קלוטרון
הפעלה וייצור

מסלולי אלפא ובטא כונו 'מסלולי מרוץ'
בשל צורתם האליפטית שדמתה למסלול מרוץ סוסים או למסלולי מרוץ אתלטיקה. מסלולי מרוץ אלפא הכילו 96 תאי קלוטרונים. הקלוטרונים הוצבו זקופים והורכבו בזוגות זה מול זה, קלוטרון חיצוני ומולו קלוטרון פנימי. כדי למזער הפסדים מגנטיים ולחסוך בצריכת פלדה, היה המכלול מעוקל ויצר מסלול אליפטי של לולאה מגנטית סגורה באורך 37 מטר, ברוחב 23 מטר, בגובה 4.6 מטר. שני המבנים של מסלולי אלפא 1, שמוספרו 9201-1 ו-9201-2, הכילו שני מסלולים כל אחד. מבנה 3–9201 הכיל מסלול אלפא 1.5 יחיד. מסלולי בטא היו קטנים יותר, הכילו רק 36 תאי קלוטרונים, צורתם הייתה מלבנית (ולא אליפטית), והם עוצבו כך כדי לייעל את התחזוקה שלהם במקום את תפוקתם. גם ארבעת מסלולי אלפא 2 עוצבו בצורה מלבנית. הם כללו שיפורים רבים, שהחשובים שבהם היו: ארבעה מקורות של חומר להפרדה (במקום שניים במסלולי אלפא 1), וכן מגנטים ומכלי ואקום משופרים.
התאגיד הכימי 'טנסי איסטמן' נשכר לנהל את Y-12. עובדים גויסו באזור נוקסוויל. העובדים המגויסים האופייניים היו דווקא נשים צעירות, בוגרות בית ספר תיכון מקומי. ההדרכה נערכה בתחילה באוניברסיטת טנסי, והתנסות מודרכת נערכה מאפריל עד ספטמבר 1943 בברקלי. ההכשרה בברקלי נעשתה על הקלוטרון XA ועל מודל מוקטן של מסלול המרוץ אלפא, אך כשקלוטרון XAX היה מוכן לפעולה, הפעילות כולה עברה לאוק רידג'. כשכל מסלולי אלפא 2 נכנסו גם הם לפעולה, נדרשו כ-2,500 מפעילים. באמצע 1944 הועסקו על ידי טנסי איסטמן במפעלי ההעשרה האלקטרומגנטיים כ-10,000 עובדים, ובאמצע 1945 קפץ מספרם ל-25,000. מסיבות ביטחוניות לא סופר כלל לעובדות מה מטרת הציוד שהן לומדות להפעיל.
הקלוטרון הופעל תחילה בידי מדענים מברקלי, כדי שיפתרו במקום בעיות ברגע שהן מתעוררות, וישיגו בכך שיעור תפוקה סביר. לאחר מכן הועברה ההפעלה לעובדות שגייסו טנסי איסטמן שעברו הכשרה. ניקולס השווה את נתוני התפוקה, ואמר ללורנס שהמפעילות הצעירות "הנבערות" הפיקו יותר מהדוקטורים המכובדים שלו. הם הסכימו לקיים תחרות ייצור, ולורנס הפסיד, דבר שנתן דחיפה מורלית למנהלי טנסי איסטמן לעובדותיו. הנשים הצעירות "הוכשרו כחיילים לא לשאול שאלות", ואילו "המדענים לא יכלו להימנע מחקירה ממושכת של כל תקלה זניחה, כמו אפילו תנודות קלות של חוגות".
במשך זמן מה סבלו הקלוטרונים משורה של קלקולים ותקלות בציוד, שהחריפו בשל המחסור בחלקי חילוף. התקווה שמסלולי אלפא 2 יהיו אמינים יותר דעכה במהרה, והם הושבתו כתוצאה ממספר כשלים ובעיות, שנפתרו בהדרגה במשך הזמן. משלוחים ראשונים של אורניום מועשר הועברו למעבדות לוס אלמוס, שהיו חלק מפרויקט מנהטן, במרץ 1944. הם יוצרו במסלולי אלפא, והגיעו לרמה של 13 עד 15 אחוז אורניום-235. הם אמנם לא יכלו לשמש בפצצה, אך ברמת העשרה כזאת הם נדרשו בדחיפות לניסויים באורניום מועשר. המשלוח האחרון שיוצר במסלולי אלפא בוצע ב-11 במאי 1944. ב-7 ביוני 1944 העביר מפעל Y-12 משלוח ראשון של אורניום שיוצר במסלולי בטא, והיה כבר בדרגת ניקיון גבוהה המתאימה לפצצה אטומית - רמת העשרה של 89% אורניום-235.
הבעיה העיקרית הייתה אובדן של חלקים מחומר המקור ומהמוצר הסופי. רק חלק אחד מתוך 5,825 חלקים של חומר המקור הפך למוצר מוגמר. כ-90 אחוז התפזרו על בקבוקי ההזנה או על מכלי הוואקום. הבעיה הייתה חריפה במיוחד כשהוזן חומר מקור שהגיע כבר מועשר מקלוטרונים של מסלולי בטא. נעשו מאמצים כבירים לשחזר את חומר המקור, ולמרות הכול 17.4 אחוז ממוצרי אלפא ו-5.4 אחוז ממוצרי בטא אבדו. פרנק ספדינג ממעבדת איימס של פרויקט מנהטן ופיליפ בקסטר ממשלחת המדענים הבריטית נשלחו לייעץ על שיפורים בשיטות לשחזור אורניום. בנוסף, מותו של עובד שנחשף לפוסגן, הוביל גם לחיפוש תהליכי ייצור בטוחים יותר.
בפברואר 1945 החל להגיע למפעל Y-12 חומר מעט מועשר, עם 1.4 אחוז אורניום-235 ממפעל הדיפוזיה התרמית S-50. משלוחים אלו מ-S-50 הופסקו באפריל, ובמקום זאת, הועברו ממפעל S-50 למפעל הדיפוזיה הגזית K-25. במרץ 1945 החל Y-12 לקבל חומר המועשר ל-5 אחוז מ-K-25. תפוקתם של מפעלים אלו הייתה בצורת אורניום הקספלואורידי (UF6). חומר זה הומר לאורניום טריאוקסידי, שלאחר מכן נכנס לתהליך ההמרה הרגיל לאורניום טטרכלורידי. ב-5 באוגוסט 1945 החל מפעל K-25 לייצר אורניום המועשר ל-23 אחוז, שניתן היה להזינו ישירות למסלולי בטא במפעל Y-12. בספטמבר 1945 ייצרו הקלוטרונים 88 ק"ג של אורניום עם ממוצע העשרה של 84.5 אחוז. מסלולי בטא ייצרו עד סוף השנה 953 ק"ג אורניום שהועשר ל-95 אחוז. האורניום המועשר מהקלוטרונים של מפעל Y-12 היה עיקר החומר הבקיע של הפצצה הגרעינית "ילד קטן" שהוטלה על הירושימה ב-6 באוגוסט 1945.
עם תום המלחמה הוחלט לעצור את עבודתם של מסלולי אלפא החל מ-4 בספטמבר 1945, ופעילותם הופסקה כליל ב-22 בספטמבר. שני מסלולי הבטא האחרונים נכנסו לפעילות מלאה בנובמבר ובדצמבר 1945, ועיבדו אורניום שהועשר ב-K-25 ובמפעל הדיפוזיה הגזית החדש K-27. עד מאי 1946 העלו מחקרים כי מפעלי הדיפוזיה הגזית יוכלו להעשיר את האורניום באופן מלא בעצמם, בלי צורך בהעשרה מקדימה או אחרת במפעלי העשרה אחרים, ומבלי ליצור בטעות מסה קריטית מסוכנת. לאחר שניסוי הוכיח שכך אומנם המצב, הורה גרובס בדצמבר 1946 על סגירת כל מסלולי הבטא שנותרו במפעל Y-12, פרט למסלול אחד.
העלות הכוללת של פרויקט ההפרדה האלקטרומגנטית עד סיומו של פרויקט מנהטן ב-31 בדצמבר 1946, הייתה 673 מיליון דולר (שווי ערך ל-8.64 מיליארד דולר של שנת 2018).