Comité Exécutif S-1 - S-1 Executive Committee

Le comité exécutif du S-1 au Bohemian Grove le 13 septembre 1942. De gauche à droite : Harold C. Urey , Ernest O. Lawrence , James B. Conant , Lyman J. Briggs , EV Murphree et Arthur Compton

Le comité exécutif S-1 a jeté les bases du projet Manhattan en lançant et en coordonnant les premiers efforts de recherche aux États-Unis et en assurant la liaison avec le Tube Alloys Project en Grande-Bretagne. Il a évolué en juin 1942, aux côtés de la Section S-1 de l' Office of Scientific Research and Development (OSRD), du Comité de l' uranium du National Defence Research Committee (NDRC), lui-même issu du Comité consultatif sur l'uranium lorsque le L'OSRD a absorbé la NDRC en juin 1941.

Origines

La découverte de la fission de l'uranium en décembre 1938, rapportée dans le numéro du 6 janvier 1939 de Die Naturwissenschaften par Otto Hahn et Fritz Strassmann , et son identification correcte comme fission nucléaire par Lise Meitner dans le numéro du 11 février 1939 de Nature , ont généré une intense intérêt des physiciens. Avant même sa publication, la nouvelle fut apportée aux États-Unis par le physicien danois Niels Bohr , qui ouvrit la cinquième conférence de Washington sur la physique théorique avec Enrico Fermi le 26 janvier 1939. Les résultats furent rapidement corroborés par les physiciens expérimentateurs, notamment Fermi et John. R. Dunning à l'Université Columbia .

La possibilité que l'Allemagne nazie puisse développer des armes nucléaires était particulièrement alarmante pour les scientifiques réfugiés d'Allemagne et d'autres pays fascistes, dont beaucoup avaient quitté l'Europe dans les années 1930. Deux d'entre eux, Leo Szilard et Eugene Wigner ont rédigé la lettre Einstein-Szilárd au président américain Franklin Delano Roosevelt . Il a informé Roosevelt de l'existence du projet d'arme nucléaire allemand , a averti qu'il était probable que les Allemands travaillaient sur une bombe atomique utilisant de l' uranium et a exhorté les États-Unis à sécuriser les sources d'uranium et à mener des recherches sur la technologie des armes nucléaires. A cette époque, les États-Unis étaient encore neutres dans la guerre. Cette lettre a été signée par Albert Einstein le 2 août 1939, mais sa livraison a été retardée en raison du déclenchement de la Seconde Guerre mondiale en Europe avec l' invasion allemande de la Pologne en septembre 1939. La lettre a finalement été remise en main propre à Roosevelt par l'économiste Alexander Sachs le 11 octobre 1939. À cette date, il a rencontré le président, le secrétaire du président, le général de brigade Edwin "Pa" Watson , et deux experts en munitions, le lieutenant-colonel de l' armée Keith F. Adamson et le commandant de la marine Gilbert C. Hoover. Roosevelt a résumé la conversation en ces termes : "Alex, ce que tu veux, c'est voir que les nazis ne nous font pas exploser." Il a dit à Watson: "Cela nécessite une action."

Comité consultatif sur l'uranium

À la suite de la lettre, Roosevelt a demandé à Lyman J. Briggs , le directeur du National Bureau of Standards , d'organiser un comité consultatif sur l'uranium. Les comités consultatifs fédéraux étaient une caractéristique du gouvernement fédéral depuis 1794, lorsque George Washington en avait nommé un pour enquêter sur la rébellion du whisky . La plupart sont de courte durée, se terminant après quelques années, leur composition changeant lorsqu'un nouveau président prend ses fonctions. Le comité était composé de Briggs, Adamson et Hoover. Sa première réunion a eu lieu le 21 octobre 1939, au National Bureau of Standards à Washington, DC Outre les membres du comité, elle a réuni les physiciens Fred L. Mohler du National Bureau of Standards et Richard B. Roberts du Carnegie Institution de Washington , et Szilárd, Wigner et Edward Teller . Einstein a été invité mais a refusé d'y assister. Adamson était sceptique quant à la perspective de construire une bombe atomique, mais était prêt à autoriser 6 000 $ (équivalent à 111 000 $ en dollars courants de 2020) pour l'achat d'uranium et de graphite pour les expériences de Szilárd et Fermi sur la production d'une réaction nucléaire en chaîne à l'Université de Columbia.

Le Comité consultatif sur l'uranium a fait rapport au président le 1er novembre 1939. Tout en reconnaissant que la science n'était pas prouvée et que la réaction nucléaire en chaîne n'était qu'une possibilité théorique, il prévoyait que l'énergie nucléaire pourrait être utilisée comme propulsion pour les sous-marins, et que une bombe atomique « fournirait une source possible de bombes d'une puissance destructrice bien supérieure à tout ce qui est actuellement connu ». Le comité a recommandé que le gouvernement achète 50 tonnes courtes (45 t) d' oxyde d'uranium et 4 tonnes courtes (3,6 t) de graphite pour des expériences de réaction en chaîne. Il a également recommandé qu'Einstein, Karl Compton , George B. Pegram et Sachs soient ajoutés au comité. Lorsqu'il a lu le rapport, Sachs a estimé qu'il était trop académique et n'a pas réussi à faire valoir ses arguments avec force.

Des expériences de fission de l'uranium étaient déjà en cours dans des universités et des instituts de recherche aux États-Unis. Alfred Lee Loomis soutenait Ernest Lawrence au Berkeley Radiation Laboratory . Vannevar Bush faisait également des recherches similaires à la Carnegie Institution. À Columbia, tandis que Fermi et Szilard étudiaient la possibilité de créer une réaction nucléaire en chaîne, Dunning envisageait la possibilité, avancée par Niels Bohr et John A. Wheeler mais écartée par Fermi, que ce soit l' isotope rare de l' uranium-235 de l'uranium qui soit principalement responsable de la fission. Il a demandé à Alfred OC Nier de l' Université du Minnesota de préparer des échantillons d'uranium enrichi en uranium-234 , uranium-235 et uranium-238 à l' aide d'un spectromètre de masse .

Ceux-ci étaient prêts en février 1940, et Dunning, Eugene T. Booth et Aristid von Grosse ont alors réalisé une série d'expériences. Ils ont démontré que l'uranium 235 était en effet principalement responsable de la fission avec des neutrons lents, mais n'ont pas pu déterminer avec précision les sections efficaces de capture des neutrons car leurs échantillons n'étaient pas suffisamment enrichis. Pegram a transmis les résultats à Briggs le 11 mars 1940 ; ils furent par la suite publiés dans les numéros de la Physical Review du 15 mars et du 15 avril 1940. Briggs a rapporté à Watson le 9 avril qu'il était douteux qu'une réaction en chaîne puisse être initiée dans l'uranium sans enrichissement de l'uranium , et a donc exhorté à ce que des recherches soient entreprises sur la technologie de séparation isotopique . Les résultats de Nier, Booth, Dunning et von Grosse ont été discutés par Jesse Beams , Ross Gunn , Fermi, Nier, Merle Tuve et Harold Urey lors de la réunion de printemps de l' American Physical Society à Washington, DC, la dernière semaine d'avril 1940. Le Le New York Times a rapporté que les conférenciers ont fait valoir « la probabilité qu'un scientifique fasse exploser une partie importante de la terre avec un tout petit peu d'uranium ».

Le Comité consultatif sur l'uranium s'est réuni à nouveau au National Bureau of Standards le 27 avril 1940. Cette fois, ils ont été rejoints par le contre-amiral Harold G. Bowen, Sr. , le directeur du Naval Research Laboratory (NRL), avec Sachs, Pegram, Fermi, Szilard et Wigner. Une fois de plus, Einstein, bien qu'invité, a refusé d'y assister. La réunion a mis en évidence des différences entre les optimistes Szilard et Sachs, et le Fermi plus prudent. Le comité a accepté de poursuivre les travaux à Columbia, qui, espérait-il, démontreraient si une réaction en chaîne était possible ou non. Bowen et Gunn ont suggéré la création d'un sous-comité scientifique pour conseiller le Comité consultatif sur l'uranium. Tuve et Vannevar Bush à la Carnegie Institution, ont exprimé leur intérêt pour cela, et Briggs l'a créé. Présidé par Briggs, ses membres étaient Urey, Pegram, Tuve, Beams, Gunn et Gregory Breit . Le sous-comité scientifique se réunit pour la première fois le 13 juin 1940, au National Bureau of Standards. Il a passé en revue les travaux réalisés jusqu'à présent et a recommandé un soutien accru à la recherche sur les réactions nucléaires en chaîne et la séparation isotopique.

L' invasion allemande de la Belgique en mai 1940 a suscité des inquiétudes quant au sort du minerai d'uranium du Congo belge , la plus grande source au monde ; la bataille de France qui a suivi a alarmé l'administration sur la direction que prenait la guerre. Le 12 juin 1940, Bush et Harry Hopkins ont présenté au président une proposition de création d'un Comité de recherche sur la défense nationale (NDRC) pour coordonner la recherche liée à la défense. La NDRC a été officiellement créée le 27 juin 1940, avec Bush comme président. Il absorbe aussitôt le Comité consultatif sur l'uranium, ce qui est bien l'un de ses objectifs. Bush a immédiatement réorganisé le Comité consultatif sur l'uranium en tant que Comité NDRC sur l'uranium, relevant directement de lui. Briggs est resté président, mais Hoover et Adamson ont été exclus de ses membres, tandis que Tuve, Pegram, Beams, Gunn et Urey ont été ajoutés. Pour des raisons de sécurité, aucun scientifique né à l'étranger n'a été nommé au Comité de l'uranium. La publication des recherches sur l'uranium, la fission et la séparation isotopique est désormais interdite.

Comité MAUD

Pendant ce temps, Otto Frisch et Rudolf Peierls , deux chercheurs de l' Université de Birmingham en Angleterre, qui, ironiquement, avaient été chargés d'enquêter sur les armes nucléaires par Mark Oliphant parce que, en tant qu'étrangers ennemis en Grande-Bretagne, ils n'étaient pas éligibles pour participer à des travaux de guerre secrets, ont publié le Mémorandum Frisch-Peierls en mars 1940. Le mémorandum contredisait la pensée commune de l'époque selon laquelle de nombreuses tonnes d'uranium seraient nécessaires pour fabriquer une bombe, nécessitant une livraison par bateau. Le calcul du mémorandum a montré qu'une bombe pourrait être possible en utilisant aussi peu que 1 à 10 kilogrammes (2,2 à 22,0 lb) d'uranium 235 pur, ce qui serait très pratique à transporter pour les avions.

Oliphant a transmis le mémorandum à Henry Tizard et le comité MAUD a été créé pour enquêter davantage. Il a conclu qu'une bombe atomique était non seulement techniquement réalisable, mais qu'elle pouvait être produite en aussi peu que deux ans. Le Comité a recommandé à l'unanimité de poursuivre le développement d'une bombe atomique de toute urgence, bien qu'il ait reconnu que les ressources nécessaires pourraient être au-delà de celles dont dispose la Grande-Bretagne. Le comité MAUD a terminé le rapport MAUD le 15 juillet 1941 et s'est dissous. Le rapport comportait deux parties; le premier a conclu qu'une bombe à l'uranium-235 pourrait être réalisable en aussi peu que deux ans en utilisant 25 livres (11 kg) d'uranium-235 avec un rendement équivalent à 1 800 tonnes de TNT (7 500 GJ); la seconde concluait que la fission contrôlée était une source d'énergie pour alimenter les machines et une source de radio-isotopes. À la suite du rapport du comité MAUD, les Britanniques ont lancé un programme de bombe atomique sous le nom de code Tube Alloys .

Autres développements britanniques

Urey a commencé à envisager des méthodes de séparation des isotopes. Le procédé de centrifugation était considéré comme le plus prometteur. Beams avait développé un tel procédé à l' Université de Virginie dans les années 1930, mais avait rencontré des difficultés techniques. Le processus nécessitait des vitesses de rotation élevées, mais à certaines vitesses, des vibrations harmoniques se développaient qui menaçaient de déchirer les machines. Il fallait donc accélérer rapidement grâce à ces vitesses. En 1941, il commença à travailler avec l'hexafluorure d'uranium , le seul composé gazeux connu de l'uranium, et fut capable de séparer l'uranium-235. À Columbia, Urey a demandé à Karl P. Cohen d' étudier le processus, et il a produit un corpus de théorie mathématique permettant de concevoir une unité de séparation centrifuge, que Westinghouse a entrepris de construire. Une autre possibilité était la diffusion gazeuse , suggérée par George B. Kistiakowsky lors d'un déjeuner le 21 mai 1940.

La mission Tizard de septembre 1940 a partagé les résultats britanniques avec les Américains, mais cela leur a seulement fait prendre conscience qu'ils étaient derrière les Britanniques, et peut-être aussi les Allemands. Le 15 avril 1941, Briggs reçut une note de Rudolf Ladenburg , physicien à l'université de Princeton , déclarant :

Cela peut vous intéresser qu'un de mes collègues, arrivé de Berlin via Lisbonne il y a quelques jours, a apporté le message suivant : un collègue fiable qui travaille dans un laboratoire de recherche technique lui a demandé de nous faire savoir qu'un grand nombre de physiciens allemands travaillant intensivement sur le problème de la bombe à l'uranium sous la direction de Heisenberg , que Heisenberg lui-même essaie de retarder le plus possible les travaux, craignant des résultats catastrophiques d'un succès. Mais il ne peut s'empêcher d'exécuter les ordres qui lui sont donnés, et si le problème peut être résolu, il le sera probablement dans un proche avenir. Il nous a donc conseillé de nous dépêcher si les USA n'arrivent pas trop tard.

Bush a donc commandé un examen du projet d'uranium par la National Academy of Sciences . Le comité d'examen était présidé par Arthur Compton , avec les physiciens Ernest O. Lawrence , John C. Slater et John H. Van Vleck et le chimiste William D. Coolidge comme autres membres. Il a publié un rapport favorable le 17 mai 1941, recommandant un effort intensifié, mais Bush a été troublé par l'accent mis sur l'énergie nucléaire au lieu des armes nucléaires, et avait deux ingénieurs, Oliver E. Buckley des Bell Telephone Laboratories et L. Warrington Chubb de Westinghouse a ajouté pour produire un deuxième rapport mettant l'accent sur l'estimation de la rapidité avec laquelle des avantages pratiques pourraient être attendus.

Section S-1

Le 28 juin 1941, Roosevelt a publié le décret exécutif 8807, créant le Bureau de la recherche et du développement scientifiques (OSRD), avec Bush comme directeur personnellement responsable devant le président. La nouvelle organisation a englobé la NDRC, désormais présidée par James B. Conant . Le Comité de l'uranium est devenu la Section de l'uranium de l'OSRD, qui a rapidement été rebaptisée Section S-1 pour des raisons de sécurité. À la section S-1, Bush a ajouté Samuel K. Allison , Breit, Edward U. Condon , Lloyd P. Smith et Henry D. Smyth ; Gunn a été abandonné conformément à la politique de la NDRC de ne pas avoir de personnel de l'armée ou de la marine dans les sections. Briggs est resté le président, avec Pegram comme vice-président.

Conformément aux souhaits du président, les questions de politique étaient limitées au président Wallace, Bush, Conant, au secrétaire à la Guerre Henry Stimson et au chef d'état-major de l'armée , le général George C. Marshall . Pour mettre en œuvre cela, la section S-1 a été placée en dehors de la NDRC, directement sous Bush, qui pouvait autoriser les achats. Harold D. Smith , le directeur du Bureau of the Budget , a donné à Bush l'assurance que si les ressources de l'OSRD s'avéraient insuffisantes, des fonds supplémentaires seraient mis à disposition à partir des fonds contrôlés par le président.

Oliphant s'est envolé pour les États-Unis depuis l'Angleterre en août 1941 pour découvrir pourquoi Briggs et son comité ignoraient apparemment le rapport MAUD. Oliphant découvrit à son grand désarroi que les rapports et autres documents envoyés directement à Briggs n'avaient pas été partagés avec tous les membres du comité ; Briggs les avait enfermés dans un coffre-fort. Oliphant a ensuite rencontré Allison, Coolidge, Conant et Fermi pour expliquer l'urgence. Lors de ces réunions, Oliphant a parlé d'une bombe atomique avec force et certitude, et a expliqué que la Grande-Bretagne n'avait pas les ressources pour entreprendre seul le projet, donc c'était aux États-Unis.

Bush a rencontré Roosevelt et son vice-président , Henry Wallace , le 9 octobre 1941, et les a informés des progrès de la section S-1. Il a personnellement remis un troisième rapport de Compton, daté du 1er novembre, à Roosevelt le 19 novembre 1941. Le 6 décembre 1941, Bush a tenu une réunion pour organiser un projet de recherche accéléré géré par Compton, avec Urey faisant des recherches sur la diffusion gazeuse pour l'enrichissement de l'uranium et Lawrence à la recherche de techniques d'enrichissement électromagnétique.

Le lendemain, l' attaque japonaise sur Pearl Harbor entraîne l'entrée en guerre des États-Unis. Avec les États-Unis en guerre, le financement était désormais disponible dans des montants insoupçonnés l'année précédente. Lorsque, lors de la réunion de la section S-1 le 18 décembre 1941, Lawrence a demandé 400 000 $ pour la séparation électromagnétique, la section a immédiatement recommandé de l'accorder. Compton a reçu 340 000 $ pour la recherche sur les réacteurs nucléaires à Columbia et à Princeton, et 278 000 $ à l' Université de Chicago . Un autre 500 000 $ a été affecté aux matières premières. Son calendrier proposé n'en était pas moins époustouflant : produire une réaction nucléaire en chaîne d'ici juillet 1942, et une bombe atomique d'ici janvier 1945. En janvier 1942, il créa le Laboratoire métallurgique , centralisant les travaux à l'université de Chicago.

Comité Exécutif S-1

Le 9 mars 1942, la réunion de la section S-1 s'est déroulée en présence du brigadier général Wilhelm D. Styer , chef d'état-major des services d'approvisionnement de l'armée américaine nouvellement créés . Les contrats OSRD devaient expirer fin juin, et avec le pays en guerre, la concurrence pour les matières premières était intense. Il a été convenu qu'en 1942-1943, l'armée financerait 53 millions de dollars du programme de 85 millions de dollars. Le 18 juin 1942, le colonel James C. Marshall reçut l'ordre d'organiser la composante armée du projet.

Marshall a établi son siège de district au 18e étage du 270 Broadway à New York. Il a choisi le nom Développement de matériaux de substitution (DSM), mais cela ne colle pas. Le colonel Leslie R. Groves, Jr. , chef de la branche de la construction au bureau du chef des ingénieurs, pensait que cela attirerait une attention excessive. Au lieu de cela, le nouveau district a reçu le nom anodin de Manhattan Engineer District , suivant la pratique habituelle consistant à nommer les districts d'ingénieurs d'après la ville dans laquelle se trouvait leur siège social. Le nom du projet a rapidement emboîté le pas. Il a été officiellement créé par le chef du génie , le général de division Eugene Reybold le 16 août 1942.

En mai 1942, Conant a estimé que le comité S-1 était devenu trop lourd. Il ne s'était pas réuni depuis la réunion de mars. Lorsqu'il a eu besoin de conseils d'experts en mai, il avait fait appel à un groupe plus restreint et il a recommandé que celui-ci supervise les travaux de l'OSRD, principalement les aspects techniques et contractuels du projet, tandis que l'armée s'occupe de l'ingénierie, de la construction et de la sélection du site. L'approvisionnement était une responsabilité de l'OSRD, mais il pouvait se tourner vers l'armée pour obtenir de l'aide en cas de difficultés. Bush obtint l'approbation du président pour cela, et le 19 juin 1942, il abolit la section S-1 et la remplaça par le comité exécutif S-1. Conant a été nommé président et Briggs, Compton, Lawrence, Eger Murphree et Urey comme autres membres.

Les réunions du comité exécutif du S-1 ont eu lieu les 25 juin, 9 juillet, 30 juillet, 26 août, 13-14 septembre, 26 septembre, 23-24 octobre, 14 novembre, 9 décembre et 19 décembre 1942 et 14 janvier. 10-11 février, 18 mars, 29 avril et 10-11 septembre 1943. Sa première réunion le 25 juin 1942 a réuni Bush, Styer et les colonels Marshall et Kenneth Nichols . Il a discuté de l'acquisition de terrains pour les installations de production du projet, que l'armée a recommandé à proximité de Knoxville, Tennessee , avec la firme de Boston de Stone & Webster comme entrepreneur principal du projet. La réunion du 30 juillet 1942 fut consacrée à l'examen des progrès de la séparation isotopique par les méthodes de diffusion centrifuge et gazeuse. La réunion du 26 août 1942 a examiné le projet de séparation électromagnétique de Lawrence et l'expansion du programme de production d'eau lourde .

La réunion de septembre 1942 a eu lieu à Bohemian Grove . Nichols et le major Thomas T. Crenshaw, Jr., y ont assisté, ainsi que le physicien Robert Oppenheimer . Cette réunion a résolu la plupart des problèmes en suspens auxquels le projet était confronté, mais Bush et Conant ont estimé que le moment était venu pour l'armée de reprendre le projet, ce qui avait déjà été approuvé par le président le 17 juin 1942. Après quelques discussions , il a été décidé que Groves, qui serait promu au grade de général de brigade, deviendrait le directeur du projet Manhattan le 23 septembre 1942. Il serait responsable devant le Comité de politique militaire (MPC), qui serait composé de Styer , Bush (avec Conant comme son suppléant) et le contre-amiral William R. Purnell .

L'armée a pris le contrôle total des contrats de recherche et développement de l'OSRD au fur et à mesure de leur expiration. Les contrats de production ont été résiliés et transférés à l'armée, la plupart du temps le 31 mars 1943. Alors que le comité exécutif S-1 est resté en tant qu'organe consultatif, il est devenu inactif, mais pas officiellement dissous. Bush et Conant ont continué à influencer le projet Manhattan en participant au MPC.

Dépenses de la NDRC et de l'OSRD pour l'énergie atomique
Organisation Date Dépense
NDRC (du CND) 27 juin 1940 – 28 juin 1941 468 000,00 $
NDRC (de l'OSRD) 28 juin 1941 – décembre 1941 452 650,00 $
Section S-1 janvier-juin 1942 1 952 168,00 $
Conseil de planification de l'OSRD janvier-juin 1942 2 224 392,77 $
Comité Exécutif S-1 juin 1942 – septembre 1943 13 041 037,57 $

Remarques

Les références