ক্যালুট্রন

ক্যালুট্রন (Calutron) হলো একটি ভর বর্ণালী যন্ত্র (mass spectrometer), যা মূলত ইউরেনিয়াম-এর আইসোটোপ পৃথক করার জন্য ডিজাইন ও ব্যবহার করা হয়েছিল। এটি ম্যানহাটন প্রজেক্ট-এর সময় আর্নেস্ট লরেন্স দ্বারা উন্নয়িত হয় এবং তার পূর্বের আবিষ্কার সাইক্লোট্রন-এর উপর ভিত্তি করে তৈরি। এর নাম এসেছে **Cal**ifornia **U**niversity Cyclo**tron** থেকে, যা লরেন্সের প্রতিষ্ঠান ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলে-কে সম্মান জানায়, যেখানে এটি আবিষ্কৃত হয়। ক্যালুট্রনগুলো টেনেসি-র ওক রিজ-এর ক্লিনটন ইঞ্জিনিয়ার ওয়ার্কস-এ শিল্প-স্কেল Y-12 ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণ কারখানায় ব্যবহৃত হয়। উৎপাদিত সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম লিটল বয় পারমাণবিক বোমা-তে ব্যবহৃত হয়, যা ১৯৪৫ সালের ৬ আগস্ট হিরোশিমার উপর বিস্ফোরিত হয়।

ক্যালুট্রন হলো সেক্টর ভর বর্ণালী যন্ত্র-এর একটি ধরন, যেখানে নমুনা আয়নিত করা হয়, তারপর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা ত্বরিত করা হয় এবং চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বিক্ষিপ্ত করা হয়। আয়নগুলো শেষ পর্যন্ত একটি প্লেটের সাথে সংঘর্ষ করে এবং একটি পরিমাপযোগ্য বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন করে। যেহেতু বিভিন্ন আইসোটোপের আয়নের বৈদ্যুতিক চার্জ একই কিন্তু ভর ভিন্ন, তাই ভারী আইসোটোপগুলো চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা কম বিক্ষিপ্ত হয়, যার ফলে কণার রশ্মি ভর অনুসারে বিভক্ত হয়ে বিভিন্ন স্থানে প্লেটে আঘাত করে। আয়নের ভর ক্ষেত্রের শক্তি ও আয়নের চার্জ অনুসারে গণনা করা যায়। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধ-এর সময় ক্যালুট্রনগুলো এই নীতি ব্যবহার করে উচ্চ-বিশুদ্ধতার ইউরেনিয়াম-২৩৫-এর যথেষ্ট পরিমাণ উৎপাদনের জন্য উন্নয়িত হয়, ইউরেনিয়াম আইসোটোপের মধ্যে সামান্য ভর পার্থক্যের সুবিধা নিয়ে।

যুদ্ধোত্তর সময়ে ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণের জন্য বৈদ্যুতিকচৌম্বক পৃথকীকরণ পরিত্যক্ত হয় এবং এর পরিবর্তে আরও জটিল কিন্তু দক্ষ গ্যাসীয় বিস্তার পদ্ধতি গ্রহণ করা হয়। যদিও ম্যানহাটন প্রজেক্টের অধিকাংশ ক্যালুট্রন যুদ্ধের শেষে খুলে ফেলা হয়, কিছু সামরিক, বৈজ্ঞানিক ও চিকিৎসা উদ্দেশ্যে প্রাকৃতিক উপাদানের আইসোটোপ-সমৃদ্ধ নমুনা উৎপাদনের জন্য ব্যবহারে রাখা হয়।

 উৎপত্তি 

জার্মান রসায়নবিদ অটো হান ও ফ্রিৎস স্ট্রাসম্যান-এর ১৯৩৮ সালে পারমাণবিক বিভাজন আবিষ্কার-এর খবর এবং লিজ মাইটনার ও অটো ফ্রিশ-এর তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা নীলস বোর-এর মাধ্যমে যুক্তরাষ্ট্রে পৌঁছায়। তার তরল ফোঁটা মডেল-এর ভিত্তিতে তিনি অনুমান করেন যে তাপীয় নিউট্রন-এর সাথে বিভাজনের জন্য মূলত দায়ী ইউরেনিয়াম-২৩৫ আইসোটোপ, অধিক প্রচুর ইউরেনিয়াম-২৩৮ নয়। এটি যাচাই করতে মিনেসোটা বিশ্ববিদ্যালয়-এর আলফ্রেড ও. সি. নিয়ার ১৯৪০ সালের এপ্রিলে একটি ভর বর্ণালী যন্ত্র ব্যবহার করে সামান্য পরিমাণে সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম-২৩৫ তৈরি করেন। জন আর. ডানিং, অ্যারিস্টিড ভন গ্রোসে ও ইউজিন টি. বুথ তখন নিশ্চিত করেন যে বোর সঠিক ছিলেন। লিও সিলার্ড ও ওয়াল্টার জিন শীঘ্রই নিশ্চিত করেন যে প্রতি বিভাজনে একের বেশি নিউট্রন নির্গত হয়, যা একটি পারমাণবিক শৃঙ্খল প্রতিক্রিয়া শুরু করা প্রায় নিশ্চিত করে এবং তাই পারমাণবিক বোমা উন্নয়ন তাত্ত্বিকভাবে সম্ভব ছিল। বিশেষ করে নাৎসি জার্মানি ও অন্যান্য ফ্যাসিস্ট দেশ থেকে আগত বিজ্ঞানীদের মধ্যে আশঙ্কা ছিল যে জার্মান পারমাণবিক বোমা প্রকল্প প্রথমে এটি উন্নয়ন করবে।


ব্রিটেনের বার্মিংহাম বিশ্ববিদ্যালয়-এ অস্ট্রেলিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী মার্ক অলিফ্যান্ট দুজন শরণার্থী পদার্থবিজ্ঞানী—অটো ফ্রিশ ও রুডলফ পাইয়ার্লস—কে পারমাণবিক বোমার সম্ভাব্যতা অনুসন্ধানের দায়িত্ব দেন, ব্যঙ্গাত্মকভাবে কারণ তাদের শত্রু বিদেশী মর্যাদার কারণে তারা রাডার-এর মতো গোপন প্রকল্পে কাজ করতে পারতেন না। তাদের মার্চ ১৯৪০ সালের ফ্রিশ–পাইয়ার্লস মেমোরান্ডাম নির্দেশ করে যে বিশুদ্ধ ইউরেনিয়াম-২৩৫-এর সমালোচনামূলক ভর ১০ কেজির কাছাকাছি, যা তৎকালীন বোমারু বিমান দ্বারা বহনযোগ্য ছিল। ব্রিটিশ মড কমিটি তখন একমত হয়ে পারমাণবিক বোমা উন্নয়নের সুপারিশ করে। ব্রিটেন যুক্তরাষ্ট্রকে তার বৈজ্ঞানিক গবেষণায় প্রবেশাধিকার দিতে প্রস্তাব করেছিল, তাই টিজার্ড মিশন-এর জন ককক্রফট আমেরিকান বিজ্ঞানীদের ব্রিটিশ উন্নয়ন সম্পর্কে অবহিত করেন। তিনি আবিষ্কার করেন যে আমেরিকান প্রকল্প ব্রিটিশের চেয়ে ছোট এবং ততটা উন্নত নয়।

হতাশ অলিফ্যান্ট যুক্তরাষ্ট্রে উড়ে গিয়ে আমেরিকান বিজ্ঞানীদের সাথে কথা বলেন। এদের মধ্যে ছিলেন ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়-এর রেডিয়েশন ল্যাবরেটরি-র আর্নেস্ট লরেন্স। দুজনের যুদ্ধের আগে সাক্ষাৎ হয়েছিল এবং তারা বন্ধু ছিলেন। লরেন্স যথেষ্ট প্রভাবিত হন এবং ইউরেনিয়াম নিয়ে নিজের গবেষণা শুরু করেন। প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামের মাত্র ০.৭২% ইউরেনিয়াম-২৩৫, তাই যেকোনো ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণ প্রক্রিয়ার পৃথকীকরণ ফ্যাক্টর প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম থেকে ৯০% ইউরেনিয়াম-২৩৫ উৎপাদনের জন্য ১২৫-এর বেশি হতে হবে। মড কমিটি এটি গ্যাসীয় বিস্তার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে করার সুপারিশ করেছিল, কিন্তু অলিফ্যান্ট ১৯৩৪ সালে আরেকটি কৌশলের পথিকৃৎ ছিলেন: বৈদ্যুতিকচৌম্বক পৃথকীকরণ। এটিই নিয়ার ব্যবহার করেছিলেন।

বৈদ্যুতিকচৌম্বক পৃথকীকরণের নীতি হলো চার্জযুক্ত আয়নগুলো চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয় এবং হালকা আয়নগুলো ভারীদের চেয়ে বেশি বিক্ষিপ্ত হয়। মড কমিটি এবং পরবর্তীতে তার আমেরিকান প্রতিরূপ বৈজ্ঞানিক গবেষণা ও উন্নয়ন অফিস (OSRD)-এর S-1 সেকশন বৈদ্যুতিকচৌম্বক পদ্ধতি বাতিল করার কারণ ছিল যে যদিও ভর বর্ণালী যন্ত্র আইসোটোপ পৃথক করতে সক্ষম, এটি খুব কম ফলন উৎপন্ন করে। এর কারণ ছিল তথাকথিত স্পেস চার্জ সীমাবদ্ধতা। ধনাত্মক আয়নের ধনাত্মক চার্জ থাকায় তারা পরস্পরকে বিকর্ষণ করে, যা রশ্মিকে ছড়িয়ে দেয়। তার আবিষ্কার সাইক্লোট্রন-এর কাজ থেকে চার্জযুক্ত কণার রশ্মির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের অভিজ্ঞতার উপর ভিত্তি করে লরেন্স সন্দেহ করেন যে ভ্যাকুয়াম চেম্বারের বায়ু অণুগুলো আয়নগুলোকে নিরপেক্ষ করে এবং কেন্দ্রীভূত রশ্মি তৈরি করে। অলিফ্যান্ট লরেন্সকে তার পুরোনো  সাইক্লোট্রনকে আইসোটোপ পৃথকীকরণ-এর জন্য একটি বিশাল ভর বর্ণালী যন্ত্রে রূপান্তর করতে অনুপ্রাণিত করেন।


বার্কলে-র ৩৭ ইঞ্চি সাইক্লোট্রন ১৯৪১ সালের ২৪ নভেম্বর খুলে ফেলা হয় এবং এর চুম্বক ব্যবহার করে প্রথম ক্যালুট্রন তৈরি করা হয়। এর নাম এসেছে California University এবং cyclotron থেকে। কাজটি প্রাথমিকভাবে রেডিয়েশন ল্যাবরেটরি নিজস্ব সম্পদ থেকে অর্থায়ন করে, রিসার্চ কর্পোরেশন থেকে ৫,০০০ ডলার অনুদান নিয়ে। ডিসেম্বরে লরেন্স S-1 ইউরেনিয়াম কমিটি থেকে ৪০০,০০০ ডলার অনুদান পান। ক্যালুট্রনে একটি আয়ন উৎস ছিল, যা একটি স্লিটযুক্ত বাক্সের আকারে এবং ভিতরে গরম ফিলামেন্ট ছিল। ইউরেনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড ফিলামেন্ট দ্বারা আয়নিত হয় এবং  স্লট দিয়ে ভ্যাকুয়াম চেম্বারে প্রবেশ করে। তারপর চুম্বক আয়ন রশ্মিকে ১৮০° বিক্ষিপ্ত করে। সমৃদ্ধ ও হ্রাসপ্রাপ্ত রশ্মি সংগ্রাহকে প্রবেশ করে।

ক্যালুট্রন প্রথম চালু হয় ১৯৪১ সালের ২ ডিসেম্বর, পার্ল হারবারে জাপানি হামলা-র কয়েকদিন আগে যা যুক্তরাষ্ট্রকে দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধ-এ নিয়ে আসে। সংগ্রাহকে ৫ মাইক্রোঅ্যাম্পিয়ার (μA) ইউরেনিয়াম রশ্মি তীব্রতা পাওয়া যায়। ভ্যাকুয়াম চেম্বারের বায়ু অণুর প্রভাব সম্পর্কে লরেন্সের অনুমান নিশ্চিত হয়। ১৯৪২ সালের ১৪ জানুয়ারি ৫০ μA রশ্মি দিয়ে ৯ ঘণ্টা চালানোর ফলে ২৫% ইউরেনিয়াম-২৩৫ সমৃদ্ধ ১৮ মাইক্রোগ্রাম (μg) ইউরেনিয়াম উৎপন্ন হয়, নিয়ারের উৎপাদনের প্রায় দশ গুণ। ফেব্রুয়ারির মধ্যে কৌশলের উন্নতিতে ১,৪০০ μA রশ্মি উৎপন্ন করা সম্ভব হয়। সেই মাসে ৩০% সমৃদ্ধ ৭৫ μg নমুনা ব্রিটিশ এবং শিকাগোর মেটালার্জিক্যাল ল্যাবরেটরি-তে পাঠানো হয়।

অন্যান্য গবেষকরাও বৈদ্যুতিকচৌম্বক আইসোটোপ পৃথকীকরণ অনুসন্ধান করেন। প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়-এ হেনরি ডি. স্মাইথ ও রবার্ট আর. উইলসন-এর নেতৃত্বে একটি দল একটি যন্ত্র তৈরি করেন যাকে আইসোট্রন বলা হয়। ক্লাইস্ট্রন ব্যবহার করে তারা চুম্বকের পরিবর্তে উচ্চ-ভোল্টেজ বিদ্যুৎ দিয়ে আইসোটোপ পৃথক করতে সক্ষম হন। কাজ ১৯৪৩ সালের ফেব্রুয়ারি পর্যন্ত চলে, যখন ক্যালুট্রনের বেশি সাফল্যের কারণে কাজ বন্ধ করে দলটিকে অন্য দায়িত্বে স্থানান্তর করা হয়। কর্নেল বিশ্ববিদ্যালয়-এ লয়েড পি. স্মাইথের নেতৃত্বে একটি দল, যার মধ্যে ছিলেন উইলিয়াম ই. পারকিন্স ও এ. থিওডোর ফরেস্টার, একটি রেডিয়াল চৌম্বক পৃথককারী তৈরি করেন। তারা অবাক হন যে তাদের রশ্মি প্রত্যাশার চেয়ে সুনির্দিষ্ট ছিল এবং লরেন্সের মতো তারা অনুমান করেন যে এটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারের বায়ুর কারণে রশ্মির স্থিতিশীলতার ফল। ১৯৪২ সালের ফেব্রুয়ারিতে তাদের দল বার্কলে-তে লরেন্সের দলে একীভূত হয়।

 গবেষণা 

প্রক্রিয়াটি কাজ করে বলে প্রমাণিত হলেও ক্ষেত্রে একটি প্রোটোটাইপ পরীক্ষার আগে এখনও যথেষ্ট প্রচেষ্টা প্রয়োজন ছিল। লরেন্স সমস্যাগুলো সমাধানের জন্য পদার্থবিজ্ঞানীদের একটি দল গঠন করেন, যার মধ্যে ছিলেন ডেভিড বোহম, এডওয়ার্ড কন্ডন, ডোনাল্ড কুকসি, এ. থিওডোর ফরেস্টার, ইরভিং ল্যাঙ্গমুয়ার, কেনেথ রস ম্যাকেঞ্জি, ফ্র্যাঙ্ক অপেনহাইমার, জে. রবার্ট অপেনহাইমার, উইলিয়াম ই. পারকিন্স, বার্নার্ড পিটার্স এবং জোসেফ স্লেপিয়ান। ১৯৪৩ সালের নভেম্বরে তাদের সাথে যোগ দেন অলিফ্যান্টের নেতৃত্বে একটি ব্রিটিশ মিশন, যার মধ্যে ছিলেন অস্ট্রেলিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী হ্যারি ম্যাসি ও এরিক বারহপ, এবং ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী যেমন জোয়ান কারান ও থমাস অ্যালিবোন।


বার্কলে-তে লরেন্সের নির্মাণাধীন একটি বড় সাইক্লোট্রন ছিল, যার  চুম্বক ছিল। এটিকে একটি ক্যালুট্রনে রূপান্তর করা হয় যা ১৯৪২ সালের ২৬ মে প্রথম চালু হয়। ৩৭ ইঞ্চি সংস্করণের মতো এটি উপর থেকে দেখলে একটি বিশাল সি-এর মতো দেখায়। অপারেটর খোলা প্রান্তে বসতেন, যেখান থেকে তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ, ইলেকট্রোডের অবস্থান সমন্বয় এবং এমনকি চলমান অবস্থায় এয়ারলকের মাধ্যমে উপাদান প্রতিস্থাপন করা যেত। নতুন, আরও শক্তিশালী ক্যালুট্রন সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়নি, বরং একাধিক আয়ন উৎস নিয়ে পরীক্ষার জন্য। এর অর্থ আরও সংগ্রাহক থাকা, কিন্তু এটি থ্রুপুট বহুগুণ বাড়িয়ে দেয়।

সমস্যা ছিল রশ্মিগুলো একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করত, যার ফলে হ্যাশ নামক দোলনের সিরিজ উৎপন্ন হতো। এমন একটি ব্যবস্থা উদ্ভাবিত হয় যা হস্তক্ষেপ কমিয়ে দেয়, যার ফলে সেপ্টেম্বর ১৯৪২-এ যুক্তিসঙ্গত ভালো রশ্মি উৎপন্ন হয়। রবার্ট অপেনহাইমার ও স্ট্যান ফ্র্যাঙ্কেল চৌম্বক শিম উদ্ভাবন করেন, যা চৌম্বক ক্ষেত্রের সমসত্ত্বতা সমন্বয়ের যন্ত্র। এগুলো ছিল প্রায়  প্রস্থের লোহার পাত যা ভ্যাকুয়াম ট্যাঙ্কের উপরে ও নিচে বোল্ট করা হতো। শিমের প্রভাব ছিল চৌম্বক ক্ষেত্র সামান্য বাড়ানো যাতে আয়ন রশ্মি ফোকাস করতে সাহায্য করে। ১৯৪৩ সাল পর্যন্ত শিম নিয়ে কাজ চলতে থাকে। প্রধান ক্যালুট্রন পেটেন্টগুলো ছিল পদার্থ পৃথকীকরণের পদ্ধতি ও যন্ত্র (লরেন্স), চৌম্বক শিম (অপেনহাইমার ও ফ্র্যাঙ্কেল), এবং ক্যালুট্রন সিস্টেম (লরেন্স)।

বারহপ ও বোহম পরবর্তীতে চৌম্বক ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক ডিসচার্জের বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করেন, যা আজ বোহম বিস্তার নামে পরিচিত। চৌম্বক ধারণে প্লাজমার বৈশিষ্ট্য নিয়ে তাদের পেপার যুদ্ধোত্তর বিশ্বে নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক ফিউশন গবেষণায় ব্যবহৃত হয়। অন্যান্য প্রযুক্তিগত সমস্যা ছিল সাধারণ কিন্তু কম গুরুত্বপূর্ণ নয়। যদিও রশ্মির তীব্রতা কম ছিল, তবু অনেক ঘণ্টা চলার পরও এগুলো সংগ্রাহক গলিয়ে দিতে পারত। তাই সংগ্রাহক ও ট্যাঙ্ক লাইনারে জল শীতলকরণ ব্যবস্থা যোগ করা হয়। ভ্যাকুয়াম ট্যাঙ্কের ভিতরে ঘনীভূত "গাঙ্ক" পরিষ্কারের পদ্ধতি উন্নয়িত হয়। একটি বিশেষ সমস্যা ছিল স্লিটে "ক্রড" আটকে যাওয়া, যা আয়ন রশ্মির ফোকাস হারাতে বা সম্পূর্ণ বন্ধ হয়ে যেতে কারণ হতো।

রসায়নবিদদের ইউরেনিয়াম অক্সাইড থেকে পরিমাণে ইউরেনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড () উৎপাদনের উপায় খুঁজতে হয়েছিল। (নিয়ার ইউরেনিয়াম ব্রোমাইড ব্যবহার করেছিলেন।) প্রাথমিকভাবে তারা হাইড্রোজেন ব্যবহার করে ইউরেনিয়াম ট্রাইঅক্সাইড () কে ইউরেনিয়াম ডাইঅক্সাইড () -এ হ্রাস করে, তারপর কার্বন টেট্রাক্লোরাইড () দিয়ে প্রতিক্রিয়া করে ইউরেনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড উৎপন্ন করেন। চার্লস এ. ক্রাউস বৃহৎ-স্কেল উৎপাদনের জন্য একটি ভালো পদ্ধতি প্রস্তাব করেন যাতে উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপে ইউরেনিয়াম অক্সাইডকে কার্বন টেট্রাক্লোরাইডের সাথে প্রতিক্রিয়া করা হয়। এতে ইউরেনিয়াম পেন্টাক্লোরাইড () ও ফসজিন () উৎপন্ন হয়। গ্যাসীয় বিস্তার প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড-এর তুলনায় কোনোভাবেই ততটা ভয়ানক না হলেও ইউরেনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড হাইগ্রোস্কোপিক, তাই এর সাথে কাজ করতে হয় গ্লাভবক্স-এ যা ফসফরাস পেন্টক্সাইড () দিয়ে শুষ্ক রাখা হতো। প্রথম বিশ্বযুদ্ধ-এ রাসায়নিক অস্ত্র হিসেবে ব্যবহৃত মারাত্মক গ্যাস ফসজিনের উপস্থিতির কারণে এটি পরিচালনার সময় রসায়নবিদদের গ্যাস মাস্ক পরতে হতো।

বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রক্রিয়ার গবেষণা ও উন্নয়নে ব্যয়িত ১৯.৬ মিলিয়ন ডলারের মধ্যে ১৮ মিলিয়ন (৯২ শতাংশ) বার্কলে-র রেডিয়েশন ল্যাবরেটরিতে ব্যয় হয় এবং আরও কাজ হয় ব্রাউন বিশ্ববিদ্যালয়, জনস হপকিন্স বিশ্ববিদ্যালয় ও পার্ডু বিশ্ববিদ্যালয়-এ এবং টেনেসি ইস্টম্যান কর্পোরেশন দ্বারা। ১৯৪৩ সালের মধ্যে গবেষণা থেকে জোর দেওয়া হয় উন্নয়ন, প্রকৌশল এবং ক্লিনটন ইঞ্জিনিয়ার ওয়ার্কস-এর উৎপাদন সুবিধা পরিচালনার জন্য শ্রমিকদের প্রশিক্ষণে। ১৯৪৪ সালের মাঝামাঝি রেডিয়েশন ল্যাবরেটরিতে প্রায় ১,২০০ জন কাজ করছিলেন।

 নকশা 

বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রক্রিয়ার বিশাল অগ্রগতির অনেকটাই লরেন্সের নেতৃত্ব শৈলীর কারণে। তার সাহস, আশাবাদ ও উৎসাহ সংক্রামক ছিল। তার কর্মীরা দীর্ঘ সময় কাজ করতেন এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রশাসকরা প্রকল্পের বিষয় না জেনেও লাল ফিতা কেটে দিতেন। সরকারি কর্মকর্তারা যুদ্ধের ফলাফলকে প্রভাবিত করার সময়ে পারমাণবিক বোমা উন্নয়নকে সত্যিকারের সম্ভাবনা হিসেবে দেখতে শুরু করেন। OSRD-এর পরিচালক ভ্যানেভার বুশ ১৯৪২ সালের ফেব্রুয়ারিতে বার্কলে সফর করেন এবং সেখানকার পরিবেশকে "উদ্দীপক" ও "সতেজ" বলে বর্ণনা করেন। ১৯৪২ সালের ৯ মার্চ তিনি প্রেসিডেন্ট ফ্র্যাঙ্কলিন ডি. রুজভেল্ট-কে রিপোর্ট করেন যে রবার্ট অপেনহাইমারের নতুন অনুমান অনুসারে বিশুদ্ধ ইউরেনিয়াম-২৩৫-এর গোলকের সমালোচনামূলক ভর ২.০ থেকে ২.৫ কিলোগ্রামের মধ্যে হওয়ায় ১৯৪৩ সালের মাঝামাঝি বোমার জন্য যথেষ্ট উপাদান উৎপাদন সম্ভব হতে পারে।


১৮৪ ইঞ্চি চুম্বক নিয়ে পরীক্ষা XA নামে একটি প্রোটোটাইপ ক্যালুট্রন নির্মাণের দিকে নিয়ে যায়। এতে একটি আয়তাকার, তিন-কয়েল চুম্বক ছিল যাতে অনুভূমিক ক্ষেত্রে ক্যালুট্রন ট্যাঙ্কগুলো পাশাপাশি দাঁড়াতে পারে, চারটি ভ্যাকুয়াম ট্যাঙ্ক সহ, প্রতিটিতে দ্বৈত উৎস। ১৯৪২ সালের ২৫ জুন S-1 এক্সিকিউটিভ কমিটির সভায় (যা ১৯ জুন S-1 ইউরেনিয়াম কমিটির স্থলাভিষিক্ত হয়) প্রস্তাব করা হয় ওক রিজে বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্ল্যান্ট নির্মাণ করা, যেখানে ম্যানহাটন প্রজেক্টের অন্যান্য ইউরেনিয়াম পৃথকীকরণ সুবিধা অবস্থিত ছিল, অর্থনৈতিক ও নিরাপত্তার কারণে। লরেন্স আপত্তি করেন কারণ তিনি বৈদ্যুতিকচৌম্বক পৃথকীকরণ প্ল্যান্ট বার্কলে-র অনেক কাছে চেয়েছিলেন। ক্যালিফোর্নিয়ার শাস্তা ড্যাম এলাকা সেপ্টেম্বর ১৯৪২ পর্যন্ত বিবেচনায় ছিল, যতক্ষণ না লরেন্স তার আপত্তি প্রত্যাহার করেন। ২৫ জুনের সভায় স্টোন অ্যান্ড ওয়েবস্টার-কে নকশা ও প্রকৌশলের প্রধান ঠিকাদার হিসেবে নিযুক্ত করা হয়।

সেনাবাহিনী ১৯৪২ সালের ১৭ সেপ্টেম্বর ম্যানহাটন প্রজেক্টের দায়িত্ব গ্রহণ করে, ব্রিগেডিয়ার জেনারেল লেসলি আর. গ্রোভস, জুনিয়র-কে পরিচালক হিসেবে, যদিও সেনাবাহিনী আনুষ্ঠানিকভাবে ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সাথে OSRD-এর চুক্তি গ্রহণ করে ১৯৪৩ সালের ১ মে। মেজর থমাস টি. ক্রেনশো, জুনিয়র ১৯৪২ সালের আগস্টে ক্যালিফোর্নিয়া এরিয়া ইঞ্জিনিয়ার হন, ক্যাপ্টেন হ্যারল্ড এ. ফিডলার শীঘ্রই তার সহকারী হিসেবে তার স্থলাভিষিক্ত হন। ক্রেনশো ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ডোনার ল্যাবরেটরিতে তার অফিস স্থাপন করেন। ১৯৪২ সালের সেপ্টেম্বরে S-1 এক্সিকিউটিভ কমিটি সুপারিশ করে যে পাঁচ-ট্যাঙ্ক পাইলট প্ল্যান্ট এবং উৎপাদন প্ল্যান্টের ২০০-ট্যাঙ্ক অংশ নির্মাণ করা হোক।

১৯৪২ সালের অক্টোবর থেকে ১৯৪৩ সালের নভেম্বর পর্যন্ত গ্রোভস প্রতি মাসে বার্কলে-র রেডিয়েশন ল্যাবরেটরি পরিদর্শন করেন। রিপোর্টগুলো নির্দেশ করে যে গ্যাসীয় বিস্তার প্ল্যান্ট বা প্লুটোনিয়াম-উৎপাদক পারমাণবিক চুল্লি-র তুলনায় বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্ল্যান্ট নির্মাণে বেশি সময় লাগবে এবং বিরল উপাদানের বেশি প্রয়োজন হবে, এবং পরিচালনার জন্য বেশি শ্রমিক ও বিদ্যুৎ প্রয়োজন হবে। তাই বিভাজ্য পদার্থের প্রতি কিলোগ্রামের খরচ অনেক বেশি হবে। অন্যদিকে, বিকল্প প্রক্রিয়াগুলো এখনও যথেষ্ট প্রযুক্তিগত বাধার সম্মুখীন হলেও বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রক্রিয়া কাজ করে বলে প্রমাণিত হয়েছে এবং ধাপে ধাপে নির্মাণ করে তাৎক্ষণিকভাবে বিভাজ্য পদার্থ উৎপাদন শুরু করা যাবে। গ্রোভস ১৪ নভেম্বর পাইলট প্ল্যান্ট বাতিল করেন এবং তাৎক্ষণিকভাবে উৎপাদন প্ল্যান্টের সাথে এগিয়ে যাওয়ার পক্ষে।

রেডিয়েশন ল্যাবরেটরি বছর শেষ হওয়ার আগেই একটি উৎপাদন কারখানার প্রাথমিক নকশাগুলো স্টোন অ্যান্ড ওয়েবস্টারের কাছে পাঠিয়ে দেয়, কিন্তু একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় তখনও অমীমাংসিত রয়ে যায়। ওপেনহাইমার যুক্তি দেন যে অস্ত্র-মানের ইউরেনিয়ামকে ৯০% বিশুদ্ধ ইউরেনিয়াম-২৩৫ হতে হবে। এডওয়ার্ড লফগ্রেন এবং মার্টিন কামেন মনে করেছিলেন যে সমৃদ্ধকরণের দ্বিতীয় ধাপ ছাড়া এটি অর্জন করা সম্ভব নয়। এই দুই ধাপ আলফা এবং বেটা নামে পরিচিত হয়ে ওঠে। ১৯৪৩ সালের মার্চ মাসে গ্রোভস পাঁচটি আলফা এবং দুটি বেটা রেসট্র্যাক নির্মাণের অনুমোদন দেন। সেপ্টেম্বরে তিনি আরও চারটি আলফা রেসট্র্যাক নির্মাণের অনুমতি দেন, যেগুলো আলফা II নামে পরিচিত হয়, পাশাপাশি তাদের উৎপাদিত উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্য আরও দুটি বেটা রেসট্র্যাক অনুমোদন করেন।
 নির্মাণ 

ওক রিজ-এ বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্ল্যান্ট নির্মাণ, যার কোডনেম Y-12, শুরু হয় ১৯৪৩ সালের ১৮ ফেব্রুয়ারি। এই সুবিধাটি শেষ পর্যন্ত নয়টি প্রধান প্রক্রিয়া ভবন এবং ২০০টি অন্যান্য কাঠামো নিয়ে গঠিত হয়, যা প্রায়  মেঝে এলাকা জুড়ে ছিল। ওক রিজ টাউনশিপের দক্ষিণ-পশ্চিমে বিয়ার ক্রিক ভ্যালির  সাইটটি নির্বাচন করা হয় এই আশায় যে চারপাশের রিজ লাইনগুলো কোনো বড় বিস্ফোরণ বা পারমাণবিক দুর্ঘটনা আটকে রাখতে পারবে। ভূমির নিচের স্তরে সমস্যার কারণে খননকারী দলগুলোকে ভারী যন্ত্রপাতির জন্য যথেষ্ট ভিত্তি তৈরি করতে আরও বিস্ফোরণ ও খনন করতে হয়।

সব ধরনের সরঞ্জাম ও উপকরণ ঢেলে পড়ে: ২,১৫৭ কারলোড বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম, ১,২১৯ ভারী যন্ত্রপাতি, ৫,৩৮৯ কাঠ, ১,৪০৭ পাইপ ও ফিটিংস, ১,১৮৮ ইস্পাত, ২৫৭ ভালভ এবং ১১টি ওয়েল্ডিং ইলেকট্রোড। রেসট্র্যাকগুলোতে ৮৫,০০০ ভ্যাকুয়াম টিউব প্রয়োজন হয়। যেখানে সম্ভব ছিল, অফ-দ্য-শেল্ফ উপাদান ব্যবহার করা হয়, কিন্তু ক্যালুট্রনের অনেক উপাদানই ছিল একক। দুটি ক্রয় বিভাগ স্থাপন করা হয়: একটি স্টোন অ্যান্ড ওয়েবস্টারের কাছে বোস্টনে সুবিধা সরঞ্জামের জন্য, এবং অন্যটি ওক রিজে নির্মাণ সরবরাহের জন্য।

ম্যানহাটন ডিস্ট্রিক্টের প্রধান প্রকৌশলী কর্নেল জেমস সি. মার্শাল এবং তার ডেপুটি লেফটেন্যান্ট কর্নেল কেনেথ ডি. নিকোলস আবিষ্কার করেন যে বৈদ্যুতিকচৌম্বক আইসোটোপ পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার জন্য  তামা প্রয়োজন হবে, যা তখন খুবই দুষ্প্রাপ্য ছিল। তবে তারা বুঝতে পারেন যে রূপাকে ১১:১০ অনুপাতে তামা:রূপা দিয়ে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে। ১৯৪২ সালের ৩ আগস্ট নিকোলস ট্রেজারির আন্ডার সেক্রেটারি ড্যানিয়েল ডব্লিউ. বেল-এর সাথে সাক্ষাৎ করেন এবং ওয়েস্ট পয়েন্ট বুলিয়ন ডিপোজিটরি থেকে রূপার বুলিয়ন স্থানান্তরের অনুরোধ করেন। নিকোলস পরবর্তীতে কথোপকথনটি স্মরণ করেন: 

শেষ পর্যন্ত  রূপা ব্যবহার করা হয়, যার তখনকার মূল্য ছিল ৬০০ মিলিয়ন ডলারের বেশি। নিকোলসকে ট্রেজারিকে মাসিক হিসাব দিতে হতো।  রূপার বারগুলোকে প্রহরীর অধীনে কার্টারেট, নিউ জার্সি-র ডিফেন্স প্ল্যান্ট কর্পোরেশনে নেওয়া হয়, যেখানে সেগুলোকে নলাকার বিলেটে ঢালাই করা হয়, তারপর বেওয়ে, নিউ জার্সি-র ফেলপস ডজ-এ নিয়ে  পুরু,  প্রস্থ এবং  লম্বা স্ট্রিপে এক্সট্রুড করা হয়। ২৫৮ কারলোড রেলপথে প্রহরীর অধীনে মিলওয়াকি, উইসকনসিন-এর অ্যালিস-চালমার্স-এ নেওয়া হয়, যেখানে সেগুলোকে চৌম্বক কয়েলে মোড়ানো হয় এবং ওয়েল্ডেড কেসিং-এ সিল করা হয়। শেষ পর্যন্ত সেগুলো অরক্ষিত ফ্ল্যাটকারে ক্লিনটন ইঞ্জিনিয়ার ওয়ার্কসে পৌঁছায়। সেখানে রূপা পরিচালনার জন্য বিশেষ পদ্ধতি প্রবর্তন করা হয়। যখন এতে ছিদ্র করতে হতো, তখন কাগজের উপর করা হতো যাতে ফাইলিং সংগ্রহ করা যায়। যুদ্ধের পর সব যন্ত্রপাতি খুলে পরিষ্কার করা হয় এবং যন্ত্রপাতির নিচের মেঝের তক্তা উঠিয়ে পুড়িয়ে সামান্য পরিমাণ রূপা পুনরুদ্ধার করা হয়। শেষ পর্যন্ত  বা ০.০৩৬% এর কম হারানো যায়। ১৯৭০ সালের মে মাসে শেষ  রূপা তামা দিয়ে প্রতিস্থাপন করে ট্রেজারিতে ফেরত দেওয়া হয়।

XAX রেসট্র্যাক দুটি ট্যাঙ্ক ও তিনটি কয়েল সহ ১৯৪৩ সালের আগস্টে শ্রমিকদের প্রশিক্ষণের জন্য প্রস্তুত হয়। বাগগুলো আবিষ্কৃত হয়, কিন্তু সেগুলোকে আক্রমণাত্মকভাবে অনুসরণ করা হয়নি। প্রথম আলফা প্রক্রিয়া ভবন, ৯২০১-১, ১৯৪৩ সালের ১ নভেম্বর সম্পূর্ণ হয়। যখন প্রথম রেসট্র্যাক নভেম্বরে নির্ধারিত সময়ে পরীক্ষার জন্য চালু করা হয়, তখন ১৪ টনের ভ্যাকুয়াম ট্যাঙ্কগুলো চুম্বকের শক্তির কারণে সর্বোচ্চ  পর্যন্ত সারিবদ্ধতা হারায় এবং আরও নিরাপদে বেঁধে রাখতে হয়। আরও গুরুতর সমস্যা দেখা দেয় যখন চৌম্বক কয়েলগুলো শর্ট সার্কিট হতে শুরু করে। ডিসেম্বরে গ্রোভস একটি চুম্বক খুলে ফেলার নির্দেশ দেন এবং ভিতরে মুঠো মুঠো মরিচা পাওয়া যায়। আর্দ্রতাও নিজের মধ্যে একটি সমস্যা ছিল, যেমন তারের ওয়াইন্ডিং খুব টাইট ছিল। গ্রোভস রেসট্র্যাকগুলো খুলে ফেলার এবং চুম্বকগুলোকে কারখানায় ফেরত পাঠিয়ে পরিষ্কার ও পুনরায় ওয়াইন্ড করার নির্দেশ দেন। এই সমস্যাগুলো পুনরাবৃত্তি রোধ করতে প্রস্তুতি ও পরিচ্ছন্নতার জন্য কঠোর মানদণ্ড প্রবর্তন করা হয়।

বেটা ট্র্যাকের প্রশিক্ষণ নভেম্বর ১৯৪৩-এ XAX থেকে XBX প্রশিক্ষণ ও উন্নয়ন রেসট্র্যাকে স্থানান্তরিত হয়। দ্বিতীয় আলফা I রেসট্র্যাক জানুয়ারি ১৯৪৪-এ চালু হয়। প্রথম বেটা রেসট্র্যাক এবং তৃতীয় ও প্রথম আলফা রেসট্র্যাক, এখন মেরামত করা, মার্চ ১৯৪৪-এ চালু হয় এবং চতুর্থ আলফা রেসট্র্যাক এপ্রিল ১৯৪৪-এ। তৃতীয় ভবন, ৯২০১-৩, কিছু পরিবর্তনসহ একটি পঞ্চম রেসট্র্যাক ধারণ করে এবং আলফা I নামে পরিচিত। এটি ১৯৪৪ সালের ৩ জুন চালু হয়। আলফা ও বেটা রসায়ন ভবন, ৯২০২ ও ৯২০৩, ফেব্রুয়ারি ১৯৪৩-এ শুরু হয় এবং সেপ্টেম্বরে সম্পূর্ণ হয়। বেটা প্রক্রিয়া ভবন, ৯২০৪-১, মে ১৯৪৩-এ শুরু হয় এবং ১৯৪৪ সালের ১৩ মার্চ ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত হয়, কিন্তু সেপ্টেম্বর ১৯৪৪ পর্যন্ত সম্পূর্ণ হয়নি।

গ্রোভস সেপ্টেম্বর ১৯৪৩-এ আলফা II অনুমোদন করেন। এতে দুটি নতুন আলফা প্রক্রিয়া ভবন, ৯২০১-৪ ও ৯২০১-৫, আরেকটি বেটা, ৯২০৪-২, আলফা রসায়ন ভবনের একটি সম্প্রসারণ এবং একটি নতুন বেটা রসায়ন ভবন, ৯২০৬ অন্তর্ভুক্ত ছিল। যখন ৯২০৬ খোলা হয়, তখন পুরোনো বেটা রসায়ন ভবন, ৯২০৩, ল্যাবরেটরিতে রূপান্তরিত হয়। নতুন আলফা II প্রক্রিয়া ভবনের কাজ ১৯৪৩ সালের ২ নভেম্বর শুরু হয়; প্রথম রেসট্র্যাক জুলাই ১৯৪৪-এ সম্পূর্ণ হয় এবং চারটিই ১ অক্টোবর ১৯৪৪-এ চালু হয়। আলফা II রেসট্র্যাকগুলো ডিম্বাকৃতির পরিবর্তে রৈখিক বিন্যাসে ছিল, যদিও তাদের এখনও রেসট্র্যাক বলা হতো। সব মিলিয়ে ৮৬৪টি আলফা ক্যালুট্রন ছিল, ৯৬টি করে নয়টি রেসট্র্যাকে সাজানো। প্রতিটি বেটা রেসট্র্যাকে মাত্র ৩৬টি ক্যালুট্রন ছিল, মোট ২৮৮টি, যদিও এর মধ্যে মাত্র ২১৬টি কখনো চালু হয়।

নতুন বেটা প্রক্রিয়া ভবনের কাজ ১৯৪৩ সালের ২০ অক্টোবর শুরু হয়। সরঞ্জাম স্থাপন ১৯৪৪ সালের ১ এপ্রিল শুরু হয় এবং ১৯৪৪ সালের ১০ সেপ্টেম্বর ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত হয়। তৃতীয় বেটা প্রক্রিয়া ভবন, ৯২০৪-৩, ১৯৪৪ সালের মে মাসে অনুমোদিত হয় K-25 গ্যাসীয় বিস্তার প্ল্যান্টের আউটপুট প্রক্রিয়াকরণের জন্য। এটি ১৯৪৫ সালের ১৫ মে সম্পূর্ণ হয়। চতুর্থ বেটা প্রক্রিয়া ভবন, ৯২০৪-৪, ১৯৪৫ সালের ২ এপ্রিল অনুমোদিত হয় এবং ১৯৪৫ সালের ১ ডিসেম্বরের মধ্যে সম্পূর্ণ হয়। ৯২০৭ গ্রুপ নামে পরিচিত নতুন আলফা রসায়ন ভবনের একটি গ্রুপ জুন ১৯৪৪-এ শুরু হয়, কিন্তু ১৯৪৫ সালের জুন মাসে সম্পূর্ণ হওয়ার আগেই কাজ বন্ধ করা হয়। এই প্রধান ভবনগুলোর সাথে অফিস, ওয়ার্কশপ, গুদাম এবং অন্যান্য কাঠামো ছিল। তাপের জন্য দুটি স্টিম প্ল্যান্ট এবং বিদ্যুতের জন্য একটি পাওয়ার প্ল্যান্ট ছিল।

 কার্যক্রম 

আলফা রেসট্র্যাকগুলো ছিল XA ক্যালুট্রনের ২৪ গুণ বড় সংস্করণ যা ৯৬টি আলফা ট্যাঙ্ক ধারণ করতে পারত। ক্যালুট্রনগুলো খাড়া ছিল এবং অভ্যন্তরীণ ও বাহ্যিক যন্ত্রের জোড়ায় মুখোমুখি সাজানো ছিল। চৌম্বক ক্ষয় কমাতে এবং ইস্পাত খরচ বাঁচাতে সমাবেশটিকে  লম্বা,  প্রস্থ এবং  উচ্চ একটি বন্ধ চৌম্বক লুপের আকারে বাঁকানো হয়, রেসট্র্যাকের আকৃতিতে; তাই নাম। দুটি আলফা I ভবন, ৯২০১-১ ও ৯২০১-২, প্রতিটিতে দুটি রেসট্র্যাক ছিল, আলফা I, ৯২০১-৩-এ মাত্র একটি। বেটা রেসট্র্যাকগুলো ছোট, রৈখিক আকৃতির এবং উৎপাদনের পরিবর্তে পুনরুদ্ধারের জন্য অপ্টিমাইজড ছিল, ৯৬-এর পরিবর্তে মাত্র ৩৬টি প্রক্রিয়া বিন সহ। চারটি আলফা II রেসট্র্যাকও রৈখিক বিন্যাসে ছিল। এগুলোতে অনেক উন্নতি ছিল, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ছিল দুটির পরিবর্তে চারটি উৎস থাকা। এগুলোতে উন্নত চুম্বক ও ভ্যাকুয়াম সিস্টেমও ছিল।

টেনেসি ইস্টম্যানকে সাধারণ খরচ প্লাস নির্দিষ্ট ফি ভিত্তিতে Y-12 পরিচালনার দায়িত্ব দেওয়া হয়, প্রতি মাসে ২২,৫০০ ডলার ফি প্লাস প্রথম সাতটি রেসট্র্যাকের জন্য প্রতিটি ৭,৫০০ ডলার এবং অতিরিক্ত প্রতিটি রেসট্র্যাকের জন্য ৪,০০০ ডলার। নক্সভিল এলাকা থেকে শ্রমিক নিয়োগ করা হয়। সাধারণ নিয়োগপ্রাপ্ত ছিলেন স্থানীয় হাই স্কুলের সদ্য স্নাতক একজন তরুণী। প্রশিক্ষণ প্রাথমিকভাবে টেনেসি বিশ্ববিদ্যালয়-এ পরিচালিত হয়। প্রশিক্ষণ এপ্রিল থেকে সেপ্টেম্বর ১৯৪৩ পর্যন্ত বার্কলে-তে স্থানান্তরিত হয়, যেখানে XA ক্যালুট্রন এবং আলফা রেসট্র্যাকের ১:১৬ স্কেল মডেলের উপর পরিচালিত হয়, তারপর XAX ক্যালুট্রন উপলব্ধ হলে ওক রিজে। সব আলফা II ক্যালুট্রন উপলব্ধ হলে প্রায় ২,৫০০ অপারেটর প্রয়োজন হবে। Y-12-এ টেনেসি ইস্টম্যানের বেতনভুক্ত কর্মী ১৯৪৪ সালের মাঝামাঝি ১০,০০০ থেকে ১৯৪৫ সালের আগস্টে ২২,৪৮২-এ উন্নীত হয়। নিরাপত্তার কারণে প্রশিক্ষণার্থীদের যে যন্ত্রপাতি চালানো শেখানো হয় তার উদ্দেশ্য সম্পর্কে জানানো হয়নি।


ক্যালুট্রনগুলো প্রাথমিকভাবে বার্কলে-র বিজ্ঞানীদের দ্বারা পরিচালিত হয় বাগ দূর করতে এবং যুক্তিসঙ্গত পরিচালন হার অর্জন করতে। তারপর টেনেসি ইস্টম্যানের অপারেটররা দায়িত্ব নেয়। নিকোলস ইউনিট উৎপাদন তথ্য তুলনা করেন এবং লরেন্সকে দেখান যে তরুণ "হিলবিলি" মেয়ে অপারেটররা তার পিএইচডি-দের চেয়ে বেশি উৎপাদন করছে। তারা একটি উৎপাদন প্রতিযোগিতায় রাজি হন এবং লরেন্স হারেন, যা "ক্যালুট্রন মেয়েরা" (তখন কিউবিকল অপারেটর বলা হতো) এবং তাদের সুপারভাইজারদের মনোবল বাড়ায়। মহিলাদের সৈনিকের মতো প্রশিক্ষণ দেওয়া হয় যাতে তারা কারণ জিজ্ঞাসা না করে, যখন "বিজ্ঞানীরা ডায়ালের সামান্য ওঠানামার কারণও সময়সাপেক্ষভাবে অনুসন্ধান করতে পারতেন না"।

কিছু সময়ের জন্য ক্যালুট্রনগুলো একের পর এক ভাঙন ও যন্ত্রপাতি বিকল হওয়ায় ভুগছিল, যা স্পেয়ার পার্টসের অভাবে আরও বাড়ছিল। আলফা II রেসট্র্যাকগুলো আরও নির্ভরযোগ্য হবে এই আশা শীঘ্রই ম্লান হয়ে যায়, কারণ এগুলোতে ইনসুলেটর বিকল হওয়ার সমস্যা দেখা দেয়। এই সমস্যাগুলো ধীরে ধীরে কাটিয়ে ওঠা হয়। সমৃদ্ধ ইউরেনিয়ামের প্রথম চালান ম্যানহাটন প্রজেক্টের লস আলামোস ল্যাবরেটরি-তে মার্চ ১৯৪৪-এ পাঠানো হয়, যা ১৩ থেকে ১৫ শতাংশ ইউরেনিয়াম-২৩৫ সমৃদ্ধ আলফা পণ্য নিয়ে গঠিত ছিল। বোমায় এর কোনো কাজ না থাকলেও সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম নিয়ে পরীক্ষার জন্য এটি জরুরি ছিল। আলফা পণ্যের শেষ চালান ১৯৪৪ সালের ১১ মে করা হয়। ১৯৪৪ সালের ৭ জুন Y-12 প্রথমবারের মতো অস্ত্র-গ্রেড বেটা পণ্য সরবরাহ করে, যা সর্বোচ্চ ৮৯% ইউরেনিয়াম-২৩৫ সমৃদ্ধ ছিল।


একটি বড় সমস্যা ছিল ফিড উপাদান ও পণ্যের ক্ষয়। ফিড উপাদানের মাত্র ১ অংশ ৫,৮২৫-এ শেষ পণ্যে পরিণত হয়। প্রায় ৯০ শতাংশ ফিড বোতল বা ভ্যাকুয়াম ট্যাঙ্কে ছড়িয়ে পড়ে। বেটা ক্যালুট্রনের সমৃদ্ধ ফিডের ক্ষেত্রে এই সমস্যা বিশেষভাবে তীব্র ছিল। পণ্য পুনরুদ্ধারের জন্য অসাধারণ প্রচেষ্টা করা হয়, যার মধ্যে কার্বন রিসিভার লাইনার পুড়িয়ে তাতে থাকা ইউরেনিয়াম পুনরুদ্ধার করা অন্তর্ভুক্ত। সবকিছু সত্ত্বেও আলফা পণ্যের ১৭.৪ শতাংশ এবং বেটা পণ্যের ৫.৪ শতাংশ হারানো যায়। ম্যানহাটন প্রজেক্টের এমস ল্যাবরেটরি-র ফ্র্যাঙ্ক স্পেডিং এবং ব্রিটিশ মিশনের ফিলিপ ব্যাক্সটার পুনরুদ্ধার পদ্ধতির উন্নতির পরামর্শ দিতে পাঠানো হয়। ফসজিনের সংস্পর্শে একজন শ্রমিকের মৃত্যু আরও নিরাপদ উৎপাদন প্রক্রিয়া অনুসন্ধানের প্রেরণা দেয়।

১৯৪৫ সালের ফেব্রুয়ারিতে সামান্য সমৃদ্ধ ১.৪ শতাংশ ইউরেনিয়াম-২৩৫ ফিড উপাদান S-50 তরল তাপীয় বিস্তার প্ল্যান্ট থেকে আসতে শুরু করে। এপ্রিলে S-50 থেকে পণ্যের চালান বন্ধ করা হয়। S-50 পণ্য K-25-এ ফিড করা হয়। মার্চ ১৯৪৫-এ Y-12 K-25 থেকে ৫ শতাংশ সমৃদ্ধ ফিড পেতে শুরু করে। এই প্ল্যান্টগুলোর আউটপুট ছিল ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড () আকারে। এটিকে ইউরেনিয়াম ট্রাইঅক্সাইডে রূপান্তর করা হয়, যা তারপর স্বাভাবিক প্রক্রিয়ায় ইউরেনিয়াম টেট্রাক্লোরাইডে রূপান্তরিত হয়। ১৯৪৫ সালের ৫ আগস্ট K-25 ২৩ শতাংশ সমৃদ্ধ ফিড উৎপাদন শুরু করে, যা সরাসরি বেটা রেসট্র্যাকে ফিড করার জন্য যথেষ্ট ছিল। বাকি আলফা পণ্য তখন K-25-এ ফিড করা হয়। ১৯৪৫ সালের সেপ্টেম্বরের মধ্যে ক্যালুট্রনগুলো গড়ে ৮৪.৫ শতাংশ সমৃদ্ধ ৮৮ কিলোগ্রাম পণ্য উৎপন্ন করে এবং বছরের শেষে বেটা রেসট্র্যাকগুলো আরও ৯৫৩ কিলোগ্রাম ৯৫ শতাংশ সমৃদ্ধ উৎপন্ন করে। ক্যালুট্রন থেকে সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম লিটল বয় পারমাণবিক বোমার বিভাজ্য উপাদান সরবরাহ করে, যা ১৯৪৫ সালের আগস্টে হিরোশিমায় পারমাণবিক বোমা হামলা-য় ব্যবহৃত হয়।

 ম্যানহাটন প্রজেক্ট – ১৯৪৬ সালের ৩১ ডিসেম্বর পর্যন্ত বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রকল্পের খরচসাইট খরচ (১৯৪৬ মার্কিন ডলার) খরচ ( মার্কিন ডলার) মোটের % নির্মাণ $ $  কার্যক্রম $ $  গবেষণা $ $  নকশা $ $  রূপা কর্মসূচি $ $  মোট $ $

যুদ্ধ শেষ হওয়ার পর আলফা ট্র্যাকগুলো ১৯৪৫ সালের ৪ সেপ্টেম্বর থেকে কার্যক্রম স্থগিত করতে শুরু করে এবং ২২ সেপ্টেম্বর সম্পূর্ণ বন্ধ হয়। শেষ দুটি বেটা ট্র্যাক নভেম্বর ও ডিসেম্বর ১৯৪৫-এ পূর্ণ কার্যক্রমে যায়, K-25 এবং নতুন K-27 গ্যাসীয় বিস্তার প্ল্যান্ট থেকে ফিড প্রক্রিয়াকরণ করে। ১৯৪৬ সালের মে মাসে অধ্যয়নগুলো নির্দেশ করে যে গ্যাসীয় বিস্তার প্ল্যান্টগুলো একাই ইউরেনিয়ামকে সম্পূর্ণ সমৃদ্ধ করতে পারে এবং দুর্ঘটনাক্রমে সমালোচনামূলক ভর তৈরি করবে না। একটি ট্রায়াল এটি প্রমাণ করার পর গ্রোভস ডিসেম্বর ১৯৪৬-এ একটি বেটা ট্র্যাক ছাড়া সব বন্ধ করার নির্দেশ দেন।

ম্যানহাটন প্রজেক্টের শেষ তারিখ ১৯৪৬ সালের ৩১ ডিসেম্বর পর্যন্ত বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রকল্পের মোট খরচ ছিল $ (-এ সমতুল্য $)।
 যুদ্ধোত্তর বছরগুলো 

Y-12-এর কর্মীসংখ্যা যুদ্ধকালীন সর্বোচ্চ ২২,৪৮২ (১৯৪৫ সালের ২১ আগস্ট) থেকে ১৯৪৯ সালে ১,৭০০-এর নিচে নেমে আসে। সমস্ত ক্যালুট্রন খুলে ফেলা ও ভেঙে দেওয়া হয়, শুধু বিল্ডিং ৯৭৩১-এর XAX এবং XBX প্রশিক্ষণ ট্র্যাক এবং বিল্ডিং ৯২০৪–৩-এর বেটা ৩ রেসট্র্যাক বাদে। 

১৯৪৭ সালে ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (ORNL)-এর পরিচালক ইউজিন উইগনার Atomic Energy Commission-এর কাছে বেটা ক্যালুট্রন ব্যবহার করে পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য আইসোটোপ উৎপাদনের অনুমতি চান। অনুমতি দেওয়া হয় এবং বিস্তৃত পরিসরে আইসোটোপ উৎপাদন করা হয়। বেটা ক্যালুট্রন থেকে লিথিয়াম-৬ থার্মোনিউক্লিয়ার অস্ত্র গবেষণায় ব্যবহৃত হয়। অনেক অন্যান্য আইসোটোপ শান্তিপূর্ণ বৈজ্ঞানিক ও চিকিৎসা উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। বেটা ৩ রেসট্র্যাকগুলো ১৯৫০ সালের মার্চে ORNL-এ স্থানান্তরিত হয়। ১৯৫০-এর মাঝামাঝি সময়ে বেটা ক্যালুট্রনগুলো অসমিয়াম ছাড়া প্রাকৃতিকভাবে ঘটমান সব স্থিতিশীল আইসোটোপের পরিমাণ উৎপন্ন করে, যা অপেক্ষা করতে হয় ১৯৬০ সালের এপ্রিল পর্যন্ত। ক্যালুট্রনগুলো ১৯৯৮ সাল পর্যন্ত আইসোটোপ উৎপাদন করে। , এগুলো এখনও স্ট্যান্ডবাই-তে রয়েছে।

 অন্যান্য দেশ 
 সোভিয়েত ইউনিয়ন ও চীন 
যুক্তরাষ্ট্রের মতো সোভিয়েত ইউনিয়ন (USSR) সোভিয়েত পারমাণবিক বোমা প্রকল্প-এর জন্য একাধিক সমৃদ্ধকরণ প্রযুক্তি নিয়ে গবেষণা করে। ১৯৪৬ সালে জার্মানি থেকে নেওয়া একটি চুম্বক ব্যবহার করে একটি পরীক্ষামূলক বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রক্রিয়া চালানো হয়। ১৯৪৬ সালে সভের্দলোভস্ক-৪৫-এ বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্ল্যান্টের জন্য সাইট নির্বাচন করা হয়। পাইলট প্ল্যান্ট, যার নাম প্ল্যান্ট ৪১৮, ১৯৪৮ সালে সম্পূর্ণ হয়। একটি আরও দক্ষ নকশা উন্নয়িত হয় যাতে কণার রশ্মি আমেরিকান ক্যালুট্রনের ১৮০°-এর পরিবর্তে ২২৫° বাঁকানো হয়। গ্যাসীয় বিস্তার প্রক্রিয়ায় প্রযুক্তিগত অসুবিধার কারণে এটি ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণ প্রক্রিয়া সম্পূর্ণ করতে ব্যবহৃত হয়। প্রায় ৪০ শতাংশ ইউরেনিয়াম-২৩৫ সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম সভের্দলোভস্ক-৪৫-এ আনা হয় এবং ৯২ থেকে ৯৮ শতাংশ পর্যন্ত চূড়ান্ত সমৃদ্ধকরণ করা হয়। ১৯৫০ সালে গ্যাসীয় বিস্তার প্রক্রিয়ার সমস্যা সমাধান হওয়ার পর পূর্ণ-স্কেল বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্ল্যান্ট এগিয়ে নেওয়ার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয় না। , এটি এখনও কার্যকর। ১৯৬৯ সালে আর্জামাস-১৬-এ S-2 নামে একটি গবেষণা ক্যালুট্রন নির্মিত হয়, যা প্লুটোনিয়ামের মতো ভারী উপাদানের আইসোটোপের উচ্চ-দক্ষতা পৃথকীকরণের জন্য।

১৯৬০-এর প্রথম দিকে বেইজিং-এর চায়না ইনস্টিটিউট অব অ্যাটমিক এনার্জিতে সোভিয়েত ডিজাইনের সাথে অভিন্ন চারটি গবেষণা ও উৎপাদন ক্যালুট্রন নির্মিত হয়।

 যুক্তরাজ্য 
১৯৪৫ সালে ব্রিটিশ পারমাণবিক বোমা প্রকল্প হারওয়েল, অক্সফোর্ডশায়ার-এর অ্যাটমিক এনার্জি রিসার্চ এস্টাবলিশমেন্ট-এ আমেরিকান বেটা ক্যালুট্রনের মতো একটি ১৮০° ক্যালুট্রন নির্মাণ করে। ক্যাপেনহার্স্ট-এর গ্যাসীয় বিস্তার প্ল্যান্টের সাফল্যের কারণে যুক্তরাজ্য বৈদ্যুতিকচৌম্বক পৃথকীকরণ অনুসরণ করে না এবং ক্যালুট্রনটি গবেষণার জন্য আইসোটোপ পৃথক করতে ব্যবহৃত হয়। ১৮০° নকশাটি এই উদ্দেশ্যে আদর্শ ছিল না, তাই হারওয়েল একটি ৯০° ক্যালুট্রন HERMES নির্মাণ করে, যার নাম "Heavy Elements and Radioactive Material Electromagnetic Separator"। এটি ফ্রান্সের অর্সে-তে প্যারিস বিশ্ববিদ্যালয় IX-এর ল্যাবরেটোয়ার রেনে বার্নাস-এর SIDONIE এবং PARIS পৃথককারী এবং ব্রুয়ের-লে-শাতেল-এর Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives-এর সামরিক গবেষণা ল্যাবরেটরির PARSIFAL থেকে অনুপ্রাণিত।

 ইসরায়েল, জাপান ও ফ্রান্স 
ইসরায়েল, জাপান ও ফ্রান্সও কিছু গবেষণা ক্যালুট্রন নির্মাণ করে, যার মধ্যে রয়েছে সোরেক নিউক্লিয়ার রিসার্চ সেন্টার-এর SOLIS এবং MEIRA পৃথককারী। এছাড়া রয়েছে CERN-এর Isotope Separator On-Line Detector (ISOLDE), যা ১৯৬৭ সালে নির্মিত হয়।

 ভারত 
কলকাতা-র বিধান নগর-এ সাহা ইনস্টিটিউট অব নিউক্লিয়ার ফিজিক্স-এ একটি ক্যালুট্রন ব্যবহার করে ১৯৭৪ সালের ১৮ মে ভারতের প্রথম পারমাণবিক পরীক্ষা-র জন্য প্লুটোনিয়াম উৎপাদন করা হয়।

 ইরাক 
১৯৯০–৯১ উপসাগরীয় যুদ্ধ-এর পর UNSCOM নির্ধারণ করে যে ইরাক ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধ করার জন্য ক্যালুট্রন প্রোগ্রাম অনুসরণ করছিল। ইরাক আধুনিক, অর্থনৈতিক ও দক্ষ সমৃদ্ধকরণ পদ্ধতির পরিবর্তে বৈদ্যুতিকচৌম্বক প্রক্রিয়া বেছে নেয় কারণ ক্যালুট্রন নির্মাণ করা সহজ ছিল, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ কম ছিল এবং এর উপাদানগুলো রপ্তানি নিয়ন্ত্রণের আওতায় পড়ত না। প্রোগ্রামটি আবিষ্কৃত হওয়ার সময় ইরাক পারমাণবিক অস্ত্রের জন্য যথেষ্ট উপাদান উৎপাদনের দুই বা তিন বছর দূরে ছিল বলে অনুমান করা হয়। উপসাগরীয় যুদ্ধে প্রোগ্রামটি ধ্বংস করা হয়। ফলস্বরূপ, Nuclear Suppliers Group পারমাণবিক-সংশ্লিষ্ট দ্বৈত-ব্যবহার যন্ত্রপাতি, উপাদান ও প্রযুক্তি স্থানান্তরের নির্দেশিকায় বৈদ্যুতিকচৌম্বক পৃথকীকরণ যন্ত্রপাতি যুক্ত করে।

 টীকা 

 তথ্যসূত্র 






















 আরও পড়ুন 




 বহিঃসংযোগ 

 ক্যালুট্রন অপারেটর (গ্ল্যাডিস ওয়েন্স) সম্পর্কিত একটি সাইটের লিঙ্ক, এবং তার কাজের বিখ্যাত ছবি।

বিষয়শ্রেণী:আইসোটোপ পৃথকীকরণ
বিষয়শ্রেণী:ম্যানহাটন প্রজেক্টের ইতিহাস
বিষয়শ্রেণী:ভর বর্ণালী যন্ত্র
বিষয়শ্রেণী:কণা পদার্থবিজ্ঞান সুবিধা
বিষয়শ্রেণী:ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলে
বিষয়শ্রেণী:ইউরেনিয়াম