曼哈頓計劃
研發出人類史上首枚原子彈的軍事計劃 / 維基百科,自由的 encyclopedia
曼哈頓計劃(英語:Manhattan Project)是第二次世界大戰期間研發出人類首枚核武器的一項軍事計劃,由美國主導,英國和加拿大協助進行。1942年至1946年間,曼哈頓計劃由美國陸軍工程兵團少將萊斯利·格羅夫斯領導,設計製造原子彈的洛斯阿拉莫斯實驗室則由核物理學家羅伯特·奧本海默負責。陸軍對軍事行動的慣例是用總部所在地命名,因而計劃中陸軍負責的部分稱曼哈頓區。不過後來「曼哈頓」一名逐漸取代了原有的官方計劃代號代用材料項目發展(Development of Substitute Materials),成為對整個計劃的稱呼。該計劃在發展過程中逐漸吸取融合了英國在合金管工程中的發現。曼哈頓計劃在1939年便已小規模進行,後來規模愈來越大,總共雇有13萬餘人,花費22億美金(折合2020年的254億美元[1]),其中逾九成是花在了建造工廠、生產可裂變物質上,只有不到一成用在武器研發生產上。研發工作和生產工程分散在美國、英國、加拿大三國30多個不同的地點。
曼哈頓計劃 | |
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Manhattan Project | |
存在時期 | 1942年至1946年 |
國家或地區 | |
部門 | 美國陸軍 |
規模 | 最高有129,000人參與 |
直屬 | 美國陸軍工程兵團 |
駐軍/總部 | 美國田納西州橡樹嶺 |
參與戰役 | |
紀念日 | 1942年8月13日 |
指揮官 | |
著名指揮官 | |
標識 | |
臂章 | |
徽章 (非官方) |
戰爭期間,曼哈頓計劃共研究出兩種不同設計的原子彈:一種是較為簡單的槍式,另一種是結構複雜的內爆式。其中,槍式設計促就了後來的「小男孩」,其彈芯用的是鈾的同位素鈾-235,這種同位素的天然豐度只有0.7%,需要從自然界中更為豐沛的同位素鈾-238中分離出來。不過,兩種同位素化學性質完全相同,原子質量接近,分離元素的工作阻礙重重。最後,計劃採用三種不同的方法來濃縮鈾——電磁分離法、氣體擴散法和熱泳法,絕大部分工序在美國田納西州橡樹嶺的克林頓工程師工程進行。科學家還嘗試過將鈈填入槍式原子彈中(「瘦子」),但未能成功。
內爆式武器中使用的是鈈元素,由核反應堆增殖而來。1942年,在芝加哥大學冶金實驗室,人類歷史上首座人工核反應堆芝加哥1號堆成功實現自持反應。隨後,曼哈頓計劃在橡樹嶺修建了試驗核反應堆X-10石墨反應堆,又在華盛頓州的漢福德區修築了若干增殖核反應堆,可將輻照過的鈾通過核嬗變轉化為鈈;產出的鈈再經化學方法(磷酸鉍處理法)從鈾中分離出來,最終裝填入彈芯,成為後來的「胖子」。1945年的三位一體核試驗中,人類引爆的首枚核彈「小工具」即是內爆式核武器。
曼哈頓計劃還負責收集德國核武器開發計畫的情報。阿爾索斯任務中,曼哈頓計劃的眼線遍布歐洲,有些甚至深入敵後,收集核裂變材料和機密文件、拘捕德國科學家。雖然曼哈頓計劃保密工作十分嚴格,有許多內部人員甚至都不清楚自己工作的意義何在,不過還是有蘇聯的原子間諜滲入其中、竊取情報。
1945年8月,美軍派出B-29轟炸機飛往日本,其中飛行員、投彈手和技術人員均由曼哈頓計劃人員擔任。機組在廣島、長崎分別擲下「小男孩」和「胖子」,造成10餘萬人死亡、建築大範圍損毀。戰後,美軍執行十字路口行動,在比基尼環礁進行了數次核試驗。曼哈頓計劃中的科研機構演變為後來的美國國家實驗室體系,其科研成果也被用來發展核動力海軍與用於醫學。1947年,美國原子能委員會成立並接管美國的核武器研究生產項目,曼哈頓計劃正式停止。