英国在美国“曼哈顿计划”中做了哪些事情

 2022-09-14 13:56:49  16 浏览  0 评论   赞

3天后,到目前为止人类在战场上使用的最后一颗原子弹“胖子”从B-29轰炸机上被投放至日本的长崎,约5万人被烧成“焦炭”;同时期美国方面的研究

1945年8月6日,人类战争史上第一颗真正用于战场上的原子弹被美军投放到了日本的广岛!这个名为“小男孩”的新式武器在广岛上空爆炸后瞬间造成约7万人死亡,4.8万栋建筑顷刻间化为瓦砾,而在此后的数年时间里由于受到核辐射的影响,该地区又有总共约20万人相继死亡;

三天后,到目前为止人类在战场上使用的最后一颗原子弹“胖子”从B-29轰炸机上被投放至日本的长崎,约5万人被烧成“焦炭”。

从原子弹诞生至今它真正被用于战场上的实战案例仅此两例,日本因在“穷途末路”之际依旧狂热地坚持着自己的“武士道”精神而有幸被美国人选中,成为了首个“品尝”原子弹爆炸滋味的唯一国家。

原子弹,一种利用核裂变释放能量产生高能爆炸威力的大规模杀伤性武器。在我们的认知当中这种武器所基于的原理首先是由德国开创的(放射化学家奥托·哈恩和莉泽·迈特纳首先发现了重核裂变反应),而后跟进的美国则是率先把核裂变原理变为武器并首次将其应用到实战中的国家。

二战期间时任美国总统的罗斯福在评估了战争的走向和爱因斯坦的恳切建议之下批准了当时可以堪称是一项“史诗级”的绝密工程,既“曼哈顿计划”,其目的就利用已知的核裂变原理来研制可用于实战的原子武器。

为什么说“曼哈顿计划”是“史诗级”的呢?个人主要是从其计划的规模上来判断的,前后参与计划的人数超过13万人、耗时大约3年时间、耗资超过20亿美元(相当于现在的230亿美元左右),这几个数字在那个年代被用于形容一项武器研究计划可能是“前无古人”的。

规模庞大的“曼哈顿计划”最终因原子弹的成功研制和使用而被载入史册,借助于该计划的研究成果和二战期间的巨大贡献,美国也完成了从地区性大国向全球性大国的转变。

不过呢?美国之所以可以在短短的三年时间内就顺利完成了原子弹从原理到武器的研究,其实在很大程度上它应该要感谢英国的慷慨相助,如果没有英国人的研究成果助推以及加拿大为计划提供了足够的核原料和大量的试验场地的的话,美国想要利用原子弹尽快结束战争的愿望可能就不会那么快实现了。

英国在美国“曼哈顿计划”中做了哪些事情

图50205-1:

当然了,在这段时期大量德国裔物理学家的加入也是美国赢得了“原子弹”赛跑的另一个重要原因,但因其与本文无关联,暂且不提。

那么英国人对美国的“曼哈顿计划”有什么帮助呢?

在20世纪30年代末德国人发现核裂变原理并提出将其转变为武器的构想之后,法国和英国也同步跟进了这种想法,法国法兰西学院的科学家据此原理热衷于寻找中子减速剂,而英国科学家们则在埋头寻找可在自然界中能够直接获取的核原料。

英国在美国“曼哈顿计划”中做了哪些事情

图50205-2:

在1940年法国人确定了重水和石墨可作为核裂变冷却的理想材料,同时英国人也找到了铀235,这是自然界中唯一被大量发现的裂变同位素,而且按照理论研究,只需要10公斤左右的铀-235即可制作出一枚威力相当于数千吨TNT爆炸当量的武器。

两项研究成果综合在一起之后英国政府随即成立了一个负责核武器开发的专门机构,即MAUD委员会。经过综合评估,在1941年7月该委员会向英国政府递交了核武器研发报告:

他们认为原子弹不仅在技术上可行,而且可以在战争结束之前就能够生产出来,研发时间大约在2至3年左右。

于是基于这份报告,同时结合当时的战争形势,英国政府创建了人类历史上首个专门负责研发核武器的项目:tube Alloys(译文为:合金管)。其目的就是要在短时间内开发出可以用于实战用核武器,以扭转英国在战争中所处的不利局势,同时该项目的确立也与德国人叫嚣要研发“原子弹”有一定的关系。

同时期美国方面的研究:

从1940年7月至1941年8月期间,美国方面虽也在核武器研究方面下了一定的功夫,不过其规模不大,而且当时最先进、最重要的核理念尚未传入这个国家。

这是英国科学家在战争时期英美技术共享、互访时得出的结论。

而在技术交流过程中美国人对英国在核武器方面的研究进展感到惊讶,因此在1941年8月由美国科学研究与发展办公室主任提议,希望英美双方可以交换核信息的请求被递交到英国政府手中,但英国并未对此建议作出回应。

因为此时的英国对自己手中掌握的核技术还是有着那么一点点的“私心”的!在英美技术共享过程中英国已将包括雷达、近炸引信、反潜技术和喷气式发动机等诸多先进军事技术全部递交给了美国,而对于核技术这种极度敏感的信息英国人不想轻易放手,起码为战后的利益考虑它也不想向美国全盘托出。

不过美国人也不傻,既然在战争中英国需要美国人的帮助,那么在核技术方面英国就应该与美国互帮互助,你不给我技术是怎么个意思?

正是因为在核技术分享上的“犹豫不决”,英美两国有一段时期的技术交流已处于完全停顿的状态,在此期间美国人上马了曼哈顿计划,决心自己独立研究核武器,尽管时间会慢一点,可这样也不会受制于人。

英国人骨子里虽然很“倔强”,可无情的战争让他们不得不低头,毕竟没有了美国的帮助这场战争几乎没有赢得希望。同时在后续的tube Alloys计划中,根据估算正处战时的英国根本无力承担这个天价工程:

据估计,假设英国在和平年代每天生产1公斤武器级铀的话,需要的研发成本大约在300万英镑左右,到了战时这个数字则变为了500万英镑;

该项目所使用的核反应堆预估成本约在1000万英镑左右;

花点钱倒无所谓,不过在人力、资源成本上所需的数目更是夸张,tube Alloys计划预估需要参与人员在2万人左右(非普通工人,需是高技术人才),耗费的钢材大约为50万吨、消耗的能源约为50亿度电,当然这些只是基本消耗,其他的辅助设施和消耗还并未计算在内。

英国在美国“曼哈顿计划”中做了哪些事情

图50205-3:

就是这样一纸昂贵的清单让英国人最终放下了“尊严”,到1943年时英国妥协了,美国也“就坡下驴”同英国和解了,双方的技术交流重新被开启。

到了1943年8月,丘吉尔和罗斯福在魁北克会议期间签订了著名的魁北克协议,该协议的签订也就意味着英国的tube Alloys正式被并入到美国的“曼哈顿计划”当中。而加拿大作为前期英国Tube Alloys计划的合作者也加入到了美国原子弹的研究项目中,因此所谓的美国“曼哈顿计划”其实是一个三国合作的产物,简言之:英国出技术、加拿大出资源、美国出钱出力负责总装!

英国在美国“曼哈顿计划”中做了哪些事情

图50205-4:

英国的加入让美国“曼哈顿计划”的研发速度大为提升(根据美国估计英国人的加入至少为原子弹的研发时间提速一年),参与tube Alloys计划的英国科学家除了贡献出自己所知的所有技术之外,在气体扩散领域、电磁工程和核原料的供应等方面都发挥了独特的作用。在此后仅一年多的时间里美国人就顺利拿出了研发结果:第一颗原子弹。

当然了,在“曼哈顿计划”中英国人的加入所起到的作用只能算是缩短原子弹研发时间,起到决定性作用的还是美国那雄厚的财力、战争的需要和它吸收到的各路“鬼才”。

 

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