El Comité Ejecutivo de la S-1 sentó las bases para el Proyecto Manhattan al iniciar y coordinar los primeros esfuerzos de investigación en los Estados Unidos y establecer contactos con el Proyecto Tube Alloys en Gran Bretaña.
Tras el 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 Einstein-Szilárd al presidente de los Estados Unidos , Franklin D. Roosevelt , en agosto. 1939. En respuesta, se creó el Comité Asesor sobre Uranio en la Oficina Nacional de Estándares 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 las investigaciones relacionadas con la defensa, y el Comité Asesor sobre Uranio se convirtió en el Comité de Uranio de la 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 la NDRC, ahora bajo el mando de 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 británico Tube Alloys. El ejército de los Estados Unidos creó el distrito de 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 de la OSRD se rescindieron cuando caducaron, y los contratos de producción se rescindieron. y transferido al ejército. Aunque el Comité Ejecutivo de la S-1 permaneció como órgano asesor, quedó inactivo. La 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, informado en el número 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 el número del 11 de febrero de 1939 de Nature , generó una intensa interés entre los físicos. Incluso antes de su publicación, la noticia fue llevada a los Estados Unidos por el 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 rápidamente corroborados por físicos experimentales, sobre todo 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 los años treinta. Dos de ellos, Leo Szilard y Eugene Wigner, redactaron la carta de Einstein-Szilárd al presidente de los Estados Unidos , Franklin D. Roosevelt . Informó a Roosevelt sobre la existencia del proyecto alemán de armas nucleares , advirtió que era probable que los alemanes estuvieran trabajando en una bomba atómica usando uranio e instó a que Estados Unidos asegurara fuentes de uranio y realizara 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 personalmente 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 Armada Gilbert C. Aspiradora . Roosevelt resumió la conversación así: "Alex, lo que buscas es que los nazis no nos hagan estallar". [3] Le dijo a Watson: "Esto requiere acción". [3]
A raíz de la carta, Roosevelt pidió al científico Lyman J. Briggs , director de la Oficina Nacional de Estándares , 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, terminan 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 Estándares en Washington, DC. Además de los miembros del comité, asistieron los físicos Fred L. Mohler de la Oficina Nacional de Estándares y Richard B. Roberts de la Carnegie Institution de Washington , y Szilárd, Wigner y Edward Teller . Einstein fue invitado pero se negó a asistir. Adamson se mostró escéptico sobre la perspectiva de construir una bomba atómica, pero estaba dispuesto a autorizar 6.000 dólares (equivalentes a 130.000 dólares en dólares corrientes 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 informó al Presidente el 1 de noviembre de 1939. Si bien reconoció que la ciencia no estaba probada 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 capacidad destructiva mucho mayor que cualquier cosa conocida ahora". [8] El comité recomendó que el gobierno compre 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 se agregaran al comité Einstein, Karl Compton , George B. Pegram y Sachs. Cuando leyó el informe, Sachs consideró que era demasiado académico y no logró exponer sus puntos con fuerza. [9]
En universidades e institutos de investigación de los Estados Unidos ya se estaban realizando experimentos sobre la fisión del uranio. Alfred Lee Loomis apoyaba a Ernest Lawrence en el Laboratorio de Radiación de Berkeley . Vannevar Bush también estaba realizando una investigación similar en la Carnegie Institution. [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 se tratara del raro isótopo uranio-235 del uranio. que fue 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 transversales 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 llevaran a cabo investigaciones 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 Sociedad Estadounidense de Física en Washington, DC, en la última semana de abril. 1940. [12] El New York Times informó que los conferenciantes discutieron "la probabilidad de que algún científico hiciera estallar una porción considerable de la Tierra con una pequeña cantidad de uranio". [15] [16]
El Comité Asesor sobre Uranio se reunió nuevamente en la Oficina Nacional de Estándares el 27 de abril de 1940. Esta vez se les unió el Contraalmirante 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, declinó 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 Uranio. Tuve y Vannevar Bush de la Carnegie Institution expresaron interés en esto y Briggs lo creó. Presidido por Briggs, sus miembros estaban formados por 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 tanto de las reacciones nucleares en cadena como de la separación de isótopos. [17]
La invasión alemana de Bélgica en mayo de 1940 generó preocupación por el destino del mineral de uranio procedente del Congo Belga , la mayor fuente del mundo; [17] la posterior Batalla de Francia generó 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 de Investigación de Defensa Nacional (NDRC) para coordinar las investigaciones relacionadas con la defensa. [18] La NDRC fue creada formalmente el 27 de junio de 1940, con Bush como presidente. [19] Inmediatamente absorbió el Comité Asesor sobre el Uranio, que era de hecho uno de sus propósitos. [18] Bush inmediatamente reorganizó el Comité Asesor sobre Uranio como Comité de Uranio de la NDRC, reportando directamente a él. Briggs siguió siendo presidente, pero Hoover y Adamson fueron eliminados de su membresía, mientras que se agregaron Tuve, Pegram, Beams, Gunn y Urey. Por razones de seguridad, no se nombró a ningún científico extranjero para el Comité del Uranio. Ahora 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, que irónicamente habían sido asignados a investigar armas nucleares por Mark Oliphant porque, como enemigos extranjeros en Gran Bretaña, no eran elegibles para participar en trabajos secretos de guerra, emitieron el Memorando de Frisch-Peierls en marzo de 1940. El memorando contradecía el pensamiento común de la época de que se necesitarían muchas toneladas de uranio para fabricar una bomba, lo que requeriría su entrega por barco. El cálculo en el memorando mostró que una bomba podría ser posible usando tan solo de 1 a 10 kilogramos (2,2 a 22,0 libras) de uranio-235 puro, lo que sería bastante práctico para transportarlo en aviones. [21] [22] [23]
Oliphant llevó el memorando a Henry Tizard y se creó el Comité MAUD para investigar más a fondo. [24] Concluyó que una bomba atómica no sólo era técnicamente factible, sino que podría producirse en tan solo dos años. El Comité recomendó por unanimidad proseguir con el desarrollo de una bomba atómica con carácter de urgencia, aunque reconoció que los recursos necesarios podrían exceder 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; el primero concluyó 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); el segundo concluyó 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 bombas atómicas con el nombre en clave Tube Alloys . [25]
Urey comenzó a considerar métodos de separación de isótopos. El proceso de centrifugación fue considerado 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 estas velocidades. En 1941 comenzó a trabajar con hexafluoruro de uranio , el único compuesto gaseoso de uranio conocido, y consiguió 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 fue la difusión gaseosa , que sugirió George B. Kistiakowsky 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 sólo 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 , físico de la Universidad de Princeton , que decía:
Quizás les interese que un colega mío, que llegó hace unos días desde 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 Trabaja intensamente en el problema de la bomba de uranio bajo la dirección de Heisenberg , por lo que el propio Heisenberg intenta retrasar el trabajo lo más posible, temiendo resultados catastróficos de un éxito. Pero no puede evitar cumplir las órdenes que le han dado y, si el problema se puede solucionar, probablemente se solucionará en un futuro próximo. Por eso nos aconsejó que nos demos prisa 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 estuvo 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 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 tenía dos ingenieros, Oliver E. Buckley de Bell Telephone Laboratories y L. Warrington Chubb. de Westinghouse agregó la producción de un segundo informe con énfasis en estimar qué tan 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 subsumió 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 añadió Samuel K. Allison , Breit, Edward U. Condon , Lloyd P. Smith y Henry D. Smyth ; Gunn fue eliminado de acuerdo con la política de la NDRC de no tener personal del Ejército o la Marina en las secciones. Briggs siguió siendo el presidente y Pegram como vicepresidente. [34]
De acuerdo con los deseos del presidente, las cuestiones de política quedaron restringidas 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 compras. Harold D. Smith , director de la Oficina de Presupuesto , aseguró a Bush que si los recursos del OSRD resultaran insuficientes, se pondrían a disposición fondos adicionales con dinero controlado por el presidente. [35]
Oliphant voló a los Estados Unidos desde Inglaterra en agosto de 1941 para descubrir 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 se habían compartido con todos los miembros del comité; Briggs los había encerrado en una caja fuerte. Oliphant luego se reunió con Allison, Coolidge, Conant y Fermi para explicarles la urgencia. En estos encuentros Oliphant habló de una bomba atómica con contundencia y seguridad, y explicó que Gran Bretaña no tenía los recursos para acometer el proyecto sola, por lo que dependía de Estados Unidos. [36]
Bush se reunió con Roosevelt y su vicepresidente , Henry Wallace , el 9 de octubre de 1941, y les informó sobre los avances de la Sección S-1. [37] Entregó personalmente 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 acelerado dirigido 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 los Estados Unidos en guerra, ahora había fondos disponibles en cantidades inimaginables el año anterior. Cuando, en la reunión de la Sección S-1 del 18 de diciembre de 1941, Lawrence pidió 400.000 dólares para la separación electromagnética, la sección recomendó inmediatamente concedérselo. A Compton se le asignaron 340.000 dólares para la investigación de reactores nucleares en Columbia y Princeton, y 278.000 dólares en la Universidad de Chicago . Otros 500.000 dólares se destinaron a materias primas. Su calendario propuesto no era menos impresionante: producir una reacción nuclear en cadena en julio de 1942 y una bomba atómica en enero de 1945. En enero de 1942, creó el Laboratorio Metalúrgico , centralizando el trabajo en la Universidad de Chicago. [41]
A la reunión del 9 de marzo de 1942 de la Sección S-1 asistió el general de brigada Wilhelm D. Styer , jefe de personal de los recién creados Servicios de Abastecimiento del Ejército de los Estados Unidos . Los contratos de OSRD debían expirar a finales de junio y, con el país en guerra, había una intensa competencia por las materias primas. Se acordó que en 1942-1943, el Ejército financiaría 53 millones de dólares del programa de 85 millones de dólares. 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 la sede de su distrito en el piso 18 de 270 Broadway en la ciudad de Nueva York. Eligió el nombre Desarrollo de materiales sustitutos (DSM), pero no se mantuvo. El coronel Leslie R. Groves, Jr. , jefe de la División de Construcción de la Oficina del Jefe de Ingenieros, pensó que atraería una atención indebida. En cambio, el nuevo distrito recibió el inofensivo nombre de Distrito de Ingenieros de Manhattan , siguiendo la práctica habitual de nombrar los distritos de ingenieros en honor a 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 , Mayor General 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 asesoramiento de expertos en mayo, llamó a un grupo más pequeño y recomendó que éste supervisara el trabajo de OSRD, principalmente los aspectos técnicos y contractuales del proyecto, mientras que el Ejército se encargaba 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 S-1. Conant fue nombrado presidente y Briggs, Compton, Lawrence, Eger Murphree y Urey como sus demás miembros. [42] [43] [44]
Las reuniones del Comité Ejecutivo de la S-1 se llevaron a cabo el 25 de junio, 9 de julio, 30 de julio, 26 de agosto, 13 y 14 de septiembre, 26 de septiembre, 23 y 24 de octubre, 14 de noviembre, 9 de diciembre y 19 de diciembre de 1942, y 14 de enero. 10 al 11 de febrero, 18 de marzo, 29 de abril y 10 al 11 de septiembre de 1943. [45] A su primera reunión, el 25 de junio de 1942, asistieron Bush, Styer y los coroneles Marshall y Kenneth Nichols . Se discutió la adquisición de terrenos 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 los avances en la separación de isótopos mediante los métodos centrífugo y de difusión 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 . Nichols y el mayor Thomas T. Crenshaw, Jr. asistieron, junto con el físico Robert Oppenheimer . [47] Esta reunión resolvió la mayoría de las cuestiones pendientes que enfrenta 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. , 1942. Después de algunas discusiones, se decidió que Groves, quien sería ascendido al rango de general de brigada, se convertiría en director del Proyecto Manhattan el 23 de septiembre de 1942. Respondería ante el Comité de Política Militar (MPC). , que estaría formado por Styer, Bush (con Conant como su suplente) y el contraalmirante William R. Purnell . [47]
El Ejército tomó control total sobre los contratos de investigación y desarrollo de la OSRD a medida que caducaban. Los contratos de producción fueron rescindidos y transferidos al Ejército, principalmente el 31 de marzo de 1943. [45] Si bien el Comité Ejecutivo del S-1 permaneció como órgano asesor, quedó 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]
