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美國陸軍部於1942年6月開始實施的利用核裂變反應來研製原子彈的計劃,亦稱曼哈頓計劃。為了先於納粹德國製造出原子彈,該工程集中了當時西方國家(除納粹德國外)最優秀的核科學家,動員了10萬多人參加這一工程,歷時3年,耗資20億美元,於1945年7月16日成功地進行了世界上第一次核爆炸,並按計劃製造出兩顆實用的原子彈。整個工程取得圓滿成功。在工程執行過程中,負責人L.R.格羅夫斯和R.奧本海默應用了系統工程的思路和方法,大大縮短了工程所耗時間。這一工程的成功促進了第二次世界大戰後系統工程的發展。

1 曼哈頓計劃 - 簡介

曼哈頓計劃曼哈頓計劃

曼哈頓計劃(Manhattan Project)是第二次世界大戰期間,由美國領頭,有英國、加拿大參與的一項研究核武器的計劃。該項目造出了人類歷史上第一顆原子彈。在1942到1946年間,曼哈頓計劃由美國陸軍工程兵團的萊斯利·格羅夫少將領導。曼哈頓計劃的負責人為美國物理學家羅伯特·奧本海默;整個計劃的經費是20億美元,此計劃獲得美國總統富蘭克林·羅斯福的批准。

2 曼哈頓計劃 - 計劃由來

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1942年初,美國科學家雖然對原子彈的機制、應該努力的方向,甚至費用和時間都有了大致的構想,但核研究的龐大工程已經超過了科學研究機構的能力。當時美國經濟已經轉向戰爭,沒有一家工業公司能在短期內完成有關生產設施的建設。美國核研究的負責人之一布希認為,只有軍隊以最高優先權,才能在戰爭結束前生產出核原料來。1942年3月9日,他在給羅斯福總統的報告中,強調了原子彈的光明前景,提出把全部的研製和生產管理移交給軍隊。6月17日,布希給羅斯福準備了一份將核計劃全部交給軍隊領導執行的詳細報告。羅斯福立即批複了布希的報告。

3 曼哈頓計劃 - 計劃誕生

到1941年12月6日,美國正式制定了代號為「曼哈頓」的絕密計劃。 羅斯福總統賦予這一計劃以「高於一切行動的特別優先權」。 「曼哈頓」計劃規模大得驚人。由於當時還不知道分裂鈾235的3種方法哪種最好,只得用3種方法同時進行裂變工作。這項複雜的工程成了美國科學的熔爐,在 「曼哈頓」工程管理區內,彙集了以奧本海默為首的一大批來自世界各國的科學家。科學家人數之多簡直難以想象,在某些部門,帶博士頭銜的人甚至比一般工作人員還要多,而且其中不乏諾貝爾獎得主。「曼哈頓」工程在頂峰時期曾經起用了53.9萬人,總耗資高達25億美元。這是在此之前任何一次武器實驗所無法比擬的。

在參謀長聯席會議主席馬歇爾的支持下,美國軍方同意按原S?委員會(負責鈾研究的一個機構)的建議,開始建設4種分別採用不同方法的鈾同位素分離工廠和其他的研製、生產基地。軍隊把整個計劃取名為「代用材料發展實驗室」,指派美國軍事工程部的馬歇爾上校負責全部行動。

由於馬歇爾上校循規蹈矩,與科學顧問們又合不來,使研究計劃優先權的升級和氣體分離工廠地址的選擇拖延了兩個月。9月,政府戰時辦公室和軍隊高層領導決定,領導修建美國國防部大樓棗五角大樓的格羅夫斯上校接替馬歇爾上校。格羅夫斯在赴任之前,被提升為準將。

格羅夫斯在上任后不到48小時內就成功地把計劃的優先權升為最高級,並選定田納西州的橡樹嶺作為鈾同位素分離工廠基地。因為馬歇爾上校的總辦公室最初將設在紐約城,他們決定把新管區的名稱命名為「曼哈頓」。於是,「曼哈頓工程區(或簡稱為曼工區)」就這樣誕生了。美國整個核研究計劃不久后取名為 「曼哈頓計劃」。

4 曼哈頓計劃 - 計劃目標

曼哈頓計劃的最終目標是趕在戰爭以前造出原子彈。雖然在這個計劃以前,執行委員會就肯定了它的可行性,但要實現這一新的爆炸,還有大量的理論和工程技術問題需要解決。在勞倫斯、康普頓等人的推薦下,格羅夫斯請奧本海默負責這一工作。為了使原子彈研究計劃能夠順利完成,根據奧本海默的建議,軍事當局決定建立一個新的快中子反應和原子彈結構研究基地,這就是後來聞名於世的洛斯阿拉莫斯實驗室。奧本海默憑著他的才能與智慧,以及他對於原子彈的深刻洞察力,被任命為洛斯阿拉莫斯實驗室主任。正是由於這樣一個至關重要的任命,才使他在日後贏得了美國「原子彈之父」的稱號。

奧本海默開始時對困難估計不足,認為只要6名物理學家和100多名工程技術人員就足夠了。但實驗室到1945年時,發展到擁有2000多名文職研究人員和3000多名軍事人員,其中包括1000多名科學家。

在「曼哈頓工程區」工作的15萬人當中,只有12個人知道全盤的計劃。其實,全體人員中很少有人知道他們是在從事製造原子彈的工作。經過全體人員的艱苦努力,原子彈的許多技術與工程問題得到解決。1945年7月15日凌晨5點30分,世界上第一顆原子彈「胖子」試驗成功。8月6日和9日,美國分別在日本的廣島和長崎投下了原子彈。隨著蘇聯軍隊出兵中國東北,日本天皇於14日宣布無條件投降,第二次世界大戰結束了。

5 曼哈頓計劃 - 產生影響

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曼哈頓計劃不僅造出了原子彈,也留下了14億美元的財產,包括一個具有9000人的洛斯阿拉莫斯核武器實驗室;一個具有36000人、價值9億美元的橡樹嶺鈾材料生產工廠和附帶的一個實驗室;一個具有17000人、價值3億多美元的漢福特鈈材料生產工廠,以及分佈在伯克利和芝加哥等地的實驗室。

1946年7月,在原子彈研製成功一周年之際,美國參、眾兩院經過激烈的爭論,通過了一項由參議員麥克馬洪提出的議案。杜魯門於8月1日簽署命令,提案開始正式生效,這就是《1946年原子能法令》。它標誌著美國戰時核計劃的結束和新的過渡時期的開始,也成為和平時斯整個美國原子能發展的指導綱領。

《1946年原子能法令》正式生效后,格羅夫斯領導的曼哈頓工程在國會和政府的同意下,繼續支撐著整個核計劃。當美國新的原子能委員會組成后,杜魯門決定在1946年的最後一天晚上12點,將原曼哈頓工程的全部財產和權力移交給原子能委員會,從而正式開始了一個新的過渡時期。

後來,美國政府決定建立國家實驗室,其中最著名的有芝加哥附近的阿貢國家實驗室和紐約長島的布魯克海文國家實驗室(BNL)。這兩個實驗室為高能物理的發展做出了貢獻,特別是丁肇中教授,就是於1974年利用布魯克海文實驗室的加速器AGS發現J粒子的,並因此獲得諾貝爾物理學獎。

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