tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
הפרדה אלקטרומגנטית של איזוטופים פותחה על ידי לורנס במעבדת הקרינה של אוניברסיטת קליפורניה.
בשיטה זו השתמשו במכשיר שכונה "קלוטרון" (הלחם של המילים "ציקלוטרון", "אוניברסיטה" ו"קליפורניה").
הקלוטרונים היו מורכבים תחילה מספקטרומטר מסה סטנדרטי ומהמגנט רב העוצמה של הציקלוטרון.
בהמשך הגדיל לורנס את המגנט בקלוטרון מגודל של 93 ס"מ (37 אינץ') שלקח מהציקלוטרון, למגנט גדול הרבה יותר של 467 ס"מ (184 אינץ'), והוא המגנט שהותקן בקלוטרונים של מפעל הייצור.
בתהליך האלקטרומגנטי, השדה המגנטי מסיט חלקיקים טעונים כתלות במסה שלהם.
התהליך לא היה מאוד יעיל מבחינת כמות תפוקתו.
בהשוואה לייצור באמצעות דיפוזיה גזית או באמצעות כור, ייצור באמצעות הפרדה אלקטרומגנטית צורך חומרים נדירים ויקרים יותר, דורש יותר כוח אדם להפעלתו, ובנייתו יקרה יותר.
למרות זאת השיטה אושרה כיוון שהתבססה על טכנולוגיה עובדת ומוכחת, ולפיכך הסיכון בה לאי-הצלחה היה קטן.
בנוסף, היא אפשרה בנייה של מפעל הייצור באופן מדורג ובשלבים עד הגעה מהירה לתפוקת ייצור משמעותית.
מרשל וניקולס גילו כי תהליך ההפרדה האיזוטופית האלקטרומגנטית יחייב 4,500 טון של נחושת, כמות שהייתה קשה מאוד להשגה באותה עת, בעיקר בגלל צריכה מוגברת של נחושת במערכות נשק קריטיות אחרות בחזיתות מלחמת העולם.
ניתן היה להשתמש בכסף במקום בנחושת, ולפיכך נפגש ניקולס ב-3 באוגוסט 1942 עם תת-מזכיר האוצר דניאל בל, וביקש העברה של 6,000 טונות של מטילי כסף ממחסני המטבעה בווסט פוינט.
בסופו של דבר סופקו לפרויקט 13,300 טון של מתכת כסף.
האחריות לתכנון ולבניית מפעל ההפרדה האלקטרומגנטית באוק רידג', שנקרא מפעל Y-12, ניתנה לחברת סטון אנד ובסטר על ידי ועדת S-1 ביוני 1942. התכנון היה לבנות חמש יחידות ייצור ראשוניות, שכונו "מסלול מרוצים אלפא", ושתי יחידות לייצור סופי, שנקראו "מסלול מרוצים בטא".
הבנייה החלה בפברואר 1943. בספטמבר 1943 אישר גרובס בנייה של ארבעה מסלולי מרוץ נוספים שנקראו "אלפא 2".
הקלוטרונים הופעלו תחילה על ידי מדענים מברקלי כדי שיוכלו לפתור תקלות, שאכן התעוררו בהפעלות הראשונות של המתקנים, וכדי להשיג כמות תפוקה סבירה.
לאחר מכן הועברה הפעלת הקלוטרונים לאחריות המפעל הכימי טנסי איסטמן, שהעסיק לצורך זה עובדות עם השכלה תיכונית בלבד.
ניקולס השווה את נתוני הייצור של היחידה, והתברר שהנשים הצעירות הפיקו כמות גדולה יותר מהמדענים מברקלי.
הבנות היו "מאומנות כמו חיילים" לבצע את העבודה בלי להבין ובלי לשאול יותר מדי שאלות, בעוד שהמדענים לא יכלו להימנע מחקירה ארוכה של כל תופעה חריגה, גם אם היא זניחה, ועיכבו בכך את תהליך הייצור.
מפעל Y-12 העשיר תחילה את האורניום-235 לרמה של 13%–15%, ובמרץ 1944 שלח את כמה מאות הגרמים הראשונים מחומר זה ללוס אלמוס.
חוק גרהם קובע כי שיעור האפוזיה של גז הוא ביחס הפוך לשורש הריבועי של המסה המולקולרית שלו, ולכן במכל בעל ממברנה מחוררת חדירה למחצה ותערובת של שני גזים, המולקולות הקלות יותר יעברו דרך הממברנה מהר יותר מהמולקולות הכבדות.
הגז היוצא מהמכל יהיה עשיר מעט יותר במולקולות הקלות.
הרעיון היה ליצור מערך משורשר של משאבות וממברנות כאלה, כך שבכל שלב תיווצר תערובת מועשרת יותר, שתשמש כקלט לשלב הבא, שבו תיווצר שוב תערובת מועשרת עוד יותר, וכך הלאה.
המחקר על תהליך זה התבצע באוניברסיטת קולומביה על ידי קבוצה שכללה את הרולד יורי, וילארד ליבי, קארל כהן וג'ון דאנינג .
בנובמבר 1942 אישרה ועדת המדיניות הצבאית את הקמתו של מפעל דיפוזיה גזית בעל 600 שלבים.
שם הקוד של המפעל היה K-25. במימוש התהליך הייתה התמודדות עם קשיים טכניים גדולים.
תחילה היה צורך להמיר את עפרת האורניום המוצקה לגז כדי שיוכל לעבור דיפוזיה, וזאת נעשה על ידי הגבתו עם גז פלואור וקבלת אורניום שש פלואורי.
האורניום שש פלואורי שנוצר הוא חומר שגורם לקורוזיה חזקה.
המנועים והמשאבות היו צריכים להיות מהודקים בתוך ואקום ומוקפים בגז אינרטי.
הבעיה הגדולה ביותר הייתה תכנון המחיצה (הממברנה), שהייתה צריכה להיות חזקה, מחוררת, ועמידה בפני הקורוזיה החזקה של גז האורניום.
החומר שנבחר לבניית המחיצה היה המתכת ניקל.
אדוארד אדלר ואדוארד נוריס יצרו מחיצת רשת מניקל, ובנו מתקן ניסוי בן שישה שלבים באוניברסיטת קולומביה, אך אב-טיפוס זה התברר כעדין ושברירי מדי.
מחיצה חלופית פותחה מאבקת ניקל על ידי חברת קלקס (שהוקמה לצורך הפרויקט), מעבדות בל, ותאגיד הבקליט.
בינואר 1944 הכריע גרובס בעד המחיצה שפיתחה חברת קלקס, והיא נכנסה לייצור.
חברת קלקס גם בנתה את מפעל הדיפוזיה הגזית כולו על-פי הסכם בנייה בהיקף של 2.5 מיליון דולר.
היא תכננה מבנה בן 4 קומות, באורך של 800 מטר ובצורת U, שהורכב מ-54 בניינים צמודים, שחולקו לתשעה קטעים.
בתוך כל קטע היו שישה תאי העשרה.
ניתן היה להפעיל כל תא באופן עצמאי.
בדומה, ניתן היה להפעיל באופן עצמאי גם קטע שלם ברצף, כשהתאים פועלים בזה אחר זה כמערך משורשר: פלט של תא אחד משמש כקלט לתא הבא, וכך הלאה.
הבנייה החלה במאי 1943 עם איתור שטח של 2,000 דונם.
בניית הבניין הראשי החלה באוקטובר 1943, ופיילוט של קטע בן שישה תאים היה מוכן לפעולה ב-17 באפריל 1944. מפעל ההעשרה פעל באופן רצוף במקביל להמשך בניית עוד ועוד בניינים ותאי העשרה, כשהמטרה הייתה, כפי שגרובס הגדיר לחברת קלקס, להגיע ל-540 תאים.
הבנייה הושלמה רק לאחר המלחמה, ב-11 בספטמבר 1945. עלות הבנייה הכוללת הגיעה ל-480 מיליון דולר.
מפעל הייצור K-25 החל לפעול בפברואר 1945, וככל שרבו הקטעים בני ששת התאים המשורשרים, כך עלתה איכות האורניום המועשר.
באפריל 1945 החל השימוש באורניום המועשר ממפעל הדיפוזיה התרמית S-50, כחומר מוצא (קלט) להעשרה.
מפעל K-25 של הדיפוזיה הגזית, ובהמשך המפעל המשופר K-27, הגיעו למלוא פוטנציאל התפוקה שלהם בתחילת התקופה שלאחר מלחמת העולם השנייה.
באותה עת הם הפכו לאב-טיפוס לדור החדש של מפעלי העשרת אורניום.
תהליך הדיפוזיה התרמית התבסס על התאוריה של סידני צ'פמן ודייוויד אנסקוג , שהסבירה שכאשר גז מעורב עובר דרך מפל טמפרטורה, הגז הכבד יותר נוטה להתרכז בקצה הקר והגז הקל בקצה החם.
כיוון שגזים חמים נוטים לעלות וגזים קרים נוטים לרדת, יכולה תופעה פיזיקלית זו לשמש כאמצעי להפרדת איזוטופים.
תהליך זה הודגם לראשונה על ידי קלאוס קלוסיוס וגרהרד דיקל בגרמניה ב-1938. התהליך פותח על ידי מדענים של חיל הים האמריקני, אך תחילה לא נכלל בטכנולוגיות ההעשרה הראשונות שנבחרו לבדיקה ולשימוש בפרויקט מנהטן.
הסיבה הייתה בעיקר הספקות לגבי ההיתכנות הטכנית של התהליך, אך השפיעה גם היריבות בין צבא היבשה לבין חיל הים.
אופנהיימר כתב לגרובס, והציע את האפשרות שפלט תהליך הדיפוזיה התרמית יכול להיות מוזן לתוך מפעל ההפרדה האלקטרומגנטית, Y-12, ובכך יקצר וישפר את תהליך ההעשרה.
גרובס הקים ועדה שכללה את וורן לואיס , אגר מרפי וריצ'רד טולמן כדי לבדוק את הרעיון, והיא העריכה שמפעל דיפוזיה תרמית בעלות בנייה של 3.5 מיליון דולר יכול להעשיר 50 ק"ג של אורניום בשבוע לשיעור של קרוב ל-0.9% אורניום-235. גרובס אישר את בניית המפעל ב-24 ביוני 1944.
גרובס התקשר עם חברת פרגוסון מקליבלנד כדי לבנות את מפעל הדיפוזיה התרמית, שנקרא S-50. יועציו של גרובס מחברת סטנדרד אויל, תומפסון וקארל כהן, העריכו שיידרשו לבנייה שישה חודשים, אך גרובס נתן לפרגוסון רק ארבעה חודשים.
על פי התוכניות נבנו 2,142 עמודי דיפוזיה בגובה של 15 מטר כל אחד, כשהם מסודרים ב-21 מתקנים (102 עמודים בכל מתקן).
קיטור, שהגיע מתחנת הכוח הסמוכה, התקבל בלחץ של 100 פאונד לאינץ' רבוע (6.9 בר) ובטמפרטורה של 285° צלזיוס, זרם כלפי מטה דרך הצינור הפנימי שנבנה מניקל (בעובי 32 מ"מ), ומים בטמפרטורה של 68° צלזיוס זרמו כלפי מעלה דרך הצינור החיצוני שנבנה מברזל.
האורניום שש פלואורי, שעליו התבצעה ההפרדה, זרם בצינור האמצעי שנבנה מנחושת, והפרדת האיזוטופים התרחשה באורניום בתווך זעיר בין צינור הניקל וצינור הנחושת.
בניית המפעל החלה ב-9 ביולי 1944, והוא החל לפעול חלקית כבר בספטמבר.
ממדיו הסופיים של מפעל S-50 כולו, שהכיל את כל עמודי הדיפוזיה ואת חדרי הבקרה והשירות, היו בשטח של 160 × 25 מטר, גובהו היה 23 מטר, והוא נבנה כמבנה שחור ענק סמוך לתחנת הכוח באוק רידג'.
באוקטובר ייצר המפעל רק 4.8 ק"ג ברמת העשרה של 0.852% אורניום-235. בנוסף, תקלות ודליפות הגבילו את הייצור ואילצו להפסיק את פעולת המפעל מדי פעם במהלך החודשים הבאים.
במרץ 1945 כל 21 מתקני הייצור פעלו כמצופה.
בתחילה הוזנה תפוקת ה-S-50 למפעל Y-12 שביצע הפרדה אלקטרומגנטית, אך החל ממרץ 1945 הוחלט שכל שלושת תהליכי ההעשרה יבוצעו בסדרה, בזה אחר זה.
חומר זה הוזן לתהליך הדיפוזיה הגזית במפעל K-25, שהעשיר אותו לרמה של כ-23%, וחומר זה הוזן לשלב השלישי והסופי — תהליך ההפרדה האלקטרומגנטית במפעל Y-12, שהעלה אותו לרמת העשרה גבוהה של 89%, המספיקה לפצצה גרעינית.
כמות הייצור הכוללת של אורניום-235
כ-50 ק"ג אורניום שהועשר ל-89% אורניום-235, הועברו ביולי 1945 ללוס אלמוס.
כל 50 הק"ג, יחד עם מעט אורניום שהועשר לרמה של כ-50%, שימשו בפצצת "ילד קטן" שהוטלה על הירושימה ב-6 באוגוסט 1945.
קו הפיתוח השני של פרויקט מנהטן השתמש ביסוד הבקיע פלוטוניום.
אף שכמויות קטנות של פלוטוניום קיימות בטבע, הדרך הטובה ביותר לקבל כמויות גדולות שלו נמצאת בכור גרעיני, שבו אורניום טבעי מופגז על ידי נייטרונים.
האורניום-238 הופך לאורניום-239, המתפרק במהירות, תחילה לנפטוניום-239 ואחר-כך לפלוטוניום-239. כך חומר המוצא הטבעי, האורניום, עבר טרנספורמציה והומר ליסוד כימי חדש, הפלוטוניום.
רק כמות קטנה של אורניום-238 תומר ותתפרק, ולכן הפלוטוניום חייב להיות מופרד כימית מן האורניום שנותר, וכן מכל הזיהומים ההתחלתיים שהיו באורניום הטבעי, וממוצרי לוואי בלתי רצויים שנוצרו בביקוע.
כור הגרפיט X-10 באוק רידג'
במרץ 1943 החלה חברת דופונט בבניית מפעל פלוטוניום על שטח של 450 דונם באוק רידג' שבטנסי, שיועד להיות מתקן ניסוי והרצה לקראת בניית מפעל ייצור גדול בהנפורד שבמדינת וושינגטון.
המפעל כלל כור גרפיט X-10 שקורר באוויר, מתקן הפרדה כימית, ומתקני תמיכה.
בשל ההחלטה שהתקבלה בהמשך להקים בהנפורד כורים מקוררים במים, רק מפעל ההפרדה הכימית פעל כמתקן ניסוי והרצה אמיתי.
כור הגרפיט X-10 היה מורכב מגוש גרפיט ענק של 7.3 × 7.3 × 7.3 מטר ובמשקל של כ-1,400 טון, שלצורך הגנה בפני קרינה הוקף בבטון בצפיפות גבוהה ובעובי של 2.1 מטר.
הקושי הגדול ביותר שבו נתקלו היה עם גושי האורניום הקטנים שיוצרו והועברו משני מפעלים כימיים.
תחילה נראה היה שצריך לצפות את הגושים באלומיניום כדי למנוע קורוזיה ובריחת חלקיקי ביקוע לתוך מערכת הקירור.
אלא שבסופו של דבר פיתחה מעבדת המתכות טכניקת ריתוך משופרת שפתרה את הבעיה, ושולבה בתהליך הייצור באוקטובר 1943.
פעילות כור הגרפיט X-10 נצפתה מקרוב על ידי פרמי וקומפטון, והכור נכנס לשלב קריטי ב-4 בנובמבר 1943 עם כמות של כ-27 טון אורניום כחומר מוצא.
שבוע לאחר מכן עלתה הכמות ל-33 טון, וייצור החשמל היה 500 קילוואט.
עד סוף נובמבר נוצרו לראשונה 500 מ"ג פלוטוניום.
השינויים במשך הזמן העלו ביולי 1944 את הכוח החשמלי המופק ל-4,000 קילוואט.
X-10 פעל כמפעל לייצור פלוטוניום באוק רידג' עד ינואר 1945, כשאז עבר לפעילות מחקרית בלבד.
אף שבכור באוק רידג' נבחר קירור באוויר, בעיקר כדי לאפשר בנייה מהירה, היה ברור כי שיטת קירור זו לא תהיה מעשית עבור כורי ייצור גדולים הרבה יותר.
המעבדה המטלורגית ומפעל דופונט תכננו תחילה להשתמש בהליום לקירור, אך קבעו לבסוף שקירור מים יהיה פשוט יותר, זול יותר ומהיר יותר לבנייה.
תכנון הכור הסתיים רק ב-4 באוקטובר 1943; בינתיים התמקד פרנקלין מתיאס , המהנדס הראשי באתר, בשיפור אתר הנפורד על ידי הקמת מקומות מגורים, שיפור כבישים, בניית קו רכבת ושדרוג קווי החשמל, המים והטלפון.
כמו באוק רידג', הקושי הגדול ביותר היה בציפוי גושי האורניום, אשר החל בהנפורד במרץ 1944. הם עברו תהליך כבישה כדי להסיר מהם לכלוך וזיהומים, נטבלו בברונזה מותכת, בבדיל, בסגסוגת אלומיניום, נלחצו באמצעות מכבשים הידראוליים, ולאחר מכן כוסו באמצעות ריתוך בקשת חשמלית בסביבה של גז ארגון.
לבסוף, הם נבדקו באופן קפדני כדי לזהות חורים או ריתוכים פגומים.
אלא שרוב הגושים המצופים כשלו תחילה בבדיקות, ורק קומץ עמד בהן בכל יום.
אך לאחר התקדמות ושיפור תהליכים גדל הייצור, וביוני 1944 נראה היה שיש מספיק חומר תקין כדי להפעיל את כור B על פי לוח הזמנים, באוגוסט 1944.
העבודה החלה בכור B, הראשון מבין שישה כורים מתוכננים של 250 מגה-ואט, ב-10 באוקטובר 1943. הכורים נקראו באותיות מ-A עד F, כשאתרים D ,B ו-F נבחרו להיבנות תחילה, מכיוון שהמרחק ביניהם היה גדול מספיק.
כורים אלו יהיו היחידים שנבנו במהלך פרויקט מנהטן.
כ-350 טון פלדה, 13,300 מטרים מעוקבים של בטון, 50,000 בלוקים מבטון ו-71,000 לבנים מבטון שימשו לבניית מבנה הכור, שהגיע לגובה של 37 מטר.
בניית הכור עצמו החלה בפברואר 1944. קומפטון, מתיאס, קרופורד גרינוואט מדופונט, ליאונה וודס ופרמי, הכניסו את גוש האורניום הראשון, והכור הופעל ב-13 בספטמבר 1944. במהלך הימים הבאים הוטענו 838 צינורות, והכור הגיע לשלב הקריטי.
זמן קצר לאחר חצות ב-27 בספטמבר, החלו המפעילים למשוך את מוטות הבקרה, והייצור התחיל.
תחילה הכול היה נראה תקין, אך בסביבות 03:00 החלה רמת הכוח לרדת, ועד השעה 06:30 נכבה הכור לחלוטין.
מי הקירור נחקרו כדי לראות אם היו דליפות או זיהומים.
למחרת הופעל הכור מחדש, אך נכבה שוב.
פרמי יצר קשר עם טשין-שיונג וו, שזיהתה את הגורם לבעיה כזיהום של נייטרונים מהגז קסנון-135, שיש לו זמן מחצית חיים של 9.2 שעות.
פרמי, וודס, דונלד יוז וג'ון וילר חישבו את חתך הפעולה הגרעיני של קסנון-135, והתברר שהוא גדול פי 30,000 מזה של אורניום.
מניעת זיהום זה אכן פתרה את הבעיה.
בנוסף, מהנדס דופונט ג'ורג' גרייבס חרג מהתכנון המקורי של המעבדה המטלורגית, שעל פיו הוצבו בכור 1,500 צינורות מסודרים במעגל, והוסיף עוד 504 צינורות כדי למלא גם את הפינות.
המדענים חשבו תחילה שתוספת צינורות זו היא בזבוז של זמן וכסף, אך פרמי הבין שעל ידי הצבת כל 2,004 הצינורות, יוכל הכור להגיע לרמת הכוח הנדרשת ולייצר פלוטוניום ביעילות.
תהליך ההפרדה השני, תהליך הפוספט ביסמוט, פותח לאחר מכן על ידי סיבורג וסטנלי תומסון.
בתהליך זה הועבר הפלוטוניום בין שתי דרגות חמצון, 4+ ו־6+, בתמיסות של פוספט ביסמוט.
בדרגת החמצון האחת הפלוטוניום שקע, ובשנייה הוא נותר בתמיסה וחומרים אחרים שקעו.
גרינוולט מחברת דופונט העדיף את תהליך הפוספט ביסמוט בשל האופי הקורוזיבי של לנתן פלואורידי, והוא נבחר למפעלי ההפרדה של הנפורד.
כשמפעל X-10 באוק רידג' התחיל לייצר פלוטוניום, הפך מפעל ההרצה במעבדה המטלורגית למתקן ניסוי ומחקר.
הייצור הראשון של פלוטוניום התבצע ביעילות של 40%, אך תוך מספר חודשים עלתה היעילות ל-90%.
בהנפורד ניתנה תחילה עדיפות עליונה למתקנים בשטח 300. זה כלל מבנים לבדיקת חומרים, להכנת אורניום, ולהרכבה ולכיול מכשירים.
באחד המבנים שוכן ציוד לציפוי גושי אורניום, והאחר הכיל כור בדיקה קטן.
למרות העדיפות הגבוהה שהוקצתה לו, העבודה על שטח 300 לא עמדה בלוח זמנים, בשל האופי הייחודי והמורכב של מתקניו ובשל מחסור בכוח אדם ובחומרים בעת מלחמה.
על פי תוכניות מוקדמות תוכננו להיבנות ארבעה מפעלי הפרדה, שניים בכל אחד מהשטחים הידועים כשטח 200-מערב ושטח 200-מזרח.
בפועל נבנו שלושה מפעלים בסך הכול, שני מפעלי הפרדה T ו-U בשטח 200-מערב, ומפעל הפרדה B (יחיד) בשטח 200-מזרח.
כל מפעל הפרדה כלל ארבעה בניינים: בניין תאי התהליך או "קניון" (שנקרא 221), בניין ריכוז (224), בניין טיהור (231) וחנות עיתונים (213).
המבנה העיקרי במפעל ההפרדה, הקניון, היה באורך של 240 מטר וברוחב של 20 מטר, וכלל 40 תאים בגודל 5.4 × 4.0 × 6.1 מטר כל אחד.
העבודה החלה ב־221-T וב־221-U, והתבצעה מינואר עד דצמבר 1944. בניין 221-B הושלם במרץ 1945. בשל רמת הרדיואקטיביות הגבוהה, כל העבודה במפעלי ההפרדה התבצעה באמצעות שלט רחוק תוך שימוש בטלוויזיה במעגל סגור, טכנולוגיה שהייתה חדשנית לחלוטין בשנת 1943. התחזוקה בוצעה בסיוע של עגורני גשר וכלי עבודה שתוכננו במיוחד למשימתם.
מבני 224 היו קטנים יותר ופחות רדיואקטיביים, ולכן פשוטים יותר לבנייה.
מבנים 224-T ו־224-U הושלמו ב-8 באוקטובר 1944, ו-224-B ב-10 בפברואר 1945. שיטות הטיהור ששימשו בסופו של דבר ב־231-W עדיין לא היו ידועות בתחילת בנייתו ב-8 באפריל 1944, אך המפעל הושלם והשיטות נבחרו עד סוף השנה.
ב-5 בפברואר 1945 מסר מתיאס אישית בלוס אנג'לס את המשלוח הראשון של 80 גרם של פלוטוניום חנקתי ברמת ניקיון של 95% לשליח מיוחד שהעבירם ללוס אלמוס.
ב-1943 הופנו מאמצי הפיתוח לפצצת ביקוע מסוג מנגנון ירי עם פלוטוניום, שכונתה "איש רזה" (Thin Man).
המחקר הראשוני של תכונות הפלוטוניום נעשה על פלוטוניום-239 שיוצר בציקלוטרון.
הפלוטוניום שנוצר היה טהור למדי, אך ניתן היה לייצר ממנו רק כמויות מזעריות.
מעבדות לוס אלמוס קיבלו את הפלוטוניום מכור הגרפיט X-10 שבאוק רידג' באפריל 1944, אך תוך כמה ימים גילה אמיליו סגרה בעיה: לפלוטוניום שנוצר בכור היה ריכוז גבוה של פלוטוניום-240, שגרם לקצב גבוה עד פי חמישה של ביקועים ספונטניים יחסית לפלוטוניום הטהור שנוצר בציקלוטרון.
סיבורג צפה מראש כבר במרץ 1943 שחלק מהפלוטוניום-239 יספוג נייטרון ויהפוך לפלוטוניום-240.
הדבר הפך את הפלוטוניום מהכור לבלתי מתאים לפצצת מנגנון ירי.
הפלוטוניום-240 יתחיל בה תגובת שרשרת מהר מדי, ויגרום לפיצוץ מוקדם שישחרר כמות כזאת של אנרגיה שהמסה הקריטית תתפזר, ורק כמות קטנה מדי של פלוטוניום תגיב (מצב של כישלון הפיצוץ הגרעיני).
הוצע ירי מהיר יותר, אך זה נמצא לא מעשי.
נשקלה גם האפשרות להפריד את האיזוטופים, אך גם היא נדחתה, מכיוון שהפרדה של פלוטוניום-240 מפלוטוניום-239 קשה אף יותר בהשוואה להפרדת אורניום-235 מאורניום-238.
עבודה על שיטה חלופית של תכנון הפצצה, הידועה כפצצה מסוג מנגנון קריסה, החלה עוד קודם בהנחייתו של הפיזיקאי סת נדרמאייר .
המנגנון מבוסס על ליבת מסה תת-קריטית של פלוטוניום, שעטופה בשכבת חומר נפץ.
חומר הנפץ שמסביב לליבה מוצת בו-זמנית, ויוצר בכך לחץ סימטרי עצום על ליבת הפלוטוניום.
ליבת הפלוטוניום נדחסת, צפיפותה גדלה, ונוצרת מסה קריטית במהירות גדולה יותר (בהשוואה לשיטת מנגנון הירי), המאפשרת את תגובת השרשרת של הביקוע הגרעיני.
חקירותיו של נדרמאייר מ-1943 ותחילת 1944 על מנגנון הקריסה נראו מבטיחות, אך גם הבהירו שהבעיה תהיה הרבה יותר קשה מבחינה תאורטית והנדסית מאשר בתכנון מנגנון הירי.
בספטמבר 1943, ג'ון פון נוימן, שהיה לו ניסיון עם מטענים חלולים של פגזים חודרי שריון, טען כי מנגנון קריסה לא רק יפחית את הסכנה של פיצוץ מוקדם מדי ולפיכך של כישלון הפיצוץ, אלא אף ישתמש באופן יעיל יותר בחומר הביקוע.
הוא הציע להשתמש בתצורה כדורית ולא בתצורה הגלילית שעליה עבד נדרמאייר.
ביולי 1944 הגיע אופנהיימר למסקנה שלא ניתן להשתמש בפלוטוניום בפצצת מנגנון ירי, ובחר בפצצת מנגנון קריסה.
המאמץ המואץ על תכנון פצצת קריסה, בשם קוד "איש שמן", החל באוגוסט 1944, ואופנהיימר ביצע ארגון מחדש מקיף של מעבדת לוס אלמוס כדי להתמקד בפצצת קריסה.
שתי קבוצות חדשות הוקמו בלוס אלמוס כדי לפתח את פצצת הקריסה.
חטיבה X (עבור eXplosives, חומרי נפץ) בראשות מומחה חומרי נפץ ג'ורג' קיסטיאקובסקי , וחטיבה G (עבור גאדג'ט) בראשות רוברט באכר.
בתכנון החדש של פון נוימן וחטיבה T (עבור תאורטי), ובה בעיקר רודולף פיירלס, הומצאו עדשות נפץ , המשמשות למיקוד התפוצצות חומרי הנפץ על מטרה כדורית, תוך שילוב קפדני וסלקטיבי של חומרי נפץ איטיים ומהירים.
תכנון העדשות כך שיתפוצצו בצורה ובמהירות הנכונות, התברר כמאמץ תכנוני קשה ומתסכל.
נבדקו חומרי נפץ שונים, ולבסוף הוחלט להשתמש ב'הרכב B' כחומר הנפץ המהיר, וב'ברטול' כחומר הנפץ האיטי.
התכנון הסופי דמה לכדור כדורגל עם 20 עדשות בצורת משושה ו-12 בצורת מחומש, כשכל עדשה שוקלת כ-36 ק"ג.
השגת פיצוץ מדויק חייבה שימוש בנפצים חשמליים מהירים, אמינים ובטוחים, ולהגדלת האמינות הותקנו שני נפצים בכל עדשה.
הוחלט, לפיכך, להשתמש בנפצים מחווטים נפיצים , המצאה חדשה שפותחה בלוס אלמוס על ידי קבוצה בראשות לואיס אלוורז.
חוזה לייצורם ניתן לחברת ריית'יאון.
כדי לחקור את ההתנהגות של גלי ההלם המתכנסים, המציא רוברט סרבר את ניסוי ראלה , שהשתמש באיזוטופ הרדיואקטיבי קצר-הזמן, לנתן-140, שהוא מקור חזק של קרינת גמא.
איזוטופ הלנתן הוכנס למרכז כדור מתכת מוקף בעדשות נפץ, והכדור הוצב בתוך תא יינון.
זה איפשר צילום בקרני רנטגן של סרטון המראה את תהליך הקריסה.
העדשות תוכננו בעיקר באמצעות המידע שסיפקה סדרת ניסויים זו.
בספר שהוציא על תולדותיו של פרויקט לוס אלמוס, כתב דייוויד הוקינס : "ראלה (RaLa) הפך לניסוי היחיד החשוב ביותר שהשפיע על התכנון הסופי של הפצצה".
לתוך חומרי הנפץ הוכנס גוש אלומיניום בעובי 110 מ"מ, שאיפשר מעבר מהיר וחלק מחומר הנפץ שהיה בצפיפות נמוכה יחסית לשכבה הבאה, שבה היה אורניום טבעי דחוס בעובי של 76 מ"מ.
תפקידו העיקרי היה להחזיק את המסה הקריטית יחד זמן רב ככל האפשר, אך הוא גם החזיר נייטרונים חזרה לליבה (פעל כרפלקטור של נייטרונים).
חלק ממנו היה עשוי להתבקע גם כן.
כדי למנוע פיצוץ מוקדם על ידי נייטרון חיצוני, צופה האורניום הדחוס בשכבה דקה של המטלואיד בור.
פולט נייטרונים העשוי מסגסוגת של פולוניום-בריליום, שכונה "קיפוד" בשל צורתו הדומה לקיפוד ים, פותח כדי להתחיל את תגובת השרשרת בדיוק ברגע הנכון.
עבודה זו, שכללה מחקר כימי ומטלורגי של היסוד הרדיואקטיבי פולוניום, נוהלה על ידי צ'ארלס אלן תומאס מחברת מונסנטו, ונקראה בהמשך פרויקט דייטון , על שם העיר דייטון שבה התבצעה.
במחקר נדרשו בדיקות רדיואקטיביות של פלוטוניום של עד 500 קירי לחודש, שמונסטו יכלה לבצע.
כל המרכיבים הוכנסו למארז פצצה שעשוי מסגסוגת אלומיניום, כדי להגן עליהם מפני קליעים ואש.
המשימה העיקרית של חוקרי המטלורגיה הייתה לקבוע כיצד להטיל פלוטוניום לתוך כדור.
הקשיים התבררו ביתר שאת כשהניסיונות למדוד את צפיפות הפלוטוניום נתנו תוצאות לא עקביות.
תחילה היה נראה שהגורם לכך הוא זיהום, אך די מהר הסתבר שהסיבה קשורה בריבוי האלוטרופים של פלוטוניום.
שלב α השברירי, שקיים בטמפרטורת החדר, משתנה לשלב β הגמיש בטמפרטורות גבוהות יותר.
בהמשך עברה תשומת הלב לשלב δ החריף יותר, שבדרך כלל קיים בטווח 300° עד 450° צלזיוס.
נמצא שפלוטוניום יציב בטמפרטורת החדר כאשר הוא משולב עם אלומיניום, אלא שאלומיניום פולט נייטרונים כאשר הוא מופגז על ידי חלקיקי אלפא, מצב שיחריף את בעיית הסיכוי לפיצוץ מוקדם.
עם התקדמות המחקר גילו המטלורגים שסגסוגת פלוטוניום-גליום מייצבת את שלב δ, ואף ניתן ליצור בה את הצורה הכדורית הרצויה בלחיצה תחת חום.
בנוסף, כשהתברר שפלוטוניום עובר קורוזיה בקלות, צופה הכדור בניקל.
עד תום המלחמה נאלצו מחצית מהכימאים ומהמטלורגים הוותיקים להפסיק את עבודתם עם פלוטוניום, כשבבדיקות השתן שלהם נמצאו רמות חריגות גבוהות של יסוד זה.
דליקת אש קטנה בלוס אלמוס בינואר 1945, גרמה לחשש שאש במעבדת הפלוטוניום עלולה לזהם את העיר כולה, וגרובס אישר את הקמתו של מתקן חדש למחקר כימי ומטלורגי של פלוטוניום, שנודע כאתר-DP (Delta Prime site).
שני חצאי הכדור לליבת הפלוטוניום הראשונה יוצרו ונמסרו ב-2 ביולי 1945. שלושה חצאי כדור נוספים הגיעו ב-23 ביולי ונמסרו כעבור שלושה ימים.
בשל מורכבות פצצת אטום שפועלת בשיטת קריסה פנימה, הוחלט שלמרות בזבוז חומר בקיע יקר, נדרש ניסוי לבדיקתה בתנאי אמת.
גרובס אישר את הניסוי, ואופנהיימר החליט שהניסוי שיבוצע יהיה ניסוי גרעיני בהיקף מלא של פצצת פלוטוניום המבוססת על "מנגנון קריסה".
שם הקוד שניתן לניסוי היה "טריניטי".
במרץ 1944 מונה לתכנון הניסוי קנת ביינברידג', פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת הרווארד שעבד תחת קיסטיאקובסקי.
ביינברידג' בחר לאתר הניסוי בשטח של ניסויי הפצצה שליד שדה התעופה הצבאי אלמוגורדו שבדרום ניו מקסיקו.
ביינברידג' וקפטן סמואל דבלוס עבדו על הקמת מחנה בסיס לניסוי ולמתקניו, שכללו צריפים, מחסנים, סדנאות, מחסן תחמושת ומזנון.
גרובס לא אהב את האפשרות שיצטרך להסביר לוועדה בסנאט הפסד של פלוטוניום, שכלל ההשקעה בפרויקט עד מועד השימוש בו בניסוי הסתכמה ביותר ממיליארד דולר.
לפיכך תוכנן ונבנה כלי גלילי שכונה "ג'מבו" כדי לשחזר את החומר הפעיל במקרה של כישלון.
אורכו היה 7.6 מ' ורוחבו 3.7 מ', הוא נבנה בהשקעה כספית גדולה מ-194 טון ברזל ופלדה על ידי בבקוק אנד וילקוקס מברברטון שבאוהיו, והובא ברכבת מיוחדת לניו מקסיקו ולאתר הבדיקה.
אך עד שהגיע, גבר הביטחון בפצצת מנגנון הקריסה, זמינות הפלוטוניום הייתה מספקת, ואופנהיימר החליט שלא להשתמש בו.
במקום זאת הוא הוצב על מגדל פלדה במרחק של 730 מ' ממוקד הפיצוץ כדי לשמש מדד גס לעוצמת ההתפוצצות.
בסופו של דבר שרד ג'מבו בפיצוץ, אך לא המגדל שעליו הוצב.
ב-7 במאי 1945 בוצע פיצוץ מוקדם לקראת הניסוי, שנועד לכיול מכשירים.
פלטפורמת בדיקה עשויה מעץ הוקמה 730 מטר ממוקד הפיצוץ ומולאה ב-91 טון של מטען TNT, ששולב עם תוצרי ביקוע שכללו אורניום מוקרן מהנפורד שהומס ועורבב עם המטען.
הפיצוץ המוקדם נצפה על ידי בריגדיר גנרל תומאס פארל , סגנו של אופנהיימר וגרובס, והניב נתונים חיוניים לניסוי טריניטי עצמו.
פצצת הניסוי עצמה, שכונתה "הגאדג'ט", הועלתה לראש מגדל פלדה בגובה של 30 מטרים שהוצב בנ.צ.
פיצוץ בגובה זה מעל הקרקע ייתן אינדיקציה טובה יותר לאופן שבו תתנהג הפצצה כשתופל ממטוס.
פיצוץ באוויר גם הגדיל למקסימום את האנרגיה המופעלת ישירות על המטרה, ויצר פחות נשורת גרעינית.
הגאדג'ט הורכב בפיקוחו של נוריס ברדבורי בחוות מקדונלד הסמוכה ב-13 ביולי, והועלה למגדל למחרת בבוקר.
הצופים כללו את בוש, צ'אדוויק, קונאנט, פארל, פרמי, גרובס, לורנס, אופנהיימר וטולמן.
ב-16 ביולי 1945, בשעה 05:30, פוצץ הגאדג'ט, הפיק אנרגיה בכוח הרס הדומה לפיצוץ 21,000 טונות של TNT (20 קילוטון TNT), ויצר במדבר מכתש של טריניטיט (מעין זכוכית רדיואקטיבית) בגודל של 76 מטר.
גל ההלם הורגש עד מרחק של מעל 160 ק"מ ממקום הפיצוץ, וענן הפטרייה הגרעינית הגיע לגובה של 12.1 ק"מ.
הפיצוץ נשמע במרחק גדול, וגרובס פרסם סיפור כיסוי על פיצוץ במחסן תחמושת בשדה אלמוגורדו.
תגובות אנשי הצוות והצופים בניסוי היו של הפתעה, שמחה והקלה לנוכח הצלחתו הגדולה של הפיצוץ, ותדהמה מעוצמתו, מהאור הבוהק שבו הוארו ההרים מסביב, מכדור האש הצהוב-כתום שהתפשט במהירות עד שהפך לפטרייה ענקית, ומגל ההדף עצום שיצר.
מפורסמת אמירתו של אופנהיימר כי משהבין את עוצמת ההרס הטמונה בפצצה, עלו במוחו (בציטוט משובש) מילותיו של קרישנה מתוך הבהגאוואד גיטה: "עתה הנני המוות, מחריב העולמות".
למחרת נפגש הנשיא טרומן עם וינסטון צ'רצ'יל ועם יוסיף סטלין בוועידת פוטסדאם, וסיפר להם כי יש בידי ארצות הברית נשק חדש בעוצמה חסרת-תקדים.
עם צמצום פעילות הבנייה, ירד מספר העובדים לכ-100 אלף ב-1945, אך מספר אנשי הצבא גדל ל-5,600. היה קשה מאוד להשיג ולגייס את העובדים הנדרשים, בעיקר עובדים מיומנים במיוחד, שגם תוכניות ופרויקטים חיוניים אחרים של זמן מלחמה התחרו עליהם.
ב-1943 קיבל גרובס עדיפות זמנית מיוחדת מוועדת כוח-אדם לצורכי מלחמה.
במרץ 1944, הן מועצת הייצור המלחמתי והן ועדת כוח-אדם לצורכי המלחמה העניקו לפרויקט מנהטן את העדיפות הגבוהה ביותר.
טולמן וקונאנט, היועצים המדעיים של הפרויקט, הכינו רשימה של מדענים מועמדים, ומדענים מהפרויקט דירגו אותם.
לאחר מכן שלח גרובס מכתב אישי לראש האוניברסיטה או לראש החברה שלהם, וביקש לשחרר אותם לעבודה מלחמתית חיונית.
באוניברסיטת ויסקונסין–מדיסון, בחן סטניסלב אולם אישית את אחת מתלמידותיו, ג'ואן הינטון, כדי לבדוק את התאמתה לעבודה כל כך חיונית, וכעבור כמה שבועות קיבל הוא עצמו מכתב מהנס בתה שהזמין אותו להצטרף לפרויקט.
קונאנט גם שכנע אישית את קיסטיאקובסקי להצטרף לפרויקט.
מקור חשוב של כוח אדם מיומן היה הצבא עצמו, ובמיוחד תוכנית ההכשרה המקצועית שלו.
ב-1943 נוצרה חטיבת הנדסה צבאית מיוחדת (SED), וטכנאים ועובדים מיומנים שהתגייסו לצבא הוקצו אליה.
מקור נוסף היו נשים מחיל הנשים, שבתחילה נועדו למשימות פקידות וטיפול בחומר מסווג, אך עד מהרה הוטלו עליהן גם משימות טכניות ומדעיות והן שולבו כמחשבות.
פרופסור עמית לרדיולוגיה בבית הספר לרפואה באוניברסיטת רוצ'סטר, סטאפורד וורן , קיבל דרגת קולונל בחיל הרפואה, ומונה לראש המחלקה הרפואית בפרויקט ויועצו של גרובס לענייני רפואה.
משימתו הראשונה הייתה לצוות את בתי החולים באוק רידג', ריצ'לנד ולוס אלמוס.
המחלקה הרפואית הייתה אחראית למחקר הרפואי, אך גם לתוכניות בריאות ובטיחות רפואית.
היה בזה אתגר עצום, שכן העובדים טיפלו במגוון גדול של כימיקלים רעילים, השתמשו בנוזלים מסוכנים ובגזים בלחץ גבוה, עבדו עם מתח גבוה, וביצעו ניסויים בחומרי נפץ.
אתגר מיוחד היו הסכנות שטרם נחקרו כראוי בנושאי רדיואקטיביות ובטיפול בחומרים בקיעים.
עם זאת, בדצמבר 1945 העניקה המועצה הלאומית לבטיחות פרס כבוד מיוחד לבטיחות לפרויקט מנהטן, כהכרה ברקורד הבטיחותי שלו.
בין ינואר 1943 ליוני 1945 היו בפרויקט 62 הרוגים ו-3,879 פציעות, שהיו כ-62% מתחת לשיעורם בתעשייה הפרטית.
מאמר ב"לייף" מ-1945 העריך כי לפני הטלת הפצצות על הירושימה ונגסקי, "קרוב לוודאי שלא יותר מעשרה אנשים בכל הארץ ידעו את מלוא המשמעות של פרויקט מנהטן, ואולי רק עוד אלף אנשים היו בכלל מודעים לכך שנעשית איזושהי עבודה על אטומים".
המגזין כתב כי יותר מ-100,000 אנשים שהועסקו בפרויקט "עבדו כמו חפרפרות בחושך".
העובדים הוזהרו שחשיפת סודות מעבודתם עלולה להיענש ב-10 שנות מאסר או בקנס של 10,000 דולר (היום כ-113,000 דולר).
העובדים ראו כמויות עצומות של חומרי גלם נכנסים למפעלים, אך שום דבר לא יוצא מהם.
אנשי הביטחון של אוק רידג' ראו כל מסיבה פרטית עם יותר משבעה אנשים כחשודה, ותושבים—שהאמינו שסוכנים חשאיים של ממשלת ארצות הברית מסתובבים ביניהם—נמנעו מלהזמין לביתם את אותם אורחים שוב ושוב.
עובד מאוק רידג' סיפר ש"אם נראית סקרן, היית נקרא למקום מכוסה שטיח בתוך שעתיים על ידי סוכנים חשאיים ממשלתיים.
בדרך כלל אלה שזומנו להסביר את סקרנותם, לוו אחר-כך עם התיק והמטען לשער, וצוו להמשיך ללכת".
"זה לא שהעבודה הייתה קשה...
אתה מבין, אף אחד לא ידע מה עושים באוק רידג', אפילו לא אני, והרבה אנשים חשבו שהם מבזבזים את הזמן שלהם כאן.
זה היה תלוי בי להסביר לעובדים המתוסכלים שהם עושים עבודה מאוד חשובה.
כאשר שאלו אותי מה, הייתי צריך להגיד להם שזה סוד.
אבל כמעט השתגעתי בעצמי בניסיון להבין מה קורה."
עובדת אחרת סיפרה כיצד, כשעבדה במכבסה, העבירה מדי יום "מכשיר מיוחד" על גבי מדים שהגיעו לכביסה, והייתה צריכה להקשיב ל"קול נקישה".
רק אחרי המלחמה הבינה שעשתה משימה חשובה של בדיקת קרינה רדיואקטיבית עם מכשיר מונה גייגר.
כדי לשפר את המורל בקרב העובדים, יצרה אוק רידג' מערכת מקיפה של ליגות ספורט מקומיות, כולל 10 קבוצות בייסבול, 81 קבוצות סופטבול ו-26 קבוצות פוטבול.
צנזורה מרצון של מידע אטומי החלה עוד לפני תחילת הפרויקט.
לאחר פרוץ המלחמה באירופה בשנת 1939, החלו מדענים אמריקנים להימנע מפרסום מחקרים הקשורים לנושאים צבאיים, ובשנת 1940 החלו כתבי עת מדעיים לבקש מהאקדמיה הלאומית למדעים לנקות מאמרים ממידע הקשור לאטום.
ויליאם לורנס מ"הניו יורק טיימס" כתב מאמר על ביקוע אטומי במגזין "הסאטרדיי איבנינג פוסט" שפורסם ב-7 בספטמבר 1940, ומאוחר יותר נודע לו שפקידי ממשל ביקשו ב-1943 מספריות בכל רחבי ארצות-הברית להסיר את הגיליון.
אך הסובייטים הבחינו בשתיקת האמריקאים בנושא זה.
באפריל 1942 כתב הפיזיקאי הגרעיני גאורגי פליורוב לסטלין על היעדרם של מאמרים על ביקוע גרעיני בכתבי עת אמריקניים, דבר שהגביר את חשדותיו של סטלין ועורר אותו לפעולה.
פרויקט מנהטן פעל תחת אבטחה הדוקה שמא גילויו יגרור את כוחות הציר, ובמיוחד את גרמניה, להאיץ את פרויקטי הגרעין שלהם או לבצע פעולות חשאיות נגד הפרויקט.
בתחילת 1943 החלו העיתונים לפרסם דו"חות על בנייה מסיבית במדינות וושינגטון וטנסי על סמך רישומים ציבוריים, ומשרד הצנזורה הפדרלי החל לדון כיצד לשמור על סודיות הפרויקט.
ביוני פנה משרד הצנזורה לעיתונים ולתחנות שידור וביקש שלא לדון ב"ריסוק אטום, אנרגיה אטומית, ביקוע אטומי, פיצול אטומי, או כל מונח דומה להם, וכן בשימוש למטרות צבאיות ברדיום או בחומרים רדיואקטיביים, במים כבדים ובציקלוטרונים".
המשרד גם ביקש להימנע מדיון ב"פולוניום, אורניום, איטרביום, הפניום, פרוטקטיניום, רדיום, רניום, תוריום, דאוטריום".
למעשה רק אורניום היה נושא רגיש, אך נרשמו גם יסודות אחרים כדי לערפל ולהסתיר את חשיבותו המיוחדת של האורניום.
הסיכוי לחבלה היה קיים תמיד, ולעיתים עלה חשד שכשלים לא מוסברים נבעו מחבלה עוינת.
היו כמה בעיות שחשבו שנגרמו מעובדים רשלניים או ממורמרים, אך לא היו מקרים מאומתים של חבלות שבוצעו ביוזמת מדינות הציר.
כשאנשים ועובדים כה רבים מעורבים, הביטחון היה משימה קשה.
הוקמה יחידה מיוחדת של המודיעין המסכל כדי לטפל בסוגיות הביטחון של הפרויקט.
ב-1943 היה ברור כי ברית המועצות מנסה לחדור לפרויקט.
בוריס פאש, ראש אגף המודיעין המסכל בפיקוד הצבאי המערבי, חקר חשוד בריגול סובייטי במעבדת הקרינה בברקלי.
אופנהיימר הודיע לפאש שפנה אליו פרופסור בברקלי, האלון שבלייה, וסיפר שהועבר מידע מסווג לברית המועצות.
המרגל הסובייטי המצליח ביותר היה קלאוס פוקס, חבר המשלחת הבריטית שמילאה חלק חשוב בלוס אלמוס.
פעולות הריגול שביצע בשנים 1943–1945 בלוס אלמוס, התגלו רק ב-1950, ופגעו בשיתוף הפעולה הגרעיני של ארצות הברית עם בריטניה וקנדה.
נחשפו גם מקרי ריגול נוספים, שהובילו למעצרם של הארי גולד , דייוויד גרינגלס , ויוליוס ואתל רוזנברג.
מרגלים אחרים, כמו ג'ורג' קובאל ותאודור הול, נותרו לא ידועים במשך עשרות שנים.
קשה להעריך ולכמת את התרומה שהביא הריגול לברית המועצות, שכן המגבלה העיקרית על פרויקט הפצצה הגרעינית הסובייטית הייתה המחסור בעפרות אורניום.
ההערכה היא שהריגול חסך וקיצר לסובייטים שנה או שנתיים בפרויקט הגרעין.
בנוסף לפיתוח פצצת האטום, היה פרויקט מנהטן אחראי לאיסוף מודיעין על פיתוח גרעיני במדינות זרות.
ההערכה הייתה שתוכנית הגרעין היפנית לא הייתה במצב מתקדם, כי ליפן כמעט ולא הייתה גישה לעפרות אורניום, אך בתחילה היה חשש שפרויקט הגרעין של גרמניה הנאצית קרוב מאוד לפיתוח נשק גרעיני.
לפי אינפורמציה שנאספה בפרויקט מנהטן, בוצע מבצע הפצצה וחבלה נגד מפעלי מים כבדים בנורווגיה הכבושה בידי הגרמנים.
הוקם כוח משימה אמריקאי קטן, שאויש במשותף על ידי המודיעין הימי, OSRD, פרויקט מנהטן והמודיעין הצבאי (G-2), כדי לחקור התפתחויות מדעיות אצל האויב.
הוא לא היה מוגבל להתפתחויות הנוגעות לנשק גרעיני.
ראש המודיעין הצבאי, מייג'ור גנרל ג'ורג' סטרונג , מינה את בוריס פאש לפקד על היחידה, שמשימתה נקראה "משימת אלסוס".
משימת אלסוס באיטליה הייתה לחקור את עובדי המעבדה לפיזיקה באוניברסיטת רומא לאחר כיבוש העיר ביוני 1944. בינתיים יצר פאש בלונדון כוח משולב בריטי-אמריקאי בפיקודו של קפטן הוראס קלוור, שישתתף בפלישה לנורמנדי, מבצע אוברלורד.
גרובס העריך שהסיכון שהגרמנים ינסו לשבש את הנחיתות בנורמנדי באמצעות זיהום רדיואקטיבי גדול מספיק, והחליט להזהיר את הגנרל אייזנהאואר ולשלוח קצין שיתדרך את ראש המטה שלו, לוטננט גנרל וולטר בדל סמית'.
תחת שם הקוד "מבצע פפרמינט" ("מנתה"), הוכן ציוד מיוחד לטיפול בזיהום רדיואקטיבי, וצוותי לוחמה כימית הוכשרו להפעילו.
בעקבות התקדמות צבאות בעלות הברית בחזית מערב אירופה, שאלו פאש וקלברט את הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליו-קירי על פעילותם של מדענים גרמנים, ושוחחו עם מנהלי מכרות אורניום מקונגו הבלגית על משלוחי אורניום לגרמניה.
הם גילו שקיימים 68 טון עפרות אורניום בבלגיה ו-30 טון בצרפת.
מחקירתם של שבויים גרמניים התברר שאורניום ותוריום מעובדים במפעל באורניינבורג, כ-20 ק"מ מצפון לברלין, ולאחר המלצת גרובס הופצץ המפעל ב-15 במרץ 1945, בעיקר כדי שלא ייפול לידיים סובייטיות.
קבוצת משימת אלסוס הגיעה לסטאספורט באזור הכיבוש הסובייטי, ולקחה 11 טון עפרות אורניום ממפעל מחקר גרמני.
באפריל 1945 ניהל פאש, שפיקד על כוח משולב שנקרא כוח T, את "מבצע הארבורג'", שבוצע מעבר לקווי האויב וטיהר את הערים הכינגן, ביזינגן והייגרלוך, שהיו בליבה של תוכנית הגרעין הגרמנית.
כוח T תפס מעבדות גרעין, מסמכים, ציוד ואספקה, כולל 1.5 טון של מתכת אורניום.
צוותי אלסוס כינסו את המדענים הגרמנים, בהם קורט דיבנר, אוטו האן, ולטר גרלך, ורנר הייזנברג וקרל פרידריך פון וייזקר, והעבירו אותם לאנגליה.
הם נכלאו ב"חוות הול" שבגודמנצ'סטר, שם צותתו להם.
לאחר שהפצצות התפוצצו ביפן, נוכחו הגרמנים לדעת שבעלות הברית עשו מה שהם לא יכלו לעשות.
הטלת פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי
לפני הטלת הפצצה בדק משרד ההגנה האמריקני את אפשרויות הפלישה ליפן.
בין היתר, הוטל על צוות בראשות המהנדס ויליאם שוקלי להעריך את מספר הקורבנות מפלישה אמריקאית ליפן עצמה, שבה יוכנעו היפנים ותסתיים המלחמה.
שוקלי העריך כי כדי להכניע את היפנים "נצטרך להרוג בין 5 ל-10 מיליון.
תחזיתו של שוקלי הייתה בין הגורמים שהשפיעו על ממשלת ארצות הברית להחליט על הטלת פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי.
מנובמבר 1943 החל פיקוד מחלקת הציוד של חיל האוויר בשדה רייט שבאוהיו, להפעיל פרויקט להתאמת מפציצי בואינג B-29 סופרפורטרס לנשיאת פצצות האטום.
שם הקוד של הפרויקט היה "סילברפלייט" .
במרץ 1944 נפגש גרובס עם מפקד חיל האוויר האמריקני, הגנרל הנרי ארנולד, כדי לדון באספקטים הלוגיסטיים של העברת הפצצות מארצות הברית לאזור יפן והטלתן על מטרותיהן.
המטוס היחיד של בעלות הברית שהיה מסוגל לשאת את פצצת "איש רזה" באורך 5.2 מטרים או את פצצת "איש שמן" ברוחב של 150 ס"מ, היה המפציץ הבריטי הכבד אוורו לנקסטר, אך שימוש במטוס בריטי היה גורם לבעיות לוגיסטיות ולקשיים בתחזוקה.
גרובס קיווה שניתן יהיה לשנות את המפציץ בואינג B-29 סופרפורטרס (Superfortress, מבצר-על) ולצרף את שני תאי הפצצות שלו לתא גדול אחד, כדי שיוכל לשאת את פצצת "איש רזה".
ארנולד הבטיח שהעבודה תיעשה, ומינה את גנרל אוליבר אקולס לאיש קשר עם הפרויקט, שמינה את קולונל רוסקו וילסון כממלא מקומו.
וילסון הפך למעשה לקצין הקשר הראשי בין חיל האוויר האמריקני לבין פרויקט מנהטן.
הנשיא רוזוולט הורה לגרובס, שאם פצצות האטום יהיו מוכנות עוד לפני תום המלחמה עם גרמניה, עליו להיות מוכן להטיל אותן על גרמניה.
קבוצת הטייסות המעורבת 509 הופעלה ב-17 בדצמבר 1944 בבסיס חיל האוויר ונדובר שביוטה, בפיקודו של קולונל פול טיבטס.
האימונים נעשו בוונדובר ובבסיס חיל האוויר בטיסטה שבקובה, שבו התאמנה טייסת המפציצים 393 בהטלת פצצות דמה, הדומות במשקלן ובמבנן לפצצת "איש שמן", אחרי טיסה ארוכה מעל האוקיינוס.
יחידה מיוחדת מפרויקט מנהטן, שנקראה "פרויקט אלברטה" , הוקמה בלוס אלמוס כדי לעזור בהכנתן ובהעברתן של הפצצות.
קצין חיל הים פרדריק אשוורת' נפגש בפברואר 1945 בגואם עם מפקד זירת האוקיינוס השקט, האדמירל צ'סטר נימיץ, ועדכן אותו בפרויקט.
באותה נסיעה בחר אשוורת' באי הפאסיפי טיניאן כבסיסו של להק 509. מטוסים וציוד נפרסו באי החל מיוני 1945, ואנשי צוות אוויר, אנשי לוגיסטיקה ואחרים הגיעו לבסיס עד סוף יולי.
רוב המרכיבים של פצצת "ילד קטן" יצאו מסן פרנסיסקו על הסיירת אינדיאנפוליס ב-16 ביולי, והגיעו לטיניאן ב-26 ביולי 1945. כעבור ארבעה ימים טובעה הספינה על ידי צוללת יפנית.
שאר המרכיבים של הפצצה, שכללו שש טבעות אורניום-235, הובאו על ידי שלושה טייסים מקבוצה 509. שתי הרכבות של פצצת "איש שמן" הובאו לטיניאן במטוסי B-29 מותאמים.
ליבת פלוטוניום ראשונה הובאה במטוס C-54 מיוחד.
הוקמה ועדת משותפת של חיל האוויר ופרויקט מנהטן כדי לקבוע אילו ערים ביפן יופצצו, שהמליצה על קוקורה, הירושימה, ניאיגטה וקיוטו.
בנקודה זו התערב מזכיר המלחמה הנרי סטימסון, והודיע שהוא יקבל את ההחלטה לגבי המטרות, ולא יאשר את הפצצת קיוטו בשל חשיבותה ההיסטורית והדתית.
לפיכך ביקש גרובס מארנולד להסיר את קיוטו, לא רק מרשימת המטרות הגרעיניות, אלא גם ממטרות ההפצצות הקונבנציונליות.
נגסאקי החליפה את קיוטו ברשימת הערים הפוטנציאליות להפצצה.
במאי 1945 הוקמה ועדת הביניים כדי להמליץ על אופן השימוש באנרגיה גרעינית בזמן המלחמה ואחריה.
הוועדה כללה את סטימסון כיושב ראש, את ג'יימס ביירנס, סנאטור אמריקאי לשעבר שיהיה בקרוב מזכיר המדינה, כנציגו האישי של הנשיא הארי טרומן, ובכירי ממשל נוספים.
הוועדה הקימה פאנל מדענים שכלל את קומפטון, פרמי, לורנס ואופנהיימר, כדי לייעץ לה בנושאים מדעיים.
בהצגת מסקנותיו, הציע הפאנל המדעי את דעתו הן לגבי ההשפעות הפיזיות של הפצצה האטומית והן לגבי האימפקט הצבאי והפוליטי שלה.
בוועידת פוטסדאם, שהתקיימה בגרמניה בין 17 ביולי ל-2 באוגוסט 1945, נודע לטרומן כי ניסוי טריניטי הצליח.
הוא אמר לסטלין, מנהיג ברית המועצות, כי לארצות הברית יש אמצעי-על צבאי חדש, בלי למסור פרטים.
הייתה זו ההודעה הרשמית הראשונה שהאמריקאים העבירו לסובייטים על הפצצה, אך סטלין כבר ידע עליה ממרגליו.
מכיוון שההרשאה להשתמש בפצצה נגד יפן כבר ניתנה, ולאחר שיפן דחתה את הצהרת פוטסדאם, לא נשקלו כלל חלופות אחרות להמשך המערכה נגדם.
ב-6 באוגוסט 1945, המריא משדה צפון שבאי טיניאן המפציץ B-29, שכונה "אנולה גיי", ופצצת האורניום "ילד קטן" בתא ההפצצה שלו.
המפציץ היה מטייסת ההפצצה 393, וטייסו היה קולונל פול טיבטס.
הירושימה הייתה יעד הפיצוץ הראשון, כשהערים קוקורה ונגסאקי היו חלופות.
באישורו של תומאס פארל השלים פרסונס, איש הצוות האחראי על פצצת האטום, את הרכבת הפצצה באוויר כדי למזער את הסיכונים בזמן ההמראה.
לאחר שהוטלה, התפוצצה הפצצה בגובה של 530 מטר, ובעוצמת פיצוץ שנאמדה מאוחר יותר כשוות-ערך ל-13 קילוטון TNT.
שטח של כ-12 קילומטרים רבועים נהרס.
פקידי ממשל יפניים העריכו כי 69% ממבני הירושימה נהרסו כליל ועוד 6-7% ניזוקו.
כ-70,000 עד 80,000 איש, שהם כ-30% מאוכלוסיית הירושימה, נהרגו מיד מההדף החזק של הפיצוץ, מהחום העצום, ומהקרינה הרדיואקטיבית החזקה שקרנה בעוצמה רבה בכל אזור פיצוץ.
בשל תגובה מושהית של הפיצוץ והשפעות מתמשכות של הקרינה הרדיואקטיבית, עלה בהתמדה מספר הנספים, והוערך בסוף 1945 בכ-100,000. לאחר חמש שנים נאמד מספר ההרוגים מהפצצה בכ-200,000, שכללו גם את המתים ממחלת הסרטן ומהשפעות קטלניות ארוכות טווח נוספות שגרמה פצצת האטום שהוטלה על הירושימה.
בבוקר 9 באוגוסט 1945, המריא מפציץ B-29 שני, שכונה "בוקסקאר" , שהטיס מייג'ור צ'ארלס סוויני מטייסת 393, עם פצצת הפלוטוניום "איש שמן".
אשוורת' היה איש הצוות האחראי על הפצצה, והעיר קוקורה הייתה היעד.
סוויני המריא כשהפצצה מוכנה וחמושה, אך כשמתגי הבטיחות החשמליים במצב חסימה.
כשהגיעו לקוקורה הם מצאו עננים שמכסים את העיר ומונעים ראות טובה, המחויבת על פי הפקודות.
אחרי שלושה יעפים מעל העיר, וצמצום כמות הדלק, הם פנו למטרה החליפית שנקבעה, נגסאקי.
אשוורת' החליט שהפעם ישתמשו במכ"ם אם תיחסם הראות למטרה, אך מעל נגסאקי נפער ברגע האחרון פתח בעננים שאיפשר ראות טובה על פי הפקודות.
"איש שמן" הוטלה מעל העמק התעשייתי באמצע המרחק בין מפעל הפלדה של מיצובישי בדרום לבין מפעל התחמושת מיצובישי-אורקמי בצפון.
עוצמת הפיצוץ הייתה שוות-ערך ל-21 קילוטון TNT, דומה לזו של ניסוי טריניטי, וגדולה בכ-40% מזו שהוטלה על הירושימה.
הפיצוץ הוגבל לעמק אורקמי, כך שעל חלק גדול מהעיר הגנו הגבעות החוצצות.
בפיצוץ נהרסו כליל כ-44% ממבני העיר, ונגרם נזק קשה לאזור התעשייה ולכושר הייצור שלה.
בפיצוץ נהרגו מיד מההדף, מהחום ומהקרינה כ-40,000 אנשים, רובם עובדי תעשייה, וכ-60,000 נפצעו.
בינואר 1946 הוערך שכמות הנספים הגיעה לכ-70,000 איש.
לאחר חמש שנים נאמד מספר ההרוגים בנגסאקי בכ-140,000, כולל המתים ממחלת הסרטן, מהרעלת קרינה, ומהשפעות קטלניות ארוכות טווח נוספות של הפצצה.
סך כול מספר הנספים משתי פצצות האטום שהוטלו, האחת על הירושימה והשנייה על נגסאקי, נאמד לאחר חמש שנים מההתקפה בכ-340,000 אנשים.
פצצות אטום נוספות ותחילת המחלוקת על הפצצת יפן
הוכנו שתי הרכבות נוספות של פצצות מסוג "איש שמן", שהיו אמורות להישלח מ'שדה קירטלנד' לטיניאן ב-11 וב-14 באוגוסט 1945. גרובס ציפה שתהיה פצצת אטום שלישית מוכנה לשימוש ב-19 באוגוסט, עוד שלוש פצצות בספטמבר, ועוד שלוש באוקטובר.
טכנאים עבדו בלוס אלמוס 24 שעות ברציפות כדי לצקת ליבת פלוטוניום שלישית, אך עדיין היה צריך לעבדה ולצפותה עד 16 באוגוסט, ולהכינה לשימוש עד 19 באוגוסט.
ב-10 באוגוסט ביקש טרומן בחשאי שלא להטיל פצצות אטומיות נוספות על יפן ללא הוראתו המפורשת.
לפיכך השעה גרובס ב-13 באוגוסט את משלוח הליבה השלישית.
יומיים אחר-כך, ב-15 באוגוסט, הודיעה ממשלת יפן על נכונותה להיכנע.
לאחר הטלת שתי הפצצות נכנעה ממשלת יפן ללא תנאי באופן רשמי ב-2 בספטמבר 1945, ומלחמת העולם השנייה הגיעה לקיצה.
למרות זאת, הצורך בהפצצת הירושימה ונגסאקי הפך לנושא שנוי במחלוקת בין היסטוריונים .
היו ששאלו אם "דיפלומטיה גרעינית" לא הייתה משיגה את אותן מטרות, ונחלקו ביניהם אם ההפצצות האטומיות או הכרזת המלחמה הסובייטית על יפן אכן הכריעו את המלחמה מול יפן.
דו"ח פרנק היה המאמץ הבולט ביותר ללחוץ נגד ההפצצה האטומית, אך הוא נדחה בידי הפאנל המדעי של ועדת הביניים.
העצומה של סילארד , שנוסחה ביולי 1945 ונחתמה על ידי עשרות מדענים שעבדו בפרויקט מנהטן, הייתה ניסיון מאוחר להזהיר את הנשיא טרומן מפני האחריות והחובה שמוטלות עליו כתוצאה מהשימוש בנשק קטלני זה.
בדיקת נזקי הפצצות האטומיות בידי ארצות הברית
כבר ב-11 באוגוסט 1945, יומיים לאחר הטלת פצצת האטום על נגסאקי, הורה גרובס לסטפורד וורן להקים צוות בדיקה שיסקור וידווח על ממדי ההרס והרדיואקטיביות בהירושימה ובנגסאקי.
קבוצה בראשות תומאס פארל וסטפורד וורן, מצוידת במונה גייגרים ניידים, הגיעה להירושימה ב-8 בספטמבר, זמן קצר לאחר כניעת יפן, כשהאדמירל היפני מסאו צוזוקי משמש לה כמתורגמן.
הם נשארו בהירושימה עד 14 בספטמבר, ולאחר מכן סקרו את נגסאקי מ-19 בספטמבר עד 8 באוקטובר.
משלחת זו ומשלחות מדעיות אחרות שנשלחו ליפן סיפקו נתונים מדעיים והיסטוריים חשובים על ההפצצות ועל השפעותיהן.
עוצמת הפצצות וההרס העצום בהירושימה ובנגסאקי הדהימו את העולם כולו, ובפרט את העובדים עצמם בפרויקט מנהטן, שכלל לא הבינו מה מטרת עבודתם.
אף שקיומן של הפצצות כבר פורסם פומבית, נמשכה הסודיות, ועובדים רבים עדיין לא ידעו מה מהות עבודתם.
באוק רידג' אמר אחד העובדים ב-1946, "אני לא יודע מה לעזאזל אני עושה מלבד להסתכל לתוך XXX ולהפוך XXX ליד XXX.
אני לא יודע שום דבר על זה, ואין שום דבר שאני מסוגל להגיד".
תושבים רבים המשיכו להימנע מלדון בשיחות רגילות במה שהם כינו "החומר" ("the stuff"), למרות היותו של "החומר" הסיבה לקיומה של העיר שבה הם חיים.
לקראת הטלת הפצצות, ביקש גרובס מהנרי דאוולף סמית' להכין דו"ח היסטורי בלתי מסווג על הפצצה האטומית, המיועד לקריאה על ידי הציבור הרחב.
הדו"ח, ששמו המלא הוא "אנרגיה אטומית למטרות צבאיות: הדו"ח הרשמי על פיתוח הפצצה האטומית בחסות הממשל האמריקני, 1940–1945", הידוע יותר בשם "דו"ח סמית", יצא לציבור ב-12 באוגוסט 1945. גרובס וניקולס העניקו "פרסי E של הצבא והצי" לקבלני מפתח (בעיקר מפעלים אזרחיים), שמעורבותם הייתה חשאית עד כה.
מעל 20 מדליות מצוינות נשיאותיות הוענקו לקבלני מפתח ולמדענים, כולל לווניבר בוש ולאופנהיימר.
אנשי צבא קיבלו את עיטור "לגיון המצוינות".
בהנפורד הופסק ייצור הפלוטוניום לאחר שכורים D ,B ו-F נשחקו כתוצאה מהרעלת מוצרי ביקוע, והגרפיט התנפח בשל מה שידוע כ"אפקט ויגנר" .
הנפיחות פגמה בצינורות הטעינה, שבהם הוקרן האורניום לצורך ייצור פלוטוניום, והפך אותם לבלתי שמישים.
כדי לשמור על אספקת הפולוניום לפולטי הנייטרונים שבפצצה (הקיפודים), צומצם הייצור וכור B נסגר, מתוך מגמה שלפחות כור אחד יהיה זמין בעתיד.
המחקר נמשך, וחברת דופונט והמעבדה המטלורגית פיתחו תהליך משופר חדש להפרדת הפלוטוניום מהאורניום, במקום התהליך פוספט-ביסמוט, שהותיר את האורניום במצב שלא איפשר שימוש נוסף בו.
בלוס אלמוס החלה עזיבה של מדענים מוכשרים רבים, אף שנותרה עדיין עבודה רבה.
הפצצות שהוטלו על הירושימה ונגסאקי דמו יותר לאב-טיפוס מעבדתי שצריך השלמת פיתוח, ונותרה עבודת מחקר ופיתוח רבה כדי להפוך אותן לפשוטות יותר, בטוחות יותר ואמינות יותר.
לדוגמה, היה צריך לפתח מנגנון קריסה גם עבור פצצת האורניום במקום מנגנון הירי הבזבזני, ונדרשה גם ליבה מעורבת של אורניום-פלוטוניום בשל הקושי לספק פלוטוניום ברמת הניקיון הנדרשת בכמות מספקת.
אלא שאי הוודאות לגבי עתידה של המעבדה הקשתה על המדענים להמשיך לעבוד בה.
אופנהיימר חזר לתפקידו באוניברסיטת קליפורניה, וגרובס מינה את נוריס ברדבורי כמחליף זמני (הוא נשאר לבסוף בתפקיד במשך 25 השנים הבאות).
שני פיצוצים של פצצות פלוטוניום מסוג "אדם שמן" נערכו באטול ביקיני שבאוקיינוס השקט ביולי 1946 במסגרת מבצע פרשת דרכים, במטרה לחקור את השפעת הפיצוץ הגרעיני על ספינות מלחמה.
פצצת "אייבל" התפוצצה ב-1 ביולי 1946, והפיצוץ הגדול יותר, "בייקר", בוצע בתוך המים בעומק של 27 מטר ב-25 ביולי.
לאחר הפצצת הירושימה ונגסאקי, ייסדו מספר פיזיקאים מפרויקט מנהטן את ביטאון מדעני האטום, שהחל כפעולת חירום של מדענים שראו צורך דחוף בתוכנית חינוכית מיידית בנושא הנשק האטומי.
לנוכח כוח ההרס של הנשק החדש, ובמיוחד מרוץ החימוש הגרעיני הצפוי, הביעו כמה חברים בפרויקט, בהם בוהר, בוש וקונאנט, את הדעה כי יש צורך להגיע להסכמה על פיקוח בינלאומי על מחקר גרעיני ועל נשק אטומי.
תוכנית ברוך , שנחשפה בנאום בפני ועדת האו"ם לאנרגיה אטומית ביוני 1946, הציעה להקים רשות בינלאומית לפיתוח אטומי, אך הצעתה לא התקבלה.
בעקבות ויכוח פנימי על ניהול תוכנית הגרעין האמריקאית, הוקמה הוועדה לאנרגיה אטומית של ארצות הברית (AEC - Atomic Energy Commission) בכפוף לחוק האנרגיה האטומית של 1946 , כדי לנהל את הנכסים ואת הפעולות של פרויקט מנהטן.
היא קיימה פיקוח אזרחי על הפיתוח האטומי, והוציאה מהצבא את הפיתוח, הייצור והבקרה של הנשק האטומי.
ההיבטים הצבאיים הקשורים בנשק האטומי הועברו לאחריות "פרויקט הנשק המיוחד של הכוחות המזוינים" .
פרויקט מנהטן חדל להתקיים ב-31 בדצמבר 1946.
הוצאות הפרויקט עד 1 באוקטובר 1945 הסתכמו ב-1.845 מיליארד דולר (שהם פחות מההוצאות על תשעה ימי לחימה רגילים במלחמת העולם השנייה).
עד 1 בינואר 1947, כשהפרויקט נסגר והוועדה לאנרגיה אטומית (AEC) קיבלה אחריות על המשך הפיתוח האטומי, הסתכמו כלל ההוצאות בפרויקט מנהטן ב-2.191 מיליארד דולר.
הקצאת התקציב לפרויקט הייתה 2.4 מיליארד דולר.
יותר מ-90% מהעלות היו עבור בניית מפעלים וייצור והעשרה של חומרי הביקוע, ופחות מ-10% על פיתוח וייצור סופי של הפצצות.
ארבע פצצות נבנו בסך הכול עד סוף 1945: פצצת ניסוי טריניטי ("הגאדג'ט"), הפצצה שהוטלה על הירושימה ("ילד קטן"), הפצצה שהוטלה על נגסאקי ("איש שמן"), ופצצה רביעית זהה ל"איש שמן" שלא השתמשו בה.
העלות הממוצעת לפצצה הייתה לפיכך כ-500 מיליון דולר, במונחי 1945. לשם השוואה, העלות הכוללת של הפרויקט עד סוף שנת 1945 הייתה כ-90% מסך ההוצאות על ייצור נשק קל (לא כולל תחמושת), או 34% מהסכום הכולל שהושקע בפיתוח וייצור של טנקים אמריקניים באותה תקופה.
זה היה פרויקט הנשק השני היקר ביותר שבוצע על ידי ארצות הברית במלחמת העולם השנייה (היקר ביותר היה פרויקט התכנון והייצור של מטוסי ההפצצה בואינג B-29 סופרפורטרס).
ההשפעות הפוליטיות והתרבותיות של פיתוח הנשק הגרעיני היו עמוקות ומרחיקות לכת.
לורנס היה עד הן לניסוי טריניטי והן להפצצת נגסאקי, כתב את ההודעות הרשמיות לעיתונות שהוכנו עבורם, והמשיך בסדרה של מאמרים המתארים את יתרונותיו של הנשק החדש.
הדיווחים שלו לפני הפיצוצים ואחריהם סייעו לעורר את המודעות הציבורית לפוטנציאל הטמון בטכנולוגיה הגרעינית, ודרבנו את פיתוחה בארצות הברית ובברית המועצות.
פרויקט מנהטן הותיר מתקופת המלחמה רשת גדולה של מעבדות לאומיות: המעבדה הלאומית לורנס ברקלי, המעבדה הלאומית בלוס אלמוס, המעבדה הלאומית באוק רידג' , המעבדה הלאומית בארגון , ומעבדת איימס .
שתי מעבדות נוספות הוקמו על ידי גרובס זמן קצר לאחר המלחמה, המעבדה הלאומית ברוקהייבן באפטון בלונג איילנד שבניו יורק, והמעבדות הלאומיות סנדיה באלבקרקי שבניו מקסיקו.
גרובס הקצה למעבדות תקציב כולל של 72.4 מיליון דולר למחקר לשנת 1946. מעבדות לאומיות אלו, שהוקמו בפרויקט מנהטן, יהיו בחוד החנית של מחקר בקנה מידה גדול, שאלווין ויינברג , מנהל המעבדה הלאומית באוק רידג', יקרא "המדע הגדול" .
מעבדת המחקר של חיל הים האמריקאי כבר התעניינה מזה זמן באפשרות להשתמש בכוח גרעיני להנעת ספינות מלחמה, וביקשה להקים פרויקט גרעיני משלה.
במאי 1946 החליט נימיץ, אז מפקד המבצעים של חיל הים, שחיל הים יעבוד ישירות עם פרויקט מנהטן ולא עם מעבדת חיל הים.
קבוצת קצינים מחיל הים שולבה במעבדת אוק רידג', השתתפה בחקר האנרגיה הגרעינית, והניחה את היסודות להנעת כלי השיט של חיל הים באנרגיה גרעינית.
קבוצה דומה של אנשי חיל האוויר האמריקאי הגיעה לאוק רידג' בספטמבר 1946 במטרה לפתח מטוסים גרעיניים.
הפרויקט להנעת מטוסים באנרגיה גרעינית (NEPA) נתקל בקשיים טכניים כבירים, ובסופו של דבר בוטל.
יכולתם של הכורים החדשים ליצור איזוטופים רדיואקטיביים בכמויות שלא נודעו קודם לכן, הביאה למהפכה ברפואה הגרעינית בשנים שלאחר המלחמה.
החל מאמצע שנת 1946 החלה אוק רידג' לספק רדיו-איזוטופים לבתי חולים ולאוניברסיטאות.
רוב ההזמנות היו עבור יוד-131 וזרחן-32, ששימשו לאבחון ולטיפול בסרטן.
בנוסף לתרופות, שימשו האיזוטופים הרדיואקטיביים גם במחקר ביולוגי, תעשייתי וחקלאי.
בהעבירו את האחריות לוועדה לאנרגיה אטומית, נפרד גרובס מהעובדים בפרויקט מנהטן, ואמר:
"לפני חמש שנים, הרעיון של כוח אטומי היה רק חלום.
הפכתם את החלום הזה למציאות.
לקחתם את הרעיונות המעורפלים הללו ותרגמתם אותם לממשות.
בניתם ערים שאף אחד לא הכיר קודם.
הקמתם בתי חרושת בהיקף וברמת דיוק שנחשבו עד כה לבלתי-אפשריים.
יצרתם כלי נשק שסיים את המלחמה, והציל בכך את חייהם של אמריקאים רבים מספור.
ובנוגע ליישומים של זמן שלום, הסרתם את המסך וגיליתם עולם חדש שלם."
בשנת 2014 העביר הקונגרס של ארצות הברית חוק להקמת פארק לאומי המוקדש להיסטוריה של פרויקט מנהטן.
הפארק הלאומי ההיסטורי של פרויקט מנהטן , נפתח ב-10 בנובמבר 2015. הוא פרוס על שלושת אתרי הפיתוח והייצור הגדולים של הפרויקט, אוק רידג', הנפורד ולוס אלמוס.
סט"י (SETI - קיצור של: Search for Extraterrestrial Intelligence) הוא מיזם לחיפוש אחר חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ, באמצעות האזנה לאותות רדיו המגיעים מהחלל.
חיפוש חיים מחוץ לכדור הארץ באמצעות חללית מאוישת קשור לתחום המדע הבדיוני.
שיגור חללית לא מאוישת למטרה זו, כדוגמת החללית "פיוניר 10", הוא מבצע יקר ומוגבל מבחינת אמצעים.
אחת השיטות לחיפוש ציוויליזציות זרות במרחבי החלל שמימושה ניתן לביצוע בתקציב סביר ובמסגרת הטכנולוגיה הקיימת היא האזנה לאותות רדיו המגיעים מהחלל, ובכך עוסק פרויקט SETI.
בשנת 1960 החל האסטרונום פרנק דרייק מאוניברסיטת קורנל בפרויקט אוזמה, שהוא הניסוי הראשון של האזנה לאותות חיצוניים.
מקור השם הוא שמה של הנסיכה מהקוסם מארץ עוץ.
המקלטים ב-SETI בנויים להאזין לאותות מכוכבים רחוקים בלבד.
האזנה לתדרי רדיו מהכוכבים קיימת כבר משנת 1960, כאשר פרנק דרייק, אסטרונום במצפה טלסקופ הרדיו הלאומי בגרין בנק שבמערב וירג'יניה, הבטיח כי בעזרת ציוד שהתקין, בשווי 2,000 דולר בלבד, הוא יכול לגלות אותות שמקורם עשוי להיות ביצורים חיים שפיתחו טכנולוגיה גבוהה.
בשנת 1977, כך מספר השבועון "טיים" בכתבה על SETI במסגרת מוסף מיוחד על התגליות של המאה שפורסם בשנה זו, אירע הרגע הדרמטי ביותר בהיסטוריה של המכון.
פרופ' ג'רי אקמן, שהיה אז ממנהלי "האוזן הגדולה", טלסקופ הרדיו של אוניברסיטת המדינה של אוהיו, נתקל בנייר שנפלט לפתע על ידי מחשב התצפית.
על הפלט הופיע אות, והפרופסור הנדהם הוסיף בשולי הפלט, בכתב ידו, את המילה "וואו".
אות זה נקרא בשם אות ה"וואו!".
משחזר אסטרונום הרדיו רוב דיקסון, ראש "האוזן הגדולה" היום.
אבל כל התצפיות שכוונו מאז לעבר אותה נקודה שממנה הגיע האות, לא הצליחו לאתרו פעם נוספת.
בשנת 1993, שנה אחת בלבד לאחר פתיחת המוסד, התברר כי הקונגרס האמריקאי סבור שהכסף שהוקצב לנאס"א למטרות האזנה לכוכבים, דרוש יותר לעניים על פני כדור הארץ.
חוק שהועבר ביוזמת מספר סנאטורים הורה לנאס"א להפסיק לתמוך בפרויקט.
הפרויקט ממומן על ידי תורמים פרטיים.
"פניקס" הוא שמו של פרויקט ההאזנה שהוקם ביוזמה פרטית של פרנק דרייק, אסטרונום שיצר גם את נוסחת דרייק לחישוב מספר התרבויות התבוניות ביקום.
הקבוצה המפעילה את פניקס גייסה מימון פרטי, חכרה את הציוד שנאס"א רכשה לפרויקט והחלה לעבוד.
דרייק גייס מגורמים פרטיים כמה מיליוני דולרים.
אתר ההאזנה הראשון שלה היה באוסטרליה, בו האזינו ל-56 מיליון ערוצים באמצעות רדיו טלסקופ אימתני שקוטרו 64 מטרים.
במשך חמישה חודשים האזין הצוות באמצעות המחשב ל־200 כוכבים דמויי שמש הנראים רק מחצי הכדור הדרומי.
עשר שנים של חיפושים מאסיביים ללא הצלחה
במרץ 2004 ציינו בפניקס עשר שנים לתחילת הפרויקט.
מרבית זמן החיפוש של פניקס בוצע בטלסקופ הרדיו הגדול ביותר בעולם – צלחת בקוטר 305 מטרים בארסיבו, שניצלה את הטופוגרפיה הטבעית של הרי פוארטו ריקו.
במשך השנים האזין הפרויקט ל־800 כוכבים במעל למיליארד תדרי רדיו ברגישות גבוהה.
אף מחקר אחר לא כיסה כל כך הרבה תדרים או השיג את הרגישות הזו.
היה זה החיפוש היחיד שהיה יכול לאתר שידורי ET בעוצמה של מכ"מים צבאיים שלנו.
אחת הבעיות בחיפוש אחר אותות מתבונה מלאכותית בחלל היא שהאותות מכדור הארץ עלולים להפריע, כך שהמדענים חייבים למצוא דרך אמינה להבחין בין הפרעות ארציות לבין שידורים חוצניים.