segunda-feira, 9 de dezembro de 2013

Projeto Manhattan - (O inicio das Armas Nucleares)

A primeira bomba nuclear

  • O Projeto Manhattan foi um projeto de pesquisa e desenvolvimento que produziu as primeiras bombas atômicas durante a Segunda Guerra Mundial. Foi liderada pelos Estados Unidos, com o apoio do Reino Unido e Canadá. De 1940 a 1946, o projeto esteve sob a direção do major-general Leslie Groves do Corpo de Engenheiros do Exército. 
O componente do exército do projeto foi designado como Distrito Manhattan. "Manhattan" gradualmente substituiu o codinome oficial, "Desenvolvimento de materiais substitutos", para todo o projeto. Ao longo do caminho, o projeto absorveu o seu homólogo britânico anteriormente, Tube Alloys. 
  • O Projeto Manhattan começou modestamente em 1939, mas cresceu e empregou mais de 130 000 pessoas e custou cerca de US$ 2 bilhões (equivalente a cerca de 26 bilhões de dólares em 2013). Mais de 90% do custo foi para a construção de fábricas e produção de materiais físseis, com menos de 10% para o desenvolvimento e produção das armas. A pesquisa e produção ocorreu em mais de 30 locais nos Estados Unidos, Reino Unido e Canadá.
Dois tipos de bomba atômica foram desenvolvidas durante a guerra. Um tipo relativamente simples de arma de fissão foi feito utilizando urânio-235, um isótopo que representa apenas 0,7% do urânio natural. Uma vez que é quimicamente idêntico ao isótopo mais comum, o urânio-238, e que tem quase a mesma massa, o urânio-235 revelou-se difícil de separar do urânio-238. 
  • Três métodos foram utilizados para o enriquecimento do urânio:eletromagnético, gasoso e térmico. A maior parte deste trabalho foi realizado em Oak Ridge, Tennessee. Em paralelo com o trabalho de urânio, também representava um esforço produzir plutônio. 
Os reatores foram construídos em Oak Ridge e Hanford, Washington, onde o urânio foi irradiado e transmutado em plutônio. O plutônio foi então separado quimicamente a partir do urânio. O projeto do tipo da arma se provou impraticável para usar com plutônio. Para uma arma do tipo de implosão mais complexo, foi desenvolvido em um projeto concertada e esforço de construção de pesquisa principal do projeto e laboratório de design em Los Alamos, Novo México. 
  • O projeto também foi acusado de colher informações sobre o Projeto de energia nuclear alemão. Através da Operação Alsos, o pessoal do Projeto Manhattan serviu na Europa, às vezes atrás das linhas inimigas, onde eles reuniram materiais nucleares, documentos e cientistas alemães.
O primeiro dispositivo nuclear a ser detonado foi uma bomba de implosão no teste Trinity, realizado no Bombardeio de Alamogordo com artilharia de alcance no Novo México em 16 de julho de 1945. Little Boy e Fat Man do tipo de implosão foram utilizados nos bombardeios atômicos de Hiroshima e Nagasaki, respectivamente. 
  • Nos anos pós-guerra, o Projeto Manhattan realizou testes de armas em Atol de Bikini, como parte da Operação Crossroads, desenvolveu novas armas, promoveu o desenvolvimento da rede de laboratórios nacionais, apoiou a pesquisa médica em radiologia e lançou as bases para a marinha nuclear. 
A marinha manteve o controle sobre as armas atômicas americanas de pesquisa e produção, até a formação da Comissão de Energia Atômica em janeiro de 1947. O Projeto Manhattan foi operado sob uma cobertura de segurança rígida, mas os espiões atômicos soviéticos ainda assim conseguiram penetrar no programa.

Origens:
  • Em agosto de 1939, os físicos proeminentes Leó Szilárd e Eugene Paul Wigner escreveram a carta Einstein-Szilárd, que alertou para o potencial de desenvolvimento de "bombas extremamente poderosas de um novo tipo". 
A carta pedia aos Estados Unidos a tomar medidas para adquirir estoques de minério de urânio e acelerar a pesquisa de Enrico Fermi e outros, em reação nuclear em cadeia. estava assinada por Albert Einstein e entregue ao presidente Franklin D. Roosevelt. 
  • Roosevelt convidou Lyman James Briggs do National Institute of Standards and Technology para chefiar o Comité Consultivo do Urânio para investigar as questões levantadas pela carta. Briggs realizou uma reunião em 21 de outubro de 1939, que contou com a presença Szilárd, Wigner e Edward Teller. O comitê relatou a Roosevelt em novembro que o urânio "seria uma possível fonte de bombas com um poder destrutivo muito maior do que qualquer coisa hoje conhecida."
Briggs propôs que o National Defense Research Committee (NDRC) gastasse US$167 000 dólares em pesquisas sobre o urânio, especialmente o isótopo urânio-235 e o plutônio recém descoberto. Em 28 de junho de 1941, Roosevelt assinou a Ordem Executiva 8807, que criou o Office of Scientific Research and Development (OSRD), com Vannevar Bush como seu diretor. 
  • O escritório estava habilitado a intervir em grandes projetos de engenharia, além de pesquisa. O Comitê NDRC sobre urânio tornou-se o Comitê do urânio S-1 OSRD; a palavra "urânio" foi logo trocada por razões de segurança.
No Reino Unido, Otto Robert Frisch e Rudolf Peierls da Universidade de Birmingham tinha feito um avanço investigando a massa crítica de urânio-235, em junho de 1939. Os cálculos indicaram que era dentro de uma ordem de magnitude de 10 kg, que era suficientemente pequena para ser transportada por um bombardeiro da época. 
  • Em março de 1940 o memorando Frisch–Peierls iniciou o projeto da bomba atômica britânica e seu comitê MAUD, que recomendou por unanimidade prosseguir o desenvolvimento de uma bomba atômica. Um de seus membros, o físico australiano Marcus Oliphant, voou para os Estados Unidos no final de agosto de 1941, e descobriu que os dados fornecidos pelo comitê MAUD não tinham chegado aos físicos chave-americanos. 
Oliphant, em seguida, partiu para descobrir por que as conclusões do comitê aparentemente foram ignoradas. Ele se reuniu com o comitê de urânio, e visitou Berkeley, Califórnia, onde ele falou de forma convincente a Ernest Lawrence. Lawrence estava suficientemente impressionado para iniciar a sua própria pesquisa sobre o urânio. 
  • Ele, por sua vez falou com James Bryant Conant, Arthur Holly Compton e George Braxton Pegram. A missão de Oliphant foi, portanto, um sucesso; físicos-chave americanos estavam agora conscientes do poder potencial de uma bomba atômica.
Em uma reunião entre o presidente Roosevelt, Vannevar Bush, e o vice-presidente Henry A. Wallace em 9 de outubro de 1941, o presidente aprovou o programa atômico. Para controlá-lo, ele criou o Top Policy Group composta por ele mesmo, embora ele nunca participou de uma reunião, Wallace, Bush, Conant, o secretário de guerra, 
  • Henry L. Stimson, e o chefe do estado maior do exército,general George Marshall. Roosevelt escolheu o exército para executar o projeto, em vez da marinha, como o exército tinha mais experiência com gestão de projetos de construção de grande escala. 
Ele também concordou em coordenar os esforços com o do britânico, e no dia 11 de outubro, ele enviou uma mensagem ao primeiro-ministro Winston Churchill, sugerindo que eles correspondam em questões atômicas.

Viabilidade:
Propostas:
  • O Comitê S-1 realizou sua primeira reunião em 18 de dezembro de 1941 "permeado por uma atmosfera de entusiasmo e urgência" na sequência do ataque a Pearl Harbor e da subsequente declaração de guerra dos Estados Unidos sobre o Japão e depois da Alemanha. O trabalho foi prosseguindo em três técnicas diferentes para a separação isotópica para separar o urânio-235 do urânio-238. 
Lawrence e sua equipe da Universidade da Califórnia em Berkeley, investigaram a separação electromagnética, enquanto Eger Vaughan Murphree e a equipe de Jesse Beams olharam para a difusão gasosa na Universidade Columbia, e Philip Abelson dirigiu a investigação sobre a difusão térmica no Instituto Carnegie de Washington e, posteriormente, o Laboratório de Pesquisa Naval. Murphree também era o chefe de um projeto de separação mal sucedido usando centrífugas.
  • Enquanto isso, havia duas linhas de pesquisa em tecnologia de reator nuclear, com Harold Clayton Urey contínua a pesquisa sobre água pesada em Columbia, enquanto Arthur Compton trouxe os cientistas que trabalham sob sua supervisão na Universidade de Columbia e da Universidade de Princeton para a Universidade de Chicago, onde organizou o Laboratório Metalúrgico no início de 1942 para estudar plutônio e reatores utilizando grafite como moderador de nêutrons Briggs, Compton, 
Lawrence, Murphree e Urey reuniram-se em 23 de maio de 1942 para finalizar as recomendações do comitê S-1, que apelou a todas as cinco tecnologias a serem desenvolvidas. Esta foi aprovada por Bush, Conant e o general de brigada Wilhelm D. Styer, o chefe de gabinete do major general Brehon B. Somervell do Services of Supply, que tinha sido designado a representar o exército sobre questões nucleares. 
  • Bush e Conant, em seguida, assumiram a recomendação do Top Policy Group com uma proposta de orçamento de US$54 milhões para construção do Corpo de Engenheiros do Exército, US$31 milhões para pesquisa e desenvolvimento de OSRD e US$5 milhões para contingências no ano fiscal de 1943. O Top Policy Group por sua vez, enviou ao presidente em 17 de junho de 1942 e ele aprovou-lo por escrito "OK FDR" no documento.
Conceitos do design da bomba:
  • Compton convidou o físico teórico Robert Oppenheimer, da Universidade da Califórnia em Berkeley, para assumir a pesquisa de cálculos de nêutrons rápidos e a chave para cálculos de massa crítica e a arma de detonação, de Gregory Breit, que tinha parado em 18 de maio de 1942 por causa de preocupações sobre a segurança operacional.
John H. Manley, um físico do Laboratório Metalúrgico, foi designado para ajudar Oppenheimer em contato e coordenação de grupos de física experimental espalhados por todo o país. Oppenheimer e Robert Serber da Universidade de Illinois examinaram os problemas de difusão de nêutrons como nêutrons movidos em uma cadeia de reação nuclear e hidrodinâmica, como a explosão produzida por uma reação em cadeia pode comportar.
  • Para comentar sobre este trabalho e sobre a teoria geral das reações de fissão, Oppenheimer convocou reuniões na Universidade de Chicago em junho e na Universidade da Califórnia em Berkeley em julho de 1942 com os físicos teóricos Hans Bethe, John Hasbrouck Van Vleck, Edward Teller, Emil Konopinski, Robert Serber, Stan Frankel, e Eldred C. Nelson, os últimos três ex-alunos de Oppenheimer, e os físicos experimentais Felix Bloch, Emilio Gino Segrè, John Manley e Edwin Mattison McMillan. Eles timidamente confirmaram que uma bomba de fissão era teoricamente possível.
Ainda havia muitos fatores desconhecidos. As propriedades do urânio-235 puro eram relativamente desconhecidas, assim como as propriedades do plutônio, um elemento que só foi descoberto em fevereiro de 1941 por Glenn Theodore Seaborg e sua equipe. 
  • Os cientistas na conferência de Berkeley imaginaram a criação de plutônio em reatores nucleares onde átomos de urânio-238 absorveriam nêutrons que foram emitidos a partir de fissão de átomos de urânio-235. 
Neste ponto, nenhum reator havia sido construído, e apenas pequenas quantidades de plutônio estavam disponíveis a partir de cíclotron. Ainda em dezembro de 1943, apenas dois miligramas tinham sido produzidos. Havia muitas maneiras de organizar o material físsil para uma massa crítica. 
  • O mais simples foi filmar um "tampão cilíndrico" em uma esfera de "material ativo", com uma "adulteração" - material denso que iria incidir nêutrons para dentro e fazer a massa reagir em conjunto para aumentar a sua eficiência.
Eles também exploraram projetos envolvendo esferoides, uma forma primitiva de "implosão" sugerido por Richard Chace Tolman, e a possibilidade de métodos autocatalíticas, o que aumentaria a eficiência da bomba de explodir.
  • Considerando-se a ideia da bomba de fissão teoricamente resolvida, pelo menos até que mais dados experimentais estivessem disponíveis na conferência em Berkeley, em seguida, virou-se em uma direção diferente. Edward Teller empurrado para a discussão de uma bomba mais poderosa: o "super", agora geralmente referidos como uma "bomba de hidrogênio", que usaria a força explosiva de uma bomba de fissão detonante para inflamar uma reação de fusão nuclear em deutério e trítio. Teller propôs esquema após esquema, mas Bethe recusou cada um. 
A ideia de fusão foi posta de lado para se concentrar na produção de bombas de fissão. Teller também levantou a possibilidade especulativa que uma bomba atômica poderia "incendiar" a atmosfera por causa de uma reação hipotética de fusão de núcleos de nitrogênio. Bethe calculou que não poderia acontecer, e um relatório de co-autoria de Teller mostrou que "nenhuma cadeia de auto-propagação de reações nucleares é susceptível de ser iniciada." 
  • No relato de Serber, Oppenheimer mencionou a Arthur Compton, que "não têm bom senso suficiente para calar a boca sobre isso. De alguma forma, entrou em um documento que foi para Washington" e "nunca foi enterrado".
Urânio:
Minério:
  • A matéria-prima essencial para o projeto foi o urânio, o qual foi utilizado como combustível para os reatores, com a alimentação que foi transformada em plutônio, e, na sua forma enriquecida, na própria bomba atômica. Havia quatro grandes depósitos conhecidos de urânio em 1940: no Colorado, norte do Canadá, Joachimstal na Checoslováquia, e no Congo Belga. Todos menos Joachimstal estavam nas mãos dos aliadas. 
Uma pesquisa em novembro de 1942 determinou que quantidades suficientes de urânio estavam disponíveis para satisfazer os requisitos do projeto. Nichols organizou com o Departamento de Estado os controles de exportação para ser colocado com o óxido de urânio e a negociação para a compra de 1 200 t de minério de urânio do Congo Belga que estavam sendo armazenados em um depósito em Staten Island. 
  • Ele negociou com a Eldorado Gold Mines para a compra de minério de sua mina em Port Hope, Ontário, e a sua transferência em lotes de 100 toneladas. O governo canadense, posteriormente, comprou as ações da empresa até que adquiriu uma participação de controle.
A mais rica fonte de minério foi a mina Shinkolobwe no Congo Belga, mas foi inundada e fechada. Nichols tentou em vão negociar a sua reabertura com Edgar Sengier, o diretor da empresa proprietária da mina, Union Minière du Haut Katanga. A questão foi retomada pelo Comitê de Política Combinada. 30% das ações da Union Minière eram controladas por interesses britânicos, os britânicos assumiram a liderança nas negociações. 
  • Sir John Anderson e o embaixador John Gilbert Winant elaboraram um acordo com Sengier e o governo belga em maio de 1944 para a mina ser reaberta e 1.750 t de minério serem fornecidas. Para evitar a dependência de britânicos e canadenses para o minério, Groves também organizou a compra de estoques de US Vanadium Corporation's em Uravan,Colorado. A mineração de urânio do Colorado rendeu cerca de 810 t de minério.
Mallinckrodt Incorporated, em St. Louis, Missouri, pegou o minério bruto e dissolveu em ácido nítrico para produzir nitrato de uranilo. Éter foi adicionado, em seguida, um processo de extração líquido-líquido, para separar as impurezas do nitrato de uranilo. Foi depois aquecida para formar trióxido de urânio, que foi reduzida ao dióxido de urânio puro.
  • Em julho de 1942, Mallinckrodt estava produzindo uma tonelada de óxido altamente puro por dia, mas transformar isso em urânio metálico inicialmente mostrou-se mais difícil para os contratantes da Westinghouse e Metal Hydrides. A produção era muito lenta e a qualidade era inaceitavelmente baixa. 
Um ramo especial do Laboratório Metalúrgico foi estabelecido em Iowa State College, em Ames, Iowa, sob Frank Spedding para investigar alternativas, e seu processo de Ames tornou-se disponível em 1943.

Separação de isótopos:
  • O urânio natural é composto de 99,3% de urânio-238 e 0,7% de urânio-235, mas apenas o 235 é físsil. A química idêntica do urânio-235 tem que ser fisicamente separada do isótopo mais abundante. Vários métodos foram considerados para o enriquecimento de urânio, a maioria dos quais foi realizado em Oak Ridge.
A tecnologia mais óbvia, a centrífuga, não conseguiu, mas de separação electromagnética, a difusão gasosa, e as tecnologias de difusão térmica foram todos bem sucedidos e contribuíram para o projeto. Em fevereiro de 1943, Groves surgiu com a ideia de usar a saída de algumas usinas como a entrada para outras.

Centrífugas:
  • O processo de centrifugação foi considerado como o método de separação promissor apenas em abril de 1942. Jesse Beams tinha desenvolvido esse processo, na Universidade da Virgínia, durante a década de 1930, mas tinha encontrado dificuldades técnicas. 
O processo exigia altas velocidades de rotação, mas em determinadas velocidades vibrações harmônicas desenvolvidas que ameaçava rasgar a máquina. Era, portanto, necessário para acelerar rapidamente através dessas velocidades. 
  • Em 1941, ele começou a trabalhar com hexafluoreto de urânio, conhecido apenas como o composto gasoso de urânio, e foi capaz de separar o urânio-235. Na Universidade de Columbia, Urey teve que investigar o processo de Cohen, e produziu um corpo de teoria matemática que permite criar um aparelho de separação por centrífuga, que Westinghouse se comprometeu a construir.
Dimensionar uma fábrica de produção apresentou um desafio técnico formidável. Urey e Cohen estimaram que a produção de um quilo de urânio-235 por dia exigiria até 50.000 centrífugas com rotores de 1 metro, ou 10.000 centrífugas com rotores de 4 metros, assumindo que rotores de 4 metros de altura poderiam ser construídos. 
  • A perspectiva de manter tantos rotores operando continuamente em alta velocidade parecia difícil, e quando Beams usou seu aparato experimental, obteve apenas 60% do rendimento previsto, o que indica que mais centrífugas seriam necessárias. 
Beams, Urey e Cohen, em seguida, começaram a trabalhar em uma série de melhorias que prometeram aumentar a eficiência do processo. No entanto, as falhas frequentes de rotores, eixos e rolamentos em altas velocidades atrasavam o trabalho nas usinas. Em novembro de 1942 o processo de centrifugação foi abandonado pelo Comitê de Política Militar seguindo uma recomendação de Conant, Nichols e August C. Klein da Stone & Webster.

Misseis Nucleares estratégicos

Separação eletromagnética:
  • A separação isotópica electromagnética foi desenvolvida por Lawrence no Laboratório de Radiação da Universidade da Califórnia. Este método emprega dispositivos conhecidos como calutron, um híbrido do espectrômetro de massa padrão de laboratório e cíclotron. 
O nome foi derivado das palavras "Califórnia", "universidade" e "cíclotron". No processo electromagnético, um campo magnético desvia as partículas carregadas de acordo com a massa. O processo não era nem cientificamente elegante nem industrialmente eficiente.
  • Em comparação com uma usina de difusão gasosa ou de um reator nuclear, uma usina de separação electromagnética iria consumir mais materiais raros, exigia mais mão de obra para operar, e custam mais para construir. No entanto, o processo foi aprovado porque foi baseado em uma tecnologia comprovada e, portanto, representava menos riscos. Além disso, ela pode ser construída em várias fases, e atingir rapidamente a capacidade industrial.
Marshall e Nichols descobriram que o processo de separação isotópica eletromagnética exigiria 5.000 toneladas de cobre, que estava desesperadamente em falta. No entanto, a prata poderia ser a substituta, numa proporção 11:10. Em 3 de agosto de 1942, 
  • Nichols se encontrou com o subsecretário do tesouro Daniel W. Bell e pediu a transferência de 6.000 toneladas de lingotes de prata a partir do West Point Depository. "Jovem", Bell disse a ele, "você pode pensar em prata como toneladas, mas o Tesouro vai sempre pensar da prata em onça-troy!" Eventualmente, foram utilizados 14.700 toneladas.
Barras de prata de 1 000 onças-troy (31 kg) foram lançados para dentro dos biletes cilíndricos e levado para Phelps Dodge em Bayway, Nova Jersey, onde foram extrudados em tiras de 15,9 milímetros de espessura, 76 milímetros de largura e 12 m de comprimento. 
  • Estes foram enrolados em bobinas magnéticas por Allis-Chalmers em Milwaukee, Wisconsin. Após a guerra, todo o maquinário foi desmontado e limpo e as tábuas do assoalho sob a máquina foram cortados e queimados para recuperar pequenas quantidades de prata. No final, apenas 1/3 600 000 foi perdido. A última prata foi devolvida em maio de 1970.
Responsável pela concepção e construção da usina de separação electromagnética, que passou a ser chamado Y-12, foi atribuída a Stone & Websterpelo Comitê S-1 em junho de 1942. O projeto chamado por cinco unidades de processamento de primeira fase, conhecida como esteira de rolagem Alpha, e duas unidades de processamento final, conhecidas como esteiras de rolagem Beta. Em setembro de 1943 Groves autorizou a construção de mais quatro esteiras de rolagem, conhecida como Alpha II. A construção começou em fevereiro de 1943.
  • Quando a usina entrou em operação para testar a cronograma em outubro, os tanques de vácuo de 14 toneladas saiu do alinhamento por causa do poder dos ímãs, e teve que ser fixado de forma mais segura. Um problema mais grave surgiu quando as bobinas magnéticas iniciou o curto-circuito. 
Em dezembro, Groves ordenou um ímã a ser arrombado, e punhados de ferrugem foram encontrados no interior. Groves, em seguida, ordenou a demolição das esteiras de rolagem e os ímãs enviados de volta para a fábrica para limpeza. Uma fábrica de decapagem foi estabelecida no local para limpeza do tubos e acessórios. 
  • A segunda Alpha I não estava operacional até o final de janeiro de 1944, o primeiro Beta e o primeiro e terceiro Alpha I entrou em serviço em março, e o quarto Alpha I estava operacional em abril. A quarta esteiras de rolagem Alpha II foi concluída entre julho e outubro de 1944.
Tennessee Eastman foi contratada para gerenciar Y-12 sobre o custo habitual mais taxa base fixa, com uma taxa de US$22 500 por mês, mais US$7 500 por esteira de rolagem para as primeiras sete esteiras de rolagem e US$4 000 por esteira de rolagem adicional. 
  • Os calutrons foram inicialmente operados por cientistas de Berkeley para remover erros e alcançar uma taxa de funcionamento razoável. Eles foram, então, entregues a operadoras treinadas da Tennessee Eastman que tinham apenas o ensino médio. Nichols comparou os dados de produção da unidade, e apontou a Lawrence que as jovens operadoras "caipiras" tinham desempenho superior de seus PhDs. 
Eles concordaram em uma corrida de produção e Lawrence perdeu, o impulso moral para os trabalhadores e supervisores da Tennessee Eastman. As meninas foram "treinadas como soldados para não raciocinar o por quê", enquanto "os cientistas não poderiam abster-se de demorada investigação da causa de até mesmo pequenas oscilações dos mostradores."
  • Y-12 inicialmente enriqueceu o urânio-235 conteúdo para entre 13% e 15%, e enviados os primeiros cem gramas deste para Los Alamos março de 1944. Apenas uma parte em 5 825 da ração de urânio emergiu como produto final. 
Grande parte do resto estava espalhado sobre os equipamentos no processo. Esforços de recuperação extenuantes ajudaram a elevar a produção para 10% da ração de urânio-235 em janeiro de 1945. Em fevereiro, a esteira de rolagem Alpha começou a receber ração levemente enriquecida (1,4%), a partir da nova usina S-50 de difusão térmica. 
  • No mês seguinte, foi ainda maior (5%), ração a partir da usina K-25 de difusão gasosa. Em abril, K-25 estava produzindo urânio suficientemente enriquecido para alimentar diretamente as esteiras de rolagem Beta.
Difusão gasosa:
O mais promissor, mas também o mais difícil, método de separação de isótopos era a difusão gasosa. 
  • A lei de Graham de que a taxa de efusão de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada da sua massa molecular, assim, uma caixa contendo uma membrana semi-permeável e uma mistura de dois gases, as moléculas mais leves vão passar para fora do recipiente mais rapidamente do que as moléculas mais pesadas. 
O gás que sai do recipiente é ligeiramente enriquecida em moléculas mais leves, ao passo que o gás residual é pouco empobrecido. A ideia era de que tais caixas poderiam ser formadas numa cascata de bombeamento e de membranas, com cada uma das fases sucessivas que contêm uma mistura ligeiramente mais enriquecida. A pesquisa sobre o processo foi realizado na Universidade de Columbia por um grupo que incluía Harold Urey, Karl P. Cohen e John R. Dunning.
  • Em novembro de 1942, o Comitê de Política Militar aprovou a construção de uma usina de difusão gasosa de 600 estágios. Em 14 de dezembro,M. W. Kellogg aceitou uma oferta para construir a usina, que recebeu o codinome K-25. Um contrato de custo mais taxa fixa foi negociada, eventualmente, totalizando US$2,5 milhões. 
A entidade empresarial separada chamada Kellex foi criada para o projeto, liderado por Percival C. Keith, um dos vice-presidentes da Kellogg. O processo enfrentou dificuldades técnicas formidáveis​​. O gás hexafluoreto de urânio altamente corrosivo teria de ser usado, como um substituto que podia ser encontrado, e os motores e bombas teriam que ser apertados e fechados sob vácuo no gás inerte. 
  • O maior problema é o desenho da barreira, o que tem que ser forte, poroso e resistente à corrosão por hexafluoreto de urânio. A melhor escolha para este parecia ser níquel. Edward Adler e Edward Norris criou uma barreira de malha de níquel galvanizado. 
A planta-piloto de seis estágios foi construída na Universidade de Columbia para testar o processo, mas o protótipo de Norris-Adler provou ser muito frágil. Uma barreira rival foi desenvolvida a partir de níquel pulverizado por Kellex, Bell Telephone Laboratories e a Bakelite Corporation. Em janeiro de 1944, Groves ordenou que a barreira de Kellex para ser produzida.
  • Projeto de Kellex para K-25 pediu um prédio de quatro andares 800 m de estrutura longa em forma de U, contendo 54 prédios contíguos. Estes foram divididos em nove seções. Dentro destas células eram de seis fases. 
As células podem ser operadas de forma independente, ou consecutivamente numa seção. Similarmente, as seções podem ser operadas separadamente ou como parte de uma única cascata. Começou a ser construída, marcando o local de 2.0 km2 em maio de 1943. Trabalho sobre o edifício principal começou em outubro de 1943, e a planta-piloto de seis estágios estava pronta para a operação em 17 de abril de 1944. 
  • Em 1945, Groves cancelou os estágios superiores da usina, dirigidos pela Kellex em vez disso designou e construir uma unidade de alimentação lateral de 540 estágios, que ficou conhecida como K-27. Kellex transferiu a última unidade do contratante operacional, Union Carbide and Carbon, em 11 de setembro de 1945. O custo total, incluindo a usina K-27 concluída após a guerra, chegou a US$480 milhões.
A unidade de produção iniciou a operação em fevereiro de 1945, e depois como cascata, a qualidade do produto aumentou. Em abril de 1945, K-25 tinham atingido um enriquecimento de 1,1% e a saída da unidade de difusão térmica S-50 começou a ser utilizado como ração. 
  • Alguns produtos produzidos no mês seguinte chegou a quase 7% de enriquecimento. Em agosto, o último dos 2.892 estágios começou a operar. K-25 e K-27 alcançaram todo o seu potencial no período pós-guerra, quando eclipsou as demais usinas de produção e tornaram-se os protótipos para uma nova geração de usinas.
Difusão térmica:
  • O processo de difusão térmica foi baseada na teoria de Sydney Chapman e David Enskog, o que explica que, quando uma mistura gasosa passa através de um gradiente térmico, a mais pesada tende a concentrar-se na extremidade fria o acendedor e uma na extremidade quente. 
Uma vez que os gases quentes tendem a aumentar e os frios tende a diminuir, isto pode ser usado como um meio de separação isotópica. Este processo foi demonstrado pela primeira vez por H. Clusius e G. Dickel na Alemanha, em 1938. Ele foi desenvolvido por cientistas da Marinha dos Estados Unidos, mas não foi uma das tecnologias de enriquecimento inicialmente selecionadas para uso no Projeto Manhattan.
  • Groves contratou a H. K. Ferguson Company de Cleveland, Ohio, para construir a usina de difusão térmica, que foi designada como S-50. Groves aconselhou, Karl Cohen e W. I. Thompson da Standard Oil, estimou que seriam necessários seis meses para construir. Groves deu a Ferguson apenas quatro. Projeto para a instalação de 2.142 de 48 metros de altura colunas de 15 m difusão organizados em 21 suportes de produção. 
Dentro de cada coluna havia três tubos concêntricos. Vapor, obtido a partir da vizinha central eléctrica K-25 a uma pressão de 100 libras por polegada quadrada (690 kPa) e à temperatura de 285°C, fluindo para baixo através de um tubo de 32 mm com interior de níquel, enquanto a água a 68°C fluía para cima através do tubo de ferro externo. Separação isotópica ocorrida no gás hexafluoreto de urânio entre o níquel e tubos de cobre.
  • A Laboratório de Pesquisa Naval continuou a pesquisa sob a direção de Philip Abelson, mas houve muito pouco contato com o Projeto Manhattan, até abril de 1944, quando o capitão William Sterling Parsons, o oficial naval que estava no comando do desenvolvimento de material bélico em Los Alamos, trouxe notícias do Oppenheimer sobre progressos encorajadores em experimentos da Marinha na difusão térmica. Oppenheimer escreveu a Groves, sugerindo que a produção de uma unidade de difusão térmica pode ser introduzida na Y-12. 
Groves criou uma comissão composta por Warren Lewis, Eger Murphree e Richard Tolman para investigar a ideia, e estima-se que uma usina de difusão térmica custando US$3,5 milhões poderia enriquecer 50 kg de urânio por semana para quase 0,9% de urânio-235. Groves aprovou sua construção em 24 de junho de 1944.
  • O trabalho começou em 9 de julho de 1944, a S-50 entrou em operação parcialmente em setembro. Ferguson operava a usina através de uma subsidiária conhecida como Fercleve. A usina produzia apenas 4,8 kg de 0,852% de urânio-235, em outubro. Vazamentos de produção limitada e desligamentos forçados durante os meses seguintes, mas em junho de 1945, produziu 5,770 kg.
Em março de 1945, todos os 21 suportes de produção estavam operando. Inicialmente, a produção da S-50 foi alimentada pela Y-12, mas a partir de março de 1945 os três processos de enriquecimento foram executados em série. S-50 se tornou a primeira fase, o enriquecimento de 0,71% para 0,89%. 
  • Este material foi alimentado no processo de difusão gasosa para a usina K-25, o que produziu um produto enriquecido em cerca de 23%. Este foi, por sua vez, introduzido na Y-12 que impulsionou a cerca de 89%, suficiente para armas nucleares.
Design do tipo da arma:
  • Cerca de 50 quilos de urânio enriquecido a 89% de urânio-235 foram entregues a Los Alamos até julho de 1945 
Isto foi usado para criar uma bomba balística de fissão. Funciona por montagem mecânica de uma massa crítica de duas massas subcríticas de urânio-235: uma "bala" e um "alvo". Quando eles colidem, o polônio-berílio iniciador de nêutrons modulado iria produzir uma explosão de nêutrons, que iria iniciar uma reação em cadeia no urânio-235.
  • A configuração da massa crítica determina quanto do material físsil reage no intervalo entre a montagem e dispersão e, portanto, o rendimento da bomba explosiva. Mesmo 1% de fissão do material que resultaria numa bomba funcional, igual a milhares de toneladas de explosivos potentes. 
Uma má configuração, ou a montagem lenta iria libertar energia suficiente para dispersar rapidamente a massa crítica, e o rendimento seria muito reduzido, o que equivale apenas a algumas toneladas de explosivos potentes. O projeto da bomba foi conhecido por ser ineficiente e propenso a descarga acidental.
  • O esforço de desenvolvimento da arma modelo foi realizado em Los Alamos por Parsons' O Division. O grupo do tenente-comandante  A. Francis Birch terminou o projeto, que se tornou Little Boy, em fevereiro de 1945. Não havia urânio enriquecido disponível para um teste. Little Boy usou todo os 89% do urânio-235 enriquecido, juntamente com outros cerca de 50% enriquecido, com uma média de 85% de enriquecimento.
O método da arma foi considerada tão segura de trabalhar que nenhum teste foi considerado necessário, apesar de um extenso programa de testes de laboratório foi realizado para certificar-se as hipóteses fundamentais estavam corretas

Plutônio:
  • A segunda linha de desenvolvimento prosseguida pelo Projeto Manhattan usava o elemento físsil plutônio. Embora pequenas quantidades de plutônio existem na natureza, a melhor maneira de obter grandes quantidades do elemento é em um reator nuclear, em que o urânio natural é bombardeado com nêutrons. 
O urânio-238 é transmutado em urânio-239, que decai rapidamente, pela primeira vez para neptúnio-239 e, em seguida, em plutônio-239.
  • Apenas uma pequena quantidade do urânio-238 irá ser transformada, de modo que o plutônio deve ser separado quimicamente a partir do restante do urânio, a partir de quaisquer impurezas iniciais, e a partir de produtos de fissão.
Reator de Grafite X-10:
  • Em março de 1943, a DuPont começou a construção de uma usina de plutônio de 0,5 km2 em Oak Ridge. Concebido como uma instalação piloto para as instalações de produção maiores em Hanford, que incluía o ar-refrigerado do Reator de Grafite X-10, uma usina de separação química, e instalações de suporte. 
Por causa da decisão subsequente de construir reatores refrigerados a água em Hanford, apenas a usina de separação química funcionou. O reator de grafite X-10 consistiu de um enorme bloco de grafite de 7,3 m de comprimento, de cada lado, pesando cerca de 1,500 t, rodeado por 2,1 m de concreto de alta densidade como um escudo de radiação.
  • A maior dificuldade foi encontrada com as barras de urânio produzidas pela Mallinckrodt e Metal Hydrides. Estes tinham de alguma forma a ser revestidos em alumínio para evitar a corrosão e a evacuação dos produtos de fissão no sistema de refrigeração. A Grasselli Chemical Companytentou desenvolver um processo de imersão quente, sem sucesso. 
Enquanto isso Alcoa tentou enlatamento. Um novo processo para a soldagem de fluxo-inferior foi desenvolvido, e 97% dos recipientes de passar por um teste padrão de vácuo, mas os testes de alta temperatura indicaram uma taxa de mais de 50% de falha. No entanto, a produção começou em junho de 1943. O Laboratório Metalúrgico, eventualmente, desenvolveu uma técnica de soldagem melhorada com a ajuda da General Electric, que foi incorporada no processo de produção em outubro de 1943.
  • Observado por Fermi e Compton, o reator de grafite X-10 foi crítico em 4 de novembro de 1943, com cerca de 30 t de urânio. Uma semana mais tarde, a carga foi aumentada para 37 t, aumentando a sua geração de energia a 500 kW, e até ao final do mês, os primeiros 500 miligramas (0,018 oz) de plutônio foi criado.
Modificações ao longo do tempo elevou a potência a 4.000 kW, em julho de 1944. X-10 funcionou como uma fábrica de produção até janeiro de 1945, quando foi entregue a atividades de pesquisa.

Reatores de Hanford:
  • Apesar de um design escolhido para o reator de Oak Ridge, para facilitar a construção rápida, foi reconhecido que este seria impraticável para os reatores de produção maiores. 
Projetos iniciais por parte do Laboratório de Metalúrgica e da DuPont, hélio usado para refrigeração, antes que determinaram que um reator de refrigerado a água seria mais simples, mais barato e mais rápido para construir.
  • O projeto não se tornou disponível até 4 de outubro de 1943; entretanto, Matthias concentrou-se em melhorar Hanford, erguendo acomodações, melhorando as estradas, a construção de uma linha de ferroviária, e modernização das linhas de energia elétrica, água e telefone.
Como em Oak Ridge, a maior dificuldade foi encontrar o local para as balas de urânio, que teve início em Hanford março de 1944. Eles foram decapadas para remover a sujeira e as impurezas, mergulhado em bronze fundido, estanho e ligas de alumínio-silício, prensadas com prensas hidráulicas, e então tapadas utilizando soldagem a arco sob uma atmosfera de árgon. Finalmente, elas foram submetidas a uma série de testes para detectar buracos ou soldagens defeituosas. 
  • Lamentavelmente, a maior parte balas de urânio inicialmente falharam nos testes, resultando em uma produção de apenas algumas balas em por dia. Mas o progresso constante foi feito e em junho de 1944 a produção aumentou até o ponto onde parecer balas de urânio suficientes estariam disponíveis para começar o Reator B no cronograma em agosto de 1944.
O trabalho começou no Reator B, o primeiro dos seis reatores planejados de 250 MW, em 10 de outubro de 1943. Os complexos do reator foram dadas designações de letras de A a F, com B, D e F em locais escolhidos para ser desenvolvidos pela primeira vez, pois isso maximiza a distância entre os reatores.
  • Eles seriam os únicos construídos durante o Projeto Manhattan. Cerca de 400 toneladas de aço, 13.300 m3 de concreto, 50.000 blocos de concreto e 71.000 tijolos de concreto foram utilizados para construir o edifício elevado de 37 m.
Construção do próprio reator começou em fevereiro de 1944. Observado por Compton, Matthias, Crawford Greenewalt da DuPont, Leona Woods e Fermi, o reator foi ligado começando em 13 de setembro de 1944. Ao longo dos próximos dias, os 838 tubos foram carregados quando o reator estava no crítico. Pouco depois da meia-noite em 27 de setembro, os operadores começaram a retirar as hastes de controle para iniciar a produção. 
  • No começo tudo parecia bem, mas em torno das 03:00 o nível de energia começou a cair e às 06:30 o reator tinha desligado completamente. A água de refrigeração foi investigada para ver se houve um vazamento ou contaminação. No dia seguinte, o reator começou a subir de novo, só para desligar mais uma vez.
Fermi contactou Chien-Shiung Wu, que identificou a causa do problema como uma contaminação de nêutrons a partir de xénon-135, que tem uma meia-vida de 9.2 horas. Fermi, Woods, Donald J. Hughes e John Archibald Wheeler, em seguida, calculou-se a seção transversal nuclear de xénon-135, que acabou por ser 30.000 vezes maior do que de urânio.
  • Felizmente, o engenheiro da DuPontGeorge Graves havia desviado do projeto original do Laboratório Metalúrgico em que o reator tivera 1.500 tubos dispostos em um círculo, e tinha adicionado mais 504 tubos adicionais para preencher os cantos. 
Os cientistas tinham considerado inicialmente este exagero um desperdício de tempo e dinheiro, mas Fermi percebeu que, carregando todos os 2.004 tubos, o reator poderia alcançar o nível de energia necessário e produzir de forma eficiente plutônio. Reator D foi iniciado em 17 de dezembro de 1944 e Reator F em 25 de fevereiro de 1945.

Processo de separação:
  • Greenewalt favoreceu o processo de fosfato de bismuto, devido à natureza corrosiva do fluoreto de lantânio, e foi selecionado para as instalações de separação de Hanford. Uma vez que X-10 começou a produzir plutônio, a usina de separação piloto foi posta à prova. O primeiro lote foi processado em 40% de eficiência, mas durante os meses seguintes este foi aumentado para 90%.
Enquanto isso, os químicos consideraram o problema de como o plutônio pode ser separado a partir do urânio, quando as suas propriedades químicas que não eram conhecidas. Trabalhar com as pequenas quantidades de plutônio disponível no Laboratório Metalúrgico, em 1942, uma equipe sob Charles M. Cooper desenvolveu um processo de fluoreto de lantânio para a separação de urânio e plutônio, que foi escolhido para a usina de separação piloto. 
  • O segundo processo de separação, o processo de fosfato de bismuto, foi posteriormente desenvolvido por Seaborg e Stanly G. Thomson. Este processo funcionou alternando plutônio entre as suas +4 e +6 estados de oxidação em soluções de fosfato de bismuto. No primeiro estado, o plutônio foi precipitado; no segundo, ele permaneceu em solução e os demais produtos foram precipitados.
Em Hanford, foi inicialmente dada prioridade às instalações na área 300. Este continha edifícios para materiais de teste, preparação de urânio, e montagem e calibração de instrumentação. Um dos prédios abrigava o equipamento de conservas para as balas de urânio, enquanto outro continha um pequeno reator de teste. 
  • Não obstante a prioridade que lhe foi atribuída, o trabalho sobre a área 300 caiu em atrasados ​​devido à natureza única e complexa das instalações de área 300, e a escassez de trabalho e materiais durante a guerra.
Os primeiros planos de chamada para a construção de duas usinas de separação em cada uma das áreas conhecidas como 200-West e 200-East. Este foi subsequentemente reduzido para dois, as usinas T e U, em 200-West e um, a usina B, a 200-East.
  • Cada usina de separação consistiu de quatro edifícios: um processo de construção de células ou "canyon" (conhecido como 221), a concentração de um edifício (224), uma construção de purificação (231) e um armazenamento de suporte (213). Os canyons eram cada um de 240 m de comprimento e 20 m de largura. Cada um dos quarenta consistiu de 5,4 m por 4,0 m por 6,1 m de células.
O trabalho começou em 221-T e 221-U, em janeiro de 1944, com o primeiro concluído em setembro e o último em dezembro. O edifício 221-B seguida em março de 1945. Por causa dos altos níveis de radioatividade envolvidos, todo o trabalho nas usinas de separação teve que ser conduzida por controle remoto usando o circuito fechado de televisão, algo inédito em 1943. A manutenção foi realizada com o auxílio de uma ponte rolante e ferramentas especialmente desenvolvidas. O edifício 224 era menor, porque eles tinham menos material para processar, e era menos radioativo. 
  • Os edifícios 224-T e 224-U foram concluídos em 8 de outubro de 1944, e 224-B, seguido em 10 de fevereiro de 1945. Os métodos de purificação que acabaram sendo usados ​​em 231-W ainda eram desconhecidos quando a construção começou em 8 de abril de 1944, mas a instalação foi concluída e os métodos foram selecionados até o final do ano. 
Em 5 de fevereiro de 1945, Matthias entregou em mãos a primeira remessa de 80 gramas (2,6 ozt) de 95% de nitrato de plutônio puro para Los Alamos pelo correio em Los Angeles.

Projeto da arma:
  • Em 1943, os esforços de desenvolvimento foram direcionados para uma arma de fissão balístico com plutônio chamado Thin Man. A pesquisa inicial sobre as propriedades do plutônio foi feita usando cíclotron gerando plutônio-239, que era extremamente puro, mas só poderia ser criado em quantidades muito pequenas. 
Los Alamos recebeu a primeira amostra do plutônio a partir do reator Clinton X-10 em abril de 1944 e em poucos dias Emilio Segrè descobriu um problema: o plutônio do reator teve uma maior concentração de plutônio-240, resultando em até cinco vezes a taxa de fissão espontânea do plutônio cíclotron Seaborg havia previsto corretamente em março de 1943 que o plutônio-239 iria absorver um nêutron e se tornar o plutônio-240.
  • Este reator fez plutônio impróprio para uso em uma arma. O plutônio-240 iria começar a reação em cadeia muito rapidamente, causando uma pré detonação que iria libertar energia suficiente para dispersar a massa crítica com uma quantidade mínima de plutônio iria reagir (como a Fizzle). Uma arma mais rápida foi sugerida, mas encontrou-se impraticável. A possibilidade de separar os isótopos foi considerado e rejeitado, como o plutônio-240 é ainda mais difícil de separar do plutônio-239 que o urânio-235 do urânio-238.
Os trabalhos sobre um método alternativo para o projeto da bomba, conhecido como implosão, tinha começado mais cedo a pedido do físico Seth Neddermeyer. Implosão usava explosivos para destruir uma esfera subcrítica de material físsil para uma forma menor e mais densa. Quando os átomos físseis são embalados proximos, a taxa de aumento de captura de neutrões, e a massa torna-se uma massa crítica. 
  • O metal deve percorrer apenas uma curta distância, de modo que a massa crítica é ser montada em menos tempo do que seria necessário com o método da arma 1943 e início de 1944 as investigações de Neddermeyer sobre implosão mostrou promissor, mas também deixou claro que o problema seria muito mais difícil a partir de uma perspectiva teórica e engenharia do que o projeto da arma. Em setembro de 1943, 
John von Neumann, que tinha experiência com cargas ocas utilizadas em mísseis perfurantes, argumentou que não só a implosão reduziria o perigo de pré-detonação como a Fizzle, mas tornaria um uso mais eficiente do material físsil. Ele propôs usar uma configuração esférica em vez de um cilíndrico como Neddermeyer estava trabalhando.
  • O projeto de lentes que detonam com a forma adequada e com velocidade acabou por ser lenta, difícil e frustrante. Vários explosivos foram testadas antes de se decidir sobre a composição B como o explosivo rápido e Baratol como o explosivo lento.
O projeto final parecia uma bola de futebol, com 20 lentes hexagonais e 12 pentagonais, cada uma pesando cerca de 36 kg. Introdução a detonação apenas para a direita, confiável e segura, detonadores elétricos, dos quais havia dois para cada lente para a confiabilidade. Assim, foi decidido usar detonadores de explosivos bridgewire, uma nova invenção desenvolvida em Los Alamos por um grupo liderado por Luis Alvarez. 
  • O contrato para a sua produção foi dado a Raytheon. Em julho de 1944, Oppenheimer havia concluído que plutônio não poderia ser usado no projeto da arma, e optou por implosão. O esforço acelerado em um projeto de implosão, codinome Fat Man, começou em agosto de 1944, quando Oppenheimer implementou uma reorganização radical do laboratório de Los Alamos para se concentrar em implosão.
Dois novos grupos foram criados em Los Alamos para desenvolver a arma de implosão, X (de explosivos) divisão liderada por George Kistiakowsky e G (para o dispositivo) divisão sob Robert Bacher. O novo projeto que von Neumann e divisão T (de teórica), principalmente Rudolf Peierls, tinha inventado a lente explosiva utilizada para concentrar a explosão em uma forma esférica utilizando uma combinação de ambos explosivos lentos e rápidos.
  • Para estudar o comportamento de convergência das ondas de choque, Robert Serber criou o Experimento RaLa, Que usou o radioisótopo de vida curta lantânio-140, uma poderosa fonte de radiação gama. A fonte de raios gama foi colocada no centro de uma esfera metálica cercada pelas lentes explosivas, por sua vez que estavam dentro de uma câmara de ionização. Isto permitiu gravar os raios-X da implosão. As lentes foram projetadas usando principalmente série de testes. Em sua história do projeto Los Alamos, David Hawkins escreveu: "O experimento RaLa tornou-se o mais importante e o único afetando, o projeto final da bomba".
Dentro dos explosivos tinha o impulsor de alumínio grosso de 110 mm, que proporcionou uma transição suave entre a baixa densidade relativamente explosiva para a camada seguinte, de 76 mm de espessura com o urânio natural adulterado. 
  • Sua principal função era manter a massa crítica em conjunto o maior tempo possível, mas seria reflita além disso nêutrons de volta para o núcleo. Para prevenir uma pré detonação por um nêutron externo, a adulteração foi revestida com uma camada fina de boro.
A polônio-berílio modulado iniciador de nêutrons, conhecido como um "ouriço" porque sua forma se assemelhava a um ouriço-do-mar, foi desenvolvida pela Monsanto Company para iniciar a reação em cadeia, precisamente no momento certo. 
  • Este trabalho com a química e metalurgia de polônio radioativo foi dirigido por Charles Allen Thomas e ficou conhecido como o Projeto Dayton. Testes necessários até 500 curies por mês de polônio, Monsanto foi capaz de fazer. O conjunto todo é envolto em uma bomba de duralumínio dentro de uma caixa para protegê-lo à prova de bala
O trabalho revelou ser perigoso. Até o final da guerra, metade dos químicos experientes e metalúrgicos tiveram que ser removidos do trabalho com plutônio quando inaceitavelmente altos níveis do elemento apareceram através da urina.
  • Um incêndio pequeno em Los Alamos em janeiro de 1945 levou a um temor de que um incêndio no laboratório de plutônio pode contaminar toda a cidade, e Groves autorizou a construção de uma nova unidade para a química de plutônio e metalurgia, que se tornou conhecida como o DP-local. A esfera para o primeiro fosso de plutônio foram produzidos e entregues em 2 de julho de 1945. Mais três esferas em 23 de julho e foram entregues três dias depois.
A tarefa final dos Metalúrgicos foi determinar como moldar plutônio em uma esfera. As dificuldades quando as tentativas aparente passou a medir a densidade do plutônio que deram resultados inconsistentes. Na primeira uma contaminação se acreditava ser a causa, mas foi determinada logo que havia múltiplos formas alotrópicas de plutônio. 
  • A fase α frágil que existe em alterações da temperatura ambiente para a fase β de plástico a temperaturas mais elevadas. Atenção em seguida, deslocado para a fase δ ainda mais maleável que normalmente existe na temperatura de 300°C a 450°C. Verificou-se que este era estável à temperatura ambiente quando a liga de alumínio, mas o alumínio emite nêutrons quando bombardeados com partículas alfa, que agravam o problema de pré-ignição. 
Os metalúrgicos, em seguida, atingido mediante uma liga de plutônio-gálio, que estabilizou a fase δ e poderia ser quente para moldar na forma esférica desejada. Como plutônio se corroí rapidamente, a esfera foi revestido com níquel.

Teste Nuclear