在美国，科学家的精力越来越多地集中在艰难、复杂的提炼浓度不到1%的铀235的工作上。它远比普通、稳定的铀238要活跃。与此同时，在英国出现了“临界质量”的观点：铀235可以自动发生核反应。奥托佛里希果断地改变了炸弹中所需的铀的重量，从很多吨减至1到2吨。而物理学家鲁道夫。皮尔斯（1907—1995）绘制了一幅机械图，据说挤压分成两半的铀235就可立即产生连锁核反应。英国物理学家詹姆斯。查德威克悲哀地断定原子弹不仅是可能的——现在它成了必然的了。
英国1940年成立了自己的研究委员会，但人们仍然怀疑它的军事意义；美国成立了国防研究委员会，不过最初是不受重视的。但科学家们对新的裂变物质的探索仍在继续着。于是又发现了一个强大的同位素：铀239.它在元素周期表中位于第93位，还元素名为镎，符号为Np.化学家葛伦。西伯格（1912— ）在实验室轰击了它，使之衰变，得到一种更致命的元素钚（Pu），排在元素周期表的第94位。与此同时，意大利物理学家恩里克。费米（1901—1954），诺贝尔奖的获得者，和他的犹太妻子一起移民到美国。费米在芝加哥一个废弃的法院里对交错“堆”成的高9米（30英尺）的铀和石墨进行了研究，证实了世界上首例典型的核反应堆的临界质量。此外，其他研究者也尝试了很多其他方法，从热扩散到离心分离机和电磁法，来提炼铀235.对美英等国的核计划行动，苏联一直以来被蒙在鼓里，到1939年才开始进行核研究。但项目投入并不庞大——5年来只有20位科学家参与其中。1941年4月，日本也开始了自己的研究，但那时德国的研究正在走下坡路，部分原因是一些官僚作风的影响；日本的其他项目又间断地进行了几年。
原子弹的威力1903—1999（4）
但真正激起美国努力研制核武器决心的是日本1941年12月对珍珠港的偷袭事件。不仅太平洋舰队被摧毁，使美国卷入了对抗德、意、日法西斯的战争，而且美国政府也开始在军事监督下加速推行核计划，并拨款几百万美元作为支持。当时制造1颗原子弹的耗资预计在20亿美元。这在当时可是一笔巨大的金额，因此在几年间美国就建成了同它的汽车工业大致相等规模的基础设施。
当时盟军并没有对德国的核计划进行间谍刺探，也就没有可靠的数据表明纳粹德国在战争结束时计划进展到什么程度。这个奇怪的忽略像几十年后那些致命的核泄漏事件一样使盟国的猜测陡增。罗伯特。奥本海默是一位富裕、聪明、内向又自我怀疑的物理学家。他兴趣广泛，从T.S.艾略特的诗到印度的哲学都使他着迷。奥本海默成了一位科学的指挥者，顽固的职业军官雷斯里。格罗夫斯（1896—1970）抓住了该项目的要害，要求调查结果。
这两人成了著名的曼哈顿计划的推动力量。瘦弱的、烟瘾很大的奥本海默在科学上有很高的荣誉。他在战前对右翼政党漠不关心，但德国人对犹太人的迫害激起他的愤怒，他成了英明的行政官和群众的动员者。他和格罗夫斯确信建立一个中央实验室是成功的关键，但他们很小心地分步行动。他们把地址选在洛斯阿拉莫斯的荒漠上，位于圣塔菲外高2000米（7000英尺）的平顶山上的农场学校里。为物理研究组准备的简陋的临时住房很快在旧学校周围建了起来。战争结束时，洛斯。阿拉莫斯已经发展成了一个小乡镇，可容纳10，000人。在别处还有两座大型的生产设备，一个位于田纳西州的边远地区橡树山，另一个在汉福，有三“堆”钚，俯瞰着华盛顿州的哥伦比亚河。
使研究协调运行是一项无比艰巨、复杂的工程，需要同时做大量的工作，而核材料的产出率最初是很低的。安全总是首要的考虑因素。无线电技师在军队和科学家之间来回奔波，认为应该公开交流意见。他们用暗语进行工作上的交流，“金属管”即铀，“机械”即原子弹。最后，众多的引爆方法就减少到了两个：一个使用嵌入式手枪发射铀“子弹”，击中枪口里的铀—235，这种方法也叫“枪法”；另一个是用烈性炸药的外壳刺激铀里面比橘子小一些的球状钚，在中心产生巨大的内压，这种方法叫“内爆法”。于是就有了投落到广岛的“小男孩”和投到长崎的更为厉害的“胖子”的诞生。
这个计划的后果是在洛斯阿拉莫斯南320千米（200莫里）的阿拉莫戈多市贫瘠的沙漠爆炸区进行燃爆试验。为了做好各种准备，这次爆炸试验往后推迟了，在离基地10英里的冰点地面的一座钢塔上进行。摄像师在现场拍摄了烟火的图片，较为靠近的人都穿上了防护装备。爆炸产生的白色双重火光快得让人眼难以把它们分开。接下来的1/1000秒出现了一个大火球。场面既壮观美丽又叫人害怕。火球在升到云端并变成明亮的紫色之前直径膨胀到600米（100英里）。强烈的冲击波使地面像一块脏地毯一样摇晃、抖动。一位科学家把爆炸比作“打开一个炽热无比的火炉和太阳升起”。其他人在爆炸试验场附近进行打赌，埃斯德尔。I .拉比的预测最接近真实情况：它产生了18，600吨TNT当量的能量——也许实际的能量比这预计的还要多。更具诗人头脑的奥本海默用印度的经文来描绘它的巨大影响，引用的是《博伽梵歌》中的一句：“现在我成了死神，世界的毁灭者。”这个比喻并不夸张——事实确实如此。
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