S-1実行委員会

S -1 実行委員会は、米国での初期研究活動を開始および調整し、英国のチューブ アロイプロジェクトと連携することで、マンハッタン計画の基礎を築きました。

1938年12月の核分裂の発見を受けて、ナチスドイツが核兵器を開発する可能性から、レオ・シラードとユージン・ウィグナーは1939年8月にフランクリン・D・ルーズベルト大統領に宛てたアインシュタイン＝シラード書簡を起草した。これに対応して、核兵器の実現可能性を判断するため、ライマン・J・ブリッグス委員長の下、国立標準局内にウラン諮問委員会が設立された。 1940年6月、国防関係の研究を調整するために国防研究委員会(NDRC) が設立され、ウラン諮問委員会はNDRCのウラン委員会となった。1941年6月、ルーズベルトはヴァネヴァー・ブッシュの指導の下、科学研究開発局(OSRD) を設立し、NDRCはジェームズ・B・コナントのもとに統合された。ウラン委員会はOSRDのウラン部門となり、セキュリティ上の理由からすぐにS-1部門に改名されました。1942年5月までに、S-1部門は手に負えないほどになったと感じられ、1942年6月に、より小規模なS-1執行委員会に置き換えられました。

核兵器の実現可能性は英国のMAUD委員会によって実証され、その結果はティザード・ミッションによってウラン諮問委員会と共有された。S-1セクションは、英国のチューブアロイ計画と協力して、米国における核兵器の研究を調整した。米国陸軍は1942年6月にマンハッタン地区を創設し、1942年9月にS-1執行委員会から核兵器開発の責任を引き継いだ。OSRDの研究開発契約は期限が切れると終了し、生産契約は終了して陸軍に移管された。S-1執行委員会は諮問機関として残ったが、活動を停止した。OSRDとNDRCは、後にマンハッタン計画を管理する軍事政策委員会にブッシュとコナントが参加することを通じて、マンハッタン計画に影響を与え続けた。

1938年12月に核分裂が発見され、1939年1月6日発行の自然科学誌でオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンが報告し、 1939年2月11日発行のネイチャー誌でリーゼ・マイトナーがそれを核分裂として正しく特定したことは、物理学者の間で大きな関心を呼びました。このニュースは出版前にもデンマークの物理学者ニールス・ボーアによって米国にもたらされ、ボーアは1939年1月26日にエンリコ・フェルミと共に第5回ワシントン理論物理学会議を開きました。この結果は実験物理学者、特にコロンビア大学のフェルミとジョン・R・ダニングによってすぐに裏付けられました。^[1]

ナチスドイツが核兵器を開発する可能性は、1930年代にヨーロッパを離れたドイツやその他のファシスト国家からの難民科学者たちにとって特に憂慮すべきものであった。彼らのうちの2人、レオ・シラードとユージン・ウィグナーは、アメリカ合衆国大統領フランクリン・D・ルーズベルトに宛てたアインシュタイン＝シラード書簡を起草した。この書簡では、ドイツの核兵器計画の存在をルーズベルトに知らせ、ドイツがウランを使った原子爆弾の開発に取り組んでいる可能性が高いと警告し、アメリカ合衆国がウラン源を確保して核兵器技術の研究を行うよう強く求めた。この手紙は1939年8月2日にアルバート・アインシュタインによって署名されたが、 1939年9月のドイツのポーランド侵攻によりヨーロッパで第二次世界大戦が勃発したため配達が遅れた。この手紙は最終的に1939年10月11日に経済学者のアレクサンダー・ザックスによってルーズベルトに手渡された。 ^[2]その日、彼は大統領、大統領秘書官のエドウィン・「パ」・ワトソン准将、2人の兵器専門家、陸軍中佐キース・F・アダムソンと海軍司令官ギルバート・C・フーバーと会談した。ルーズベルトは会話を次のように要約した。「アレックス、あなたが求めているのはナチスが我々を爆破しないようにすることだ」^[3]彼はワトソンに言った。「これには行動が必要だ」^[3]

この手紙を受けて、ルーズベルトは国立標準局長で科学者のライマン・J・ブリッグスにウランに関する諮問委員会を組織するよう依頼した。^{[4]連邦諮問委員会は、}ジョージ・ワシントンがウィスキー反乱を調査するために委員会を任命した1794年以来、連邦政府の特徴であった。^[5]ほとんどは短命で、数年で終了し、新しい大統領が就任するとメンバーが変わる。^[6]この委員会はブリッグス、アダムソン、フーバーで構成されていた。最初の会議は1939年10月21日にワシントンD.C.の国立標準局で開催された。委員会のメンバーに加えて、国立標準局の物理学者フレッド・L・モーラー、ワシントン・カーネギー研究所のリチャード・B・ロバーツ、そしてシラード、ウィグナー、エドワード・テラーが出席した。アインシュタインは招待されたが出席を辞退した。アダムソンは原子爆弾製造の可能性については懐疑的だったが、コロンビア大学でシラードとフェルミが核連鎖反応を起こす実験を行うためにウランとグラファイトの購入費として6,000ドル（2023年現在のドル換算で130,000ドルに相当）を承認する用意があった。 ^[7]

ウラン諮問委員会は1939年11月1日に大統領に報告書を提出した。科学は未証明であり、核連鎖反応は理論上の可能性に過ぎないことを認めながらも、原子力は潜水艦の推進力として利用される可能性があり、原子爆弾は「現在知られているものよりもはるかに大きな破壊力を持つ爆弾の供給源となる可能性がある」と予測した。^[8]委員会は連鎖反応実験のために政府が50ショートトン（45t）の酸化ウランと4ショートトン（3.6t）のグラファイトを購入することを勧告した。また、アインシュタイン、カール・コンプトン、ジョージ・B・ペグラム、サックスを委員会に加えることを勧告した。報告書を読んだサックスは、あまりに学術的で、主張を説得力を持って述べていないと感じた。^[9]

ウランの核分裂実験は、すでに米国の大学や研究機関で進められていた。アルフレッド・リー・ルーミスはバークレー放射線研究所でアーネスト・ローレンスを支援していた。ヴァネヴァー・ブッシュもカーネギー研究所で同様の研究を行っていた。^[10]コロンビアでは、フェルミとシラードが核分裂連鎖反応を起こす可能性を調査していたが、ダニングは、ニールス・ボーアとジョン・A・ホイーラーが提唱し、フェルミが否定した、ウランの希少同位体であるウラン235が核分裂の主な原因であるという可能性を検討した。^[1]彼はミネソタ大学のアルフレッド・OC・ニーアに、質量分析計を使用してウラン234、ウラン235、ウラン238に濃縮されたウランのサンプルを準備させた。^[11]

これらは1940年2月に準備が整い、ダニング、ユージン・T・ブース、アリスティッド・フォン・グロッセが一連の実験を行った。彼らは、確かにウラン235が低速中性子による核分裂の主な原因であることを実証したが、^[11]サンプルが十分に濃縮されていなかったため、正確な中性子捕獲 断面積を決定することができなかった。 ^[12]ペグラムは1940年3月11日にその結果をブリッグスに送り、その後、それらはフィジカル・レビュー誌の1940年3月15日号と4月15日号に掲載された。^{[13] [14]ブリッグスは4月9日にワトソンに、}ウラン濃縮 なしではウランで連鎖反応を開始できるかどうか疑わしいと報告し、そのため同位体分離技術の研究を行うよう強く求めた。^[12]ニーア、ブース、ダニング、フォン・グロッセの研究結果は、1940年4月の最終週にワシントンDCで開催されたアメリカ物理学会の春季会議で、ジェシー・ビームズ、ロス・ガン、フェルミ、ニーア、マール・トゥーブ、ハロルド・ユーリーによって議論された^。[12]ニューヨーク・タイムズ紙は、会議参加者が「科学者がほんの少しのウランで地球のかなりの部分を破壊する可能性」について議論したと報じた。^{[15] [16]}

ウラン諮問委員会は、1940年4月27日に国立標準局で再び会合を開いた。今回は海軍研究所(NRL)所長のハロルド ・G・ボーエン少将が、サックス、ペグラム、フェルミ、シラード、ウィグナーと共に出席した。今回も、招待されていたアインシュタインは出席を辞退した。この会合では、楽観的なシラードとサックスと、より慎重なフェルミとの違いが浮き彫りになった。委員会は、連鎖反応が可能かどうかを実証できると期待して、コロンビアでの研究を進めることに同意した。ボーエンとガンは、ウラン諮問委員会に助言する科学小委員会の設置を提案した。カーネギー研究所のトゥーヴとヴァネヴァー・ブッシュがこれに関心を示したため、ブリッグスがこれを設置した。ブリッグスが委員長を務め、ユーリー、ペグラム、チューブ、ビームス、ガン、グレゴリー・ブライトが委員を務めた。科学小委員会は1940年6月13日に国立標準局で初めて会合を開いた。委員会はこれまでの研究を見直し、核連鎖反応と同位体分離の両方の研究への支援を強化するよう勧告した。^[17]

1940年5月のドイツ軍のベルギー侵攻は、世界最大のウラン鉱床であるベルギー領コンゴのウラン鉱石の運命に関する懸念を引き起こした。 ^[17]その後のフランス侵攻は、政権内で戦争の行方に対する警戒を生んだ。1940年6月12日、ブッシュとハリー・ホプキンスは、防衛関連の研究を調整する国家防衛研究委員会（NDRC）の設立を提案して大統領のもとを訪れた。 ^[18] NDRCは1940年6月27日に正式に設立され、ブッシュが委員長となった。^[19] NDRCは直ちにウラン諮問委員会を吸収したが、これはNDRCの目的の一つでもあった。^[18]ブッシュは直ちにウラン諮問委員会をNDRCのウラン委員会に再編し、彼に直接報告することになった。ブリッグスは委員長に留任したが、フーバーとアダムソンが委員から外され、代わりにチューブ、ペグラム、ビームズ、ガン、ユーリーが加わった。安全上の理由から、ウラン委員会には外国生まれの科学者は任命されなかった。ウラン、核分裂、同位体分離に関する研究の発表は禁止された。^[20]

一方、イギリスのバーミンガム大学の研究者オットー・フリッシュとルドルフ・パイエルスは、皮肉なことにイギリス国内では敵国人として秘密の戦争活動に参加する資格がなかったため、マーク・オリファントから核兵器の調査を任されていたが、1940年3月にフリッシュ＝パイエルス覚書を発表した。この覚書は、爆弾を作るには何トンものウランが必要で、船で運ぶ必要があるという当時の一般的な考えに反する内容だった。覚書の計算によると、爆弾は1～10キログラム（2.2～22.0ポンド）の純粋なウラン235で製造可能であり、航空機で運ぶのに十分実用的であるとのことだ。^{[21] [22] [23]}

オリファントは覚書をヘンリー・ティザードに渡し、さらに調査するためにMAUD委員会が設立された。^[24]委員会は、原子爆弾は技術的に実現可能であるだけでなく、2年ほどで製造できると結論付けた。委員会は、必要な資源が英国で利用できるものを超えている可能性があることを認識していたものの、緊急の問題として原子爆弾の開発を追求することを全員一致で勧告した。MAUD委員会は1941年7月15日にMAUD報告書を完成させ、解散した。報告書は2部構成で、第1部では、25ポンド（11kg）のウラン235を使用して、 TNT火薬1,800トン（7,500GJ）に相当する威力を持つウラン235爆弾を2年ほどで実現可能と結論付け、第2部では、制御された核分裂は機械を動かすエネルギー源および放射性同位元素の供給源となり得ると結論付けた。 MAUD委員会の報告書を受けて、イギリスはチューブ・アロイというコード名 で原子爆弾計画を開始した。^[25]

ユーリーは同位体分離法を検討し始めた。遠心分離法が最も有望とみなされた。^{[26]ビームズは1930年代に}バージニア大学でそのような方法を開発していたが、技術的な困難に直面していた。この方法では高速回転が必要だったが、ある速度では調和振動が発生し、機械が壊れる恐れがあった。そのため、これらの速度を素早く加速する必要があった。1941年、彼はウランの唯一の気体化合物である六フッ化ウランの研究を始め、ウラン235を分離することができた。コロンビアでは、ユーリーはカール・P・コーエンにこの方法を調査させ、彼は遠心分離装置の設計を可能にする数学的理論体系を生み出し、ウェスティングハウスはそれを構築した。もう1つの可能性は気体拡散であり、ジョージ・B・キスティアコフスキーが1940年5月21日の昼食会でこれを提案した^。[27]

1940年9月のティザード調査団はイギリスの調査結果をアメリカと共有したが、これによってアメリカはイギリス、そしておそらくドイツにも遅れをとっていることを認識しただけだった。^[28] 1941年4月15日、ブリッグスはプリンストン大学の物理学者ルドルフ・ラデンバーグから次のようなメモを受け取った。

数日前、リスボン経由でベルリンから到着した私の同僚が、次のようなメッセージを持ってきたことは興味深いかもしれません。技術研究所で働いている信頼できる同僚が、ハイゼンベルクの指示のもと、多数のドイツ人物理学者がウラン爆弾の問題に熱心に取り組んでいること、ハイゼンベルク自身は成功の悲惨な結果を恐れて、できるだけ作業を遅らせようとしていることを知らせてほしいと頼んできました。しかし、彼は与えられた命令を実行せずにはいられず、問題が解決できるなら、おそらく近い将来に解決されるでしょう。そこで彼は、米国が遅れないように急ぐようにと私たちにアドバイスしました。^[29]

そこでブッシュは、米国科学アカデミーにウラン計画の見直しを依頼した。見直し委員会はアーサー・コンプトンが委員長を務め、物理学者のアーネスト・O・ローレンス、ジョン・C・スレーター、ジョン・H・ヴァン・ヴレック、化学者のウィリアム・D・クーリッジが委員を務めた。委員会は1941年5月17日に好意的な報告書を発表し、取り組みを強化するよう勧告したが、ブッシュは核兵器ではなく原子力に重点が置かれていることに懸念を抱き、ベル電話研究所のオリバー・E・バックリーとウェスティングハウスのL・ワーリントン・チャブの2人の技術者を加えて、実用的な利益がどのくらい早く期待できるかを見積もることに重点を置いた第2の報告書を作成させた。^[30]

1941年6月28日、ルーズベルト大統領は大統領令8807号を発令し、科学研究開発局（OSRD）^[31]を創設し、ブッシュ大統領を局長として大統領に直接責任を負うことになった。この新組織はNDRCを吸収し、ジェームズ・B・コナントが議長となった。^[19]ウラン委員会はOSRDのウラン部会となり、安全保障上の理由からすぐにS-1部会に改名された。^{[32] [33]}ブッシュ大統領はS-1部会にサミュエル・K・アリソン、ブライト、エドワード・U・コンドン、ロイド・P・スミス、ヘンリー・D・スミスを加えた。ガンはNDRCの方針に従い、部会に陸軍や海軍の職員を入れないことにしたため外された。ブリッグスが引き続き委員長、ペグラムが副委員長となった。^[34]

大統領の意向に従い、政策に関する事項は大統領、ウォレス、ブッシュ、コナント、ヘンリー・スティムソン陸軍長官 、ジョージ・C・マーシャル陸軍参謀総長に限定された。これを実行するため、S-1セクションはNDRCの外に置かれ、購入を認可できるブッシュの直下に置かれることになった。予算局長のハロルド・D・スミスはブッシュに、OSRDの資金が不十分な場合は大統領が管理する資金から追加資金が提供されると確約した。^[35]

オリファントは1941年8月にイギリスからアメリカに飛び、ブリッグスとその委員会がMAUD報告書を無視している理由を突き止めた。オリファントは、ブリッグスに直接送られた報告書やその他の文書が委員会のメンバー全員に共有されておらず、ブリッグスがそれらを金庫に閉じ込めていたことを知り、落胆した。その後オリファントはアリソン、クーリッジ、コナント、フェルミと会い、緊急性を説明した。これらの会議でオリファントは力強く確信を持って原子爆弾について語り、イギリスにはその計画を単独で遂行する資源がないので、アメリカにかかっていると説明した。^[36]

1941年10月9日、ブッシュ大統領はルーズベルト大統領と副大統領ヘンリー・ウォレスと会談し、S-1セクションの進捗状況を報告した。^[37] 1941年11月19日、ブッシュ大統領はアーサー・コンプトンから11月1日付けの3回目の報告書を自らルーズベルト大統領に届けた。^[38] 1941年12月6日、ブッシュ大統領はコンプトンが管理する加速研究プロジェクトを組織するための会議を開催し、ユーリーはウラン濃縮のための気体拡散を研究し、ローレンスは電磁濃縮技術を研究した。^[39]

翌日、日本軍の真珠湾攻撃により、米国は参戦した。^[40]米国が戦争状態にあることで、前年には考えられなかったほどの資金が利用可能になった。1941年12月18日のS-1セクション会議で、ローレンスが電磁分離のために40万ドルを要求したとき、セクションはすぐにそれを許可するよう勧告した。コンプトンには、コロンビア大学とプリンストン大学の原子炉研究に34万ドル、シカゴ大学に27万8000ドルが割り当てられた。さらに50万ドルが原材料に充てられた。彼が提案したスケジュールも同様に驚異的だった。1942年7月までに核連鎖反応を、1945年1月までに原子爆弾を製造することだった。1942年1月、彼は冶金研究所を設立し、シカゴ大学に作業を集中させた。^[41]

1942年3月9日のS-1セクションの会議には、新設されたアメリカ陸軍補給部の参謀長、ウィルヘルム・D・スタイアー准将が出席した。OSRDの契約は6月末に期限が切れる予定であり、国が戦争状態にあったため、原材料をめぐる競争は激しかった。1942年から1943年にかけて、陸軍が8,500万ドルのプログラムのうち5,300万ドルを負担することで合意した。1942年6月18日、ジェームズ・C・マーシャル大佐はプロジェクトの陸軍部分を組織するよう命じられた。^{[42] [43]}

マーシャルはニューヨーク市のブロードウェイ270番地の18階に地区本部を設置した。彼は代替材料開発（DSM）という名称を選んだが、これは定着しなかった。工兵総監室建設部門長のレスリー・R・グローブス・ジュニア大佐は、それが不必要な注目を集めると考え、代わりに、工兵地区を本部がある都市にちなんで命名するという慣例に従い、新しい地区にはマンハッタン工兵地区という当たり障りのない名前が与えられた。プロジェクトの名前もすぐにそれに従った。 1942年8月16日、工兵総監のユージン・レイボルド少将 によって正式に設立された。^[43]

1942年5月までに、コナントはS-1セクションが手に負えないほどになったと感じていた。セクションは3月の会議以来、会合を開いていなかった。5月に専門家の助言が必要になったとき、彼はより小さなグループを招集し、陸軍がエンジニアリング、建設、および場所の選定を担当する一方で、このグループがOSRDの作業、主にプロジェクトの技術的および契約的側面を監督することを推奨した。調達はOSRDの責任であったが、困難な場合には陸軍に助けを求めることができた。ブッシュはこれに大統領の承認を得て、1942年6月19日にS-1セクションを廃止し、S-1執行委員会に置き換えた。コナントが委員長に任命され、ブリッグス、コンプトン、ローレンス、エガー・マーフリー、およびユーリーが他の委員に任命された。^{[42] [43] [44]}

S-1執行委員会の会議は、1942年6月25日、7月9日、7月30日、8月26日、9月13～14日、9月26日、10月23～24日、11月14日、12月9日、12月19日、1943年1月14日、2月10～11日、3月18日、4月29日、9月10～11日に開催された。 ^[45] 1942年6月25日の最初の会議には、ブッシュ、スタイアー、マーシャル大佐とケネス・ニコルズ大佐が出席した。会議では、プロジェクトの製造施設用の土地の取得について議論された。陸軍は、テネシー州ノックスビル近郊に建設することを推奨し、ボストンのストーン＆ウェブスター社がプロジェクトの主契約者となった。1942年7月30日の会議は、遠心法と気体拡散法による同位体分離の進捗状況の検討に費やされた。^[46] 1942年8月26日の会議では、ローレンスの電磁分離プロジェクトと重水製造プログラムの拡大が検討された。^[44]

1942年9月の会議はボヘミアン・グローブで開かれた。ニコルズとトーマス・T・クレンショー・ジュニア少佐が物理学者ロバート・オッペンハイマーと共に出席した。^[47]この会議で計画が直面する未解決の問題の大半は解決されたが^[47]、ブッシュとコナントは陸軍が計画を引き継ぐ時が来たと感じていた。これは1942年6月17日に大統領によって既に承認されていた。議論の末、准将に昇進するグローブスが1942年9月23日にマンハッタン計画の責任者になることが決定された。グローブスは軍事政策委員会（MPC）に責任を負うことになり、委員会はスタイアー、ブッシュ（代理はコナント）、ウィリアム・R・パーネル少将で構成されることになっていた。^[47]

陸軍はOSRDの研究開発契約が失効すると、その契約を全面的に管理するようになった。生産契約は主に1943年3月31日に終了し、陸軍に移管された。^[45] S-1執行委員会は諮問機関として存続したが、正式に解散されたわけではなかったものの、活動を停止した。ブッシュとコナントはMPCへの参加を通じてマンハッタン計画に影響を与え続けた。^{[48] [49]}

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