Jelaskan Perancangan bom atom dari High Explosive Research

Para staf kunci mulai direkrut ke Fort Halstead untuk membuat bom atom, termasuk John Challens yang mulai bekerja 1 Januari 1948. Pada pertengahan 1948, Penney mendapati bahwa perkiraan awalnya mengenai kebutuhan pegawai (220 orang) meleset jauh, dan ia merasa membutuhkan sekurangnya 500 orang. Hal ini berarti proyek-proyek lain harus diambil pegawainya, bahkan sebagian harus dibatalkan. Pada Oktober 1948, Penney menyampaikan permintaan untuk membangun lokasi baru yang terpisah untuk proyek High Explosive Research, dengan alasan keamanan, keselamatan, dan ekonomi. Permintaan ini disetujui, tetapi baru enam bulan kemudian lokasi baru dapat dipilih. Pangkalan Udara South Cerney di Gloucestershire dipilih, tetapi pihak angkatan udara (RAF) menolak menyerahkan lokasi tersebut. Selanjutnya dipilih sebuah bekas lapangan udara di Aldermaston, Berkshire. Pada saat yang sama, pemerintah memutuskan pemisahan proyek HER dari Departemen Penelitian Persenjataan. Hal ini menyebabkan konflik birokrasi memperebutkan staf kunci seperti Challens, yang keahliannya dibutuhkan untuk pengembangan bom atom maupun peluru kendali. Akhirnya, HER berhasil mempertahankan 25 dari 30 pegawai yang diperebutkan, termasuk Challens. Tim HER mengambil alih lokasi barunya pada 1 April 1950. Penney diangkat sebagai Inspektur Kepala HER. Tahap pertama pekerjaan di Aldermaston selesai pada Desember 1951, tetapi bangunan pengolahan plutonium baru diserahkan pada April 1952, saat jadwal kedatangan plutonium pertama dari Windscale. Saat masa puncak pada tahun 1953, lebih dari 4.000 orang bekerja di lokasi ini.

Pemilihan plutonium sebagai komponen fisi dalam rancangan bom berarti tim HER di Fort Halstead harus merancang bom atom jenis "implosi" atau ledakan ke dalam (lihat gambar). Laboratorium AS di Los Alamos membuatnya menggunakan lensa ledak. Keterlibatan beberapa ilmuwan Britania di Los Alamos memberikan HER dasar yang kuat untuk memulai pekerjaan ini. Rancangan Britania banyak mengikuti rancangan bom Fat Man yang dijatuhkan AS di Nagasaki. Perbedaan penting adalah penggunaan RDX (produk Britania sendiri) alih-alih Composition B sebagai komponen peledak cepat dalam lensa yang dibuat. Baratol tetap menjadi komponen peledak lambat seperti halnya dalam Fat Man. Ahli bahan peledak di Woolwich bertugas merancang proses pencetakan dan membuat prototipe lensa beserta pencetaknya. Produksi dikerjakan oleh dua pabrik militer kerajaan. Produk lensa pertama selesai pada 1952, yang cukup untuk dua set yang dirakit untuk Operasi Hurricane. Supercharge, atau bahan peledak berbentuk bola yang mengelingi pemantul neutron, dihasilkan oleh Woolwich. Uji coba lensa ledak dilakukan di Foulness oleh sebuah tim yang dipimpin Roy Pilgrim. Untuk memastikan lensa-lensa meledak secara hampir bersamaan, tim Britania membuat detonator jembatan kawat meledak seperti dilakukan tim bom atom AS. Ernest Mott dan Cecil Bean merancang detonator ini, sementara Challens merancang rangkaian penyalanya.

Pengerjaan bagian inti plutonium baru bisa dimulai ketika Windscale selesai membuat bahan yang cukup, yaitu pada akhir 1951. Pemantul neutron dari uranium ternyata lebih sulit dari yang diperkirakan, karena kurangnya alat pencetak, dan masalah dengan tanur vakum yang dipakai. Inti atau "bola" pertama berhasil dicetak pada Desember 1951. Namun, walaupun semuanya berbentuk bulat dengan ketepatan di bawah 0.02 mm, terdapat beberapa kecacatan yang dikhawatirkan dapat mengganggu proses implosi. Kecacatan tersebut lalu diperbaiki dan dua rakitan dipersiapkan untuk Operasi Hurricane. Pekerjaan terkait kimia dan metalurgi plutonium dilakukan di Harwell, karena laboratorium di Aldermaston belum selesai sebelum Mei 1952. Batang plutonium pertama dicetak di Harwell menggunakan plutonium nitrat dari Laboratorium Chalk River pada 1951. Para ahli metalurgi memilih memadukan plutonium dengan galium untuk menstabilkannya dalam alotrop plutonium fase δ. Ketika batang plutonium pertama dikirim dari Harwell, barulah dapat dipastikan kalau paduan ini berfungsi. Plutonium yang pertama diproduksi di Aldermaston dicetak dalam atmosfer argon dalam sangan serium sulfida.

Unsur radioaktif lain yang digunakan adalah polonium, yang digunakan dalam inisiator neutron. Tim Britania dalam Proyek Manhattan tidak terlibat dalam bagian ini, dan mereka tidak banyak mengetahui sifat-sifat fisik dan kimianya. Mereka lalu menemukan bahwa butiran polonium dapat melompat sendiri di udara menggunakan emisi partikel alfa. Fenomena ini cukup mengkhawatirkan, dan menyebabkan ditingkatkannya prosedur keselamatan. Polonium ini diproduksi di Windscale dengan meradiasikan bismut. Sebuah pabrik khusus didirikan untuk melakukan ekstraksi polonium, yang baru beroperasi pada Juni 1952. Hasil akhirnya hanyalah 500 curie (18.000 becquerel) polonium, atau kurang dari 1 mg. Polonium ini baru tersedia saat mendekati waktu Operasi Hurricane.

Sebuah tim kecil RAF (yang akhirnya mencapai 10 orang) ditugaskan untuk berhubungan dengan HER, di bawah perintah Komandan Sayap John Rowlands. Ia bertanggung jawab kepada sebuah komite dalam Kementerian Udara, dengan nama kode "Herod". Tim ini mempertimbangkan cara penerbangan misi bom atom, dan menyiapkan kursus pelatihan dan buku panduan tentang cara menyimpan, menangani, dan merawat bom atom yang akan dibuat (bom ini diberi nama "Blue Danube"). Selongsong bom dirancang di Farnborough. Rowlands juga berperan memerintahkan sebuah perubahan penting dalam rancangan bom. Untuk alasan keamanan, ia meminta inti bom baru dipasang atau ditancapkan ketika pesawat sudah di udara. Fuchs pernah melakukan perhitungan fisika nuklir di Harwell pada 1948, dan perhitungan ini dapat dipakai untuk sebuah rancangan alternatif yang dapat digunakan (tetapi belum teruji). Rancangan baru ini menggunakan "biji melayang", yang melibatkan rongga udara antara inti plutonium dan uranium di sekitarnya. Ini memberi waktu lebih bagi ledakan untuk meningkatkan momentumnya, mirip seperti palu yang memukul paku setelah bergerak dulu di udara.