В 1941 году Великобритания инициировала первый исследовательский проект по созданию атомной бомбы . Опираясь на эту работу, Великобритания побудила Соединенные Штаты осознать важность этого типа исследований, помогла США начать Манхэттенский проект в 1942 году и предоставила важнейшие экспертные знания и материалы, которые способствовали успешному завершению проекта и 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 чистого урана-235 составляет всего от 1 до 10 килограммов (от 2,2 до 22,0 фунтов), и взорвется с силой тысяч 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 том, чтобы сделать результаты британского отчета MAUD известными в Соединенных Штатах в 1941 году, посетив их лично. Первоначально британский проект был более крупным и более продвинутым, но после того, как Соединенные Штаты вступили в войну, американский проект вскоре превзошел и затмил свой британский аналог. Затем британское правительство решило отложить свои собственные ядерные амбиции и принять участие в американском проекте.
В августе 1943 года премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль и президент США Франклин Д. Рузвельт подписали Квебекское соглашение , которое предусматривало сотрудничество между двумя странами. Квебекское соглашение учредило Комитет по объединенной политике и Объединенный траст развития для координации усилий Соединенных Штатов, Великобритании и Канады. Последующее Гайд-паркское соглашение в сентябре 1944 года распространило это сотрудничество на послевоенный период. Британская миссия во главе с Уоллесом Эйкерсом оказала помощь в разработке технологии газовой диффузии в Нью-Йорке. Великобритания также производила порошкообразный никель, необходимый для процесса газовой диффузии. Другая миссия во главе с Олифантом, который был заместителем директора в Радиационной лаборатории Беркли , оказала помощь в процессе электромагнитного разделения . Будучи главой британской миссии в лаборатории Лос-Аламоса , 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 атомным шпионом . Четыре члена британской миссии стали руководителями группы в Лос-Аламосе. Уильям Пенни наблюдал бомбардировку Нагасаки и участвовал в ядерных испытаниях операции «Перекресток» в 1946 году.
Сотрудничество закончилось с принятием Закона об атомной энергии 1946 года , известного как Закон Мак-Магона, и Эрнест Титтертон , последний британский государственный служащий, покинул Лос-Аламос 12 апреля 1947 года. Затем Великобритания приступила к исследованиям взрывчатых веществ , собственной программе создания ядерного оружия, и стала третьей страной, которая испытала независимо разработанное ядерное оружие в октябре 1952 года.
Открытие в 1938 году деления ядра урана Отто Робертом Фришем , Фрицем Штрассманом , Лизой Мейтнер и Отто Ганом [1] повысило вероятность создания чрезвычайно мощной атомной бомбы . [2] Беженцы из нацистской Германии и других фашистских стран были особенно встревожены идеей немецкого проекта по созданию ядерного оружия . [3] В Соединенных Штатах трое из них, Лео Силард , 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, чтобы заняться этим вопросом. Их опасения дошли до секретаря Комитета имперской обороны , генерал-майора Гастингса Исмея , который проконсультировался 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 таких неравных шансах опасность была достаточно велика, чтобы воспринимать ее 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 команда Томсона не смогла создать цепную реакцию в природном уране, и он решил, что это не стоит продолжать. [5] Но в Бирмингеме команда Олифанта пришла к совершенно иному выводу. Олифант делегировал задачу двум немецким ученым-беженцам, Рудольфу Пайерлсу и Отто Фришу , которые не могли работать над университетским проектом радара , поскольку они были вражескими пришельцами и, следовательно, не имели необходимого допуска к секретной информации. [6] Они рассчитали критическую массу металлической сферы чистого урана-235 , единственного делящегося изотопа, встречающегося в значительных количествах в природе, и обнаружили, что вместо тонн, как все предполагали, будет достаточно всего лишь от 1 до 10 килограммов (от 2,2 до 22,0 фунтов), которые взорвутся с силой тысяч тонн динамита. [7] [8] [9]
Олифант отнес меморандум Фриша-Пайерлса в Тизард, и был создан Комитет MAUD для дальнейшего расследования. [10] Он руководил интенсивными исследовательскими усилиями и в июле 1941 года подготовил 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 продолжить разработку атомной бомбы в срочном порядке, хотя он признал, что требуемые ресурсы могут превышать доступные Великобритании. [11] [12] Для координации этих усилий был создан новый директорат, известный 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 Тизарда 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 в Соединенные Штаты. Олифант, один из членов Комитета Мод, вылетел в Соединенные Штаты в конце августа 1941 года и обнаружил, что важная информация не дошла до ключевых американских физиков. Он встретился с Комитетом по урану и посетил Беркли, Калифорния , где убедительно поговорил с Эрнестом О. Лоуренсом , который был достаточно впечатлен, чтобы начать собственное исследование 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; Ведущие американские физики осознали потенциальную мощь атомной бомбы. [15] [16] Вооружившись 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 обменивались ядерной информацией, но изначально не объединяли свои усилия. Британские официальные лица не ответили на предложение Буша и Конанта от августа 1941 года о создании совместного британско-американского проекта. [18] В ноябре 1941 года Фредерик Л. Ховде , глава лондонского отделения связи ОСРД, 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]
Однако у Соединенного Королевства не было рабочей силы или ресурсов Соединенных Штатов, и, несмотря на свой ранний и многообещающий старт, Tube Alloys отставала от своего американского аналога и была затмеваема им. [20] Великобритания тратила около 430 000 фунтов стерлингов в год на исследования и разработки, а Metropolitan-Vickers строила газодиффузионные установки для обогащения урана стоимостью 150 000 фунтов стерлингов; но Манхэттенский проект тратил 8 750 000 фунтов стерлингов на исследования и разработки и заключил строительные контракты на сумму 100 000 000 фунтов стерлингов по фиксированному военному курсу четыре доллара за фунт. [21] 30 июля 1942 года Андерсон сообщил премьер-министру Великобритании Уинстону Черчиллю , что: «Мы должны признать тот факт, что... [наша] новаторская работа... является истощающимся активом, и что, если мы не капитализируем его быстро, нас опередят. Теперь у нас есть реальный вклад в «слияние». Скоро у нас будет мало или совсем ничего». [22]
К тому времени позиции двух стран изменились по сравнению с 1941 годом. [22] Американцы заподозрили, что британцы ищут коммерческих преимуществ после войны, [23] и бригадный генерал Лесли Р. Гроувс-младший , который принял командование Манхэттенским проектом 23 сентября 1942 года, [24] хотел ужесточить безопасность с помощью политики строгой изоляции, подобной той, которую британцы ввели в отношении радаров. [25] Американские чиновники решили, что Соединенным Штатам больше не нужна внешняя помощь. Военный министр Генри Л. Стимсон считал, что, поскольку Соединенные Штаты выполняли «девяносто процентов работы» над бомбой, «для нас будет лучше пока продолжать работу, не делясь ничем большим, чем мы могли бы помочь». [26] В декабре 1942 года Рузвельт согласился ограничить поток информации тем, что Британия могла бы использовать во время войны, даже если это замедлит американский проект. [26] В ответ британцы прекратили отправлять информацию и ученых в Америку, а американцы затем прекратили весь обмен информацией. [27]
Британцы размышляли о том, как они будут производить бомбу без американской помощи. Газодиффузионный завод для производства 1 килограмма (2,2 фунта) оружейного урана в день, по оценкам, обойдется в 3 000 000 фунтов стерлингов на исследования и разработки, а строительство в Британии военного времени обойдется в 50 000 000 фунтов стерлингов. Ядерный реактор для производства 1 килограмма (2,2 фунта) плутония в день должен был быть построен в Канаде. Его строительство заняло бы до пяти лет и обошлось бы в 5 000 000 фунтов стерлингов. Проект также потребовал бы мощностей для производства необходимой тяжелой воды для реактора стоимостью от 5 000 000 до 10 000 000 фунтов стерлингов, а для производства металлического урана — 1 500 000 фунтов стерлингов. Проекту требовался первостепенный приоритет, поскольку, по оценкам, он требовал 20 000 рабочих, многие из которых были высококвалифицированными, 500 000 тонн стали и 500 000 кВт электроэнергии. Срыв других военных проектов был бы неизбежен, и вряд ли он был бы готов вовремя, чтобы повлиять на исход войны в Европе . Единогласный ответ заключался в том, что прежде чем приступать к этому, следует предпринять еще одну попытку получить американское сотрудничество. [28]
К марту 1943 года Конант решил, что британская помощь пойдет на пользу некоторым областям проекта. В частности, Манхэттенский проект мог бы извлечь достаточно пользы из помощи Джеймса Чедвика , первооткрывателя нейтрона , и нескольких других британских ученых, чтобы оправдать риск раскрытия секретов разработки оружия. [29] Буш, Конант и Гроувс хотели, чтобы Чедвик и Пайерлс обсудили проект бомбы с Робертом Оппенгеймером , а Келлогг все еще хотел получить британские комментарии по проекту газодиффузионной установки. [30]
Черчилль поднял этот вопрос с Рузвельтом на Вашингтонской конференции 25 мая 1943 года, и Черчилль подумал, что Рузвельт дал заверения, которых он искал; но никаких дальнейших действий 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 решение, [31] написав Бушу 20 июля 1943 года с инструкциями «возобновить, всеобъемлющим образом, полный обмен с британским правительством относительно трубных сплавов». [32]
Стимсон, который только что закончил серию споров с британцами о необходимости вторжения во Францию , не хотел казаться несогласным с ними во всем и говорил в примирительных выражениях о необходимости хороших послевоенных отношений между двумя странами. Со своей стороны, Черчилль дезавуировал интерес к коммерческому применению ядерных технологий. [31] Причина британской обеспокоенности послевоенным сотрудничеством, объяснил Черуэлл, была не в коммерческих интересах, а в том, что после войны у Великобритании будет ядерное оружие. [33] Затем Андерсон составил проект соглашения о полном взаимообмене, который 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 то, что стало известно как Квебекское соглашение на Квебекской конференции 19 августа 1943 года. [35] [36]
Соглашение Квебека учредило Комитет по объединенной политике для координации усилий Соединенных Штатов, Великобритании и Канады. Стимсон, Буш и Конант были американскими членами Комитета по объединенной политике, 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 был заменен в комитете сэром Рональдом Яном Кэмпбеллом , которого, в свою очередь, сменил британский посол в Соединенных Штатах лорд Галифакс в начале 1945 года. Дилл умер в Вашингтоне, округ Колумбия, в ноябре 1944 года и был заменен как на посту начальника британской миссии Объединенного штаба , так и на посту члена Комитета по объединенной политике фельдмаршалом сэром Генри Мейтлендом Уилсоном . [38]
Еще до подписания Квебекского соглашения Эйкерс уже телеграфировал в Лондон с инструкциями, что Чедвик, Пайерлс, Олифант и Фрэнсис Саймон должны немедленно отправиться в Северную Америку. Они прибыли 19 августа, в день подписания, ожидая возможности поговорить с американскими учеными, но не смогли этого сделать. Прошло две недели, прежде чем американские официальные лица узнали о содержании Квебекского соглашения. [39] В течение следующих двух лет Комитет по объединенной политике собирался всего восемь раз. [38]
Первый раз это произошло 8 сентября 1943 года, в полдень после того, как Стимсон узнал, что он является председателем. На первом заседании был создан Технический подкомитет под председательством генерал-майора Вильгельма Д. Стайера . [39] Поскольку американцы не хотели видеть Эйкерса в Техническом подкомитете из-за его прошлого в ICI, Ллевеллин назначил Чедвика, которого он также хотел сделать главой британской миссии в Манхэттенском проекте. [40] Другими членами были Ричард К. Толман , который был научным консультантом Гроувза, и К. Дж. Маккензи , президент Канадского национального исследовательского совета . [39] Было решено, что Технический комитет может действовать без консультаций с Объединенным политическим комитетом, если его решение будет единогласным. [41] Технический подкомитет провел свое первое заседание 10 сентября, но переговоры затянулись. Комитет по комбинированной политике ратифицировал предложения в декабре 1943 года, к тому времени несколько британских ученых уже начали работу над Манхэттенским проектом в Соединенных Штатах. [42] [43]
Оставался вопрос о сотрудничестве между Металлургической лабораторией Манхэттенского проекта в Чикаго и Монреальской лабораторией . На заседании Комитета по объединенной политике 17 февраля 1944 года Чедвик настаивал на выделении ресурсов для строительства ядерного реактора в месте, которое сейчас известно как лаборатории Чок-Ривер . Великобритания и Канада согласились оплатить стоимость этого проекта, но Соединенные Штаты должны были поставлять тяжелую воду. В то время Соединенные Штаты контролировали по контракту на поставку единственное крупное производственное предприятие на континенте — Consolidated Mining and Smelting Company в Трейле, Британская Колумбия . [44] [45] Учитывая, что это вряд ли окажет какое-либо влияние на войну, Конант, в частности, прохладно отнесся к предложению, но реакторы на тяжелой воде представляли большой интерес. [45] Гроувс был готов поддержать усилия и поставлять необходимую тяжелую воду, но с определенными ограничениями. Монреальская лаборатория имела бы доступ к данным с исследовательских реакторов в Аргонне и графитового реактора X-10 в Ок-Ридже, но не с производственных реакторов на площадке в Хэнфорде ; также им не предоставлялась бы никакая информация о плутонии. Эта договоренность была официально одобрена на заседании Комитета по объединенной политике 19 сентября 1944 года. [46] [47] Канадский реактор ZEEP (Zero Energy Experimental Pile) стал критическим 5 сентября 1945 года. [48]
Чедвик поддерживал британское участие в Манхэттенском проекте в полной мере, отказавшись от любых надежд на британский проект во время войны. [49] При поддержке Черчилля он пытался гарантировать, что каждая просьба Гроувза о помощи будет удовлетворена. Хотя темпы исследований замедлились по мере того, как война вступила в свою финальную фазу, эти ученые все еще были очень востребованы, и Андерсону, Черуэллу и сэру Эдварду Эпплтону , постоянному секретарю Департамента научных и промышленных исследований , который отвечал за трубчатые сплавы, пришлось оторвать их от военных проектов, в которых они неизменно участвовали. [50]
Соглашение Гайд-парка от сентября 1944 года распространило как торговое, так и военное сотрудничество на послевоенный период. [51] [52] В Квебекском соглашении было указано, что ядерное оружие не будет использоваться против другой страны без взаимного согласия. 4 июля 1945 года Вильсон согласился, что использование ядерного оружия против Японии будет зарегистрировано как решение Комитета по комбинированной политике. [53] [54]
Tube Alloys добилась наибольших успехов в области газодиффузионной технологии, [55] и Чедвик изначально надеялся, что хотя бы пилотная установка будет построена в Великобритании. [56] Газодиффузионная технология была разработана Саймоном и тремя экспатриантами, Николасом Курти из Венгрии, Генрихом Куном из Германии и Генри Армсом из США, в лаборатории Кларендона в 1940 году. [57] Прототип газодиффузионного оборудования, две двухступенчатые модели и две десятиступенчатые модели, [58] был изготовлен Metropolitan-Vickers по цене 150 000 фунтов стерлингов за четыре единицы. [21] Позже были добавлены две одноступенчатые машины. Задержки в поставках привели к тому, что эксперименты с одноступенчатой машиной начались только в июне 1943 года, а с двухступенчатой — только в августе 1943 года. Две десятиступенчатые машины были доставлены в августе и ноябре 1943 года, но к этому времени исследовательская программа, для которой они были построены, была отброшена событиями. [58]
Соглашение Квебека позволило Саймону и Пайерлсу встретиться с представителями Kellex, которые проектировали и строили американский газодиффузионный завод, Union Carbide and Carbon , которые должны были его эксплуатировать, и лабораториями Harold Urey 's Substitute Alloy Materials (SAM) в Колумбийском университете, центре Манхэттенского проекта, которому было поручено исследование и разработка процесса. Годовая потеря сотрудничества дорого обошлась Манхэттенскому проекту. Корпорации были связаны жесткими графиками, и инженеры не могли включить британские предложения, которые подразумевали бы серьезные изменения. Также не было возможности построить второй завод. Тем не менее, американцы все еще жаждали британской помощи, и Гроувс попросил направить британскую миссию для оказания помощи в газодиффузионном проекте. Тем временем Саймон и Пайерлс были прикреплены к Kellex. [55]
Британская миссия, состоящая из Эйкерса и пятнадцати британских экспертов, прибыла в декабре 1943 года. Это было критическое время. С барьером Норриса-Адлера возникли серьезные проблемы. Никелевый порошок и электроосажденные никелевые сетчатые барьеры были впервые разработаны американским химиком Эдвардом Адлером и британским декоратором интерьеров Эдвардом Норрисом в лабораториях SAM. Необходимо было принять решение, продолжать ли его или перейти на порошковый никелевый барьер на основе британской технологии, разработанной Kellex. До этого момента оба находились в стадии разработки. В лаборатории SAM было 700 человек, работающих над газовой диффузией, а в Kellex — около 900. Британские эксперты провели тщательный обзор и согласились, что барьер Kellex лучше, но посчитали, что он вряд ли будет готов вовремя. Технический директор Kellex Персиваль С. Кейт [59] не согласился, утверждая, что его компания может подготовить его и произвести 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 нужного типа порошкообразного никеля. [60] В этом британцы смогли помочь. Единственной компанией, которая его производила, была компания Mond Nickel Company в Клайдахе в Уэльсе. К концу июня 1945 года она поставила 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 K-25 в полную мощность к июню или июлю 1945 года. Потратив два года на то, чтобы запустить прототипные ступени, британские эксперты посчитали это невероятно оптимистичным и посчитали, что, если не случится чуда, вряд ли удастся достичь 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 Гроувза снизить цель обогащения K-25; выход K-25 должен был быть обогащен до оружейного уровня путем подачи на электромагнитный завод. Несмотря на пессимистические прогнозы британской миссии, K-25 производил обогащенный уран в июне 1945 года. [55]
После того, как остальная часть миссии уехала, Пайерлс, Курти и Фукс остались в Нью-Йорке, где работали с Келлексом. К ним присоединились Тони Скирм и Фрэнк Киртон , которые прибыли 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 считал, что он разработал лучший метод, чем метод Лоуренса, который приведет к пяти-десятикратному повышению эффективности и сделает его более практичным для использования в Британии. Его предложение было рассмотрено Эйкерсом, Чедвиком, Пайерлсом и Саймоном, которые согласились, что оно обосновано. Хотя большинство научных мнений в Британии отдавали предпочтение методу газовой диффузии, все еще оставалась возможность того, что электромагнитное разделение может быть полезным в качестве конечной стадии процесса обогащения, беря уран, который уже был обогащен до 50 процентов газовым процессом, и обогащая его до чистого урана-235. Соответственно, Олифант был освобожден от проекта радара для работы над Tube Alloys, проводя эксперименты по своему методу в Университете Бирмингема. [62] [63]
Олифант встретился с Гроувсом и Оппенгеймером в Вашингтоне, округ Колумбия, 18 сентября 1943 года, и они попытались убедить его присоединиться к Лос-Аламосской лаборатории, но Олифант посчитал, что он будет более полезен, помогая Лоуренсу в электромагнитном проекте. [64] Соответственно, Технический подкомитет постановил, что Олифант и шесть его помощников отправятся в Беркли, а затем переедут 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] жаждал помощи Олифанта. [67] Олифант заручился услугами австралийского физика Гарри Мэсси , который работал в Адмиралтействе над магнитными минами , вместе с Джеймсом Стайерсом и Стэнли Дьюком, которые работали с ним над полостным магнетроном . 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, отпустить 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 занимали несколько ключевых позиций в электромагнитном проекте. Олифант стал фактическим заместителем Лоуренса и отвечал за радиационную лабораторию в Беркли, когда Лоуренс отсутствовал. [67] Его энтузиазм по поводу электромагнитного проекта мог сравниться только с энтузиазмом Лоуренса, [65] и его участие выходило за рамки научных проблем, распространяясь на политические вопросы, такие как необходимость расширения электромагнитного завода, [67] хотя в этом он не преуспел. [73] [74] Британские химики внесли важный вклад, в частности Гарри Эмелеус и Филипп Бакстер , химик, который был научным руководителем в ICI, был отправлен в инженерный завод Clinton в Оук-Ридже, штат Теннесси , в рамках Манхэттенского проекта в 1944 году в ответ на просьбу о помощи с химией урана, и стал личным помощником генерального директора. [67] [75] Его статус сотрудника ICI не беспокоил Гроувза. Британской миссии был предоставлен полный доступ к электромагнитному проекту, как в Беркли, так и на заводе электромагнитного разделения Y-12 в Оук-Ридже. Хотя некоторые члены британской миссии оставались в Беркли или Оук-Ридже всего несколько недель, большинство оставались 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 раскрыли существование Лос-Аламосской лаборатории Чедвику, Пайерлсу и Олифанту. Оппенгеймер хотел, чтобы все трое отправились в Лос-Аламос как можно скорее, но было решено, что Олифант отправится в Беркли, чтобы работать над электромагнитным процессом, а Пайерлс отправится в Нью-Йорк, чтобы работать над процессом газовой диффузии. [77] Затем задача легла на плечи Чедвика. Первоначальная идея, одобренная Гроувсом, заключалась в том, что британские ученые будут работать как группа под руководством Чедвика, который будет передавать им работу. Вскоре от этого отказались в пользу полной интеграции британской миссии в лабораторию. Они работали в большинстве ее подразделений, за исключением химии и металлургии плутония. [78]
Первыми прибыли Отто Фриш и Эрнест Титтертон с женой Пегги, которые прибыли в Лос-Аламос 13 декабря 1943 года. В Лос-Аламосе Фриш продолжил свою работу по исследованию критической массы, для которой Титтертон разработал электронные схемы для генераторов высокого напряжения, рентгеновских генераторов, таймеров и схем зажигания. [61] Пегги Титтертон, обученная лаборантка по физике и металлургии, была одной из немногих женщин, работавших в Лос-Аламосе на технической должности. [79] Чедвик прибыла 12 января 1944 года, [61] но оставалась там всего несколько месяцев, прежде чем вернуться в Вашингтон, округ Колумбия [80]
Когда Оппенгеймер назначил Ганса Бете главой престижного Теоретического (T) Отдела лаборатории, он оскорбил Эдварда Теллера , которому дали собственную группу, поручив ему исследовать «супер» бомбу Теллера , и в конечном итоге перевели в Отдел F Энрико Ферми . Затем Оппенгеймер написал Гроувсу письмо с просьбой направить Пайерлса на место Теллера в Отделе T. [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 и ни при каких обстоятельствах я не имел ничего общего с атомной бомбой с тех пор, как отправился в Лос-Аламос». [82] Четыре члена британской миссии стали лидерами группы: Бретшер (суперэксперименты), Фриш (критические сборки и ядерные спецификации), Пайерлс (гидродинамика имплозии) и Джордж Плачек (композитное оружие). [83]
Нильс Бор и его сын Оге , физик, который был помощником 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 он смог посетить Ок-Ридж и Лос-Аламос, [84] где он встретил многих своих бывших студентов. Бор выступал в качестве критика, посредника и образца для подражания для молодых ученых. Он прибыл в критическое время, и по его инициативе было проведено несколько исследований и экспериментов по ядерному делению. Он сыграл важную роль в разработке тампера урана , а также в разработке и принятии на вооружение модулированного нейтронного инициатора . Его присутствие подняло моральный дух и помогло улучшить администрацию лаборатории для укрепления связей с армией. [85]
Ядерные физики знали о делении, но не о гидродинамике обычных взрывов. В результате к команде присоединились два человека, которые внесли значительный вклад в эту область физики. Первым был Джеймс Так, чья область знаний была в области кумулятивных зарядов, используемых в противотанковом оружии для пробивания брони . Что касается плутониевой бомбы, ученые в Лос-Аламосе пытались разобраться с идеей проблемы имплозии . [86] Так был отправлен в Лос-Аламос в апреле 1944 года и использовал радикальную концепцию взрывного линзирования , которая затем была реализована. Так также разработал инициатор Urchin для бомбы, работая 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 месяц спустя, чтобы также работать над этим вопросом. Присутствие Тейлора было так же желанным в Лос-Аламосе, сообщил Чедвик Лондону, «что все, кроме похищения, было бы оправдано». [88] Он был отправлен, и дал важные сведения о нестабильности Рэлея-Тейлора . [80] Острая потребность в ученых, разбирающихся в взрывчатых веществах, также заставила Чедвика добиться освобождения Уильяма Пенни из Адмиралтейства и Уильяма Марли из Дорожной исследовательской лаборатории . [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 способами оценки последствий ядерного взрыва и написал статью о том, на какой высоте следует взрывать бомбы для максимального эффекта при атаках на Германию и Японию. [92] Он был членом целевого комитета, созданного Гроувсом для выбора японских городов для атомной бомбардировки, [93] а также на Тиниане в проекте Альберта в качестве специального консультанта. [94] Вместе с капитаном группы Леонардом Чеширом , отправленным Уилсоном 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 проекта Лос-Аламос во время войны сотрудничество британской миссии было абсолютно необходимо... Очень трудно сказать, что бы произошло при других условиях. Однако, по крайней мере, работа теоретического отдела была бы намного сложнее и намного менее эффективна без членов британской миссии, и не исключено, что наше окончательное оружие было бы значительно менее эффективным в этом случае. [97]
С декабря 1945 года члены британской миссии начали возвращаться домой. Пайерлс уехал в январе 1946 года. По просьбе Норриса Брэдбери , который сменил Оппенгеймера на посту директора лаборатории, Фукс оставался до 15 июня 1946 года. Восемь британских ученых, трое из Лос-Аламоса и пятеро из Соединенного Королевства, участвовали в операции «Перекрестки» , ядерных испытаниях на атолле Бикини в Тихом океане. С принятием Закона об атомной энергии 1946 года , известного как Закон Мак-Магона, все британские государственные служащие должны были уехать. Титтертону было предоставлено особое разрешение, и он оставался до 12 апреля 1947 года. Британская миссия закончилась, когда он уехал. [98] Карсон Марк остался, так как он был канадским государственным служащим. [99] Он остался в Лос-Аламосе, став главой теоретического отдела в 1947 году, и занимал эту должность до выхода на пенсию в 1973 году. [100] Он стал гражданином Соединенных Штатов в 1950-х годах. [101]
Объединенный траст развития был предложен Комитетом по объединенной политике 17 февраля 1944 года. Декларация о доверительном управлении была подписана Черчиллем и Рузвельтом 13 июня 1944 года. [102] Попечители были утверждены на заседании Комитета по объединенной политике 19 сентября 1944 года. Попечителями со стороны Соединенных Штатов были Гроувс, избранный председателем, геолог Чарльз К. Лейт и Джордж Л. Харрисон . Попечителями со стороны Великобритании были сэр Чарльз Хамбро , глава Британской миссии по сырьевым материалам в Вашингтоне, округ Колумбия, и Фрэнк Ли из Казначейства Ее Величества . Канаду представлял Джордж К. Бейтман, заместитель министра и член Канадского совета по объединенным ресурсам. Каждое из трех правительств имело свой собственный штат по сырьевым ресурсам, и Объединенный траст развития был средством координации их усилий. [103] [104]
Роль Объединенного фонда развития заключалась в покупке или контроле минеральных ресурсов, необходимых для Манхэттенского проекта, и в избежании конкуренции между тремя. Великобритания не нуждалась в урановых рудах, пока продолжалась война, но была обеспокоена обеспечением адекватных поставок для своей собственной программы по созданию ядерного оружия, когда она закончится. Половина финансирования должна была поступить из Соединенных Штатов, а половина — из Великобритании и Канады. Первоначальные 12,5 млн долларов были переведены Гроувсу со счета в офисе министра финансов США Генри Моргентау-младшего , который не подлежал обычному бухгалтерскому аудиту и надзору. К тому времени, когда Гроувс ушел из фонда в конце 1947 года, он внес 37,5 млн долларов на счет, который он контролировал в Bankers Trust . Затем платежи производились с этого счета. [105]
Великобритания взяла на себя ведущую роль в переговорах по повторному открытию рудника Шинколобве в Бельгийском Конго , самого богатого в мире источника урановой руды, который был затоплен и закрыт, поскольку 30 процентов акций Union Minière du Haut Katanga , компании, которой принадлежал рудник, контролировались британскими интересами. Сэр Джон Андерсон и посол Джон Винант заключили в мае 1944 года сделку с Эдгаром Сенжером , директором Union Minière, и бельгийским правительством о повторном открытии рудника и покупке 1720 длинных тонн (1750 т) руды по цене 1,45 долл. за фунт. [106] Объединенный траст развития также вел переговоры со шведскими компаниями о приобретении там руды. Олифант обратился к австралийскому верховному комиссару в Лондоне сэру Стэнли Брюсу в августе 1943 года по поводу поставок урана из Австралии, а Андерсон обратился с прямой просьбой к премьер- министру Австралии Джону Кёртину во время его визита в Великобританию в мае 1944 года начать разведку полезных ископаемых в Австралии в местах, где, как предполагалось, существовали залежи урана. [107] Помимо урана, Объединенный траст 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 облучить для получения урана-233 , другого изотопа урана, пригодного для изготовления атомных бомб. [110] [111]
В декабре 1943 года Гроувс отправил Роберта Р. Фурмана в Великобританию для создания Лондонского офиса связи для Манхэттенского проекта с целью координации научной разведки с британским правительством. [112] Гроувс выбрал главу службы безопасности округа Манхэттен, капитана Хораса К. Калверта, для руководства Лондонским офисом связи с назначением на должность помощника военного атташе. Он работал в сотрудничестве с лейтенант-коммандером Эриком Уэлшем , главой норвежского отдела МИ-6 , и Майклом Перрином из Tube Alloys. [113] В ноябре 1944 года Гроувс и Андерсон сформировали англо-американский разведывательный комитет, в который вошли Перрин, Уэлш, Калверт, Фурман и Р. В. Джонс . [114]
По настоянию Гроувза и Фурмана 4 апреля 1944 года была создана миссия Алсос под командованием подполковника Бориса Паша для проведения разведывательной работы в области, связанной с немецким проектом ядерной энергетики. [115] [116] [117] Более опытные британцы рассматривали возможность создания конкурирующей миссии, но в итоге согласились участвовать в миссии Алсос в качестве младшего партнера. [118] [119] В июне 1945 года Уэлш сообщил, что немецкие физики-ядерщики, захваченные миссией Алсос, находятся под угрозой казни со стороны американцев, и Джонс организовал их переезд в Фарм-холл , загородный дом в Хантингдоншире, который использовался для обучения МИ-6 и Управления специальных операций (SOE). Дом прослушивался, и разговоры ученых записывались. [120]
Гроувс 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, которую можно было бы сбросить на Хиросиму». [121] Он считал, что ключевым вкладом Британии были поощрение и поддержка на межправительственном уровне, научная помощь, производство порошкообразного никеля в Уэльсе, а также предварительные исследования и лабораторные работы. [122]
Сотрудничество не пережило войну. Рузвельт умер 12 апреля 1945 года, и Соглашение в Гайд-парке не было обязательным для последующих администраций. [123] Фактически, оно было физически утеряно. Когда Вильсон поднял этот вопрос на заседании Комитета по объединенной политике в июне, американская копия не была найдена. [124] Британцы отправили Стимсону фотокопию 18 июля 1945 года. [123] Даже тогда Гроувс сомневался в подлинности документа, пока американская копия не была обнаружена годы спустя в бумагах вице-адмирала Вильсона Брауна-младшего , военно-морского помощника Рузвельта, очевидно, неправильно поданная кем-то, не знавшим, что такое Tube Alloys, который думал, что это как-то связано с военно-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. Гаррисон встретились с британской делегацией, состоящей из Андерсона, Уилсона, Малкольма Макдональда , Роджера Макинса и Дениса Рикетта , чтобы составить коммюнике. Они согласились сохранить Комитет по объединенной политике и Фонд объединенного развития. Требование Квебекского соглашения о «взаимном согласии» перед применением ядерного оружия было заменено на требование о «предварительных консультациях», и должно было быть «полное и эффективное сотрудничество в области атомной энергии», но в более длинном Меморандуме о намерениях, подписанном Гроувсом и Андерсоном, это касалось только «области фундаментальных научных исследований». Паттерсон отвез коммюнике в Белый дом, где Трумэн и Эттли подписали его 16 ноября 1945 года. [127]
Следующее заседание Комитета по объединенной политике 15 апреля 1946 года не принесло никаких договоренностей о сотрудничестве и привело к обмену телеграммами между Трумэном и Эттли. 20 апреля Трумэн телеграфировал, что не считает подписанное им коммюнике обязывающим Соединенные Штаты помогать Великобритании в проектировании, строительстве и эксплуатации атомной электростанции. [128] Ответ Эттли от 6 июня 1946 года [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, ушла в Соединенные Штаты, но теперь она также требовалась британскому атомному проекту. Чедвик и Гроувс достигли соглашения, по которому руда будет разделена 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 Соединенных Штатов получать какую-либо информацию. [132] Оставшимся ученым было отказано в доступе к работам, которые они написали всего за несколько дней до этого. [133] Условия Квебекского соглашения оставались в секрете, но высокопоставленные члены Конгресса были в ужасе, когда обнаружили, что оно давало британцам право вето на использование ядерного оружия. [134] Закон Мак-Магона вызвал негодование как со стороны британских ученых, так и со стороны 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 остыл. Опрос, проведенный в сентябре 1949 года, показал, что 72 процента американцев согласились с тем, что Соединенные Штаты не должны «делиться нашими секретами атомной энергии с Англией». [137] Репутация британской миссии в Лос-Аламосе была запятнана разоблачением в 1950 году того, что Фукс был советским атомным шпионом . Это повредило отношениям между Соединенными Штатами и Великобританией и дало боеприпасы для противников сотрудничества в Конгрессе, таких как сенатор Бурк Б. Хикенлупер . [137]
Британское военное участие в Манхэттенском проекте обеспечило значительный объем знаний, который имел решающее значение для успеха исследований взрывчатых веществ , послевоенной программы Соединенного Королевства по созданию ядерного оружия, [138] хотя и не без важных пробелов, например, в области металлургии плутония. [139] Развитие независимого британского 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]
опубликовано как Los Alamos Report LAMS-2532
