El Comité Ejecutivo S-1 sentó las bases para el Proyecto Manhattan al iniciar y coordinar los primeros esfuerzos de investigación en los Estados Unidos y establecer vínculos con el Proyecto de Aleaciones de Tubos en Gran Bretaña.
A raíz del descubrimiento de la fisión nuclear en diciembre de 1938, la posibilidad de que la Alemania nazi pudiera desarrollar armas nucleares impulsó a Leo Szilard y Eugene Wigner a redactar la carta de Einstein-Szilárd al presidente de los Estados Unidos , Franklin D. Roosevelt , en agosto de 1939. En respuesta, se creó el Comité Asesor sobre Uranio en la Oficina Nacional de Normas bajo la presidencia de Lyman J. Briggs para determinar la viabilidad de las armas nucleares . En junio de 1940, se creó el Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC) para coordinar la investigación relacionada con la defensa, y el Comité Asesor sobre Uranio se convirtió en el Comité de Uranio del NDRC. En junio de 1941, Roosevelt creó la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico bajo el liderazgo de Vannevar Bush (OSRD), en la que incorporó al NDRC, ahora bajo James B. Conant . El Comité de Uranio se convirtió en la Sección de Uranio de la OSRD, que pronto pasó a llamarse Sección S-1 por razones de seguridad. En mayo de 1942, se consideró que la Sección S-1 se había vuelto demasiado difícil de manejar y en junio de 1942 fue reemplazada por el Comité Ejecutivo S-1, más pequeño .
La viabilidad de las armas nucleares fue demostrada por el Comité MAUD británico , y sus resultados fueron compartidos con el Comité Asesor sobre Uranio por la Misión Tizard . La Sección S-1 coordinó la investigación sobre armas nucleares en Estados Unidos, en cooperación con el proyecto de Aleaciones de Tubos británico. El Ejército de los Estados Unidos creó el Distrito Manhattan en junio de 1942, y asumió la responsabilidad del desarrollo de armas nucleares del Comité Ejecutivo S-1 en septiembre de 1942. Los contratos de investigación y desarrollo del OSRD fueron rescindidos a medida que caducaban, y los contratos de producción fueron rescindidos y transferidos al Ejército. Aunque el Comité Ejecutivo S-1 permaneció como un órgano asesor, se volvió inactivo. El OSRD y la NDRC continuaron influyendo en el Proyecto Manhattan a través de la participación de Bush y Conant en el Comité de Política Militar que controlaba lo que se convirtió en el Proyecto Manhattan .
El descubrimiento de la fisión nuclear en diciembre de 1938, publicado en la edición del 6 de enero de 1939 de Die Naturwissenschaften por Otto Hahn y Fritz Strassmann , y su correcta identificación como fisión nuclear por Lise Meitner en la edición del 11 de febrero de 1939 de Nature , generó un intenso interés entre los físicos. Incluso antes de su publicación, la noticia llegó a los Estados Unidos de la mano del físico danés Niels Bohr , quien inauguró la Quinta Conferencia de Washington sobre Física Teórica con Enrico Fermi el 26 de enero de 1939. Los resultados fueron corroborados rápidamente por físicos experimentales, en particular Fermi y John R. Dunning en la Universidad de Columbia . [1]
La posibilidad de que la Alemania nazi pudiera desarrollar armas nucleares era particularmente alarmante para los científicos refugiados de Alemania y otros países fascistas, muchos de los cuales habían abandonado Europa en la década de 1930. Dos de ellos, Leo Szilard y Eugene Wigner, redactaron la carta de Einstein-Szilárd al presidente de los Estados Unidos , Franklin D. Roosevelt . En ella se informaba a Roosevelt de la existencia del proyecto alemán de armas nucleares , se advertía de que era probable que los alemanes estuvieran trabajando en una bomba atómica utilizando uranio y se instaba a los Estados Unidos a conseguir fuentes de uranio y a realizar investigaciones sobre tecnología de armas nucleares. La carta fue firmada por Albert Einstein el 2 de agosto de 1939, pero su entrega se retrasó debido al estallido de la Segunda Guerra Mundial en Europa con la invasión alemana de Polonia en septiembre de 1939. La carta finalmente fue entregada en mano a Roosevelt por el economista Alexander Sachs el 11 de octubre de 1939. [2] En esa fecha se reunió con el presidente, el secretario del presidente, el general de brigada Edwin "Pa" Watson , y dos expertos en artillería, el teniente coronel del ejército Keith F. Adamson y el comandante de la marina Gilbert C. Hoover . Roosevelt resumió la conversación como: "Alex, lo que buscas es asegurarte de que los nazis no nos hagan estallar". [3] Le dijo a Watson: "Esto requiere acción". [3]
Como resultado de la carta, Roosevelt le pidió al científico Lyman J. Briggs , director de la Oficina Nacional de Normas , que organizara un Comité Asesor sobre el Uranio. [4] Los comités asesores federales habían sido una característica del gobierno federal desde 1794, cuando George Washington había designado uno para investigar la Rebelión del Whisky . [5] La mayoría son de corta duración, terminando después de un par de años, y su membresía cambia cuando un nuevo presidente asume el cargo. [6] El comité estaba formado por Briggs, Adamson y Hoover. Su primera reunión se celebró el 21 de octubre de 1939, en la Oficina Nacional de Normas en Washington, D.C. Además de los miembros del comité, asistieron los físicos Fred L. Mohler de la Oficina Nacional de Normas y Richard B. Roberts de la Institución Carnegie de Washington , y Szilárd, Wigner y Edward Teller . Einstein fue invitado pero se negó a asistir. Adamson era escéptico sobre la perspectiva de construir una bomba atómica, pero estaba dispuesto a autorizar 6.000 dólares (equivalentes a 130.000 dólares en dólares actuales de 2023) para la compra de uranio y grafito para los experimentos de Szilárd y Fermi para producir una reacción nuclear en cadena en la Universidad de Columbia. [7]
El Comité Asesor sobre el Uranio presentó un informe al Presidente el 1 de noviembre de 1939. Si bien reconoció que la ciencia no estaba demostrada y que la reacción nuclear en cadena no era más que una posibilidad teórica, previó que la energía nuclear podría usarse como propulsión para submarinos y que una bomba atómica "proporcionaría una posible fuente de bombas con una destructividad mucho mayor que cualquier otra conocida hasta ahora". [8] El comité recomendó que el gobierno comprara 50 toneladas cortas (45 t) de óxido de uranio y 4 toneladas cortas (3,6 t) de grafito para experimentos de reacción en cadena. También recomendó que Einstein, Karl Compton , George B. Pegram y Sachs se agregaran al comité. Cuando leyó el informe, Sachs sintió que era demasiado académico y no lograba exponer sus puntos con fuerza. [9]
En las universidades e institutos de investigación de Estados Unidos ya se estaban realizando experimentos con la fisión del uranio. Alfred Lee Loomis estaba apoyando a Ernest Lawrence en el Laboratorio de Radiación de Berkeley . Vannevar Bush también estaba realizando una investigación similar en la Institución Carnegie. [10] En Columbia, mientras Fermi y Szilard investigaban la posibilidad de crear una reacción nuclear en cadena, Dunning consideró la posibilidad, propuesta por Niels Bohr y John A. Wheeler pero descartada por Fermi, de que fuera el raro isótopo uranio-235 el principal responsable de la fisión. [1] Hizo que Alfred OC Nier de la Universidad de Minnesota preparara muestras de uranio enriquecido en uranio-234 , uranio-235 y uranio-238 utilizando un espectrómetro de masas . [11]
Estos estuvieron listos en febrero de 1940, y Dunning, Eugene T. Booth y Aristid von Grosse llevaron a cabo una serie de experimentos. Demostraron que el uranio-235 era de hecho el principal responsable de la fisión con neutrones lentos, [11] pero no pudieron determinar secciones eficaces precisas de captura de neutrones porque sus muestras no estaban suficientemente enriquecidas. [12] Pegram envió los resultados a Briggs el 11 de marzo de 1940; posteriormente se publicaron en los números del 15 de marzo y 15 de abril de 1940 de Physical Review. [ 13 ] [14] Briggs informó a Watson el 9 de abril que era dudoso que se pudiera iniciar una reacción en cadena en uranio sin enriquecimiento de uranio , y por lo tanto instó a que se realizara una investigación sobre la tecnología de separación de isótopos . [12] Los resultados de Nier, Booth, Dunning y von Grosse fueron discutidos por Jesse Beams , Ross Gunn , Fermi, Nier, Merle Tuve y Harold Urey en la reunión de primavera de la American Physical Society en Washington, DC, en la última semana de abril de 1940. [12] El New York Times informó que los participantes discutieron "la probabilidad de que algún científico haga estallar una porción considerable de la Tierra con un poco de uranio". [15] [16]
El Comité Asesor sobre el Uranio se reunió nuevamente en la Oficina Nacional de Normas el 27 de abril de 1940. Esta vez se les unió el contralmirante Harold G. Bowen, Sr. , director del Laboratorio de Investigación Naval (NRL), junto con Sachs, Pegram, Fermi, Szilard y Wigner. Una vez más, Einstein, aunque invitado, se negó a asistir. La reunión puso de relieve las diferencias entre los optimistas Szilard y Sachs, y el más cauteloso Fermi. El comité acordó continuar con el trabajo en Columbia, que esperaba demostraría si era posible o no una reacción en cadena. Bowen y Gunn sugirieron la creación de un subcomité científico para asesorar al Comité Asesor sobre el Uranio. Tuve y Vannevar Bush, de la Institución Carnegie, expresaron interés en esto, y Briggs lo creó. Presidido por Briggs, sus miembros consistían en Urey, Pegram, Tuve, Beams, Gunn y Gregory Breit . El subcomité científico se reunió por primera vez el 13 de junio de 1940 en la Oficina Nacional de Normas. Examinó el trabajo realizado hasta el momento y recomendó un mayor apoyo a la investigación sobre las reacciones nucleares en cadena y la separación de isótopos. [17]
La invasión alemana de Bélgica en mayo de 1940 generó preocupación por el destino del mineral de uranio del Congo Belga , la mayor fuente de uranio del mundo; [17] la posterior Batalla de Francia creó alarma en la administración sobre la dirección que estaba tomando la guerra. El 12 de junio de 1940, Bush y Harry Hopkins acudieron al presidente con una propuesta para crear un Comité Nacional de Investigación de Defensa (NDRC) para coordinar la investigación relacionada con la defensa. [18] El NDRC se creó formalmente el 27 de junio de 1940, con Bush como su presidente. [19] Inmediatamente absorbió al Comité Asesor sobre Uranio, que era de hecho uno de sus propósitos. [18] Bush reorganizó inmediatamente el Comité Asesor sobre Uranio como el Comité NDRC sobre Uranio, reportándole directamente a él. Briggs siguió siendo presidente, pero Hoover y Adamson fueron eliminados de su membresía, mientras que Tuve, Pegram, Beams, Gunn y Urey fueron agregados. Por razones de seguridad, no se designó a ningún científico nacido en el extranjero para el Comité de Uranio. Se prohibió la publicación de investigaciones sobre el uranio, la fisión y la separación de isótopos. [20]
Mientras tanto, Otto Frisch y Rudolf Peierls , dos investigadores de la Universidad de Birmingham en Inglaterra, a quienes irónicamente Mark Oliphant les había asignado la tarea de investigar armas nucleares porque, como extranjeros enemigos en Gran Bretaña, no eran elegibles para participar en trabajos de guerra secretos, emitieron el memorando Frisch-Peierls en marzo de 1940. El memorando contradecía la idea común de la época de que se necesitarían muchas toneladas de uranio para fabricar una bomba, lo que requeriría su envío por barco. El cálculo del memorando mostraba que podría ser posible fabricar una bomba utilizando tan solo entre 1 y 10 kilogramos (2,2 a 22,0 libras) de uranio-235 puro, lo que sería bastante práctico para que lo transportaran los aviones. [21] [22] [23]
Oliphant llevó el memorándum a Henry Tizard y se creó el Comité MAUD para investigar más a fondo. [24] Concluyó que una bomba atómica no solo era técnicamente factible, sino que podría producirse en tan solo dos años. El Comité recomendó por unanimidad continuar con el desarrollo de una bomba atómica como una cuestión de urgencia, aunque reconoció que los recursos necesarios podrían ser superiores a los disponibles para Gran Bretaña. El Comité MAUD completó el informe MAUD el 15 de julio de 1941 y se disolvió. El informe tenía dos partes; la primera concluía que una bomba de uranio-235 podría ser factible en tan solo dos años utilizando 25 libras (11 kg) de uranio-235 con un rendimiento equivalente a 1.800 toneladas de TNT (7.500 GJ); la segunda concluía que la fisión controlada sería una fuente de energía para alimentar máquinas y una fuente de radioisótopos. Como resultado del informe del Comité MAUD, los británicos iniciaron un programa de bomba atómica bajo el nombre clave Tube Alloys . [25]
Urey comenzó a considerar métodos de separación de isótopos. El proceso de centrifugación se consideró el más prometedor. [26] Beams había desarrollado un proceso de este tipo en la Universidad de Virginia durante la década de 1930, pero había encontrado dificultades técnicas. El proceso requería altas velocidades de rotación, pero a ciertas velocidades se desarrollaban vibraciones armónicas que amenazaban con destrozar la maquinaria. Por lo tanto, era necesario acelerar rápidamente a través de estas velocidades. En 1941 comenzó a trabajar con hexafluoruro de uranio , el único compuesto gaseoso conocido del uranio, y pudo separar el uranio-235. En Columbia, Urey hizo que Karl P. Cohen investigara el proceso y produjo un cuerpo de teoría matemática que hizo posible diseñar una unidad de separación centrífuga, que Westinghouse se comprometió a construir. Otra posibilidad era la difusión gaseosa , que George B. Kistiakowsky sugirió en un almuerzo el 21 de mayo de 1940. [27]
La Misión Tizard de septiembre de 1940 compartió los resultados británicos con los estadounidenses, pero esto solo les hizo darse cuenta de que estaban detrás de los británicos, y posiblemente también de los alemanes. [28] El 15 de abril de 1941, Briggs recibió una nota de Rudolf Ladenburg , un físico de la Universidad de Princeton , que decía:
Quizá le interese saber que un colega mío que llegó hace unos días de Berlín vía Lisboa trajo el siguiente mensaje: un colega de confianza que trabaja en un laboratorio de investigación técnica le pidió que nos hiciera saber que un gran número de físicos alemanes están trabajando intensamente en el problema de la bomba de uranio bajo la dirección de Heisenberg , que el propio Heisenberg intenta retrasar el trabajo lo más posible, temiendo resultados catastróficos en caso de éxito. Pero no puede evitar cumplir las órdenes que le han dado, y si el problema puede resolverse, probablemente se resolverá en un futuro próximo. Por eso nos dio el consejo de que nos apresuráramos si Estados Unidos no llega demasiado tarde. [29]
Por lo tanto, Bush encargó una revisión del proyecto de uranio a la Academia Nacional de Ciencias . El comité de revisión estaba presidido por Arthur Compton , con los físicos Ernest O. Lawrence , John C. Slater y John H. Van Vleck y el químico William D. Coolidge como sus otros miembros. Emitió un informe favorable el 17 de mayo de 1941, recomendando un esfuerzo intensificado, pero Bush estaba preocupado por el énfasis en la energía nuclear en lugar de las armas nucleares, y encargó a dos ingenieros, Oliver E. Buckley de los Laboratorios Bell Telephone y L. Warrington Chubb de Westinghouse, que elaboraran un segundo informe con énfasis en estimar cuán pronto se podrían esperar beneficios prácticos. [30]
El 28 de junio de 1941, Roosevelt emitió la Orden Ejecutiva 8807, creando la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (OSRD), [31] con Bush como su director personalmente responsable ante el presidente. La nueva organización absorbió a la NDRC, ahora presidida por James B. Conant . [19] El Comité de Uranio se convirtió en la Sección de Uranio de la OSRD, que pronto pasó a llamarse Sección S-1 por razones de seguridad. [32] [33] A la Sección S-1, Bush agregó a Samuel K. Allison , Breit, Edward U. Condon , Lloyd P. Smith y Henry D. Smyth ; Gunn fue eliminado de acuerdo con una política de la NDRC de no tener personal del Ejército o la Marina en las secciones. Briggs siguió siendo el presidente, con Pegram como vicepresidente. [34]
De acuerdo con los deseos del presidente, los asuntos de política se restringieron al presidente, Wallace, Bush, Conant, el secretario de Guerra Henry Stimson y el jefe del Estado Mayor del Ejército , general George C. Marshall . Para implementar esto, la Sección S-1 se colocó fuera de la NDRC, directamente bajo Bush, quien podía autorizar las compras. Harold D. Smith , el director de la Oficina de Presupuesto , le dio a Bush garantías de que si los recursos de la OSRD resultaban insuficientes, se pondrían a disposición fondos adicionales de los fondos controlados por el presidente. [35]
Oliphant voló a los Estados Unidos desde Inglaterra en agosto de 1941 para averiguar por qué Briggs y su comité aparentemente ignoraban el Informe MAUD. Oliphant descubrió para su consternación que los informes y otros documentos enviados directamente a Briggs no habían sido compartidos con todos los miembros del comité; Briggs los había guardado bajo llave en una caja fuerte. Oliphant se reunió entonces con Allison, Coolidge, Conant y Fermi para explicarles la urgencia. En estas reuniones Oliphant habló de una bomba atómica con contundencia y certeza, y explicó que Gran Bretaña no tenía los recursos para emprender el proyecto sola, por lo que dependía de los Estados Unidos. [36]
Bush se reunió con Roosevelt y su vicepresidente , Henry Wallace , el 9 de octubre de 1941 y les informó sobre el progreso de la Sección S-1. [37] Él personalmente entregó un tercer informe de Arthur Compton, fechado el 1 de noviembre, a Roosevelt el 19 de noviembre de 1941. [38] El 6 de diciembre de 1941, Bush celebró una reunión para organizar un proyecto de investigación acelerada administrado por Compton, con Urey investigando la difusión gaseosa para el enriquecimiento de uranio y Lawrence investigando técnicas de enriquecimiento electromagnético. [39]
Al día siguiente, el ataque japonés a Pearl Harbor provocó la entrada de Estados Unidos en la guerra. [40] Con Estados Unidos en guerra, ahora había fondos disponibles en cantidades inimaginables el año anterior. Cuando, en la reunión de la Sección S-1 el 18 de diciembre de 1941, Lawrence pidió $400.000 para la separación electromagnética, la sección recomendó inmediatamente concederlos. A Compton se le asignaron $340.000 para la investigación de reactores nucleares en Columbia y Princeton, y $278.000 en la Universidad de Chicago . Otros $500.000 se destinaron a materias primas. Su programa propuesto no era menos impresionante: producir una reacción nuclear en cadena para julio de 1942, y una bomba atómica para enero de 1945. En enero de 1942, creó el Laboratorio Metalúrgico , centralizando el trabajo en la Universidad de Chicago. [41]
El 9 de marzo de 1942, a la reunión de la Sección S-1 asistió el general de brigada Wilhelm D. Styer , jefe de personal del recién creado Servicio de Suministros del Ejército de los Estados Unidos . Los contratos del OSRD expiraban a fines de junio y, con el país en guerra, había una intensa competencia por las materias primas. Se acordó que en 1942-43, el Ejército financiaría 53 millones de dólares del programa de 85 millones. El 18 de junio de 1942, se ordenó al coronel James C. Marshall que organizara el componente del ejército del proyecto. [42] [43]
Marshall estableció su sede del distrito en el piso 18 del 270 de Broadway en la ciudad de Nueva York. Eligió el nombre de Desarrollo de Materiales Sustitutos (DSM), pero no funcionó. El coronel Leslie R. Groves, Jr. , jefe de la División de Construcción en la Oficina del Jefe de Ingenieros, pensó que atraería una atención indebida. En cambio, al nuevo distrito se le dio el nombre inofensivo de Distrito de Ingenieros de Manhattan , siguiendo la práctica habitual de nombrar a los distritos de ingenieros con el nombre de la ciudad en la que se encontraba su sede. El nombre del proyecto pronto siguió su ejemplo. Fue establecido formalmente por el Jefe de Ingenieros , el general de división Eugene Reybold el 16 de agosto de 1942. [43]
En mayo de 1942, Conant sintió que la Sección S-1 se había vuelto demasiado difícil de manejar. No se había reunido desde la reunión de marzo. Cuando necesitó el asesoramiento de expertos en mayo, había convocado a un grupo más pequeño y recomendó que éste supervisara el trabajo de la OSRD, principalmente los aspectos técnicos y contractuales del proyecto, mientras que el Ejército se ocupaba de la ingeniería, la construcción y la selección del sitio. Las adquisiciones eran responsabilidad de la OSRD, pero podía recurrir al Ejército en busca de ayuda en caso de dificultades. Bush obtuvo la aprobación del presidente para esto y el 19 de junio de 1942 abolió la Sección S-1 y la reemplazó por el Comité Ejecutivo de la S-1. Conant fue designado como su presidente y Briggs, Compton, Lawrence, Eger Murphree y Urey como sus otros miembros. [42] [43] [44]
Las reuniones del Comité Ejecutivo del S-1 se llevaron a cabo el 25 de junio, el 9 de julio, el 30 de julio, el 26 de agosto, el 13 y 14 de septiembre, el 26 de septiembre, el 23 y 24 de octubre, el 14 de noviembre, el 9 y el 19 de diciembre de 1942, y el 14 de enero, el 10 y 11 de febrero, el 18 de marzo, el 29 de abril y el 10 y 11 de septiembre de 1943. [45] Su primera reunión, el 25 de junio de 1942, contó con la presencia de Bush, Styer y los coroneles Marshall y Kenneth Nichols . Se discutió la adquisición de tierras para las instalaciones de producción del proyecto, que el Ejército recomendó que estuvieran en las cercanías de Knoxville, Tennessee , con la firma de Boston Stone & Webster como contratista principal del proyecto. La reunión del 30 de julio de 1942 se dedicó a revisar el progreso de la separación de isótopos por los métodos de difusión centrífuga y gaseosa. [46] La reunión del 26 de agosto de 1942 consideró el proyecto de separación electromagnética de Lawrence y la expansión del programa para producir agua pesada . [44]
La reunión de septiembre de 1942 se celebró en Bohemian Grove . Asistieron Nichols y el mayor Thomas T. Crenshaw, Jr., junto con el físico Robert Oppenheimer . [47] Esta reunión resolvió la mayoría de los problemas pendientes que enfrentaba el proyecto, [47] pero Bush y Conant sintieron que había llegado el momento de que el Ejército se hiciera cargo del proyecto, algo que ya había sido aprobado por el presidente el 17 de junio de 1942. Después de algunas discusiones, se decidió que Groves, que sería ascendido al rango de general de brigada, se convertiría en el director del Proyecto Manhattan el 23 de septiembre de 1942. Sería responsable ante el Comité de Política Militar (MPC), que estaría formado por Styer, Bush (con Conant como su suplente) y el contralmirante William R. Purnell . [47]
El Ejército asumió el control total de los contratos de investigación y desarrollo de la OSRD a medida que caducaban. Los contratos de producción se rescindieron y se transfirieron al Ejército, principalmente el 31 de marzo de 1943. [45] Si bien el Comité Ejecutivo del S-1 permaneció como un organismo asesor, se volvió inactivo, aunque no se disolvió formalmente. Bush y Conant continuaron influyendo en el Proyecto Manhattan a través de su participación en el MPC. [48] [49]
