Tüp Alaşımlar kod adıydıiçin İngiliz nükleer silah programı sırasında Dünya Savaşı nükleer silahların varlığı gizlilik en üst düzeyde gerçekleşti. Amerikan Manhattan Projesi'ne entegre edildi.
Otto Hahn Almanya'da ve Lise Meitner , içinde sürgün İsveç, rapor nükleer fisyon içinde uranyum içinde 1938 . İçindeŞubat 1939, Bilim adamları bir grup College de France içinde Paris , Frédéric Joliot-Curie , Hans von Halban , Lew Kowarski ve Francis Perrin , bir uranyum çekirdeğinde bir fisyon sırasında, iki veya üç o programa ek nötronlar yayılır. Bu önemli gözlem, kendi kendine devam eden bir zincirleme reaksiyonun mümkün olduğunu göstermektedir. Pek çok bilim insanı, teorik olarak son derece güçlü bir patlayıcı, bir atom bombası yaratılabileceğini hemen anlıyor , ancak çoğu Bunu pratikte kullanmanın imkansız olacağına inanıyor.
Bu gruptaki Francis Perrin, daha sonra kritik bir uranyum kütlesini , bir zincirleme reaksiyonu sürdürmek için gereken en küçük miktar olarak tanımlar . Doğal uranyumun, fisyon tarafından yayılan hızlı nötronları yavaşlatmak için bir moderatör kullanmadan zincirleme reaksiyona konu olamayacağını keşfetti.
Grup, 1940'ın başlarında, teorik gerekçelerle, ağır suyun ideal bir moderatör olacağını buldu. Fransız Silahlanma Bakanlığı'ndan, Norveç'in Vemork kentinde bulunan büyük bir hidroelektrik santrali olan mevcut tek kaynaktan olabildiğince fazla ağır su elde etmesini istiyor . Fransızlar daha sonra Almanların Norveç'in tüm ağır su stoğunu satın almayı teklif ettiğini öğrendi, bu da Almanya'nın bir atom bombası araştırıyor olabileceğini gösteriyor. Fransızlar, Norveç hükümetine ağır suyun olası askeri önemi hakkında bilgi verdi ve ikincisi, tüm stoğu Fransa'nın işgalinden hemen önce İngiltere üzerinden Fransa'ya getiren bir Fransız gizli servis ajanına emanet etti.Nisan 1940. Ancak Almanya Fransa'yı işgal ettiMayıs 1940ancak ağır suyun tamamı (165 "litre" veya 187,5 litre) İngiliz kömür gemisi "Broompark" ile Halban ve Kowarski tarafından İngiltere'ye tahliye edildi. Joliot-Curie Fransa'da kalır ve Direniş'in aktif bir üyesi olur.
İngiliz araştırmacılar haklı olarak doğal uranyum kullanan bir atom bombasının hızlı nötronlarla imkansız olduğu sonucuna varıyorlar çünkü çok fazla nötron kayboluyor veya uranyum 238 çekirdeği tarafından ele geçiriliyor. Şubat 1940, Otto Frisch ve Rudolf Peierls , İngiltere'de sürgün iki Alman bilim adamları bir atom bombası yapılmış olabilir ve sadece birkaç kilogram ile patlayabilir olacağını fark uranyum 235 , en hafif ve nadir izotop sadece hızlı nötron ile uranyum ve bu. Frisch ve Peierls, meşhur memorandumlarında , uranyum 238'den tamamen ayrılmış uranyum 235 kullanarak, nötronları yavaşlatmaya gerek olmadığını ve bu nedenle bir moderatör olmadan yapabileceğimizi bildiriyorlar.
Frisch ve Peierls, bu keşfi , Henry Tizard'ı bilgilendiren Profesör Mark Oliphant'a rapor eder .Nisan 1940Bir atom bombasının fizibilitesini incelemek için üst düzey bir uzman komisyonu (daha sonra MAUD komisyonu olarak bilinir ). Raporunu tablolar15 Mayıs 1941Boru Alaşımları projesine götürür.
Fransız ağır su ekibi, Cambridge'deki yavaş nötronlar üzerine araştırmalarına devam etmeye davet edildi; ancak bu araştırma, artık bombaya yol açması beklenmediğinden daha düşük bir öncelik alıyor.
Bir delegasyon (Tizard görevi) gönderilir Eylül 1940Kuzey Amerika'da, radarlar , jet motorları ve nükleer araştırma gibi tüm alanlarda teknoloji alışverişi yapmak . Ayrıca, Amerika'daki İngiliz askeri araştırma birimlerinin Alman bombardımanının ulaşamayacağı bir yere taşınması olasılığını da araştırıyor.
Tizard Misyon döndüğünde o Paris, grup tarafından Cambridge'de yapılan yavaş nötronların üzerinde araştırma anlar Columbia Üniversitesi tarafından Enrico Fermi tarafından ve Kanada George Laurence (in) . Savaş çabalarıyla alakasız oldukları sonucuna varır.
MAUD komisyonunun karşılaştığı en büyük sorun,% 0,7 uranyum 235'i doğal uranyumda bulunan% 99,3 uranyum 238'den ayırmanın bir yolunu bulmaktır. Bu, iki izotopun aynı kimyasal özelliklere sahip olması nedeniyle zorlaştırılmıştır. Ancak Franz Simon , MAUD tarafından olası yöntemleri araştırmak için görevlendirildi. İçindeAralık 1940, gaz difüzyonunun mümkün olduğunu bildiriyor ve ihtiyaç duyulan endüstriyel tesisin boyutunu ve maliyetini hesaplıyor. MAUD komisyonu daha sonra bir atom bombasının "sadece uygulanabilir değil, aynı zamanda kaçınılmaz" olduğunu da anlar .
Gaz halindeki uranyum bileşikleri üretmenin ve metalik uranyumu saflaştırmanın kimyasal problemleri Birmingham Üniversitesi ve Imperial Chemical Industries'de (ICI) incelenmektedir. D r . ICI'den Philip Baxter, 1940 yılında Profesör James Chadwick için ilk uranyum hekzaflorür gazı partisini yaptı . ICI daha sonra 1940 yılında, bundan sonraki çalışmalar için hayati önem taşıyan 3 kg malzemenin üretimi için resmi bir sözleşme aldı .
Üzerinde atılım plütonyum yapılır Cavendish Laboratuvarı tarafından Egon BRETSCHER (in) (1901-1973) ve Norman Feather (in) (1904-1978). Uranyum yüklü yavaş bir nötron reaktörünün teorik olarak yan ürün olarak önemli miktarlarda plütonyum-239 ürettiğinin farkındalar. Bunun nedeni, uranyum 238'in yavaş nötronları emmesi ve kararsız izotop uranyum 239'u oluşturmasıdır. İkincisinin çekirdeği bir elektron yayar ve yaklaşık bir saat içinde yeni bir elemente, kütle 239'a, ancak atom numarası 93'e dönüşür. fenomen daha yavaş tekrarlanır ve birkaç gün içinde yeni bir element olan 239 kütlesine ve 94 atom numarasına ulaşırız, bu daha sonra çok daha kararlıdır. Bretscher ve Feather, güvenilir teorik temeller üzerinde, 94 elementinin hem hızlı hem de yavaş nötronlar tarafından bölünebileceğini ve uranyumdan farklı kimyasal özelliklere sahip olma avantajına sahip olacağını ve bu nedenle ondan kolayca ayrılabileceğini gösteriyor.
Bu yeni gelişme, 1940 yılında Ulusal Laboratuar Lawrence Berkeley'de Edwin M. McMillan ve Philip Abelson'un bağımsız bir çalışmasıyla da doğrulanmıştır . D r . Cambridge ekibinden Kemmer, Uranüs'ün ötesinde (uranyum 92. elementtir) Neptün ve Plüton gezegenlerine benzeterek 93 ve 94. elementler için neptunyum ve plütonyum isimlerini önermektedir . Tesadüfen, Amerikalılar aynı isimleri öneriyor. 1941'de ilk plütonyum örneğinin üretimi ve tanımlanması, genellikle bir reaktör değil , bir siklotron kullanan Glenn Seaborg'a atfedilir .
Amerikalılar MAUD komisyon raporlarına tepki vermediğimiz için, Mark Oliphant bir bombardıman uçağına içinde Atlantik'i geçtiğiAğustos 1941. Lyman Briggs'in raporları kasaya koyduğunu öğrenir . Daha sonra Ernest Lawrence , James Conant , Enrico Fermi ve Arthur Compton ile temasa geçti ve Amerikan araştırma programlarının önceliğini artırmayı başardı. MAUD raporu büyük bir izlenim bırakıyor. Amerikalılar bir gecede atom bombasının uygulanabilirliği konusundaki görüşlerini değiştirdiler ve İngiltere ile ortak bir çaba önerdiler. Harold Urey ve George Braxton Pegram, İngiltere'ye gönderildi.Kasım 1941 İngilizlerin kabul etmediği bir işbirliği teklifinde bulunmak.
Amerikan çabası hızla büyüdü ve İngilizlerin çabalarını hızla aştı. Böylece, her ülkede bir miktar bilgi alışverişiyle bağımsız araştırmalar devam ediyor. Birkaç İngiliz bilim adamı 1942'nin başlarında Amerika Birleşik Devletleri'ne gider ve mevcut tüm bilgilere tam erişime sahiptir. Amerikan atom bombası projesinin aldığı ivme karşısında hayrete düşüyorlar.
İngilizlerin bombanın yapımıyla ilgisiz olduğunu düşündüğü Cambridge'deki yavaş nötron araştırması, plütonyumun yolunu açtığı için aniden askeri önem kazanıyor. İngiliz hükümeti ekibi Cambridge'den, Amerikan araştırmasının yapıldığı Chicago'ya taşımak istiyor, ancak Amerikalılar güvenlik konusunda çok endişeli hale geldi. Paris'te ortaya çıkan Cambridge grubunda, altı kıdemli bilim adamından sadece biri İngiliz. Bu nedenle Montreal'e (Kanada) gönderilirler .
İçinde Haziran 1942Amerikan ordusu, sürecin geliştirilmesinden, endüstriyel tasarımdan, malzeme tedariğinden ve pilot tesisler için yer seçiminden sorumludur. Sonuç, Büyük Britanya'ya bilgi akışının kurumasıdır. Amerikalılar, ağır su üretimi, uranyum hekzaflorür üretimi, elektromanyetik ayırma yöntemi, plütonyumun fiziksel veya kimyasal özellikleri, bomba tasarım detayları veya hızlı nötronların reaksiyonları hakkındaki verileri paylaşmayı bırakıyor. Haberler, ağır su üretimi ve araştırma programının diğer çeşitli yönleri konusunda işbirliği yapan İngilizleri ve Kanadalıları şaşkına çevirdi.
Montreal ekibi, Trail'deki (British Columbia) Amerikan fabrikasına ağır su temini ve plütonyumla ilgili teknik bilgiler için Amerikalılara güveniyor. Amerikalılar, Montreal grubuna ancak araştırmalarına DuPont Tarafından tanımlanan sınırlı çerçeve dahilinde devam etmeyi kabul ederlerse ağır su vereceklerini söylüyorlar . Çalışması tamamlanıyor Tüm bunlara rağmen, aktivitesi Montreal laboratuarında dururHaziran 1943. Moral en düşük seviyede ve Kanada hükümeti projeyi iptal etmeyi teklif ediyor.
Winston Churchill daha sonra, büyük maliyetlerine rağmen Büyük Britanya'da bir yayılma tesisi, bir ağır su tesisi ve bir nükleer reaktör inşa etmek için bilgi arar. Ama içindeTemmuz 1943, Londra'da, Amerikalı diplomatlar İngiliz güdüleriyle ilgili bazı yanlış anlamaları giderdiler ve uzun müzakerelerin ardından, Quebec anlaşması nihayet Churchill ve Roosevelt tarafından imzalandı .24 Ağustos 1943Quebec Konferansı sırasında . İngilizler daha sonra tüm ekipmanlarını Amerikalılara verirler ve karşılığında tüm ilerleme raporlarının kopyalarını Başkan'a alırlar. İngiliz çabası, savaş sonrasına kadar Manhattan Projesi'ne dahil edildi .
Quebec Anlaşması'nın resmi olarak "Birleşik Devletler ve Büyük Britanya Yetkilileri arasında Boru Alaşımlarına İlişkin İşbirliğini Tanımlayan Anlaşmanın Maddeleri" başlıklı bir bölümünde, İngiltere ve Amerika Birleşik Devletleri Boru Alaşımları projesini yapmak için kaynaklarını paylaşmayı kabul ediyorlar. olabildiğince çabuk büyütün ".
Hükümet başkanları aşağıdaki konularda hemfikirdir:
(a) Washington'da ortak bir politika komisyonu kurulacak… [bu komisyonun oluşumu ve işlevleriyle ilgili ayrıntılar aşağıdadır] ”
Savaşın ilerleyen dönemlerinde, "Tüp Alaşımları" ifadesi, özellikle Nagasaki bombardımanında kullanılıncaya kadar varlığı gizli kalan sentetik element plütonyuma atıfta bulundu .
Tüp Alaşımları üzerinde çalışan kişilerden biri , şok dalgaları konusunda uzman olan William George Penney'dir (in) . İçindeHaziran 1944Manhattan Projesi'ndeki İngiliz delegasyonu içinde Los Alamos'ta çalışmak için Amerika'ya gelir . Liderlik nitelikleri ve başkalarıyla uyum içinde çalışma yeteneği, proje doğrultusunda tüm önemli kararları veren bilim adamlarının çekirdeğine dahil edilmesine neden olur.
Savaş bittiğinde, İngiliz hükümeti, İngilizlerin ortak bir keşif olarak gördüğü teknolojiyi Amerika'nın paylaşacağına inanıyor. Ancak McMahon yasasını (atom enerjisi yasası) geçirerek1 st Agustos 1946 tarihliTruman yönetimi, Büyük Britanya'nın artık Amerikan nükleer araştırmalarına erişemeyeceğini gösteriyor.
Clement Attlee hükümeti, İngiltere'nin küresel siyasi konumunu korumak için atom bombasına ihtiyacı olduğuna karar verdi. Dışişleri Bakanı Ernest Bevin'e göre : " Bedeli ne olursa olsun, burada bu şeye sahip olmalıyız ... ve bir Union Jack ile işaretlenmiş olmalı ".
D r . Penney bu nedenle Amerika Birleşik Devletleri'nden ayrılır ve İngiltere'ye geri döner ve burada Atom Silahları Bölümü planlarına başlar. Projenin kod adı "Yüksek Patlayıcı Araştırma" (HER) idi ve Mayıs 1947'de Penney müdür olarak atandı. Nisan ayında 1950 , eski havaalanı RAF sırasında İkinci Dünya Savaşı , içinde Aldermaston , İngiliz nükleer silah programı için kalıcı bir site olarak seçildi. The3 Ekim 1952İlk İngiliz nükleer patlaması , Monte Bello Adaları'nda Avustralya'nın batı kıyısı açıklarında " Kasırga Operasyonu " kod adı altında gerçekleşti .