اتفاقية كيبك
خلفية > سبائك الأنابيب

المقالة الرئيسة: سبائك الأنابيب
اكتشف جيمس تشادويك النيوترون في مختبر كافنديش بجامعة كامبريدج في فبراير 1932.  في أبريل 1932، قام زملاؤه من كافنديش جون كوكروفت وإرنست والتون بتقسيم ذرات الليثيوم بالبروتونات المتسارعة.  ثم، في ديسمبر 1938، قام أوتو هان فريتز شتراسمان في مختبر هان في برلين داهليم بقصف اليورانيوم بالنيوترونات البطيئة،  واكتشفا أن الباريوم قد تم إنتاجه.  كتب هان إلى زميلته ليز مايتنر، التي أوضحت مع ابن أخيها أوتو فريش أن نواة اليورانيوم قد انقسمت.  وقياسا على تقسيم الخلايا البيولوجية، أطلقوا على العملية اسم «الانشطار».
أثار اكتشاف الانشطار النووي فرضية إمكانية صنع قنبلة ذرية قوية للغاية.  كان المصطلح مألوفًا بالفعل للجمهور البريطاني من خلال كتابات إتش جي ويلز، في روايته التي صدرت عام 1913 بعنوان «العالم يتحرر».  تم تشكيل لجنة السير هنري تيزارد للمسح العلمي للدفاع الجوي لدراسة احتياجات الحرب المضادة للطائرات، ولكنها تشعبت لدراسة الحرب الجوية بشكل عام.  في مايو 1939، قبل بضعة أشهر من اندلاع الحرب العالمية الثانية في أوروبا في سبتمبر 1939، تم توجيهه لإجراء بحث في جدوى القنابل الذرية.  كلف تيزارد جورج باجيت طومسون، أستاذ الفيزياء في إمبريال كوليدج لندن، ومارك أوليفانت، الفيزيائي الأسترالي بجامعة برمنغهام، بإجراء سلسلة من التجارب على اليورانيوم. بحلول فبراير 1940، فشل فريق طومسون في إحداث تفاعل متسلسل في اليورانيوم الطبيعي، وقرر أنه لا يستحق المتابعة.
توصل فريق أوليفانت إلى نتيجة مختلفة تمامًا. كان قد فوض المهمة إلى اثنين من علماء اللاجئين الألمان، رودولف بيرلز وفريش، غير أنهم لم يتمكنوا من العمل في مشاريع الجامعة السرية مثل الرادار كونهم كانوا أجانب أعداء لم يتم اعطاءهم التصريح الأمني اللازم.  قاموا بحساب الكتلة الحرجة للكرة المعدنية من اليورانيوم النقي 235، ووجدوا أنه بدلاً من الأطنان، كما افترض الجميع، أقل من 1 إلى 10 كيلوغرام (2.2 إلى 22.0 رطل) كافٍ، وسوف ينفجر بقوة آلاف الأطنان من الديناميت.
أخذ أوليفانت مذكرة فريش-بيرلز إلى تيزارد. نتيجة لذلك، تم إنشاء لجنة مود لإجراء مزيد من التحقيق. وجهت جهود بحث مكثفة.  قدمت أربع جامعات أماكن إجراء التجارب. قامت جامعة برمنغهام بعمل نظري، مثل تحديد حجم الكتلة الحرجة اللازمة للانفجار. أدار هذه المجموعة بيرلز بمساعدة زميله العالِم اللاجئ الألماني كلاوس فوكس. جربت المعامل في جامعة ليفربول وجامعة أكسفورد أنواعًا مختلفة من فصل النظائر. تعامل فريق تشادويك في ليفربول مع الانتشار الحراري، وهي ظاهرة لوحظت في خليط من الجسيمات المتحركة حيث تظهر أنواع الجسيمات المختلفة استجابات مختلفة لقوة التدرج الحراري. قامت مجموعة فرانسيس سيمون في أكسفورد بالتحقيق في الانتشار الغازي، والذي يعمل على مبدأ أنه عند ضغوط مختلفة سينتشر اليورانيوم 235 عبر حاجز أسرع من اليورانيوم 238. تم تحديد هذه لتكون الطريقة الواعدة. قام إيغون بريتشر ومجموعة نورمان فيذر في كامبريدج بالتحقيق فيما إذا كان يمكن استخدام عنصر آخر، يسمى الآن البلوتونيوم، كمادة انشطارية. بسبب وجود فريق من العلماء الفرنسيين اللاجئين بقيادة هانز فون هالبان، كان لدى أكسفورد أيضًا الإمداد الرئيسي في العالم من الماء الثقيل، مما ساعدهم على وضع نظرية حول كيفية استخدام اليورانيوم في الطاقة.
في يوليو 1941، أصدرت لجنة مود تقريرين شاملين يفيدان بعدم جدوى القنبلة الذرية من الناحية الفنية، وبامكانية إنتاجها قبل انتهاء الحرب، خلال فترة زمنية تم حصرها في أقل من العامين. أوصت لجنة مود بالإجماع بمتابعة تطويرها على سبيل الاستعجال، وبالرغم من إدراكها أن الموارد المطلوبة قد تكون أكبر من تلك المتاحة لبريطانيا.   تم اطلاع رئيس الوزراء، ونستون تشرشل، على النتائج التي توصل إليها مستشاره العلمي، فريدريك ليندمان، قبل اكتمال التقرير وقرر ايقاف مسار العمل. انشئت مديرية جديدة معروفة بالاسم المضلل عمدًا لـ سبائك الأنابيب لتنسيق هذا الجهد. أصبح السير جون أندرسون، رئيس اللورد للمجلس، الوزير المسؤول، وتم تعيين والاس أكيرز من إمبريال للصناعات الكيماوية (ICI) مديرًا لها.