Manhattan Projesi, II. Dünya Savaşı sırasında ilk nükleer silahları üretmek amacıyla yürütülen bir araştırma ve geliştirme programıydı. Amerika Birleşik Devletleri liderliğinde, Birleşik Krallık ve Kanada ile iş birliği içinde gerçekleştirildi. En yoğun döneminde yaklaşık 130.000 kişiye istihdam sağlayan Manhattan Projesi, yaklaşık 2 milyar ABD dolarına (2024 yılındaki karşılığı yaklaşık 28 milyar dolar) mal oldu.
Proje, 1942'den 1946'ya kadar ABD Ordusu Mühendisler Birliği'nden Tümgeneral Leslie Groves tarafından yönetildi. Nükleer fizikçi J. Robert Oppenheimer, bombaları tasarlayan Los Alamos Laboratuvarı'nın direktörüydü. Projenin adı, ilk karargah Manhattan'da olduğu için Manhattan Bölgesi olarak belirlendi; bu ad yavaş yavaş projenin resmi kod adı olan Development of Substitute Materials'ın yerini aldı. Proje daha sonra İngilizlerin nükleer silah geliştirme projesi olan Tube Alloys'u da bünyesine kattı.
Proje, nükleer silahlar için yakıt olarak hem yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum hem de plütonyum kullanımını önerdi. Bunun yüzde 80'inden fazlası fisil malzeme üretim tesislerinin inşası ve işletilmesi içindi. Zenginleştirilmiş uranyum, Tennessee'deki Clinton Engineer Works'te üretildi. Plütonyum, Washington'daki Hanford Engineer Works'te dünyanın ilk endüstriyel ölçekli nükleer reaktörlerinde üretildi. Bu tesislerin her biri, ABD, İngiltere ve Kanada genelindeki düzinelerce başka tesis tarafından desteklendi.
Silah tasarımı çalışmaları New Mexico'daki Los Alamos Laboratuvarı'nda yürütüldü ve savaş sırasında kullanılan iki silah tasarımı ortaya çıktı: Little Boy (zenginleştirilmiş uranyum silahı tipi) ve Fat Man (plütonyum içe doğru patlamalı). Fat Man tasarımı başlangıçta karmaşık olduğu ve patlayıcı mercekler gerektirdiği için düşük öncelikli bir yedek seçenekti; ancak 1944'te Hanford'dan gelen plütonyumun, yüksek oranda plütonyum-240 içermesi nedeniyle silah tipi bir bomba için uygun olmadığı doğrulandı. Patlatılan ilk nükleer cihaz, 16 Temmuz 1945'te New Mexico'daki White Sands Füze Sahası'nda gerçekleştirilen Trinity testi sırasında patlatılan bir içe doğru patlama tipi bombaydı. Proje ayrıca, silahları askeri hedeflere ulaştırmak için özel araçlar geliştirmekten ve Ağustos 1945'te Hiroşima ve Nagazaki'ye atılan atom bombalarında Little Boy ve Fat Man bombalarının kullanılmasından sorumluydu.
Proje aynı zamanda Alman nükleer silah projesi hakkında istihbarat toplamakla da görevlendirilmişti. Manhattan Projesi personeli, Alsos Harekâtı aracılığıyla Avrupa'da, bazen düşman hatlarının gerisinde görev yaparak nükleer malzeme ve belgeler topluyor ve Alman bilim insanlarını yakalıyordu. Manhattan Projesi'nin güvenliğe verdiği öneme rağmen, Sovyet atom casusları programa sızmayı başardı.
Savaştan hemen sonraki yıllarda Manhattan Projesi, Crossroads Harekâtı'nun bir parçası olarak Bikini Atolü'nde silah testleri gerçekleştirdi, yeni silahlar geliştirdi, ulusal laboratuvarlar ağının gelişimini teşvik etti, radyoloji alanındaki tıbbi araştırmaları destekledi ve nükleer donanmanın temellerini attı. Ocak 1947'de Amerika Birleşik Devletleri Atom Enerjisi Komisyonu (AEC) kurulana kadar Amerikan atom silahları araştırma ve üretimi üzerindeki kontrolünü sürdürdü.

Uranyum Komitesi

Otto Hahn ve Fritz Strassmann'ın 1938'de nükleer fisyonu keşfetmesi ve bunun sonucunda Lise Meitner ve Otto Frisch tarafından yapılan teorik açıklama, atom bombasının geliştirilmesini teorik olarak mümkün kıldı. Özellikle Nazi Almanyası'ndan ve diğer faşist ülkelerden mülteci olarak orada bulunan bilim insanları arasında, Alman atom bombası projesinin bir ilki gerçekleştireceğine dair korkular vardı. Ağustos 1939'da, Macaristan doğumlu fizikçiler Leó Szilárd ve Eugene Wigner, "yeni tip son derece güçlü bombaların" potansiyel gelişimi konusunda uyarıda bulundukları Einstein-Szilárd mektubunu hazırladılar. Mektup, Amerika Birleşik Devletleri'ni uranyum cevheri stokları edinmeye ve Enrico Fermi ve diğerlerinin zincirleme nükleer reaksiyonlar konusundaki araştırmalarını hızlandırmaya çağırdı. Bunu Albert Einstein'a imzalattılar ve başkan Franklin D. Roosevelt'e teslim ettiler.
Roosevelt, Ulusal Standartlar Bürosu'ndan Lyman Briggs'i mektubun gündeme getirdiği sorunları araştırmak üzere Uranyum Danışma Komitesi'ne başkanlık etmeye çağırdı. Briggs, 21 Ekim 1939'da Szilárd, Wigner ve Edward Teller'ın katıldığı bir toplantı yaptı. Komite, kasım ayında Roosevelt'e, uranyumun "şu anda bilinen her şeyden çok daha büyük bir yıkıcılığa sahip olası bir bomba kaynağı" olduğunu bildirdi. Şubat 1940'ta ABD Donanması, Columbia Üniversitesi'ne 6.000$'lık bir fon sağladı. Enrico Fermi ve Szilard bu fonun çoğunu grafit satın almak için harcadı. Aralarında Fermi, Szilard, Eugene T. Booth ve John Dunning'in de bulunduğu Columbia profesörlerinden oluşan bir ekip, Hahn ve Strassmann'ın çalışmalarını doğrulayarak Amerika'daki ilk nükleer fisyon reaksiyonunu yarattı. Aynı ekip daha sonra Columbia'daki Pupin Hall'da bir dizi prototip nükleer reaktör (veya Fermi'nin dediği gibi "piles (yığınlar)" inşa etti fakat henüz bir zincirleme reaksiyon elde edemediler.
Uranyum Danışma Komitesi, bu organizasyon 27 Haziran 1940'ta kurulduğunda Uranyum Ulusal Savunma Araştırma Komitesi (NDRC) oldu.
28 Haziran 1941'de Roosevelt, Vannevar Bush'un direktörlüğünde Bilimsel Araştırma ve Geliştirme Ofisi'ni (OSRD) oluşturan 8807 sayılı Yürütme Emri'ni imzaladı. Ofis, araştırmaya ek olarak büyük mühendislik projelerinde yer alma yetkisine sahipti. NDRC Uranyum Komitesi, OSRD'nin S-1 Bölümü oldu ve güvenlik nedenleriyle "uranyum" kelimesi çıkarıldı. Briggs, Temmuz 1941'de, uranyum, özellikle uranyum-235 izotopu ve plütonyum araştırmaları için 167 bin dolar harcamayı teklif etti. Plütonyum, Şubat 1941'de Kaliforniya Üniversitesi'nde ilk kez izole edilmişti.
Britanya'da, Birmingham Üniversitesi'nden Frisch ve Rudolf Peierls, Haziran 1939'da uranyum-235'in kritik kütlesini araştırarak çığır açan bir buluşa imza attılar. Hesaplamalarına göre büyüklük mertebesi 10 kilogram (22 lb) idi ve bu çağdaş bir bombardıman uçağı tarafından taşınabilecek kadar küçük bir değerdi. Mart 1940 tarihli Frisch-Peierls muhtırası, İngiliz atom bombası projesini ve MAUD Komitesi'ni başlattı. Komite, oybirliğiyle bir atom bombasının geliştirilmesini tavsiye etti. Temmuz 1940'ta Britanya, Amerika Birleşik Devletleri'ne bilimsel araştırmalarına erişim vermeyi teklif etti ve Tizard Misyonu'ndan John Cockcroft, Amerikalı bilim insanlarına Britanya'daki gelişmeler hakkında bilgi verdi. Amerikan projesinin Britanya'dakinden daha küçük ve o kadar gelişmiş olmadığını keşfetti.
Bilimsel alışveriş kapsamında MAUD Komitesi'nin bulguları ABD'ye iletildi. Üyelerinden biri olan Avustralyalı fizikçi Mark Oliphant, Ağustos 1941'in sonlarında Amerika Birleşik Devletleri'ne gitti ve MAUD Komitesi tarafından sağlanan verilerin kilit Amerikalı fizikçilere ulaşmadığını keşfetti. Oliphant, komitenin bulgularının neden görmezden gelindiğini öğrenmek için araştırmaya koyuldu. Uranyum Komitesi ile bir araya geldi ve Berkeley, Kaliforniya'yı ziyaret ederek Ernest O. Lawrence ile ikna edici bir konuşma yaptı. Lawrence, uranyum üzerine kendi araştırmalarına başlayacak kadar etkilenmişti. Ardından James B. Conant, Arthur H. Compton ve George B. Pegram ile görüştü. Dolayısıyla Oliphant'ın görevi başarılı oldu; kilit Amerikalı fizikçiler artık bir atom bombasının potansiyel gücünün farkındaydı.
Başkan Roosevelt, 9 Ekim 1941'de Vannevar Bush ve Başkan Yardımcısı Henry A. Wallace ile bir toplantı düzenledikten sonra atom programını onayladı. Hiçbir toplantıya katılmamış olmasına rağmen kendisi, Wallace, Bush, Conant, Savaş Bakanı Henry L. Stimson ve Ordu Genelkurmay Başkanı George C. Marshall'dan oluşan bir Üst Politika Grubu oluşturdu. Roosevelt, projeyi Deniz Kuvvetleri yerine Kara Kuvvetleri'nin yürütmesini tercih etti, çünkü Kara Kuvvetleri'nin büyük ölçekli inşaatları yönetme konusunda daha fazla deneyimi vardı. Çalışmaları İngilizlerle koordine etmeyi kabul etti ve 11 Ekim'de Başbakan Winston Churchill'e atom konularında yazışmaları gerektiğini öneren bir mesaj gönderdi.

Teklifler

18 Aralık 1941'deki S-1 Komitesi toplantısı, Pearl Harbor saldırısı ve Amerika Birleşik Devletleri'nin Japonya ve Almanya'ya savaş ilan etmesinin ardından "coşku ve aciliyet atmosferiyle doluydu". İzotop ayırma için üç teknik üzerinde çalışmalar devam ediyordu: Lawrence ve Kaliforniya Üniversitesi'ndeki ekibi elektromanyetik ayırmayı araştırdı, Eger Murphree ve Jesse Wakefield Beams'in ekibi Columbia Üniversitesi'nde gaz difüzyonunu inceledi ve Philip Abelson, Washington'daki Carnegie Enstitüsü'nde ve daha sonra Deniz Araştırma Laboratuvarı'nda termal difüzyon üzerine araştırmalar yönetti. Murphree ayrıca gaz santrifüjleri kullanan başarısız bir ayırma projesine de başkanlık etti.
Bu arada, nükleer reaktör teknolojisine yönelik iki araştırma vardı: Harold Urey, Columbia Üniversitesi'nde ağır su üzerine araştırmalar yaparken, Arthur Compton, 1942'nin başlarında plütonyum ve nötron moderatörü olarak grafit kullanan reaktörleri incelemek üzere Chicago Üniversitesi'nde Metalurji Laboratuvarı'nı kurdu. S-1 Komitesi, beş teknolojinin de araştırılmasını önerdi. Bu, Bush, Conant ve ordunun nükleer konulardaki temsilcisi olarak atanan Tuğgeneral Wilhelm D. Styer tarafından onaylandı.
Bush ve Conant daha sonra bu öneriyi, ABD Kara Kuvvetleri Mühendisler Birliği'nin inşaatı için 54 milyon dolar, OSRD'nin araştırma ve geliştirme çalışmaları için 31 milyon dolar ve 1943 mali yılındaki olası durumlar için 5 milyon dolarlık bir bütçe teklifiyle Üst Politika Grubu'na götürdüler. Üst Politika Grubu da bunu 17 Haziran 1942'de başkana gönderdi ve o da belgeye "OK FDR" yazarak onayladı.