Manhattan tervA Trinity tesztrobbantás 1945. július 16-án, amely egyben a világon az első atombomba robbantás voltLeírásIdőtartam1942-1946Leállítása1947. augusztus 15. Országborder|22pxEgyesült Államok,22x20pxEgyesült Királyság,22x20pxKanadaFelelős szervezetEgyesült Államok Hadserege Műszaki szolgálatHelyőrségNew York Manhattan 1942-43 Oak Ridge, Tennessee 1943-47VégeredményAz atombomba megalkotásaLittle Boy atombombaFat Man atombombaHirosima és Nagaszaki bombázásaJapán kapitulációjaVezetőkKatonai Leslie Groves tábornokKenneth Nichols ezredesTudományos (civil) Robert OppenheimerJelvényManhattan Distict Fő helyszínek Hasadóanyagok gyártása Urán-235: Oak Ridge, TennessePlutónium: Hanford Tudományos elméleti és gyakorlati kutatások Los Alamos
A Manhattan terv (Manhattan Project) a második világháborúban az atomfegyver kifejlesztésére szolgáló kutatás-fejlesztési projekt, egyben olyan közös vállalkozás volt, melyben részt vett az Amerikai Egyesült Államok, Nagy-Britannia és Kanada. Megindításáról 1942-ben döntött Franklin D. Roosevelt elnök a magyar Szilárd Leó kezdeményezésére, akit ebben Albert Einstein is támogatott és közös levelükben figyelmeztették az elnököt egy minden addiginál nagyobb hatóerejű fegyver elkészítésének lehetőségére, illetve arra, hogy a náci Németország is már hasonló eszközön dolgozhat.
Roosevelt elnök megértette a hozzá intézett levélben foglaltakat és az államapparátust megbízta a hasadó anyagokon alapuló technika kidolgozásával. Az elnöki intézkedésre megalakult az Urán Tanácsadó Bizottság, amely a tárgykörrel foglalkozott, majd Tudományos Kutatási és Fejlesztési Iroda S–1 Szekciójává alakult át és ez a testület biztosította a politikai felügyeletet. A feladat elvégzését Egyesült Államok Hadserege Műszaki szolgálatára bízták, amely Manhattanben alapított egy főhadiszállást és mivel azidőtájt az volt a névadási szokás az egyes katonai projektekkel kapcsolatban, hogy a központja földrajzi helyéről nevezik el, a projekt munkaneve a Manhattan projekt lett (és bár volt neki hivatalos fedőneve a kezdetben, később ez a megnevezés terjedt el széles körben). A projekt parancsnokának James C. Marshall ezredest jelölték, ám röviddel később 1942. szeptember 17-én őt lecserélték a kinevezése után éppen a feladat nagysága miatt tábornokká előléptetett Leslie Groves tábornokra. Marshall, majd az őt követő Groves helyettese pedig Kenneth Nichols ezredes lett. Groves emellett megkereste azt a tudóst, aki civilként irányította a projekt nem katonai részét, a tudományos kutatásokat és az azon alapuló műszaki és fegyverfejlesztéseket, a projekt civil vezetője így Robert Oppenheimer lett, aki számos neves amerikai tudós mellett magyar, olasz és más egyéb származású fizikust választott ki a projektben való részvételre.
A projekt kezdetén Roosevelt elnök arról határozott, hogy a projektet országa nem egyedül, hanem nemzetközi kooperációban végzi el, így az USA bevonta Nagy-Britanniát és Kanadát. Nagy-Britannia elsősorban a saját Tube Alloy projektjének, azaz a saját atomprogramjának eredményeinek, illetve emberállományának átengedésével segítette a Manhattan tervet, míg Kanada elsősorban uránérccel. Az idők során népes brit tudóscsoport érkezett a különböző kutatási helyszínekre, a tudományos munkát segítendő, majd később, a háborút követően ebből nőtt ki a brit atomprogram és a brit atomfegyver kifejlesztése is.
Groves tábornok és stábja rendkívül szerteágazó feladatot kapott. Egyrészt biztosítania kellett, hogy az egyetlen a természetben előforduló és akkoriban elérhető anyagból, az uránból megfelelő készletek álljanak rendelkezésre alapanyagként. Maga az USA viszonylag szerény készletekkel rendelkezett, de sikerült a világ akkoriban legnagyobb uránkészletével rendelkező belga kongói bányából készleteket lekötnie, valamint Kanadából is importáltak az anyagból. Másrészt biztosítani kellett, hogy a projekt kezdetén csak esetleg speciális laborokban rendelkezésre álló 1-2 grammnyi, vagy éppen csak mikrogrammnyi anyagokból ipari méretekben állítsanak elő hasadó anyagokat. A tudósok bebizonyították, hogy az urán 235-ös rendszámú izotópja és a csak mesterségesen, atomreaktorokban előállítható plutónium alkalmas fegyvergyártásra és kidolgozták hozzá az urándúsítás (a természetes urán 235-ös izotópjának szeparációja) és a plutónium előállításának módszereit, így az elektromágneses szétválasztást, a hődiffúziós és a gázdiffúziós szeparációt. A hadsereg ezekre a szeparációs módszerekre óriási üzemeket hozott létre, a Tennessee állambeli Oak Ridge-ben az U-235 előállítása, az északi Washington állambeli Hanfordban pedig a plutónium gyártása kapott egy hatalmas gyártókomplexumot, amelyek 1943–1944-es elindulása után megfelelően nagy mennyiségben kezdték előállítani a bombagyártás alapanyagait.
A projekt szellemi központját, ahol az elméleti munka és a kísérleti fegyverek összeállítása folyt – Robert Oppenheimer javaslatára – a távoli új-mexikói Los Alamosba telepítették a sivatagba. A tudományos munka és a helyszínre érkezett tudósok elhelyezését irányzó építkezések és fejlesztések versenyt futottak egymással. A távoli helyszínen aztán a szinte exponenciálisan növekvő számú tudós kétféle bombát is kifejlesztett, a Little Boy nevű, ún. ágyúcső kialakítású uránbombát, valamint a Fat Man nevű implóziós plutóniumbombát – egy fejlesztési zsákutca, a Thin Man ágyúcső típusú plutóniumbombája mellett – Los Alamos lett a helyszíne az elkészült fegyver kipróbálásának is. 1945. július 16-án a Trinity-teszt keretében a sivatagban sikerrel próbálták ki az „A Kütyü” névre keresztelt első atombombát, amelyet egy acéltoronyra függesztve robbantottak fel, ezzel sikerre juttatva a teljes fejlesztési folyamatot.
Harry Truman elnök a Trinity-teszt idején éppen a potsdami konferencián tárgyalt – Groves tábornok számára az indulás előtt előre kitűzte, hogy a tesztet úgy időzítsék, hogy annak eredményét be tudja jelenteni a szövetséges vezetőknek a konferencián – és amint hírét vette a sikeres atomrobbantásnak Los Alamosban, bejelentette Sztálinnak, hogy országa rendelkezik egy új szuperfegyverrel, amely képes eldönteni a háború menetét (Sztálin azonban kémein keresztül már tudott a hírről és az amerikai atombomba meglétéről). Potsdamban a szövetségesek kiadták a Potsdami Nyilatkozatot, amelyben megfenyegették Japánt, hogy teljes pusztulás vár rá – nem említve ezzel együtt az atombomba létezését – amennyiben az feltétel nélkül nem adja meg magát. Japán ezt elutasította, amely politikai értelemben automatikusan vonta maga után, hogy bevessék az új atomfegyvert. A két legyártott atombombát előbb Los Alamosból Tinian szigetére szállították, majd előbb 1945. augusztus 6-án az Enola Gay fantázianevű B–29 Superfortress Hirosimát, majd 1945. augusztus 9-én a Bockscar nevű B–29 Nagaszakit támadta a két bombával. A Hirosimára ledobott Little Boy – az utólagos elemzések szerint – 15 kilotonna TNT erejével egyenértékű robbanással megsemmisítette a város jórészét és kb. a város lakosságának 30%-át, 70- embert megölve, ugyanannyit megsebesítve pusztított, míg a Nagaszakira dobott Fat Man bomba nagyobb, kb. 21 kT erejű robbanást produkált, de a város domborzati sajátossága miatt kisebb rombolást végzett, így is megölve 35- és megsebesítve kb. lakost. A két bombatámadás hatására a japán kormány belátta, hogy a háborút elvesztették és fel kell adniuk a háború befejezéséhez megkövetelt feltételeiket és Japán – Hirohito császár rádióbeszédének értelmében – 1945. augusztus 15-én feltétel nélkül megadta magát a szövetségeseknek, amelyről a dokumentumot hivatalosan 1945. szeptember 2-án írták alá, jogilag is véget vetve a második világháborúnak.
A háborút követően számos létesítményt leállítottak, bezártak, másokat továbbfejlesztettek. A Manhattan Projektet végül 1946. december 31-én lezárták, bár az erről szóló írásos parancs csak 1947. augusztus 15-én zárta le végleg a műveletet. Az összegzések szerint az atombomba kifejlesztése nagyjából 2 milliárd dollárt – 29,8 milliárd dollár, 10,5 billió forint 2023-as értéken – emésztett fel, amelynek egyrészt a 90%-a kellett a gyártóüzemek létesítésére és a hasadóanyagok gyártására és csak 10%-nyi volt a fegyverfejlesztésre fordított összeg, másrészt az összeg viszonylag szerény volt más háborús költések fényében.
Előzmények 1938 decemberében Otto Hahn kémikus és Fritz Strassmann fizikus felfedezték a maghasadást (míg a jelenség elméleti magyarázatát Lise Meitner és Otto Robert Frisch adta meg), azt a folyamatot, amikor egy nukleáris reakció során egy atom magja két, vagy több kisebb részre szakad, miközben energia szabadul fel. A folyamat energiafelszabadulási része azonnal elméleti lehetőségként vetette fel, hogy az elméleti alapokon egy pusztító fegyver, egy bomba hozható létre, amelynek elméleti hatóereje messze, nagyságrendekkel haladja meg a létező és ismert robbanószerek hatóerejét. Az is ismertté vált a világ számára, hogy a náci Németországban szinte azonnal kezdetét vették a nukleáris kutatások egy állami projekt, az Uranverein (kb. Uránklub), vagy Uranprojekt keretein belül. A program mibenlétét és eredményességeit ugyan nem ismerve, de rettegvén attól, hogy a nácik kezébe kerülhet egy ilyen különleges fegyver, az Egyesült Államokba emigrált európai tudósok (köztük a magyar származású Szilárd Leó és Wigner Jenő) mindenképpen fel akarták hívni a figyelmet a fenyegető veszélyre. Szilárd Leó volt az, aki USA-beli kutatásaival nyilvánvalóvá tette, hogy a maghasadási folyamatra épített eszközökkel láncreakcióra épülő atommáglya építhető, amelynek két lehetséges kimenete van: a láncreakció korlátozásával elektromos áram termelése, a láncreakció szabadjára engedésével pedig bomba hozható létre. A két magyar tudós egy levéltervezetet állított össze, amelybe aztán aláíróként bevonták a sokkal tekintélyesebb Albert Einsteint, hogy az írja alá és segítsen eljuttatni az USA elnökéhez. Einstein lényegében csak a tekintélyes nagy név volt a láncolatban, ami a levél célba, a legfelsőbb politikai körökbe juttatását célozta (Einstein hozzáállására jellemző, hogy amikor Szilárd és Wigner autójukon elmentek Einstein lakhelyére és elmagyarázták jövetelük miértjét, Einstein döbbenten azt válaszolta nekik: "Daran habe ich gar nicht gedacht" ("Én még csak nem is gondoltam erre").
A végül Einstein–Szilárd-levél néven megszületett dokumentumot Szilárd és Einstein írták alá és az USA külügyminisztériumán keresztül próbálták eljuttatni Franklin D. Roosevelt elnökhöz. A levél elérte címzettjét, az elnököt, aki szívélyes válaszában biztosította Einsteint, hogy ellenlépéseket tesz az ország. Roosevelt elnök 1939 októberében Lyman Briggs, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet igazgatója vezetésével megalapította az Uránium Tanácsadó Bizottságot, amelynek feladata a tudósok által felvetett ügy kivizsgálása volt. Még azon év novemberében a bizottság – meghallgatva Wignert és Szilárdot – jelentette az elnöknek, hogy az „urán valószínűleg megfelelő erőforrást jelenthet egy bomba számára, amelynek rombolóereje messze meghaladja mindazt, amit ma ismerünk”.
1940 februárjában a U.S. Navy dollárt juttatott a Columbia Egyetemnek, ahol Enrico Fermi vezetésével a legelőrehaladottabb nukleáris kutatások zajlottak. Az összeget Fermi és Szilárd szinte teljes egészében grafitra költötte, hogy tudóstársaikkal, Eugene T. Boothszal és John Dunninggal megalkothassák az Egyesült Államok első maghasadásos atomreaktorát, ezzel igazolva Hahn és Strassmann eredményeit Európán kívül is. Ugyanez a tudóscsoport ezt követően egy sor atomreaktort („máglyát”, ahogy Fermi nevezte el a berendezéseket) épített, ám nem voltak képesek láncreakciót előállítani.