Loading AI tools
研發出人類史上首枚原子彈的軍事計劃 来自维基百科，自由的百科全书
曼哈頓計畫（英語：Manhattan Project）是第二次世界大戰期間研發出人類首枚核子武器的一項軍事計畫，由美國主導，英國和加拿大協助進行。1942年至1946年間，曼哈頓計畫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·歐本海默負責。陸軍對軍事行動的慣例是用總部所在地命名，因而計畫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畫代號代用材料項目發展（Development of Substitute Materials），成為對整個計畫的稱呼。該計畫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。曼哈頓計畫在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、生產可分裂物質上，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。
戰爭期間，曼哈頓計畫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，計畫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柯林頓工程師工程進行。科學家還嘗試過將鈽填入槍式原子彈中（「瘦子」），但未能成功。
內爆式武器中使用的是鈽元素，由核子反應爐增殖而來。1942年，在芝加哥大學冶金實驗室，人類歷史上首座人工核子反應爐芝加哥1號堆成功實現自持反應。隨後，曼哈頓計畫在橡樹嶺修建了試驗核子反應爐X-10石墨反應爐，又在華盛頓州的漢福德區修築了若干增殖核子反應爐，可將輻照過的鈾通過核轉換轉化為鈽；產出的鈽再經化學方法（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」即是內爆式核子武器。
曼哈頓計畫還負責收集德國核子武器開發計畫的情報。阿爾索斯任務中，曼哈頓計畫的眼線遍布歐洲，有些甚至深入敵後，收集核分裂材料和機密文件、拘捕德國科學家。雖然曼哈頓計畫保密工作十分嚴格，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畫人員擔任。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。曼哈頓計畫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子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子武器研究生產項目，曼哈頓計畫正式停止。
1938年，德國化學家奧托·哈恩和弗瑞慈·施特拉斯曼共同發現了核分裂現象，不久後莉澤·邁特納與奧托·弗里施又洞曉了其背後的理論原理，使得核子武器的開發有了理論依據。當時人們很擔心德國會率先造出原子彈，從納粹德國等法西斯國家流亡的科學家對此更是恐慌不已。[2]1939年8月，匈牙利裔物理學家利奧·西拉德和尤金·維格納共同起草愛因斯坦-西拉德信，警告有人可能要研發一種「極為強力的新型炸彈」。信中還強烈建議美國政府大量囤積鈾礦，督促恩里科·費米等學者進行核連鎖反應的有關研究。信件由艾伯特·愛因斯坦落款署名，遞送至時任美國總統富蘭克林·德拉諾·羅斯福的手中。羅斯福命國家標準局局長萊曼·布里格斯組建鈾顧問團，詳議愛因斯坦-西拉德信提及的問題。布里格斯在1939年10月21日召開了一次會議，出席者有西拉德、維格納和愛德華·泰勒。該年11月，委員會回稟羅斯福稱，鈾「或可被製成炸彈，其破壞力將遠大於目前所知的任何武器」。[3]
美國海軍向哥倫比亞大學資助了6,000美金，費米和西拉德將這筆錢基本都花在了購置石墨上。二人聯手尤金·布思和約翰·鄧寧等哥倫比亞大學教授實現了美國首個核分裂反應，驗證了哈恩和施特拉斯曼的發現。他們隨後又陸陸續續在哥倫比亞大學卜平樓製造了一系列核子反應爐原型，但未能實現連鎖反應。[4]1940年6月27日，國防部科研委員會（NDRC）成立，主席萬尼瓦爾·布什立刻將鈾顧問團劃入NDRC，並改組為鈾委員會，直接對他負責。[5]布里格斯申請了167,000美元的經費用來研究鈾（尤其是同位素鈾-235）和1940年在加利福尼亞大學發現的鈽元素。[6][注 1]1941年6月28日，羅斯福簽署了第8807號總統令，成立了科學研究與開發辦公室（簡寫為OSRD），[9]繼續由萬尼瓦爾·布什擔任主管，NDRC併入其中。除了研究任務外，OSRD還獲准許參與大型工程項目。[6]鈾委員會從NDRC分離出來直屬OSRD，安全起見，「鈾」一
