1939年初发现中子在铀中裂变的消息,立即在英国和其他地方引发了不仅控制裂变链式反应的想法,而且还引发了不受控制的爆炸连锁反应。尽管英国官方人士对铀裂变在军事应用中的可能意义持高度怀疑态度,但英国大学对实现爆炸反应的理论方面进行了一些研究。进展缓慢,初步成果令人沮丧,在第二次世界大战爆发后,努力减少,资源被转移到更紧迫和更有希望的防御项目。1940年3月的转折点O.R.Frisch和R.E.Peierls的备忘录然后是伯明翰大学(Birmingham University),他们预测,相当少量的纯铀235将支持快速链式反应,并概述了一种将铀-235组装在武器中的方法。
Frisch-Peierls备忘录的重要性得到了惊人的迅速承认,并成立了空战科学调查委员会的铀小组委员会。这个小组委员会,不久将作为莫德委员会,委托在利物浦、伯明翰、剑桥和牛津大学以及帝国化学工业公司进行一系列理论和实验研究。到1940年年底,没有任何东西干扰弗里什和佩耶尔斯最初的预测,即炸弹是可能的,铀-235的分离在工业上是可行的,并且已经确定了生产钚-239作为一种潜在的有价值的炸弹材料的路线。
在欧洲爆发战争后,美国和英国的核研究首次正式接触是在1940年秋季,当时亨利·蒂扎德爵士在J·D·科克克罗夫特教授的陪同下,率领一个代表团前往华盛顿。人们对莫德委员会的方案进行了描述,发现该方案与美国的方案平行,尽管后者的执行有点不那么紧迫。双方商定,两国之间的合作将是互利的,并建立了必要的机制。即使在这个早期阶段,英国人也越来越认识到,由于资源有限,他们必须依靠美国巨大的生产能力来进行昂贵的开发工作;不久,莫德委员会就开始讨论将主要开发工作转移到美国的可能性。
到1941年春天,莫德委员会本身就确信,炸弹是可行的,所需铀-235的数量很小,可以开发出一种生产铀-235浓缩铀的实用方法。它还决定,在设计铀炸弹方面不存在根本障碍。然而,钚炸弹的可能性被推到了幕后,部分原因是对可行性的怀疑,部分原因是发展钚生产路线似乎需要大量资源。英国不知道已经进行的钚研究工作。伯克利的E.O.劳伦斯教授。
莫德委员会于1941年7月底提出了两份工作 告。这些 告,“用铀制造炸弹“使用铀作为动力源”是通过飞机生产部、高级别科学咨询委员会和丘吉尔首相办公室主任正式处理的,但由于大量的非官方游说,丘吉尔决定在官方建议送达丘吉尔之前进行炸弹项目。人们认识到,该项目必须在更正式的基础上设立,而管合金局-一个被选为封面名称的名称-是在W.A.Akers的技术领导下从帝国化学工业征聘的科学和工业研究部内成立的,并得到了理事会主席John Anderson爵士的政策指导。
与此同时,1941年4月,美国国防研究委员会(National Defense Research Committee)主任范内瓦尔·布什博士(Dr.Vannevar Bush)要求美国国家科学院(National Academy Of Sciences)院长任命一个由物理学家组成的委员会来审查铀问题。这个委员会得到了莫德 告的副本,1941年11月得出的结论与莫德委员会的结论非常相似,但它对铀炸弹的有效性、制造时间和费用不太乐观。令人惊讶的是,尽管伯克利的发现,委员会没有提到钚武器的可能性。罗斯福总统根据国家科学院的 告,下令在新成立的科学研究和发展部的管理下实施全面的发展方案,并赞同与英国进行全面的信息交流。
虽然情 交流一直持续到1942年中期,但英国人对炸弹项目的完全整合持矛盾态度,并表示保留意见,事后看来,这些保留令人感到奇怪。到了1942年8月,当约翰·安德森爵士提出了合作的书面建议,而不仅仅是信息交流的时候,美国的项目已经从科学家转移到了美国军队。L.R.Groves将军。美国可能不再认为英国能够做出任何有益的贡献,而一体化的问题也被推迟了。此外,美国军队实行严格的安全制度,导致信息交流受到如此严格的限制,以致唯一真正的交通涉及生产浓缩铀的气体扩散过程和使用重水作为反应堆慢化剂。
美国与英国合作态度的转变令英国大为震惊。1943年初,丘吉尔首相与罗斯福总统讨论了这一问题,但没有产生任何早期的明智效果。与此同时,英国研究了一个完全独立的计划的含义,得出了一个不言而喻的结论,即这样的计划不会导致可能影响欧洲战争结果的结果。
1943年7月,时任科学研究与发展办公室主任的布什和美国战争部长亨利·史汀森访问伦敦时,空气清新。在与丘吉尔举行的一次会议上,双方的一些误解得到了令人满意的解决,并同意英国应起草一份协议,确定今后在炸弹项目上合作的条件。该协议草案包括一项声明,说明炸弹项目必须是一项完全共同的努力,一项保证,即两国都不会对另一国使用该炸弹,进一步保证两国都不会在未经双方同意的情况下对第三方使用或向第三方披露该炸弹,并承认美国有权限制该项目在战后可能带来的任何商业好处。安德森派团前往华盛顿,就设立一般政策委员会和恢复信息交流的规定达成协议。这些规定连同协定草案中的要点被纳入魁北克协定,罗斯福和丘吉尔于1943年8月19日签署。
在详细执行“魁北克协定”之前,仍有一些小障碍有待克服,但这些障碍的克服速度可能比1943年上半年经历过困难日子的任何人预期的要快。英美关系日益友好,几乎完全是由于在工作层面上建立的个人关系。最重要的是格罗夫斯将军和詹姆斯·查德威克教授,联合政策委员会英国成员的高级技术顾问。
随着合作的恢复,第一项任务是更新。英国提交了一堆关于他们工作进展的 告,格罗夫斯将军提供了他刚刚向总统提交的进度 告的副本。英国人对美国取得的进展感到惊讶,并对美国的努力规模感到震惊:与1943年英国仅50万英镑的支出相比,项目总成本估计已经超过了10亿美元。查德威克毫无疑问地认为,英国人的首要职责是帮助美国人完成他们的计划,并放弃在英国进行战时计划的所有想法。他的结论是,最好的办法是派遣英国科学家到美国工作。在1943年年底之前,查德威克、佩尔斯和奥列芬特已在美国无限期居住。查德威克主要在华盛顿担任外交和行政职务,但在洛斯阿拉莫斯工作了一段时间;佩尔斯最初从事气体扩散的工作,后来在洛斯阿拉莫斯工作;奥列芬特和三名同事在伯克利与劳伦斯的电磁团队一起工作;另有两名科学家隶属于洛斯阿拉莫斯。
1944年前几个月,英国科学家大量涌入美国。然而,那些加入气体扩散方案的人并没有停留太久,到1944年秋天全部撤出。在伯克利加入劳伦斯的英国团队迅速发展到35人左右,并完全融入了美国集团;大多数人一直呆到战争结束。最后,在洛斯阿拉莫斯集结的英国小组人数为19人,而在伯克利,科学家被分配到实验室现有的小组中(尽管他们没有被分配到与钚的制备及其化学和冶金有关的小组中)。
第一批前往洛斯阿拉莫斯的英国科学家主要是核物理学家。他们包括率先展示铀-235临界质量的英美集团领导人弗里斯(Frisch)和已经在考虑核聚变武器的小组中找到一个利基的E.布雷舍(E.Bretscher)。随着团队的建立,大多数英国科学家被分配到处理内爆武器问题和总体炸弹组装上。在英国人抵达洛斯阿拉莫斯之前,人们就曾考虑过内爆,但J·L·塔克博士提出的爆炸镜头对实现高度对称的内爆做出了重大贡献。1944年,彭尼博士(现为勋爵)被招募来协助该方案的爆炸性方面,马利博士和两名助理也是如此。最终有六位英国科学家。Frisch,P.B.Moon,Peierls,Penney,G.Placzek)成为联合小组的负责人,第七个,Marley,成为一个部门的负责人。
此外,在英国的主持下,还提供了两名非常杰出的顾问,即Niels Bohr教授还有杰弗里·泰勒爵士。波尔对洛斯阿拉莫斯的访问鼓舞人心;泰勒对流体力学工作作出了重大贡献。
没有客观的方法来衡量英国人对洛杉矶和其他地方曼哈顿项目的贡献。格罗夫斯将军经常承认英国早期工作的重要性,以及她的科学家在美国作出的重大贡献,但他补充说,没有他们,美国本可以和睦相处。英国的存在虽然不多,但无疑对该项目的士气产生了有益的影响。在这个封闭的社区里,它起着不可替代的作用–作为科学家们第二种观点的中心,他们的声誉受到普遍的赞赏。
无论英国对曼哈顿计划的贡献有何不同,毫无疑问,他们的参与使英国人受益匪浅。如果不是战争时期的合作,战后英国核计划的进程就会大不相同。虽然美国法律禁止在核武器设计方面进行国际合作,但英国成功地实施了一个独立的核武器方案,尽管其规模相对于美国方案的规模较小,但成功地阐明了裂变和热核弹头的所有基本原则,并生产了可操作的核武器能力。1958年,在对1954年“美国原子能法”进行了一项重要修正之后,两国再次聚集一堂,发现在过去11年中核武器技术的发展非常相似。
还值得注意的是,战时合作发展第一枚核武器与过去25年来在1958年“美国-联合王国共同防御用途相互合作协定”(经修正)下开展的合作具有相似之处。有可能找出与1940年代明显的许多相同的长处和弱点。那些与核防御合作密切相关的人都认为,这种合作符合两国的总体共同防御利益。
这个委员会选择头衔的故事值得重述。当丹麦被德国人占领时,尼尔斯·波尔(Niels Bohr)给在波尔哥本哈根实验室工作过的弗里希(Frisch)发了一封电 ,要求他“告诉科克克罗夫特和莫德·雷·肯特(Maud Ray Kent)”。莫德·雷·肯特(Maud Ray Kent)被认为是对镭或铀解体的神秘参考,莫德被选为铀委员会的代号。直到战争结束后,莫德·雷才被确认为波尔的孩子们的前家庭教师,他们当时住在肯特郡。
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