埃姆斯計劃

埃姆斯計劃（Ames Project）是第二次世界大戰期間美國曼哈頓計劃的重要組成部分，旨在研發和製造首批原子彈。該計劃由愛荷華州立學院（位於愛荷華州埃姆斯）的弗蘭克·斯佩丁牽頭設立。起初，它僅是芝加哥大學冶金實驗室的一個分支機構，專門開展化學與冶金學的研究，隨後逐漸演變為一個獨立運作的項目。該計劃的主要成就是研發出了「埃姆斯工藝」——這是一種製備高純度純金屬鈾的方法，為曼哈頓計劃中的核反應堆與原子彈提供了必不可少的原料。

在1942年至1945年間，該計劃累計生產了超過1000ST的金屬鈾。此外，研究團隊還成功開發出了製備和鑄造釷、鈰以及鈹等關鍵金屬的工藝。1945年10月，為表彰其在科研與生產上的貢獻，愛荷華州立學院榮獲了陸海軍「E」級卓越生產獎。這在歷史上較為罕見，因為該殊榮通常僅授予工業企業。1947年，埃姆斯計劃正式改組為埃姆斯實驗室，成為隸屬於美國原子能委員會的國家實驗室之一。

## 背景

1932年，詹姆斯·查德威克發現了中子；隨後在1938年，德國化學家奧托·哈恩與弗里茨·施特拉斯曼發現了核裂變現象，不久後莉澤·邁特納與奧托·弗里施對此進行了理論解釋並予以正式命名。這些科學發現，開啟了利用鈾進行可控核鏈式反應的可能性。

1941年12月20日，即日本偷襲珍珠港並促使美國全面捲入第二次世界大戰後不久，諾貝爾獎得主、物理學家阿瑟·康普頓受命負責掌管鈽項目。該項目的最終目標是：建造核反應堆以將鈾轉化為鈽，探索通過化學途徑將鈽從鈾中分離出來的方法，並最終設計製造出原子彈。這便是後來曼哈頓計劃的雛形。儘管當時還沒有任何一座反應堆成功建成，但科學家們已經構想出了幾種不同的設計方案。

1942年2月，康普頓在芝加哥大學建立了該項目的核心機構——冶金實驗室。其首要任務是建造核反應堆，以生產製造原子彈所需的鈽。作為一名物理學家，康普頓在籌建實驗室化學部時，向赫伯特·麥科伊尋求了專業建議。麥科伊是同位素和放射性元素領域的專家，他推薦了位於愛荷華州埃姆斯的愛荷華州立學院的弗蘭克·斯佩丁。斯佩丁是稀土元素方面的專家，而稀土元素在化學性質上與包含鈾和鈽的錒系元素極為相似。康普頓隨即邀請斯佩丁出任冶金實驗室化學部的負責人。

由於芝加哥大學的研究空間不足，斯佩丁提議在愛荷華州立學院設立化學部的分支機構，因為那裡有願意協助他的學術同僚和完善的設施。最終雙方達成協議：斯佩丁將每周的時間一分為二，一半在埃姆斯工作，另一半則在芝加哥。原本的計劃是，一旦芝加哥騰出足夠的空間，埃姆斯的科研人員就會全數搬遷過去。但這並未發生，埃姆斯計劃反而憑藉其取得的研究成果，最終演變成了曼哈頓計劃中一個獨立運作的國家級實驗室。

## 組織架構

項目伊始，斯佩丁首先招募了兩位在愛荷華州立學院的科學家同僚擔任他的副手：光譜化學與冶金學專家哈利·A·威廉士出任埃姆斯計劃冶金部負責人；伊拉爾·B·約翰斯（Iral B. Johns）則擔任鈽部負責人。在他們的領導下，共設立了八位部門主管。隨著研究的深入，埃姆斯計劃的規模不斷擴張，核心科研人員很快超過了90名，最終的工作人員總數更是突破了500人。

管理層通常會在每周日早晨召開例會，總結上周工作並規劃下周目標。這一會議傳統後來被大家戲稱為「Speddinars」（斯佩丁研討會）。起初，斯佩丁在每次開完會後就需前往芝加哥。直到1943年初，詹姆斯·弗蘭克接替他成為芝加哥冶金實驗室化學部的主任，斯佩丁這才得以將更多精力傾注在埃姆斯的工作上，但他依然保留了冶金實驗室副主任的頭銜。

期間，斯佩丁得到了愛荷華州立學院院長查爾斯·E·弗萊利的支持。雖然由於安全審查尚未結束，斯佩丁起初無法向院長透露研究的具體性質，但這並未影響院長的信任。安全審查結束後，弗萊利立刻抽調了理學院院長哈羅德·V·加斯基爾（Harold V. Gaskill）來擔任埃姆斯計劃的行政主管。美國陸軍工兵部隊於1942年6月接手了曼哈頓計劃，並於同年年底正式接管了埃姆斯計劃的全面運作。

## 鈾

### 埃姆斯工藝

團隊面臨的首要任務，是為恩里科·費米提議建造的核反應堆尋找足夠的金屬鈾。鈾礦石的獲取在當時並不困難——在斯塔滕島的里奇蒙港的一個倉庫里，存放著約1200ST產自比屬剛果的高品位礦石。此外，在加拿大西北地區大熊湖畔的鐳港，埃爾多拉多礦每年能開採約300ST的礦石。埃爾多拉多公司還在安大略省霍普港經營著一家精煉廠，專門用於提煉加拿大和比利時的礦石。1942年，曼哈頓計劃預計的鈾總需求量為200ST，而康普頓提議的核反應堆僅需45ST即可運轉。

主要困難在於提純。氧化鈾中天然混雜的雜質會作為中子毒物大量吸收中子，從而直接阻斷核鏈式反應。由於這些雜質的干擾，1942年以前發表的科學文獻普遍將鈾的熔點錯誤地記錄在1700C左右，而純金屬鈾的實際熔點僅為1132C。金屬氫化物公司（Metal Hydrides Incorporated）的彼得·P·亞歷山大（Peter P. Alexander）曾在1938年首次指出，鈾的熔點「其實低至1100C甚至更低」。

在實驗室環境下提純氧化鈾最有效的方法，是利用硝酸鈾醯極易溶於乙醚的化學特性。然而，要將這種工藝放大到工業化生產層面卻面臨極大風險；乙醚極具揮發性和爆炸性，任何大量使用乙醚的工廠都面臨著嚴重的爆炸與火災隱患。為了克服這一瓶頸，康普頓和斯佩丁找到了位於密蘇里州聖路易斯的馬林克羅特公司，該公司在安全處理乙醚方面具備經驗。1942年4月17日，斯佩丁與馬林克羅特的化學工程師亨利·V·法爾（Henry V. Farr）和約翰·R·魯霍夫（John R. Ruhoff）進行了工藝對接。幾個月內，他們便生產出了60噸高純度的氧化鈾。

當時，市面上唯一能買到的金屬鈾是由西屋電氣製造公司利用光化學工藝生產的。他們在新澤西州布盧姆菲爾德工廠屋頂的大缸中，將氧化鈾與氟化鉀進行反應。但這種工藝效率較低，生產出的金屬錠只有25美分硬幣大小，售價高達每克20美元。冶金實驗室負責鈾加工的組長愛德華·克魯茨在實驗中急需一個橙子大小的金屬鈾球。如果按照西屋公司的產能和工藝，製造這樣一個金屬球需要耗費20萬美元並耗時一年。與此同時，亞歷山大開發的一種氫化物（或稱「hydramet」）工藝，利用氫化鈣作為還原劑，成功將鈾礦石還原成了金屬。位於麻薩諸塞州貝弗利的金屬氫化物工廠通過這種方法勉強生產出了幾磅金屬鈾。然而，這些用作還原劑的氫化鈣中含有過量的硼（一種極強的中子毒物），導致製成的金屬鈾無法在反應堆中引發鏈式反應。直到幾個月後，國家標準局的克萊門特·J·羅登（Clement J. Rodden）聯合聯合碳化物公司，才摸索出了生產高純度氫化鈣的方法。

在等待的過程中，斯佩丁和威廉士開始尋找製造金屬鈾的其他工藝。當時的鈾通常呈粉末狀，極易在空氣中自燃。雖然可以通過壓制、燒結並將其儲存在密閉罐子中，但要想實現其實用價值，就必須突破熔煉和鑄造的技術難關。鑄造面臨著技術挑戰：鈾熔液會腐蝕由鈹、氧化鎂乃至石墨製成的傳統坩堝。團隊曾嘗試在氫氣環境中用碳來還原鈾，僅取得有限的成功；隨後他們繼續嘗試了鋁、鎂和鈣作為還原劑，均以失敗告終。直到次月，埃姆斯的科研團隊獲得了一個重要發現：只要控制得當，液態的鈾其實是可以澆鑄在石墨容器中的。儘管學界已知石墨會與鈾發生反應，但這在實際操作中是可控的，因為碳化鈾只會在兩者接觸的極薄界面處形成，並不影響主體金屬的純度。

此時，曼哈頓計劃伯克利輻射實驗室的一位研究員帶了一塊兩英寸見方的四氟化鈾立方體（這是在電磁卡魯特機中使用的常規鈾化合物）造訪冶金實驗室，討論在反應堆中使用它來替代氧化鈾的可行性。斯佩丁意識到，如果能從這種鹽類中直接提煉出金屬鈾，就能繞開氧氣的干擾。他將這塊四氟化鈾帶回埃姆斯，交由威廉士進行研究。這項任務由助手韋恩·H·凱勒（Wayne H. Keller）負責。凱勒翻閱文獻，重新研究了一種最初由新罕布夏大學的J.C.高金斯（J. C. Goggins）等人在1926年開發的工藝。該工藝將四氯化鈾與金屬鈣混合，放入一個內襯氧化鈣的密閉鋼製壓力容器（研究人員俗稱其為「炸彈」）中進行高溫加熱（早在1841年，歐仁-梅爾基奧爾·佩利戈正是通過用鉀還原四氯化鈾首次製備出了純鈾）。1942年8月3日，凱勒成功復現了高金斯的實驗，在「炸彈」中提煉出了一個重達20克、純度極高的金屬鈾塊。這一被稱為「埃姆斯工藝」的方法隨即被擴大規模。到了同年9月，團隊已經開始使用內襯石灰防腐蝕、長15英寸、直徑4英寸的重型鋼管來充當「炸彈」，每次反應可容納多達3公斤的四氟化鈾。隨後，工程師C.F.格雷（C. F. Gray）將這些提煉出的鈾錠進行二次澆鑄，成功打造出了一根重達4980克、尺寸為5乘2英寸的純鈾鋼坯。

### 生產

1942年9月24日，威廉士將這塊鈾坯帶到了芝加哥冶金實驗室，並將其展示給康普頓。康普頓對此感到驚訝，他起初懷疑這塊金屬內部是空的。斯佩丁當即命人將鈾坯從中切開，堅實的截面打消了疑慮。幾天後，冶金實驗室主任理察·L·多安（Richard L. Doan）前往埃姆斯，草擬了一份科學研究與開發辦公室（OSRD）的合同，要求埃姆斯計劃立即作為試點工廠，每天生產100磅純金屬鈾，直到這套工藝最終移交給工業企業。該 OSRD 合同隨後在1942年11月被一份由曼哈頓計劃軍方直接下達的正式合同所取代。最初的合同預算為50,000美元。截至1945年12月31日，埃姆斯計劃實際獲得的總合同面值已升至690.7萬美元；不過實際完成所有生產任務的花費僅為400萬美元。

為了尋找合適的生產場地，威廉士在校園東南邊緣選定了一棟木製建築。這棟樓在1926年前曾是家政系的教學樓，隨後被改作女子體育館。1941年新體育館落成後，它到1942年時已基本作為倉庫使用。接管這棟建築後，軍方下令將木地板全部更換為厚實的混凝土防爆地板。該建築被正式命名為「物理化學附樓」（Physical Chemistry Annex）；由於附近名叫愛荷華州安克尼的小鎮建有一個大型軍械庫，當地人便戲稱這棟樓為「小安克尼」（Little Ankeny）。在尋找工具機時，威廉士在埃姆斯當地發現了一家掛牌轉讓的機械加工廠。店主比爾·梅特蘭（Bill Maitland）過去一直靠製造園藝工具為生，但在戰時的金屬物資配給制下失去了原料來源。威廉士隨即以8,000美元買下了這家工廠的全部設備。與此同時，芝加哥冶金實驗室也為他們調撥了兩台大型40千瓦的還原爐。

埃姆斯計劃的持續生產為芝加哥冶金實驗室提供了兩噸的純金屬鈾，直接促成了世界上第一座核反應堆——芝加哥1號堆的建成。1942年12月2日，該反應堆成功達到了人類歷史上的首次臨界狀態。在此之後，埃姆斯計劃提供了位于田納西州橡樹嶺柯林頓工程城的X-10石墨反應堆所需金屬鈾的90%以上。在工藝不斷優化的前提下，金屬鈾的產量從1942年12月的每天100磅，提升至1943年1月中旬的每天550磅。

為了適應工業化生產，工藝進行了核心改良：用金屬鎂全面替代了最初使用的鈣。因為鎂成本更為低廉、更容易大規模獲取，且提純後的純度更高。副作用是，用鎂啟動還原反應比用鈣更困難，需要將加熱溫度提至更高。作為主要原料的四氟化鈾因其顏色，在業內被稱為「綠鹽」。這些材料分別由馬林克羅特、杜邦和哈肖化學（Harshaw Chemical）等公司供應；材料運抵埃姆斯後，會和鎂一起被送入粉碎機混合。標準的反應「炸彈」通常是直徑6英寸、長36英寸的厚壁管道；如果軍方需要重達125磅的大型金屬錠，則會使用直徑10英寸、長42英寸的管道。混合物被放入爐中加熱到650C，持續40至60分鐘後會引發劇烈的自發反應，內部溫度瞬間升至1500to。工作人員只能躲在防爆牆後，通過麥克風偵聽混合物被點燃的聲音，一旦確認反應結束，便迅速將處於紅熱狀態的炸彈移至噴水室進行急速冷卻。開蓋後可以得到一塊金屬鈾錠以及伴生的氟化鎂爐渣。待炸彈冷卻後，工人會用氣動錘敲擊，直到鈾錠和爐渣分離。隨後，這些鈾錠會被打上鋼印標記，送往鑄造工序。

後期的真空鑄造工序不僅能將鈾重新塑形成標準的反應堆鋼坯，還能去除殘餘的揮發性雜質。工人將粗糙的鈾錠放入高純度石墨坩堝中加熱熔化，隨後倒入模具。製成的成品鈾棒直徑在1.5and之間，長20to。這些鈾棒會被逐一打上編號，嚴密封裝入木箱，發往芝加哥冶金實驗室，隨後再轉運到橡樹嶺或漢福德區。到了1943年7月，埃姆斯計劃每月的純鈾產量達到了130,000磅。隨著規模效應的顯現，每磅金屬鈾的生產成本從最初的1,000美元，大幅下降至大約只需1美元。從1943年7月起，馬林克羅特、Electromet 和杜邦公司開始接收並利用埃姆斯工藝進行工業化煉鈾。隨著產能的全面轉移，完成了初步生產任務的埃姆斯計劃在1945年初逐步關閉了自身的鈾生產線。

停產後，埃姆斯計劃啟動了一項從生產廢料中回收金屬鈾的任務。為此，他們在1944年新建了一棟名為「物理化學附樓2號」的建築。從各地回收上來的廢舊鈾車削碎屑經過清洗、烘乾，並使用磁鐵吸除混入的鐵屑雜質後，被液壓機壓製成緻密的煤球狀進行二次重熔。直到1945年12月，這項回收技術成熟並移交給金屬氫化物公司及漢福德區的專業回收廠時，埃姆斯計劃已經成功從廢料中回收了超過60萬磅的金屬鈾。綜合統計，埃姆斯計劃在戰時累計生產了超過1000ST的金屬鈾。隨著戰爭結束，所有的本土生產操作於1945年8月5日終止，金屬氫化物公司和杜邦公司也同步停止了戰時生產線，這使得馬林克羅特公司成為了戰後初期全美唯一的金屬鈾供應商。

## 其他金屬

自1942年起，在保障鈾生產操作的同時，埃姆斯計劃的研究人員在分離和純化釷、鈹及稀土金屬（如鈰）方面，也開展了一系列冶金研究。

### 釷

1942年，核物理學家格倫·T·西博格（Glenn T. Seaborg）證實，當釷受到中子轟擊時，它可以在反應堆中轉化為易裂變的同位素——鈾-233。若研究能證實鈾-233比鈽更容易從天然鈾中分離提取，這將為製造原子彈提供一條潛在路徑。不過，這條技術路線當時並未被軍方繼續跟進，因為要大規模生產鈾-233，意味著必須重新設計漢福德區剛剛建成的反應堆集群。到了1944年4月，冶金實驗室的托芬·R·羅格尼斯（Thorfin R. Rogness）計算得出：一個裝填了釷的特殊核反應堆，不僅能夠生產出足夠維持自身裂變反應的鈾-233，甚至在不添加其他核燃料的情況下就能自我維持。這一結論在物理學界引起了廣泛關注，因為當時人們普遍擔憂天然鈾資源可能枯竭，而釷的全球地質儲藏量至少是鈾的十倍。

在1943年7月和8月期間，埃姆斯計劃曾嘗試直接使用「埃姆斯工藝」來製造金屬釷。但由於釷的熔點遠高於鈾，傳統的炸彈還原法無法將其熔化結塊。研究持續到1944年，科研人員找到了解決方法：只要在反應混合物中添加氯化鋅作為催化劑，他們就能在稍低的溫度下製造出一種鋅釷合金。隨後，只需將這種合金在石墨坩堝中加熱到1300C，低熔點的鋅就會揮發分離出來，剩下的便是高純度的海綿釷。這些釷被放入耐溫的氧化鈹坩堝中，鑄造成重達150磅的大型鑄錠。截至1945年12月31日，該計劃成功生產了約4,500磅的金屬釷。戰前由於提純困難，釷的價格高達每克3美元；但在戰爭結束時，埃姆斯計劃的工藝已將其生產成本降至每克不到5美分。

### 鈹

曼哈頓計劃將輕質的鈹金屬用作原子彈核心的中子反射層，同時它也是引爆原子彈的調製中子源中的關鍵組件。在當時的美國，僅有一家公司具備進行商業化生產的實力——位於俄亥俄州洛蘭的 Brush Beryllium 公司。為了保障軍方供應，埃姆斯計劃於1943年12月開始著手研發全新的生產工藝。他們起初嘗試利用金屬鎂和硫磺作為助燃劑，在重型壓力容器中還原氟化鈹。處理鈹面臨的主要挑戰是其生化毒性。為了避免產生毒性鈹粉塵的吸入風險，必須使用全封閉的炸彈容器進行操作。這項工藝在理論上雖然可行，但硫化鎂反應產生的極高溫度和高壓意味著反應爐存在安全隱患。隨後，團隊研發出了一種替代方案：利用金屬鈣和氯化鉛在炸彈中處理氟化鈹，並在最終階段進行真空鑄造。直到二戰結束時，這項相關研究仍在進行中。

### 鈰

1944年中期，埃姆斯計劃接到了另一項緊急任務：生產高純度鈰。當時，伯克利實驗室和洛斯阿拉莫斯實驗室急需這批材料來合成硫化鈰，而硫化鈰是製造用來鑄造鈽金屬的特殊耐腐蝕坩堝的關鍵材料。這一次，團隊再次採用了「炸彈還原法」，利用鈣和碘作為催化劑來還原無水的氯化鈰。由於氯化鈰極易吸水，為了使用氯化氫氣體對其進行脫水乾燥，他們建造了一個恆溫恆濕的「乾燥室」。反應生成的粗金屬中混有微量雜質，因此必須進行二次重熔提純。工人們將其澆鑄成直徑0.75英寸、長4英寸的圓柱形標準棒。由於鈰的化學性質活潑，易在高溫下被氧化，重熔工序必須在真空中進行，並使用內襯氧化鈣或氧化鎂的耐火坩堝。第一批高品質的金屬鈰在1944年8月送達洛斯阿拉莫斯。截至1945年8月停產，埃姆斯實驗室共為曼哈頓計劃生產了437磅純度超過99%的金屬鈰。

## 合金

戰前由於金屬鈾稀缺，學界對其冶金特性知之甚少；但隨著鈾被大規模應用於漢福德的反應堆，曼哈頓計劃的科學家們需要探明其物理及化學特性。當時的初代反應堆均使用水來冷卻，人們希望研發出一種既具有高導熱性、又能抵抗高溫水腐蝕的鈾合金。埃姆斯計劃為此生產並測試了碳化鈾，得出的初步結論是它有潛力作為替代純金屬鈾的反應堆燃料。與此同時，鉍具有極低的中子俘獲截面，因此埃姆斯計劃製造並測試了一系列不同配比的鈾鉍合金。

當時還有一項提議認為，可以通過在外層緊密包裹銅套管，來保護反應堆中的鈾燃料棒免受水腐蝕。為此，埃姆斯計劃對鈾銅合金進行了研究，以探討這兩種金屬在高溫接觸面可能發生的滲透反應。但在實際應用中，軍方最終選擇了用鋁罐來封裝鈾。因此，埃姆斯團隊迅速調整方向，對鈾鋁合金，以及用於焊接這些鋁罐的含錫合金進行了腐蝕測試。同時接受測試的，還有鈾與鈹、鈣、鈷、鎂、錳和釷等金屬的合金組合。為了從輻射過的廢鈾中分離出鈽，科研人員曾試圖利用鈽在高溫熔融狀態下與金、銀的冶金親和力，進行一種成本高昂的液態金屬提取法測試。不過，曼哈頓計劃最終選擇了化學分離途徑——磷酸鉍工藝。

除了鈾合金，埃姆斯計劃還對釷進行了合金化研究。他們系統地將釷與鉍、碳、鉻、鐵、錳、鉬、鎳、氧、錫、鎢及鈾進行各種配比的熔煉，並記錄數據。此外，他們也研究了鈹與鉍、鉛、釷、鈾以及鋅的合金相圖特性，為美國核工業提供了底層材料數據。

## 化學

研究鈾的化學特性是埃姆斯計劃的核心工作之一。科研團隊研究了各種形態的氧化鈾和氫化鈾在特定條件下的物理與化學性質。奧本海默的團隊曾考慮過在原子彈的彈芯中使用氫化鈾來替代金屬鈾。但隨後的理論推演和實驗發現，該方案會導致鏈式反應效率低下，最終這一想法被擱置。在基礎研究之外，埃姆斯團隊還開發出了一套化學回收工藝，成功從橡樹嶺電磁同位素分離過程殘留的四氟化鈾殘渣，以及氣體擴散過程報廢的六氟化鈾氣體中，回收了貧鈾金屬。在將該工藝移交給駐紮在橡樹嶺的特種合金與材料實驗室進行工業部署之前，埃姆斯在校園裡建立了一個能夠每天穩定生產公斤級鈾金屬的中試驗證工廠。

在反應堆運轉之前，鈽僅僅以粒子加速器打出的微觀量級存在。從1943年開始，隨著漢福德反應堆的運轉，微量的鈽樣本開始被送達埃姆斯。儘管曼哈頓計劃中研究鈽化學的核心機構是芝加哥冶金實驗室，埃姆斯計劃的化學家們也對如何將鈽金屬從輻射鈾廢料及高毒性裂變產物中分離出來的化學方案，進行了細緻的探索和交叉驗證。

## 戰後

1945年10月12日，曼哈頓計劃的軍事負責人、少將萊斯利·R·格羅夫斯造訪了愛荷華州立學院。為了表彰該學院在曼哈頓計劃鈾生產中做出的貢獻，格羅夫斯為其頒發了陸海軍「E」級卓越生產獎。由一所學術性機構獲得這項通常只授予工業製造組織的殊榮，在美國歷史上較為罕見。該獎項的實體是一面綴有四顆白星的旗幟，代表了埃姆斯計劃在兩年半的時間裡付出的努力與效率。截至2011年，這面旗幟依然被保存在愛荷華州立大學的斯佩丁大樓內。

戰事結束後的1945年11月1日，愛荷華州教育委員會成立了原子能研究所（Institute of Atomic Research，簡稱 IAR）。該機構旨在作為協調整個美國中西部核能和平利用研究工作的樞紐，斯佩丁出任了首任所長。在過渡期內，曼哈頓計劃的機構繼續為埃姆斯的科研活動提供經費，隨著《1946年原子能法案》的通過，研究團隊的管轄權在1947年1月1日移交給了新成立的原子能委員會（AEC）。

1947年5月17日，AEC正式將運營管理埃姆斯實驗室（此時其地位已晉升為國家實驗室級別）的合同授予了愛荷華州立學院。實驗室被保留在大學校園內，其科研人員主要由該校的教職員工和研究生組成。斯佩丁作為核心人物，一直擔任實驗室主任至1968年退休。為了讓科研人員專注於科研，實驗室的日常行政管理工作移交給了原子能研究所（IAR）。聯邦政府撥款建造了新的永久性研究大樓。這些設施分別於1948年和1950年落成並投入使用，隨後被命名為威廉士大樓（Wilhelm Hall）和斯佩丁大樓（Spedding Hall）。在戰後的歲月里，埃姆斯實驗室保持了在化學和冶金學領域的領先地位，在稀土金屬的精煉、提純與特性研究方面具有重要影響力。