Великобритания инициировала первый исследовательский проект по созданию атомной бомбы в 1941 году. Основываясь на этой работе, Великобритания побудила Соединенные Штаты осознать важность этого типа исследований, помогла США начать Манхэттенский проект в 1942 году и предоставила важные экспертные знания и материалы, которые способствовали успешному завершению проекта и вовремя повлияли на окончание Второй мировой войны .
После открытия ядерного деления урана ученые Рудольф Пайерлс и Отто Фриш из Бирмингемского университета в марте 1940 года подсчитали, что критическая масса металлической сферы из чистого урана-235 составляет всего лишь от 1 до 10 килограммов (от 2,2 до 10 кг). 22,0 фунта) и взорвется с силой тысячи тонн динамита . Меморандум Фриша -Пайерлса побудил Великобританию создать проект атомной бомбы, известный как Tube Alloys . Марк Олифант , австралийский физик, работавший в Великобритании, сыграл важную роль в распространении результатов британского отчета MAUD в Соединенных Штатах в 1941 году путем личного визита. Первоначально британский проект был более масштабным и продвинутым, но после того, как Соединенные Штаты вступили в войну, американский проект вскоре опередил и затмил свой британский аналог. Затем британское правительство решило отказаться от своих ядерных амбиций и принять участие в американском проекте.
В августе 1943 года премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль и президент США Франклин Д. Рузвельт подписали Квебекское соглашение , предусматривавшее сотрудничество между двумя странами. Квебекское соглашение учредило Объединенный политический комитет и Объединенный фонд развития для координации усилий Соединенных Штатов, Соединенного Королевства и Канады. Последующее соглашение в Гайд-парке, заключенное в сентябре 1944 года, распространило это сотрудничество на послевоенный период. Британская миссия во главе с Уоллесом Акерсом оказала помощь в разработке технологии газовой диффузии в Нью-Йорке. Великобритания также производила порошкообразный никель, необходимый для процесса газовой диффузии. Другая миссия, возглавляемая Олифантом, который занимал должность заместителя директора Радиационной лаборатории Беркли , помогала в процессе электромагнитного разделения . Будучи главой британской миссии в Лос-Аламосской лаборатории , Джеймс Чедвик возглавлял многонациональную команду выдающихся ученых, в которую входили сэр Джеффри Тейлор , Джеймс Так , Нильс Бор , Пайерлс, Фриш и Клаус Фукс , который, как позже выяснилось, был советским атомщиком. шпион . Четыре члена Британской миссии стали руководителями групп в Лос-Аламосе. Уильям Пенни наблюдал за бомбардировкой Нагасаки и участвовал в ядерных испытаниях операции «Перекресток» в 1946 году.
Сотрудничество закончилось принятием Закона об атомной энергии 1946 года , известного как Закон Мак-Магона, и Эрнест Титтертон , последний британский правительственный служащий, покинул Лос-Аламос 12 апреля 1947 года. Затем Великобритания приступила к исследованиям взрывчатых веществ , своей собственной программе ядерного оружия, и стала третья страна, испытавшая независимо разработанное ядерное оружие в октябре 1952 года.
Открытие в 1938 году ядерного деления урана Отто Робертом Фришем , Фрицем Штрассманом , Лизой Мейтнер и Отто Ханом [ 1] повысило вероятность создания чрезвычайно мощной атомной бомбы . [2] Беженцы из нацистской Германии и других фашистских стран были особенно встревожены идеей немецкого проекта создания ядерного оружия . [3] В Соединенных Штатах трое из них, Лео Сцилард , Юджин Вигнер и Альберт Эйнштейн , были вынуждены написать письмо Эйнштейна-Сциларда президенту Соединенных Штатов Франклину Д. Рузвельту , предупреждающее об опасности. Это привело к тому, что президент создал Консультативный комитет по урану . В Великобритании лауреаты Нобелевской премии по физике Джордж Пейджет Томсон и Уильям Лоуренс Брэгг были достаточно обеспокоены этим вопросом. Их опасения дошли до секретаря Комитета имперской обороны генерал-майора Гастингса Исмэя , который консультировался с сэром Генри Тизардом . Как и многие ученые, Тизард скептически относился к вероятности разработки атомной бомбы, оценивая шансы на успех как 100 000 к 1. [4]
Даже при таком большом шансе опасность была достаточно велика, чтобы ее можно было воспринимать всерьез. Томсону из Имперского колледжа Лондона и Марку Олифанту , австралийскому физику из Бирмингемского университета , было поручено провести серию экспериментов с ураном. К февралю 1940 года команде Томсона не удалось создать цепную реакцию в природном уране, и он решил, что заниматься этим не стоит. [5] Но в Бирмингеме команда Олифанта пришла к совершенно иному выводу. Олифант поручил эту задачу двум немецким ученым-беженцам, Рудольфу Пайерлсу и Отто Фришу , которые не могли работать над проектом университетского радара , поскольку были вражескими инопланетянами и, следовательно, не имели необходимого допуска. [6] Они рассчитали критическую массу металлического шара из чистого урана-235 , единственного делящегося изотопа, встречающегося в значительном количестве в природе, и обнаружили, что вместо тонн, как все предполагали, всего лишь от 1 до 10 килограммов (2,2). до 22,0 фунтов), который взорвался бы с силой тысяч тонн динамита. [7] [8] [9]
Олифант передал меморандум Фриша-Пайерлса Тизарду, и был создан комитет MAUD для дальнейшего расследования. [10] Оно руководило интенсивными исследовательскими работами и в июле 1941 года подготовило два всеобъемлющих отчета, в которых был сделан вывод о том, что атомная бомба не только технически осуществима, но и может быть произведена до окончания войны, возможно, всего за два года. Комитет единогласно рекомендовал в срочном порядке приступить к разработке атомной бомбы, хотя и признал, что требуемые ресурсы могут превышать те, которые доступны Великобритании. [11] [12] Для координации этих усилий было создано новое управление, известное как Tube Alloys . Сэр Джон Андерсон , лорд-президент Совета , стал ответственным министром, а Уоллес Эйкерс из Imperial Chemical Industries (ICI) был назначен директором Tube Alloys. [13]
В июле 1940 года Великобритания предложила предоставить Соединенным Штатам доступ к своим научным исследованиям, [14] и Джон Кокрофт из миссии Тизард проинформировал американских ученых о британских разработках. Он обнаружил, что американский проект был меньше британского и не так далеко продвинулся. [11] В рамках научного обмена выводы Комитета Мод были переданы Соединенным Штатам. Олифант, один из членов Комитета Мод, прилетел в Соединенные Штаты в конце августа 1941 года и обнаружил, что жизненно важная информация не дошла до ключевых американских физиков. Он встретился с Комитетом по урану и посетил Беркли, Калифорния , где убедительно беседовал с Эрнестом О. Лоуренсом , который был достаточно впечатлен, чтобы начать свои собственные исследования урана в Радиационной лаборатории Беркли . Лоуренс, в свою очередь, поговорил с Джеймсом Б. Конантом , Артуром Х. Комптоном и Джорджем Б. Пеграмом . Миссия Олифанта увенчалась успехом; ключевые американские физики осознали потенциальную мощь атомной бомбы. [15] [16] Вооруженный британскими данными, Ванневар Буш , директор Управления научных исследований и разработок (OSRD), проинформировал Рузвельта и вице-президента Генри А. Уоллеса на встрече в Белом доме 9 октября 1941 года . [ 17]
Британцы и американцы обменялись ядерной информацией, но поначалу не объединили свои усилия. Британские официальные лица не ответили на предложение Буша и Конанта в августе 1941 года о создании объединенного британско-американского проекта. [18] В ноябре 1941 года Фредерик Л. Ховде , глава лондонского отделения связи OSRD, поднял вопрос о сотрудничестве и обмене информацией с Андерсоном и лордом Черуэллом , которые возразили, якобы из-за опасений по поводу американской безопасности. По иронии судьбы, именно в британский проект уже проникли атомные шпионы Советского Союза . [19]
Тем не менее, у Соединенного Королевства не было рабочей силы или ресурсов Соединенных Штатов, и, несмотря на свое раннее и многообещающее начало, Tube Alloys отставала от своего американского коллеги и затмевалась им. [20] Великобритания тратила около 430 000 фунтов стерлингов в год на исследования и разработки, а компания «Метрополитен-Викерс» строила газодиффузионные установки для обогащения урана стоимостью 150 000 фунтов стерлингов; но Манхэттенский проект потратил 8 750 000 фунтов стерлингов на исследования и разработки и заключил строительные контракты на сумму 100 000 000 фунтов стерлингов по фиксированному курсу военного времени — четыре доллара за фунт. [21] 30 июля 1942 года Андерсон сообщил премьер-министру Соединенного Королевства Уинстону Черчиллю , что: «Мы должны признать тот факт, что... [наша] новаторская работа... является истощающимся активом, и это, если мы не быстро капитализируйте его, нас опередят. Теперь мы можем внести реальный вклад в «слияние». Скоро у нас будет мало или вообще ничего». [22]
К тому времени позиции двух стран изменились по сравнению с тем, что было в 1941 году. [22] У американцев возникли подозрения, что британцы искали коммерческих преимуществ после войны, [23] и бригадный генерал Лесли Р. Гроувз-младший , который принял на себя командование Манхэттенским проектом 23 сентября 1942 года, [24] хотел ужесточить безопасность с помощью политики строгого разделения , аналогичной той, которую британцы ввели в отношении радаров. [25] Американские официальные лица решили, что Соединенным Штатам больше не нужна помощь извне. Военный министр Генри Л. Стимсон считал , что, поскольку Соединенные Штаты выполняют «девяносто процентов работы» над бомбой, для нас было бы «лучше пока согласиться, не делясь чем-либо большим, чем мы могли бы помочь». ". [26] В декабре 1942 года Рузвельт согласился ограничить поток информации тем, что Великобритания могла бы использовать во время войны, даже если это замедлило бы американский проект. [26] В ответ британцы прекратили отправлять информацию и ученых в Америку, а затем американцы прекратили весь обмен информацией. [27]
Британцы обдумывали, как они смогут создать бомбу без помощи Америки. Газодиффузионный завод по производству 1 килограмма (2,2 фунта) оружейного урана в день оценивался в 3 000 000 фунтов стерлингов на исследования и разработки, а строительство в Британии во время войны - до 50 000 000 фунтов стерлингов. В Канаде необходимо будет построить ядерный реактор для производства 1 килограмма (2,2 фунта) плутония в день. Строительство займет до пяти лет и будет стоить 5 000 000 фунтов стерлингов. Для проекта также потребуются мощности для производства необходимой тяжелой воды для реактора стоимостью от 5 000 000 до 10 000 000 фунтов стерлингов, а также для производства металлического урана в размере 1 500 000 фунтов стерлингов. Проекту потребуется первостепенный приоритет, поскольку, по оценкам, для него потребуется 20 000 рабочих, многие из которых высококвалифицированные, 500 000 тонн стали и 500 000 кВт электроэнергии. Срыв других проектов военного времени был бы неизбежен, и вряд ли он был бы готов вовремя повлиять на исход войны в Европе . Единогласный ответ заключался в том, что, прежде чем приступить к этому, следует предпринять еще одну попытку добиться сотрудничества с Америкой. [28]
К марту 1943 года Конант решил, что британская помощь пойдет на пользу некоторым участкам проекта. В частности, Манхэттенский проект мог бы получить достаточную пользу от помощи Джеймса Чедвика , первооткрывателя нейтрона , и нескольких других британских ученых, чтобы оправдать риск раскрытия секретов конструкции оружия. [29] Буш, Конант и Гроувс хотели, чтобы Чедвик и Пайерлс обсудили конструкцию бомбы с Робертом Оппенгеймером , а Келлог все еще хотел получить комментарии Великобритании по поводу конструкции газодиффузионной установки. [30]
Черчилль обсудил этот вопрос с Рузвельтом на Вашингтонской конференции 25 мая 1943 года, и Черчилль считал, что Рузвельт дал заверения, которых он добивался; но продолжения не последовало. Буш, Стимсон и Уильям Банди встретились с Черчиллем, Черуэллом и Андерсоном на Даунинг-стрит, 10 в Лондоне. Никто из них не знал, что Рузвельт уже принял свое решение, [31] написав 20 июля 1943 года Бушу письмо с инструкциями «возобновить в рамках широкого обмена информацией с британским правительством относительно трубных сплавов». [32]
Стимсон, только что закончивший серию споров с британцами о необходимости вторжения во Францию , не хотел показывать, что не согласен с ними во всем, и в примирительных тонах говорил о необходимости хороших послевоенных отношений между двумя странами. страны. Со своей стороны, Черчилль отрицал интерес к коммерческому применению ядерных технологий. [31] Причиной беспокойства Великобритании по поводу послевоенного сотрудничества, как объяснил Черуэлл, были не коммерческие соображения, а желание Британии иметь ядерное оружие после войны. [33] Затем Андерсон разработал соглашение о полном обмене, которое Черчилль переформулировал «более величественным языком». [34] Новости о решении Рузвельта прибыли в Лондон 27 июля, и Андерсон был отправлен в Вашингтон с проектом соглашения. [35] Черчилль и Рузвельт подписали так называемое Квебекское соглашение на Квебекской конференции 19 августа 1943 года. [35] [36]
Квебекское соглашение учредило Объединенный политический комитет для координации усилий США, Великобритании и Канады. Стимсон, Буш и Конант были американскими членами Объединенного политического комитета, фельдмаршал сэр Джон Дилл и полковник Дж. Дж. Ллевеллин были британскими членами, а К. Д. Хоу был канадским членом. [37] Ллевеллин вернулся в Соединенное Королевство в конце 1943 года, и его заменил в комитете сэр Рональд Ян Кэмпбелл , которого, в свою очередь, в начале 1945 года сменил британский посол в Соединенных Штатах лорд Галифакс . Дилл умер в Вашингтон, округ Колумбия, в ноябре 1944 года, и на посту начальника миссии Объединенного штаба Великобритании и члена Объединенного политического комитета его сменил фельдмаршал сэр Генри Мейтленд Вильсон . [38]
Еще до подписания Квебекского соглашения Акерс уже телеграфировал в Лондон с инструкциями, согласно которым Чедвик, Пайерлс, Олифант и Фрэнсис Саймон должны немедленно отправиться в Северную Америку. Они прибыли 19 августа, в день его подписания, надеясь поговорить с американскими учёными, но не смогли этого сделать. Прошло две недели, прежде чем американские официальные лица узнали о содержании Квебекского соглашения. [39] В течение следующих двух лет Объединенный политический комитет собирался всего восемь раз. [38]
Первый случай произошел 8 сентября 1943 года, на следующий день после того, как Стимсон обнаружил, что он является председателем. На первом заседании был учрежден Технический подкомитет под председательством генерал-майора Вильгельма Д. Стайера . [39] Поскольку американцы не хотели видеть Акерса в Техническом подкомитете из-за его опыта работы в ICI, Ллевеллин назначил Чедвика, которого он также хотел возглавить британской миссией в Манхэттенском проекте. [40] Другими членами были Ричард Толман , который был научным консультантом Гроувса, и Си Джей Маккензи , президент Канадского национального исследовательского совета . [39] Было решено, что Технический комитет может действовать без консультации с Объединенным политическим комитетом, если его решение будет единогласным. [41] Технический подкомитет провел свое первое заседание 10 сентября, но переговоры затянулись. Комитет по объединенной политике ратифицировал эти предложения в декабре 1943 года, когда несколько британских ученых уже начали работу над Манхэттенским проектом в Соединенных Штатах. [42] [43]
Оставался вопрос о сотрудничестве Металлургической лаборатории Манхэттенского проекта в Чикаго и Монреальской лаборатории . На заседании Объединенного политического комитета 17 февраля 1944 года Чедвик потребовал ресурсов для строительства ядерного реактора в месте, известном сейчас как лаборатории Чок-Ривер . Великобритания и Канада согласились оплатить стоимость этого проекта, но тяжелую воду пришлось поставлять Соединенным Штатам. В то время Соединенные Штаты контролировали по контракту на поставку единственную крупную производственную площадку на континенте — Объединенную горно-металлургическую компанию в Трейле, Британская Колумбия . [44] [45] Учитывая, что это вряд ли окажет какое-либо влияние на войну, Конант особенно прохладно отнесся к этому предложению, но тяжеловодные реакторы представляли большой интерес. [45] Гроувс был готов поддержать усилия и поставить необходимую тяжелую воду, но с определенными ограничениями. Монреальская лаборатория будет иметь доступ к данным исследовательских реакторов в Аргонне и графитового реактора Х-10 в Ок-Ридже, но не к данным производственных реакторов на Хэнфордской площадке ; им также не предоставили никакой информации о плутонии. Эта договоренность была официально одобрена на заседании Объединенного политического комитета 19 сентября 1944 года .
Чедвик в полной мере поддерживал участие Великобритании в Манхэттенском проекте, отказавшись от любых надежд на британский проект во время войны. [49] При поддержке Черчилля он пытался обеспечить выполнение каждой просьбы Гроувса о помощи. Хотя темпы исследований замедлялись, когда война вступила в заключительную фазу, эти ученые все еще пользовались большим спросом, и это выпало на долю Андерсона, Черуэлла и сэра Эдварда Эпплтона , постоянного секретаря Департамента научных и промышленных исследований , который отвечал за для Tube Alloys, чтобы оторвать их от проектов военного времени, в которых они постоянно участвовали. [50]
Соглашение в Гайд-парке, заключенное в сентябре 1944 года, расширило как коммерческое, так и военное сотрудничество на послевоенный период. [51] [52] В Квебекском соглашении указывалось, что ядерное оружие не будет использоваться против другой страны без взаимного согласия. 4 июля 1945 года Вильсон согласился, что применение ядерного оружия против Японии будет зарегистрировано как решение Объединенного политического комитета. [53] [54]
Компания Tube Alloys добилась наибольших успехов в технологии газовой диффузии [55] , и Чедвик первоначально надеялся, что, по крайней мере, пилотный завод будет построен в Великобритании. [56] Технология газовой диффузии была разработана Саймоном и тремя эмигрантами, Николасом Курти из Венгрии, Генрихом Куном из Германии и Генри Армсом из США, в лаборатории Кларендона в 1940 году . [57] Прототип газодиффузионного оборудования, два два -ступенчатые модели и две десятиступенчатые модели [58] были изготовлены компанией Metropolitan-Vickers по цене 150 000 фунтов стерлингов за четыре агрегата. [21] Позже были добавлены две одноступенчатые машины. Задержки в поставке означали, что эксперименты с одноступенчатой машиной начались только в июне 1943 года, а с двухступенчатой машиной - до августа 1943 года. Две десятиступенчатые машины были поставлены в августе и ноябре 1943 года, но к этому времени исследования Программа, для которой они были созданы, была прервана событиями. [58]
Квебекское соглашение позволило Саймону и Пайерлсу встретиться с представителями Kellex, которые проектировали и строили американский газодиффузионный завод Union Carbide and Carbon , который будет его эксплуатировать, а также с лабораториями по производству материалов из замещающих сплавов (SAM) Гарольда Юри в Колумбийском университете. , центр Манхэттенского проекта, которому поручено исследование и разработка этого процесса. Потеря сотрудничества в этом году дорого обошлась Манхэттенскому проекту. Корпорации были привержены жестким графикам, и инженеры не смогли учесть британские предложения, которые предполагали серьезные изменения. Невозможно было бы построить и второй завод. Тем не менее, американцы по-прежнему жаждали британской помощи, и Гроувс попросил направить британскую миссию для помощи в проекте газовой диффузии. Тем временем Саймон и Пайерлс были прикреплены к Келлексу. [55]
Британская миссия в составе Акерса и пятнадцати британских экспертов прибыла в декабре 1943 года. Это было критическое время. Серьезные проблемы возникли с барьером Норриса-Адлера. Диффузионные барьеры из никелевого порошка и электроосажденной никелевой сетки были впервые изобретены американским химиком Эдвардом Адлером и британским декоратором интерьеров Эдвардом Норрисом в лабораториях SAM. Необходимо было принять решение, продолжать ли его или перейти на барьер из порошкового никеля, основанный на британской технологии, разработанной Kellex. До этого момента оба находились в стадии разработки. В лаборатории SAM над газовой диффузией работали 700 человек, а в Kellex — около 900. Британские эксперты провели тщательную проверку и согласились, что барьер Kellex превосходит их, но считали, что он вряд ли будет готов вовремя. Технический директор Kellex Персиваль К. Кейт [59] не согласился с этим, утверждая, что его компания могла бы подготовить и произвести его быстрее, чем барьер Норриса-Адлера. Гроувс выслушал британских экспертов, прежде чем официально утвердить барьер Келлекс 5 января 1944 года. [60] [55]
Армия Соединенных Штатов взяла на себя ответственность за закупку достаточного количества порошкообразного никеля нужного типа. [60] В этом англичане смогли помочь. Единственной компанией, производившей его, была компания Mond Nickel Company в Клайдахе в Уэльсе. К концу июня 1945 года он поставил Манхэттенскому проекту 5000 длинных тонн (5100 т) никелевого порошка, оплаченного британским правительством и поставленного в Соединенные Штаты по обратному ленд-лизу . [55]
Американцы планировали запустить завод К-25 в полную эксплуатацию к июню или июлю 1945 года. Потратив два года на то, чтобы привести в действие этапы прототипа, британские эксперты сочли это невероятно оптимистичным и считали, что, если не произойдет чуда, это будет вряд ли достигнут этой точки до конца 1946 года. Это мнение оскорбило их американских коллег и ослабило энтузиазм к сотрудничеству, и британская миссия вернулась в Соединенное Королевство в январе 1944 года. Вооруженные отчетом британской миссии, Чедвик и Олифант смогли убедить Гроувса снизить планку обогащения К-25; продукция К-25 будет обогащена до оружейного качества путем подачи на электромагнитную установку. Несмотря на пессимистические прогнозы британской миссии, в июне 1945 года К-25 производила обогащенный уран. [55]
После того как остальная часть миссии улетела, Пайерлс, Курти и Фукс остались в Нью-Йорке, где работали с Келлексом. К ним присоединились Тони Скирм и Фрэнк Киртон , прибывшие в марте 1944 года. Курти вернулся в Англию в апреле 1944 года, а Киртон — в сентябре. [55] Пайерлс перешел в Лос-Аламосскую лабораторию в феврале 1944 года; Скирм последовал за ним в июле, а Фукс - в августе. [61]
26 мая 1943 года Олифант написал Эпплтону, что он рассматривал проблему электромагнитного разделения изотопов и считает, что он разработал лучший метод, чем метод Лоуренса, который приведет к пяти-десятикратному повышению эффективности и позволит сделать более практично использовать этот процесс в Великобритании. Его предложение было рассмотрено Акерсом, Чедвиком, Пайерлсом и Саймоном, которые согласились, что оно разумное. Хотя большинство ученых в Британии отдавали предпочтение методу газовой диффузии, все еще существовала вероятность того, что электромагнитная сепарация может быть полезна в качестве заключительного этапа процесса обогащения, принимая во внимание уран, который уже был обогащен до 50 процентов с помощью газового процесса. и обогащение его до чистого урана-235. Соответственно, Олифант был освобожден от проекта радара, чтобы работать над трубными сплавами и проводить эксперименты по своему методу в Университете Бирмингема. [62] [63]
Олифант встретил Гровса и Оппенгеймера в Вашингтоне, округ Колумбия, 18 сентября 1943 года, и они пытались убедить его присоединиться к Лос-Аламосской лаборатории, но Олифант чувствовал, что от него будет больше пользы, помогая Лоуренсу в электромагнитном проекте. [64] Соответственно, Технический подкомитет распорядился, чтобы Олифант и шесть его помощников поехали в Беркли, а затем перебрались в Лос-Аламос. [42] Олифант обнаружил, что у него и Лоуренса были совершенно разные проекты, и что американский проект был заморожен, [65] но Лоуренс, который выразил желание, чтобы Олифант присоединился к нему в электромагнитном проекте еще в 1942 году, [66] очень хотел помощи Олифанта. [67] Олифант заручился услугами своего коллеги-австралийского физика Гарри Мэсси , который работал в Адмиралтействе над магнитными минами , вместе с Джеймсом Стайерсом и Стэнли Дьюком, которые работали с ним над магнетроном с резонатором . Эта первоначальная группа отправилась в Беркли на бомбардировщике B-24 Liberator в ноябре 1943 года. [64] Олифант обнаружил, что в Беркли не хватает ключевых специалистов, особенно физиков, химиков и инженеров. [68] Он убедил сэра Дэвида Риветта , главу Совета по научным и промышленным исследованиям в Австралии, освободить Эрика Берхопа для работы над проектом. [68] [69] Его просьбы о персонале были удовлетворены, и британская миссия в Беркли выросла до 35 человек, [70] двое из которых, Робин Уильямс и Джордж Пейдж, были новозеландцами. [71] [72]
Члены британской миссии заняли несколько ключевых позиций в электромагнитном проекте. Олифант стал де-факто заместителем Лоуренса и руководил радиационной лабораторией Беркли, когда Лоуренс отсутствовал. [67] Его энтузиазм в отношении электромагнитного проекта мог конкурировать только с энтузиазмом Лоуренса, [65] и его участие вышло за рамки научных проблем, распространяясь на политические вопросы, такие как, следует ли расширять электромагнитный завод, [67] , хотя в этом он не добился успеха. [73] [74] Британские химики внесли важный вклад, особенно Гарри Эмелеус и Филип Бакстер , химик, который был руководителем исследований в ICI, был отправлен в Клинтонский инженерный завод Манхэттенского проекта в Ок-Ридж, штат Теннесси , в 1944 году в ответ на просьбу о помощи по химии урана и стал личным помощником генерального директора. [67] [75] Его статус сотрудника ICI не беспокоил Гроувса. Британской миссии был предоставлен полный доступ к электромагнитному проекту как в Беркли, так и на заводе электромагнитной сепарации Y-12 в Ок-Ридже. Хотя часть британской миссии оставалась в Беркли или Ок-Ридже всего на несколько недель, большинство оставалось до конца войны. [67] Олифант вернулся в Великобританию в марте 1945 года, [65] и был заменен на посту главы британской миссии в Беркли Мэсси. [76]
Когда сотрудничество возобновилось в сентябре 1943 года, Гроувс и Оппенгеймер рассказали о существовании Лос-Аламосской лаборатории Чедвику, Пайерлсу и Олифанту. Оппенгеймер хотел, чтобы все трое отправились в Лос-Аламос как можно скорее, но было решено, что Олифант поедет в Беркли, чтобы работать над электромагнитным процессом, а Пайерлс поедет в Нью-Йорк, чтобы работать над процессом газовой диффузии. [77] Задача затем упала на Чедвика. Первоначальная идея, которую поддержал Гроувс, заключалась в том, что британские ученые будут работать как группа под руководством Чедвика, который передаст им работу. Вскоре от этого отказались в пользу полной интеграции Британской миссии в лабораторию. Они работали в большинстве его подразделений, исключая лишь плутониевую химию и металлургию. [78]
Первыми прибыли Отто Фриш, Эрнест Титтертон и его жена Пегги, которые прибыли в Лос-Аламос 13 декабря 1943 года. В Лос-Аламосе Фриш продолжил свою работу по исследованиям критической массы, для которой Титтертон разработал электронные схемы для генераторов высокого напряжения и генераторов рентгеновского излучения. , таймеры и схемы зажигания. [61] Пегги Титтертон, обученный лаборант в области физики и металлургии, была одной из немногих женщин, работавших в Лос-Аламосе на технической должности. [79] Чедвик прибыл 12 января 1944 года, [61] но пробыл там всего несколько месяцев, прежде чем вернуться в Вашингтон, округ Колумбия [80]
Когда Оппенгеймер назначил Ганса Бете главой престижного теоретического (Т) отдела лаборатории, он оскорбил Эдварда Теллера , которому была предоставлена собственная группа, которой было поручено исследовать «Супер» бомбу Теллера , и в конечном итоге он был направлен в отдел F Энрико Ферми . Затем Оппенгеймер написал Гроувсу с просьбой прислать Пайерлса вместо Теллера в Т-дивизион. [81] Пайерлс прибыл из Нью-Йорка 8 февраля 1944 года, [61] и впоследствии сменил Чедвика на посту главы британской миссии в Лос-Аламосе. [80] Эгон Бретшер работал в супергруппе Теллера, как и Энтони Френч , который позже вспоминал, что «никогда я не имел ничего общего с атомной бомбой, когда побывал в Лос-Аламосе». [82] Четыре члена британской миссии стали руководителями групп: Бретшер (суперэксперименты), Фриш (критические сборки и ядерные спецификации), Пайерлс (имплозийная гидродинамика) и Джордж Плачек (композитное оружие). [83]
Нильс Бор и его сын Оге , физик, который был помощником его отца, прибыли 30 декабря в первый из нескольких визитов в качестве консультанта. Бор и его семья бежали из оккупированной Дании в Швецию. Бомбардировщик De Havilland Mosquito доставил его в Англию, где он присоединился к Tube Alloys. В Америке ему удалось посетить Ок-Ридж и Лос-Аламос, [84] где он нашел многих своих бывших учеников. Бор выступал в качестве критика, посредника и образца для подражания для молодых ученых. Он прибыл в критический момент, и по его инициативе было проведено несколько исследований и экспериментов по ядерному делению. Он сыграл важную роль в разработке уранового тампера , а также в разработке и внедрении модулированного нейтронного инициатора . Его присутствие подняло моральный дух и помогло улучшить управление лабораторией и укрепить связи с армией. [85]
Физики-ядерщики знали о делении, но не о гидродинамике обычных взрывов. В результате в команду пополнились еще два человека, которые внесли значительный вклад в эту область физики. Первым был Джеймс Так , чья область знаний заключалась в кумулятивных зарядах , используемых в противотанковом оружии для пробивания брони . Что касается плутониевой бомбы, ученые в Лос-Аламосе пытались разобраться с проблемой имплозии . [86] Так был отправлен в Лос-Аламос в апреле 1944 года и использовал радикальную концепцию взрывного линзирования , которая затем была внедрена. Так также разработал инициатор бомбы Urchin в тесном сотрудничестве с Сетом Неддермейером . Эта работа имела решающее значение для успеха плутониевой атомной бомбы : итало-американский ученый Бруно Росси позже заявил, что без работы Така плутониевая бомба не могла бы взорваться в августе 1945 года. [87] Другим был сэр Джеффри Тейлор , важный консультант, который прибыл через месяц, чтобы тоже поработать над этим вопросом. Присутствие Тейлора в Лос-Аламосе было настолько желанным, что Чедвик сообщил Лондону, что «все, кроме похищения, будет оправдано». [88] Его послали, и он предоставил решающую информацию о нестабильности Рэлея-Тейлора . [80] Острая потребность в ученых, разбирающихся в взрывчатых веществах, также привела Чедвика к тому, чтобы добиться освобождения Уильяма Пенни из Адмиралтейства и Уильяма Марли из Лаборатории дорожных исследований . [89] Пайерлс и Фукс работали над гидродинамикой взрывных линз . [90] Бете считал Фукса «одним из самых ценных людей в моем отделе» и «одним из лучших физиков-теоретиков, которые у нас были». [91]
Уильям Пенни работал над средствами оценки последствий ядерного взрыва и написал статью о том, на какой высоте следует взрывать бомбы, чтобы получить максимальный эффект при атаках на Германию и Японию. [92] Он был членом целевого комитета, созданного Гроувсом для выбора японских городов для атомной бомбардировки, [93] и на Тиниане с проектом «Альберта» в качестве специального консультанта. [94] Вместе с капитаном группы Леонардом Чеширом , посланным Вильсоном в качестве британского представителя, он наблюдал за бомбардировкой Нагасаки с самолета наблюдения Big Stink . [95] Он также входил в состав послевоенной научной миссии Манхэттенского проекта в Хиросиму и Нагасаки, которая оценивала масштабы ущерба, нанесенного бомбами. [96]
Бете заявил, что:
Для работы теоретического отдела Лос-Аламосского проекта во время войны сотрудничество британской миссии было абсолютно необходимо... Очень трудно сказать, что произошло бы при других условиях. Однако, по крайней мере, работа Теоретического отдела была бы намного сложнее и гораздо менее эффективной без членов британской миссии, и вполне вероятно, что наше последнее оружие было бы в этом случае значительно менее эффективным. [97]
С декабря 1945 года члены британской миссии начали возвращаться домой. Пайерлс ушел в январе 1946 года. По просьбе Норриса Брэдбери , который сменил Оппенгеймера на посту директора лаборатории, Фукс оставался там до 15 июня 1946 года. Восемь британских ученых, трое из Лос-Аламоса и пять из Соединенного Королевства, участвовали в операции «Перекресток» - ядерной операции . испытания на атолле Бикини в Тихом океане. С принятием Закона об атомной энергии 1946 года , известного как Закон Мак-Магона, все британские государственные служащие были вынуждены уйти. Титтертону было предоставлено особое разрешение, и он оставался там до 12 апреля 1947 года. Британская миссия закончилась с его отъездом. [98] Карсон Марк остался, так как он был канадским государственным служащим. [99] Он остался в Лос-Аламосе, став главой его теоретического отдела в 1947 году, и занимал эту должность до выхода на пенсию в 1973 году. [100] Он стал гражданином США в 1950-х годах. [101]
Объединенный фонд развития был предложен Комитетом по объединенной политике 17 февраля 1944 года. Декларация о доверии была подписана Черчиллем и Рузвельтом 13 июня 1944 года. [102] Попечители были утверждены на заседании Комитета по объединенной политике 19 сентября 1944 года. Попечителями Соединенных Штатов были Гроувс, который был избран председателем, геолог Чарльз К. Лейт и Джордж Л. Харрисон . Британскими попечителями были сэр Чарльз Хамбро , глава Британской сырьевой миссии в Вашингтоне, округ Колумбия, и Фрэнк Ли из Министерства финансов . Канаду представлял Джордж К. Бейтман, заместитель министра и член Канадского совета по объединенным ресурсам. Каждое из трех правительств имело свой персонал по сырьевым ресурсам, а Объединенный фонд развития был средством координации их усилий. [103] [104]
Роль Объединенного фонда развития заключалась в покупке или контроле минеральных ресурсов, необходимых для Манхэттенского проекта, и во избежание конкуренции между ними. Британия не имела особой потребности в урановой руде, пока продолжалась война, но стремилась обеспечить достаточные запасы для своей собственной программы создания ядерного оружия, когда она закончится. Половина финансирования должна была поступить из США, а половина — из Великобритании и Канады. Первоначальные 12,5 миллионов долларов были переведены Гроувсу со счета в офисе министра финансов США Генри Моргентау-младшего , который не подвергался обычному бухгалтерскому аудиту и надзору. К тому времени, когда Гроувс ушел из Траста в конце 1947 года, он положил 37,5 миллионов долларов на счет, который он контролировал в Bankers Trust . Платежи затем производились с этого счета. [105]
Великобритания взяла на себя инициативу в переговорах о возобновлении работы рудника Шинколобве в Бельгийском Конго , богатейшего в мире источника урановой руды, который был затоплен и закрыт, поскольку ему принадлежало 30 процентов акций Union Minière du Haut Katanga , компании, владевшей рудником. контролировалась британскими интересами. Сэр Джон Андерсон и посол Джон Винант в мае 1944 года заключили сделку с Эдгаром Сенжером , директором Union Minière, и бельгийским правительством о возобновлении работы рудника и закупке 1720 длинных тонн (1750 тонн) руды по цене 1,45 доллара за штуку. фунт. [106] Объединенный фонд развития также заключил сделки со шведскими компаниями на приобретение руды оттуда. Олифант обратился к австралийскому верховному комиссару в Лондоне сэру Стэнли Брюсу в августе 1943 года по поводу поставок урана из Австралии , и Андерсон сделал прямую просьбу премьер- министру Австралии Джону Кертину во время визита последнего в Великобританию в мае 1944 года инициировать добычу полезных ископаемых. геологоразведочные работы в Австралии в местах, где считалось наличие месторождений урана. [107] Помимо урана, Объединенный фонд развития обеспечил поставки тория из Бразилии, Нидерландской Ост-Индии , Швеции и Португалии. [108] [109] В то время уран считался редким минералом, а более распространенный торий рассматривался как возможная альтернатива, поскольку его можно было облучать для получения урана-233 , еще одного изотопа урана, подходящего для изготовления атомных бомб. . [110] [111]
В декабре 1943 года Гроувс отправил Роберта Р. Фурмана в Великобританию для создания лондонского офиса связи по Манхэттенскому проекту для координации научной разведки с британским правительством. [112] Гроувс назначил главу службы безопасности Манхэттенского округа капитана Горация К. Калверта главой лондонского офиса связи в звании помощника военного атташе. Он работал в сотрудничестве с лейтенантом-коммандером Эриком Уэлшем , главой норвежского отдела МИ-6 , и Майклом Перрином из Tube Alloys. [113] Англо-американский разведывательный комитет был сформирован Гровсом и Андерсоном в ноябре 1944 года, в его состав вошли Перрин, Уэлш, Калверт, Фурман и Р.В. Джонс . [114]
По настоянию Гроувса и Фурмана 4 апреля 1944 года была создана миссия Алсос под командованием подполковника Бориса Паша для ведения разведки в области, связанной с немецким проектом ядерной энергетики. [115] [116] [117] Более опытные британцы рассматривали возможность создания конкурирующей миссии, но в конце концов согласились участвовать в миссии Алсос в качестве младшего партнера. [118] [119] В июне 1945 года Уэлш сообщил, что немецким физикам-ядерщикам, захваченным миссией Алсос, угрожала опасность быть казненными американцами, и Джонс организовал их перевод в Фарм-Холл , загородный дом в Хантингдоншире , который использовался для обучения МИ-6 и Управления специальных операций (SOE). Дом прослушивался, а разговоры учёных записывались. [120]
Гроувс высоко оценил ранние британские атомные исследования и вклад британских ученых в Манхэттенский проект, но заявил, что Соединенные Штаты добились бы успеха и без них. Он считал британскую помощь «полезной, но не жизненно важной», но признал, что «без активного и постоянного британского интереса, вероятно, не было бы атомной бомбы, которая могла бы сброситься на Хиросиму». [121] Он считал, что ключевым вкладом Великобритании были поощрение и поддержка на межправительственном уровне, научная помощь, производство порошкообразного никеля в Уэльсе, а также предварительные исследования и лабораторные работы. [122]
Сотрудничество ненадолго пережило войну. Рузвельт умер 12 апреля 1945 года, и Соглашение в Гайд-парке не имело обязательной силы для последующих администраций. [123] Фактически он был физически утерян. Когда Вильсон поднял этот вопрос на заседании Объединенного политического комитета в июне, американскую копию найти не удалось. [124] Британцы отправили Стимсону фотокопию 18 июля 1945 года. [123] Даже тогда Гроувс усомнился в подлинности документа, пока спустя несколько лет американская копия не была обнаружена в бумагах вице-адмирала Уилсона Брауна-младшего , военно-морского помощника Рузвельта, по-видимому, неправильно поданного. кем-то, кто не знал, что такое Tube Alloys, и думал, что это как-то связано с морскими орудиями. [124] [125] [126]
Гарри С. Трумэн (сменивший Рузвельта), Клемент Эттли (сменивший Черчилля на посту премьер-министра в июле 1945 года), Андерсон и государственный секретарь США Джеймс Ф. Бирнс совещались во время круиза на лодке по реке Потомак и согласились пересмотреть Квебекское соглашение. 15 ноября 1945 года Гроувс, Роберт П. Паттерсон и Джордж Л. Харрисон встретились с британской делегацией, состоящей из Андерсона, Уилсона, Малкольма Макдональда , Роджера Макинса и Дениса Рикетта , чтобы составить коммюнике. Они согласились сохранить Объединенный политический комитет и Объединенный фонд развития. Требование Квебекского соглашения о «взаимном согласии» перед использованием ядерного оружия было заменено требованием «предварительных консультаций», и должно было быть «полное и эффективное сотрудничество в области атомной энергии», но в более длинном Меморандуме о намерениях, подписанном по Гроувсу и Андерсону, это было только «в области фундаментальных научных исследований». Паттерсон принес коммюнике в Белый дом, где Трумэн и Эттли подписали его 16 ноября 1945 года. [127]
Следующее заседание Объединенного политического комитета 15 апреля 1946 года не привело к достижению соглашения о сотрудничестве и привело к обмену телеграммами между Трумэном и Эттли. 20 апреля Трумэн телеграфировал, что он не видит в подписанном им коммюнике, обязывающем Соединенные Штаты оказать Великобритании помощь в проектировании, строительстве и эксплуатации атомной электростанции. [128] Ответ Эттли от 6 июня 1946 г. [129] «не смягчал слов и не скрывал своего недовольства за нюансами дипломатического языка». [128] Речь шла не только о техническом сотрудничестве, которое быстро исчезало, но и о распределении урановой руды. Во время войны это не вызывало особого беспокойства, поскольку Британия не нуждалась в руде, поэтому вся продукция конголезских рудников и вся руда, захваченная миссией Алсос, шла в Соединенные Штаты, но теперь она также требовалась британцам. атомный проект. Чедвик и Гроувс достигли соглашения, по которому руда будет делиться поровну. [130]
Закон Мак-Магона , подписанный Трумэном 1 августа 1946 года и вступивший в силу в полночь 1 января 1947 года, [131] положил конец техническому сотрудничеству. Его контроль над «ограниченными данными» не позволял союзникам США получать какую-либо информацию. [132] Остальным ученым было отказано в доступе к статьям, которые они написали всего несколько дней назад. [133] Условия Квебекского соглашения оставались в секрете, но высокопоставленные члены Конгресса были в ужасе, когда обнаружили, что оно дает британцам право вето на использование ядерного оружия. [134] Закон Мак-Магона вызвал негодование как со стороны британских ученых, так и официальных лиц и непосредственно привел к решению Великобритании в январе 1947 года разработать собственное ядерное оружие. [135] В январе 1948 года Буш, Джеймс Фиск, Кокрофт и Маккензи заключили соглашение, известное как modus vivendi , которое позволяло ограниченный обмен технической информацией между Соединенными Штатами, Великобританией и Канадой. [136]
С началом Холодной войны энтузиазм в Соединенных Штатах по поводу союза с Великобританией также охладился. Опрос, проведенный в сентябре 1949 года, показал, что 72 процента американцев согласились с тем, что Соединенным Штатам не следует «делиться с Англией нашими секретами атомной энергии». [137] Репутация британской миссии в Лос-Аламосе была запятнана разоблачением в 1950 году того, что Фукс был советским атомным шпионом . Это нанесло ущерб отношениям между Соединенными Штатами и Великобританией и послужило аргументом для противников сотрудничества в Конгрессе, таких как сенатор Бурк Б. Хикенлупер . [137]
Участие Великобритании в Манхэттенском проекте во время войны предоставило значительный объем экспертных знаний, которые имели решающее значение для успеха исследований взрывчатых веществ , послевоенной программы Соединенного Королевства по созданию ядерного оружия, [138] хотя и не обошлось без серьезных пробелов, например, в этой области. плутониевой металлургии. [139] Развитие независимых британских средств ядерного сдерживания привело к внесению поправок в Закон об атомной энергии в 1958 году и к возобновлению особых ядерных отношений между Америкой и Великобританией в соответствии с Соглашением о взаимной обороне между США и Великобританией 1958 года . [140] [141]
Первоначально опубликовано как Отчет Лос-Аламоса LAMS-2532.
