ở các công nhân và khiến cho nhiều tin đồn lan ra. Một quản đốc khẳng định sau cuộc chiến:"Thực ra không phải là công việc nặng nhọc ... mà là nó rất khó hiểu. Anh thấy đấy, không ai biết cái gì đang được sản xuất ở Oak Ridge, ngay cả tôi, và rất nhiều người nghĩ rằng họ đang lãng phí thời gian ở đây. Tôi có trách nhiệm phải giải thích cho những công nhân không bằng lòng rằng họ đang làm một việc hết sức quan trọng. Nhưng khi họ hỏi đó là gì, tôi buộc phải nói đó là bí mật. Nhưng thực ra chính tôi cũng phát điên lên vì cố đoán xem cái gì đang diễn ra."Một công nhân khác kể về khi làm việc trong một tiệm giặt, hằng ngày cô phải giữ "một thiết bị đặc biệt" để đồng bộ và lắng nghe một tiếng click. Chỉ sau chiến tranh cô mới biết rằng khi đó cô đang làm một việc quan trọng là kiểm tra phóng xạ với một máy đếm Geiger. Để nâng cao tinh thần cho công nhân, ban quản lý Oak Ridge tạo ra một hệ thống các giải thể thao nội bộ tốn kém, bao gồm 10 đội bóng chày, 81 đội bóng mềm, và bóng bầu dục.
Kiểm duyệt thông tin
Việc kiểm duyệt tự nguyện về thông tin nguyên tử bắt đầu trước cả Dự án Manhattan. Sau khi chiến tranh châu Âu bùng nổ năm 1939 các nhà khoa học bắt đầu tránh công bố các nghiên cứu liên quan tới quân sự, và năm 1940 các tạp chí khoa học bắt đầu yêu cầu Viện hàn lâm Khoa học quốc gia Hoa Kỳ xóa các bài báo. William L. Laurence của tờ The New York Times, người viết một bài cho The Saturday Evening Post tháng 9 năm 1940 về phân hạch nguyên tử, về sau mới biết rằng các viên chức chính phủ yêu cầu các thư viện trên toàn quốc rút bỏ số báo đó. Tuy nhiên chính hành động giữ im lặng khiến cho người Liên Xô cảm thấy có gì đó đang ngấm ngầm diễn ra, và tháng 4 năm 1942 nhà khoa học hạt nhân Georgy Flyorov viết thư cho Stalin tường trình sự vắng bóng những bài báo về phân hạch hạt nhân trên các tạp chí Mỹ; điều này dẫn tới việc Liên Xô khởi động dự án bom nguyên tử của riêng mình.
Dự án Manhattan tiến hành dưới hệ thống an ninh nghiêm ngặt để tránh những phát hiện của nó khuyến khích các cường quốc phe Trục, đặc biệt là Đức, tăng tốc các dự án của chính họ hoặc tiến hành các chiến dịch phá hoại ngầm. Văn phòng Kiểm duyệt của chính phủ, ngược lại, trông đợi báo chí tuân thủ một điều luật quản lý tự nguyện do văn phòng ban hành, và vì thế ban đầu dự án tránh thông báo với văn phòng. Đến đầu năm 1943 các tờ báo bắt đầu tường thuật về việc xây dựng đại quy mô tại Tennessee và Washington dựa trên các ghi chép công khai, và văn phòng bắt đầu thảo luận với dự án về cách duy trì bí mật. Tháng 6 Văn phòng Kiểm duyệt yêu cầu các từ báo và hãng truyền thông tránh thảo luận về "va chạm nguyên tử, năng lượng nguyên tử, phân hạch nguyên tử, phân tách nguyên tử, hoặc bất cứ thuật ngữ tương đương nào; cùng với việc sử dụng radium hoặc các vật liệu phóng xạ, nước nặng, thiết bị phát điện cao thế, cyclotron cho mục đích quân sự." Văn phòng cũng yêu cầu tránh thảo luận về "poloni, urani, ytterbi, hafni, protactini, radi, rheni, thori, deuteri"; thực ra chỉ urani là nhạy cảm, nhưng nó được liệt kê cùng với các nguyên tố khác để giấu đi tầm quan trọng.
Điệp viên Liên Xô
Nguy cơ phá hoại là luôn hiện hữu, và đôi khi bị nghi ngờ là nguyên nhân của một số hư hỏng thiết bị. Trong khi có một số vấn đề được cho là kết quả của những nhân viên thiếu cẩn thận hoặc cáu kỉnh, không có trường hợp nào được xác định chính xác là phá hoại của phe Trục. Tuy nhiên, ngày 10 tháng 3 năm 1945, một khí cầu lửa của Nhật tấn công một đường dây điện, gây nên chập điện diện rộng buộc ba lò phản ứng ở Handford phải tạm thời tắt. Vì có quá nhiều người tham gia, việc bảo đảm an ninh là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn. Một phân đội thuộc Cục Phản gián được thành lập để đảm trách các vấn đề an ninh của dự án.
Năm 1942, một nhà khoa học Liên Xô tên là Georgy Flyorov đã cảnh báo Iosif Vissarionovich Stalin rằng trong vòng 2 năm, Hoa Kỳ đã không hề đả động một từ nào về phân hạch hạt nhân. Lý do duy nhất, theo giải thích của ông, là Hoa Kỳ đang chế tạo bom hạt nhân. Nhà khoa học Flyorov cảnh báo "sẽ không có thời gian để quyết định ai có tội khi chúng ta bỏ bê công việc này ở Liên Xô". Vì vậy, kế hoạch do thám của Liên Xô bắt đầu.
Tới năm 1943, người ta nhận thấy Liên Xô đang tìm cách thâm nhập dự án. Trung tá Boris T. Pash, chỉ huy Phân nhánh Phản gián của Bộ Tư lệnh Phòng thủ Miền Tây, điều tra một vụ nghi ngờ gián điệp Xô-viết ở Phòng thí nghiệm Phóng xạ ở Berkeley. Oppenheimer thông báo cho Pash rằng một giáo sư ở Berkeley, Haakon Chevalier, đã tiếp cận ông về việc trao đổi thông tin với Liên Xô.
Gián điệp Xô-viết thành công nhất là Klaus Fuchs, một thành viên của Phái đoàn Anh đóng một vai trò quan trọng ở Los Alamos, ông đã truyền đạt lại tất cả những gì biết được ở phòng thí nghiệm này cho KGB. Sự khám phá ra hành vi gián điệp của Fuchs đã phá hủy sự hợp tác hạt nhân của Hoa Kỳ với Anh và Canada. Về sau, những trường hợp gián điệp khác bị phát hiện, dẫn tới sự bắt giam và kết án Harry Gold, David Greenglass và vợ chồng Rosenberg. Những điệp viên khác như George Koval và Theodore Hall chỉ bị khám phá sau hàng thập kỉ. Giá trị của các thông tin các điệp viên nguyên tử nắm được khó mà định lượng, vì giới hạn chính cho dự án nguyên tử của Liên Xô thực ra là thiếu thốn quặng urani hơn là kĩ thuật. Nhìn chung có sự đồng tình trong giới học giả rằng tình báo đã tiết kiệm cho Liên Xô một hoặc hai năm xây dựng bom nguyên tử.
Sứ mệnh tình báo ở nước ngoài
Bên cạnh việc phát triển bom nguyên tử, Dự án Manhattan cũng chịu trách nhiệm thu thập tin tình báo về các chương trình phát triển hạt nhân của phe Trục. Về chương trình nguyên tử của Nhật, người ta tin rằng Nhật không có mấy tiến bộ lắm vì không có khả năng tiếp cận các mỏ urani, nhưng về phần Đức ban đầu Hoa Kỳ lo sợ Đức đã rất gần với việc chế tạo vũ khí nguyên tử của riêng mình. Dưới sự hối thúc của dự án Manhattan, một chiến dịch ném bom và phá hoại được tiến hành nhắm vào các nhà máy nước nặng ở Na Uy bị Đức chiếm đóng. Một điệp vụ nhỏ được tạo ra, kết hợp lực lượng của Văn phòng Tình báo Hải quân, OSRD, Dự án Manhattan và Tình báo Lục quân (G-2) để điều tra sự phát triển khoa học của đối phương. Nó không chỉ hạn chế trong các hoạt động liên quan tới vũ khí hạt nhân. Tư lệnh Tình báo Lục quân, Thiếu tướng George V. Strong, bổ nhiệm Boris Pash chỉ huy đơn vị này, lấy mật danh là "Alsos", một từ Hy Lạp để chỉ "bụi cây".
thumb|left|300px|Những người lính Đồng minh tháo dỡ lò phản ứng hạt nhân thí nghiệm của người Đức ở [[Haigerloch.]] Điệp vụ Alsos được triển khai tại Ý đã thẩm vấn nhân viên của phòng thí nghiệm vật lý ở Đại học Roma sau khi quân Đồng minh chiếm thành phố này tháng 6 năm 1944. Trong khi đó Pash lập nên một đơn vị hỗn hợp Mỹ-Anh ở Luân Đôn dưới quyền chỉ huy của Đại úy Horace K. Calvert để tham gia vào Chiến dịch Overlord. Groves xét thấy nguy cơ người Đức có thể bẻ gãy cuộc đổ bộ Normandie bằng chất độc phóng xạ đủ để cần phải cảnh báo Đại tướng Dwight D. Eisenhower và gửi một sĩ quan tới giao hồ sơ cho tham mưu của Eisenhower, Trung tướng Walter Bedell Smith. Dưới mật danh Chiến dịch Peppermint, các thiết bị chống vũ khí phóng xạ được chuẩn bị và các đội chống vũ khi hóa học được huấn luyện để đề phòng tình huống trên.
Theo sau quân đội Đồng minh đang thắng thế, Pash và Calvert phỏng vấn Frédéric Joliot-Curie về hoạt động của các nhà khoa học Đức. Họ nói với các viên chức tại công ty khai thác mỏ tại Công thuộc Bỉ về lượng urani đã chuyển tới Đức. Họ lần dấu vết của 68 tấn quặng ở Bỉ và 30 tấn ở Pháp. Việc thẩm vấn các tù nhân Đức sau đó chỉ ra rằng urani và thorium được xử lý ở Oranienburg, 20 dặm về phía bắc Berlin, nên Groves đã sắp xếp cho quân đội ném bom vị trí này ngày 15 tháng 3 năm 1945.
Một đội Alsos được gửi tới Stassfurt thuộc vùng quân quản của Liên Xô và thu được 11 tấn quặng từ công ty WIFO của Quốc xã. Tháng 4 năm 1945, Pash chỉ huy một lực lượng hỗn hợp gọi là T-Force, tiến hành Chiến dịch Harborage, một đợt biệt kích phía sau lưng đối phương ở các thành phố Hechingen, Bisingen và Haigerloch nơi là trái tim của các cơ sở hạt nhân Đức. T-Force đánh úp các phòng thí nghiệm hạt nhân, thu giữ tài liệu, thiết bị và các nguồn cung cấp, bao gồm cả nước nặng và 1.5 tấn urani kim loại.
Chuẩn bị
Từ tháng 11 năm 1943, Bộ Tư lệnh Trang thiết bị Không quân tại Sân bay quân sự Wright, Ohio, bắt đầu Silverplate, mật danh của chương trình hiệu chỉnh máy bay B-29 để mang quả bom. Các đợt ném thử được tiến hành ở Sân bay Không quân Muroc và Bãi thử đạn Hải quân ở Inyokern, California. Groves gặp Tư lệnh Không lực Lục quân Hoa Kỳ (United States Army Air Forces, gọi tắt USAAF), Đại tướng Henry H. Arnold, tháng 3 năm 1944 để thảo luận về việc vận chuyển các quả bom đã hoàn thành tới mục tiêu. Loại máy bay Đồng minh duy nhất có thể vận chuyển Thin Man dài 17 ft hoặc Fat Man rộng tới 59 in là chiếc Avro Lancaster của Không quân Hoàng gia Anh, nhưng việc sử dụng máy bay Anh có thể gây ra những khó khăn về bảo quản. Groves hy vọng rằng những chiếc Boeing B-29 Superfortress của Hoa Kỳ có thể hiệu chỉnh để mang Thin Man bằng cách nối hai khoang chứa bom của nó lại. Arnold hứa rằng sẽ dùng mọi nỗ lực để hoàn thành điều này, và chỉ định Thiếu tướng Oliver P. Echols làm sĩ quan liên lạc giữa USAAF và Dự án Manhattan. Đến lượt mình, Echols sắp xếp cho Đại tá Roscoe C. Wilson thay thế cho ông làm vị trí liên lạc với Dự án. Tổng thống Roosevelt chỉ đạo Groves rằng nếu bom nguyên tử sẵn sàng trước khi chiến tranh với người Đức kết thúc, ông này nên sẵn sàng để thả nó xuống Đức.
thumb|300px|Một chiếc B-29 Silverplate [[Straight Flush (B-29)|Straight Flush. Mã đuôi của Phi đội ném bom 444 được sơn lên để che giấu danh tính thật.]] Phân đội Kết hợp 509 được khởi động ngày 17 tháng 12 năm 1944 tại Sân bay Quân sự Wendover, Utah, dưới sự chỉ huy của Đại tá Paul W. Tibbets. Căn cứ này, gần với biên giới Nevada, có mật danh là "Kingman" hay "W-47". Việc huấn luyện được thực hiện ở Wendover và ở Sân bay quân sự Batista, Cuba, nơi Phi đội Ném bom 339 thực tập chuyên bay đường dài trên biển, và ném những quả bom bí ngô giả. Một đơn vị đặc biệt có tên Alberta thành lập ở Los Alamos dưới quyền Đại úy William S. Parsons như một bộ phận của Dự án Manhattan để hỗ trợ việc chuẩn bị và vận chuyển các trái bom. Chỉ huy Frederick L. Ashworth từ Alberta gặp Đại đô đốc Chester W. Nimitz ở Guam tháng 2 năm 1945 để thông báo với ông về dự án. Trong thời gian ở đây, Ashworth chọn Sân bay Bắc trên đảo Tinian thuộc Thái Bình Dương làm căn cứ cho Nhóm Phối hợp 509, và dành trước không gian cho hoạt động và các công trình của nhóm. Nhóm nay được triển khai ở đây vào tháng 7 năm 1945. Farrell đến Tinian ngày 30 tháng 7 với tư cách đại diện của Dự án Manhattan.
Phần lớn thành phần lắp ráp cho Little Boy rời San Francisco trên tuần dương hạm USS Indianapolis (CA-35) ngày 16 tháng 7 và đến Tinian ngày 26 tháng 7. 4 ngày sau chiếc tàu này bị đánh chìm bời một tàu ngầm Nhật Bản. Các thành phần còn lại, bao gồm 6 vòng urani-235, được chuyển tới trên 3 chiếc C-54 Skymasters của Phân đội 509 thuộc Phi đội Vận chuyển quân 320. Hai quả Fat Man lắp ráp đưa tới Tinian trong những chiếc B-29 được hiệu chỉnh. Lõi plutoni đầu tiên vận chuyển trong một chiếc C-54 đặc biệt. Một ủy ban xác định mục tiêu hỗn hợp của Khu vực Manhattan và USAAF được thành lập để xác định những thành phố nào của Nhật Bản cần bị ném bom, và ủy ban này đề xuất Kokura, Hiroshima, Niigata và Kyoto. Khi đó, Bộ trưởng Chiến tranh Henry L. Stimson can thiệp, thông báo rằng ông sẽ đưa ra quyết định về việc chọn mục tiêu, và ông không bao giờ cho phép ném bom Kyoto do những giá trị lịch sử và tôn giáo của nó. Do đó Groves yêu cầu Arnold bỏ Kyoto khỏi cả danh sách ném bom hạt nhân lẫn ném bom thông thường. Một trong các lựa chọn thay thế Kyoto là Nagasaki.
Nỗ lực kêu gọi dừng ném bom
Trước những diễn biến cuối chiến tranh, đặc biệt là sau khi Đức đầu hàng Đồng minh, một số nhà khoa học làm việc cho dự án Manhattan cảm thấy việc ném bom nguyên tử là không cần thiết. Một ủy ban do James Franck đứng đầu họp bí mật, soạn ra một bản báo cáo, tức Báo cáo Franck, do Eugene Rabinowitch chấp bút, nói về nguy cơ không tránh khỏi chạy đua vũ trang hạt nhân sau chiến tranh, bởi Hoa Kỳ không thể nào giữ mãi được các bí mật công nghệ. . Báo cáo yêu cầu không ném bom nguyên tử mà thay bằng một cuộc trình diễn công khai "vũ khí mới" với sự có mặt của đại diện tất cả các thành viên Liên Hợp Quốc tại một đảo hoang hoặc hoang mạc, để cảnh báo thế giới và khuyến khích kiểm soát vũ khí quốc tế. Một tùy chọn khác là tiếp tục giữ bí mật tối đa nhằm mua thêm cho Hoa Kỳ vài năm để vượt xa các quốc gia khác trong lĩnh vực phát triển vũ khí hạt nhân quy mô lớn khiến cho không quốc gia nào khác dám gây chiến trước vì sợ bị đáp trả có tính hủy diệt, duy trì hòa bình thế giới. Ngoài Franck và Rabinowitch, còn có Leó Szilárd, Donald J. Hughes, J. J. Nickson, Glenn T. Seaborg và J. C. Stearns cùng ký vào báo cáo. Franck đem bản báo cáo tới Washington ngày 12 tháng 6, nhưng đã bị Ủy ban Lâm thời bác bỏ.
Trong một nỗ lực muộn cuối cùng, Leó Szilárd cùng 69 nhà khoa học khác ký Thỉnh nguyện thư Szilárd lưu hành trong tháng 7 năm 1945, lặp lại kêu gọi không ném bom nguyên tử mà thay bằng trình diễn công khai, cảnh báo Tổng thống Truman về trách nhiệm của ông trong việc sử dụng vũ khí hủy diệt. Thỉnh nguyện không đến được tay Truman, và Leslie Groves sa thải hầu hết những người ký tên khỏi dự án, thậm chí tìm cách buộc tội Szilárd.
Tiến hành
Tháng 5 năm 1945, Tổng thống Truman mới nhậm chức lập ra một Ủy ban Lâm thời cố vấn cho mình về việc sử dụng năng lượng trong chiến tranh và hậu chiến. Đứng đầu Ủy ban là Stimson, cùng với James F. Byrnes, một cựu thượng nghị sĩ sắp trở thành Ngoại trưởng, với tư cách phái viên của Tổng thống Harry S. Truman; Ralph A. Bard, Thứ trưởng Hải quân; William L. Clayton, Trợ lý Ngoại trưởng; Vannevar Bush; Karl T. Compton; James B. Conant; và George L. Harrison, một phụ tá của Stimson và là chủ tịch Công ty Bảo hiểm Nhân thọ New York. Đến lượt mình, Ủy ban Lâm thời lập ra cơ quan tư vấn khoa học bao gồm Arthur Compton, Fermi, Lawrence và Oppenheimer. Trong bài thuyết trình với Ủy ban Lâm thời, ban tư vấn cung cấp ý kiến không chỉ về hiệu ứng vật lý của quả bom, mà còn cả ảnh hưởng chính trị và quân sự của nó.
Tại Hội nghị Potsdam ở Đức, Truman được thông báo rằng vụ thử Trinity đã thành công. Ông úp mở với Joseph Stalin, lãnh tụ tối cao của Liên Xô, rằng Hoa Kỳ đã có một siêu vũ khí mới, mà không nói gì thêm. Đây là liên lạc chính thức đầu tiên với Liên Xô về quả bom, nhưng thực ra Stalin đã biết điều đó từ trước nhờ các điệp viên. Với sự chuẩn thuận ném bom chống lại Nhật Bản được đưa ra từ trước, người ta không xét đến một lựa chọn thay thế nào khác ngoài Nhật sau khi đế quốc này bác bỏ Tuyên bố Potsdam.
350px|left|thumb|Little Boy phát nổ ở [[Hiroshima ngày 6 tháng 8 năm 1945 (trái); Fat Man phát nổ tại Nagasaki ngày 9 tháng 8 năm 1945 (phải).]] Ngày 6 tháng 8 năm 1945, chiếc pháo đài bay B-29 Enola Gay thuộc Phi đội Ném bom 393, do Tibbets lái và chỉ huy, cất cánh mang theo Little Boy và Parsons đóng vai trò triển khai bom. Hiroshima, một căn cứ quân sự và cảng tàu quan trọng của Nhật là mục tiêu chính của nhiệm vụ, và Kokura và Nagasaki là các lựa chọn thay thế. Được Farrell cho phép, Parsons hoàn thành việc lắp ráp bom trên không để giảm thiểu rủi ro trong lúc tăng độ cao sau cất cánh. Trái bom được kích nổ ở độ cao 1750 ft với sức nổ sau này được ước tính là tương đương với 13 nghìn tấn thuốc nổ TNT (13 kiloton). Một diện tích xấp xỉ 4,7 sqmi bị hủy diệt hoàn toàn. Các viên chức Nhật ước tính rằng khoảng 69% nhà cửa của Hiroshima bị hủy diệt và khoảng 6-7% khác bị tổn hại. Khoảng từ 70 nghìn tới 80 nghìn người, tức chừng 30% dân số Hiroshima, bị giết ngay lập tức, và hơn 70 nghìn người khác bị thương.
Sáng ngày 9 tháng 8 năm 1945, chiếc B-29 Bockscar, do chỉ huy Phi đội Ném bom 393, Thiếu tá Charles W. Sweeney lái, mang theo Fat Man cất cánh. Lần này, Ashworth đóng vai trò người triển khai bom và Kokura là mục tiêu chính. Sweeney cất cánh với vũ khí dược trang bị sẵn nhưng các chốt an toàn điện tử vẫn được gài. Khi họ tới Kokura, họ nhận thấy mây che phủ thành phố, ngăn cản ném bom có quan sát theo lệnh của cấp trên. Sau ba lần bay vòng quanh thành phố, trong khi nhiên liệu cạn đi nhiều, họ chuyển hướng tới mục tiêu thứ nhì, Nagasaki. Ashworth quyết định rằng nếu mục tiêu bị che khuất nữa họ sẽ tiếp cận bằng ra-đa, nhưng mây tách ra vào phút cuối trên bầu trời Nagasaki cho phép họ nhắm mục tiêu như mệnh lệnh. Fat Man được thả vào khu thung lũng công nhiệp của thành phố, giữa hãng Thép Mitsubishi và các Công xưởng Quân đội ở phía nam và Công xưởng Quân khí Mitsubishi-Urakami ở phía bắc. Vụ nổ có sức công phá tương đương 21 nghìn tấn TNT, tương đương với vụ nổ Trinity, nhưng giới hạn ở Thung lũng Urakami, và phần lớn thành phố được bảo vệ bởi các quả đồi ngăn cách. Khoảng 44% thành phố bị hủy diệt; 35 nghìn người bị giết và 60 nghìn bị thương.
Groves trông đợi các nhà máy sẽ có thêm một quả bom nữa sẵn sàng vào 19 tháng 8, ba quả nữa vào tháng 9 và ba quả khác vào tháng 10. 2 bộ linh kiện cho Fat Man đã sẵn sàng. Một lõi thứ ba được đặt lịch rời Sân bay Kirtland tới Tinian vào ngày 12 tháng 8. Robert Bacher đóng gói nó lại ở Nhà Băng tại Los Alamos khi ông nhận được tin rằng Nhật Bản đã bắt đầu thương lượng đầu hàng. Groves ra lệnh ngừng vận chuyển bom. Ngày 11 tháng 8, ông gọi điện cho Warren, ra lệnh tổ chức một đội khảo sát để báo cáo về sức tàn phá và phóng xạ ở Hiroshima và Nagasaki. Một nhóm trang bị máy đếm Geiger xách tay đến Hiroshima 8 tháng 9 dẫn đầu bởi Farrell và Warren, với Chuẩn đô đốc Nhật Masao Tsuzuki làm người phiên dịch. Họ ở lại Hiroshima tới ngày 14 và sau đó khảo sát Nagasaki từ 19 tháng 9 tới 8 tháng 10. Nhóm này cùng các đơn vị khoa học khác tới Nhật sau đó sẽ cũng cấp những dữ liệu khoa học và lịch sử quan trọng.
Tính cần thiết ném bom nguyên tử Hiroshima và Nagasaki đã trở thành một vấn đề gây tranh cãi kéo dài trong giới học giả và dư luận. Một số người đặt câu hỏi liệu một thứ "ngoại giao nguyên tử" (đe dọa thay vì ném thật) có đạt được cùng mục đích hay không và tranh cãi liệu các vụ ném bom hay là việc Liên Xô tuyên chiến với Nhật Bản đóng vai trò quan trọng hơn khiến cho Nhật Bản đầu hàng.
Sau chiến tranh
thumb|300px|Buổi trao Huy chương Hải-Lục quân "E" tại Los Alamos vào 16 tháng 10 năm 1945. Từ trái sang phải: [[J. Robert Oppenheimer, 2 người chưa nhận diện được, Kenneth Nichols, Leslie Groves, Robert Gordon Sproul, William Sterling Parsons.]] Nhìn thấy công việc mà họ từng không hiểu trước kia thực sự tạo ra những quả bom nguyên tử ném xuống Nhật Bản khiến nhiều công nhân của dự án Manhattan hết sức ngỡ ngàng, không kém gì phần còn lại của thế giới; những tờ báo ở Oak Ridge thông báo vụ ném bom Hiroshima bán chạy với giá 1 đô la (tức 0 đô la năm 2023). Trong lúc chuẩn bị ném bom, Groves cho Henry DeWolf Smyth chuẩn bị một tài liệu lịch sử cho công chúng. Tài liệu này, thường được biết đến dưới tên Báo cáo Smyth, có tên chính thức là "Năng lượng Nguyên tử cho Mục đích Quân sự", được phát hành rộng rãi vào 12 tháng 8 năm 1945. Groves và Nichols trao Huy chương "E" Hải-Lục quân ("E" là viết tắt của "Excellence") cho các nhà thầu chính mà trước đó việc họ tham gia vào dự án là bí mật. Trên 20 Huy chương Công trạng Tổng thống (vinh dự dân sự cao nhất bấy giờ) được trao cho các nhà thầu và nhà khoa học chủ chốt, bao gồm Bush và Oppenheimer. Các viên chức quân sự nhận huy chương "Legion of Merit", bao gồm chỉ huy phân đội nữ binh, Đại úy Arlene G. Scheidenhelm.
Tại Hanford, việc sản xuất plutoni đình trệ do các Lò phản ứng B, D và F kiệt quệ, nhiễm neutron từ các sản phẩm phân hạch và các chất điều hòa graphite nở ra theo Hiệu ứng Wigner. Việc nở phồng này làm tổn hại các ống tích điện nơi urani phát xạ để tạo plutoni, khiến cho chúng trở nên vô dụng. Để duy trì nguồn cung cho các bộ khởi động cầu gai, việc sản xuất bị rút bớt và đơn vị cũ nhất, cột B, bị đóng cửa để ít nhất một lò phản ứng có thể sử dụng trong tương lai. Việc nghiên cứu tiếp tục, với DuPont và Phòng thí nghiệm Luyện kim phát triển một quá trình tách dung môi oxy hóa-khử như một kĩ thuật tách plutoni thay thế cho quá trình bismuth phosphate vốn để lại urani không dùng tới trong một trạng thái khó khôi phục.
Việc nghiên cứu chế tạo bom được tiến hành bởi phân khu Z, đặt tên theo giám đốc của nó là tiến sĩ Jerrold R. Zacharias từ Los Alamos. Phân khu Z ban đầu đặt ở Sân bay Wendover nhưng về sau dời tới Sân bay Oxnard, New Mexico vào tháng 9 năm 1945 để gần Los Alamos hơn, đánh dấu sự hình thành Căn cứ Sandia. Gần đó, Sân bay Kirtland được sử dụng làm căn cứ B-29 để kiểm tra việc thả bom và tính tương thích máy bay. Đến tháng 10, tất cả nhân viên và thiết bị ở Wendover được chuyển tới Sandia. Khi các sĩ quan dự bị giải ngũ, khoảng 50 sĩ quan thường trực lấp vào chỗ trống.
Nichols đề xuất rằng các đường S-50 và Alpha ở Y-12 cần phải đóng cửa, và điều này diễn ra vào tháng 9. Mặc dù vận hành tốt hơn bao giờ hết, các đường Alpha không thể nào cạnh tranh với K-25 và mới hơn là K-27 mới bắt đầu vận hành từ tháng 1 năm 1946. Tháng 12, nhà máy Y-12 đóng cửa, giảm danh sách bảng lương ở Tennessee Eastman từ 8600 xuống 1500 người và tiết kiệm 2 triệu đô la mỗi tháng.
thumb|left|300px|Tổng thống [[Harry S. Truman ký Luật Năng lượng Nguyên tử năm 1946, thành lập nên Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ.]] Không ở đâu việc giải ngũ gây đau đầu như ở Los Alamos, nơi nhiều tài năng bỏ đi trong khi nhiều vấn đề còn đó. Những quả bom ở Hirsoshima như những miếng ghép từ phòng thí nghiệm; cần nhiều công sức để chúng an toàn hơn, đơn giản hơn và đáng tin cậy hơn. Các thiết bị nổ sập cần phát triển cho urani thay cho phương pháp dạng súng lãng phí, và nhân kết hợp urani-plutoni cần thiết bởi vì nguồn cung plutoni bị thiếu do vấn đề lò phản ứng. Tuy nhiên, tương lai bất định của phòng thí nghiệm khiến khó mà thu hút người ta ở lại, chưa kể một số người phản đối sử dụng bom hạt nhân như vũ khí hủy diệt. Oppenheimer quay lại công việc ở Đại học California và Groves bổ nhiệm Norris Bradburry làm người thay thế tạm quyền. Trên thực tế, Bradbury giữ vị trí này trong suốt 25 năm sau đó. Groves tìm cách với đối phó với sự bất mãn về tiện nghi thiếu thốn bằng một chương trình xây dựng bao gồm nguồn cấp nước cải tiến, ba trăm ngôi nhà, và các cơ sở giải trí.
Hai vụ kích hoạt Fat Man được tiến hành ở Đảo san hô vòng Bikini vào tháng 7 năm 1946 như một phần của Chiến dịch Crossroads nhằm xem xét ảnh hưởng của vũ khí hạt nhân đối với tàu chiến. Quả bom Able được kích hoạt vào ngày 1 tháng 7 năm 1946, trong khi Baker với kết quả thành công hơn được kích hoạt dưới mặt nước vào ngày 25 tháng 7.
Sau các vụ ném bom ở Hiroshima và Nagasaki, một số những nhà vật lý thuộc Dự án Manhattan lập nên "Tập san các nhà khoa học nguyên tử", một ấn bản xuất hiện như một biện pháp khẩn cấp để tạo nên một chương trình giáo dục tức thời về vũ khí hạt nhân, sau này trở thành một tạp chí cổ vũ cho việc kiểm soát vũ khí hạt nhân quốc tế. Đối mặt trước sức hủy diệt của loại vũ khí mới và tiên liệu về chạy đua vũ trang hạt nhân một số thành viên dự án bao gồm Bohr, Bush và Conant bày tỏ quan điểm cần thiết phải đạt thỏa thuận quốc tế về kiểm soát nghiên cứu hạt nhân và chế tạo vũ khí hạt nhân. Kế hoạch Baruch, tiết lộ trong một diễn văn tại Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Liên Hợp Quốc mới thành lập vào tháng 6 năm 1946, đề xuất thành lập một thể chế phát triển năng lượng nguyên tử quốc tế, nhưng không được chấp nhận.