Project Y
Projenin başlangıcı > Nükleer fisyon ve atom bombaları

Nötronun 1932'de James Chadwick tarafından keşfi, ardından 1938'de kimyager Otto Hahn ve Fritz Strassmann tarafından nükleer fisyonun keşfi ve fizikçiler Lise Meitner ve Otto Frisch tarafından bunun açıklanmasından (ve isimlendirilmesinden) kısa bir süre sonra, uranyum kullanılarak kontrollü bir zincirleme nükleer reaksiyon olasılığını ortaya çıkardı. O zamanlar Amerika Birleşik Devletleri'nde çok az bilim insanı atom bombasının pratik olduğunu düşünüyordu ancak bir Alman atom bombası projesinin de nükleer silah geliştirme olasılığı, Nazi Almanyası ve diğer faşist ülkelerden gelen mülteci bilim insanlarını da ilgilendiriyordu ve bu da bir atom bombasının yapabileceklerine karşın başkan Franklin D. Roosevelt'i uyarmak için Einstein-Szilárd mektubunun yazılmasına yol açtı. Bu, 1939'un sonlarından itibaren Amerika Birleşik Devletleri'nde ön araştırmaların başlamasına yol açtı.
Amerika Birleşik Devletleri'nde ilerleme yavaştı, ancak Britanya'da, Birmingham Üniversitesi'nden Almanya'dan iki mülteci fizikçi olan Otto Frisch ve Rudolf Peierls, atom bombalarının geliştirilmesi, üretilmesi ve kullanılmasıyla ilgili teorik konuları incelediler. Saf uranyum-235'ten oluşan bir küreye ne olacağını düşündüler ve yalnızca zincirleme reaksiyonun meydana geleceğini değil, aynı zamanda yüzlerce tonluk TNT'ye ait enerjiyi serbest bırakmak için 1 kilogram (2,2 lb) gibi az bir miktarda uranyum-235'in yeteceğini de buldular. Üstleri Mark Oliphant, Frisch-Peierls muhtırasını Hava Savunma Bilimsel Araştırma Komitesi (CSSAW) başkanı Sir Henry Tizard'a götürdü ve o da bunu CSSAW'nin görevlendirdiği George Paget Thomson'a iletti. uranyum araştırmalarının sorumluluğu. CSSAW, araştırma için MAUD Komitesi'ni oluşturdu. MAUD Komitesi, Temmuz 1941'deki nihai raporunda, atom bombasının sadece mümkün olmakla kalmayıp, 1943 gibi erken bir tarihte de üretilebileceği sonucuna vardı. Buna yanıt olarak İngiliz hükûmeti, Tube Alloys olarak bilinen bir nükleer silah projesi oluşturdu.
Britanya'nın aksine henüz II. Dünya Savaşı'na girmemiş olan Amerika Birleşik Devletleri'nde hâlâ çok az aciliyet vardı, bu yüzden Oliphant Ağustos 1941'in sonlarında oraya uçtu ve Kaliforniya Üniversitesi'nden arkadaşı Ernest Lawrence da dahil olmak üzere Amerikalı bilim insanlarıyla konuştu. Onları atom bombasının mümkün olduğuna ikna etmekle kalmadı, aynı zamanda Lawrence'a 37-santimetre (15 in) siklotronun izotop ayrımı için dev bir kütle spektrometresine dönüştürmesi konusunda ilham verdi. Bu, Oliphant'ın 1934'te öncülük ettiği bir teknikti. Buna karşılık Lawrence, arkadaşı ve meslektaşı Robert Oppenheimer'ı, 21 Ekim 1941'de New York Schenectady'deki Genel Elektrik Araştırma Laboratuvarı'nda tartışılan MAUD Komitesi raporunun fiziğini tekrar kontrol etmesi için getirdi.
Aralık 1941'de Bilimsel Araştırma ve Geliştirme Ofisi'nin (OSRD) S-1 Bölümü, bombanın tasarımından sorumlu olarak Arthur H. Compton'u görevlendirdi. Kritik kütle ve silah patlaması hesaplamalarının anahtarı olan hızlı nötron hesaplamalarına yönelik bomba tasarımı ve araştırma görevini, "Hızlı Parçalanma Koordinatörü" unvanı verilen Gregory Breit'e ve asistan olarak Oppenheimer'a devretti. Ancak Breit, Metalurji Laboratuvarı'nda çalışan diğer bilim insanlarıyla, özellikle de Enrico Fermi ile güvenlik düzenlemeleri konusunda aynı fikirde değildi ve 18 Mayıs 1942'de istifa etti. Compton daha sonra onun yerine Oppenheimer'ı atadı. Metalurji Laboratuvarı'nda fizikçi olan John H. Manley, ülke geneline dağılmış deneysel fizik gruplarıyla iletişim kurarak ve bunları koordine ederek Oppenheimer'a yardım etmek üzere görevlendirildi. Illinois Üniversitesi'nden Oppenheimer ve Robert Serber, nötron difüzyonu sorunlarını (nötronların zincirleme nükleer reaksiyonda nasıl hareket ettiğini) ve hidrodinamiğini (zincirleme reaksiyonla üretilen patlamanın nasıl davranabileceğini) incelediler.