Proyecto Y

El Laboratorio de Los Alamos , también conocido como Proyecto Y , fue un laboratorio científico secreto establecido por el Proyecto Manhattan y supervisado por la Universidad de California durante la Segunda Guerra Mundial . Operó en colaboración con el Ejército de los Estados Unidos . Su misión era diseñar y construir las primeras bombas atómicas . J. Robert Oppenheimer fue su primer director, cargo que ocupó desde 1943 hasta diciembre de 1945, cuando fue sucedido por Norris Bradbury . Para permitir que los científicos discutieran libremente su trabajo sin comprometer la seguridad, el laboratorio se ubicó en la aislada meseta de Pajarito, en el norte de Nuevo México . El laboratorio, durante la guerra, ocupó edificios que habían formado parte de la Escuela Rancho de Los Alamos .

El esfuerzo de desarrollo se centró inicialmente en un arma de fisión tipo cañón que utilizaba plutonio , llamada Thin Man . En abril de 1944, el Laboratorio de Los Alamos determinó que la tasa de fisión espontánea en el plutonio producido en un reactor nuclear era demasiado alta debido a la presencia de plutonio-240 y causaría una predetonación , una reacción nuclear en cadena antes de que el núcleo estuviera completamente ensamblado. Oppenheimer reorganizó entonces el laboratorio y orquestó un esfuerzo total, que finalmente resultó exitoso, en un diseño alternativo propuesto por John von Neumann , un arma nuclear de implosión , que se llamó Fat Man . Una variante del diseño tipo cañón conocida como Little Boy se desarrolló utilizando uranio-235 .

Los químicos del Laboratorio de Los Alamos desarrollaron métodos para purificar uranio y plutonio, este último un metal que solo existía en cantidades microscópicas cuando comenzó el Proyecto Y. Sus metalúrgicos descubrieron que el plutonio tenía propiedades inesperadas, pero aun así lograron convertirlo en esferas metálicas. El laboratorio construyó el Reactor Acuoso, un reactor homogéneo acuoso que fue el tercer reactor del mundo en entrar en funcionamiento. También investigó la Superbomba, una bomba de hidrógeno que utilizaría una bomba de fisión para iniciar una reacción de fusión nuclear en deuterio y tritio .

El diseño de la bomba Fat Man se probó en el ensayo nuclear Trinity en julio de 1945. El personal del Proyecto Y formó equipos de trabajo y ensamblaje para los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki , y participó en ellos como expertos en armamento y observadores. Tras el fin de la guerra, el laboratorio prestó apoyo a las pruebas nucleares de la Operación Crossroads en el atolón Bikini . Se creó una nueva División Z para controlar las actividades de ensayo, almacenamiento y ensamblaje de bombas, que se concentraron en la Base Sandia . El Laboratorio de Los Alamos se convirtió en el Laboratorio Científico de Los Alamos en 1947.

Se consideró la idea de ubicar el Proyecto Y en el Laboratorio Metalúrgico de Chicago o en Clinton Engineer Works en Oak Ridge, Tennessee , pero finalmente se decidió que una ubicación remota sería la mejor opción. ^{[ 43 ]} Se rechazó un sitio en las cercanías de Los Ángeles por motivos de seguridad, y otro cerca de Reno, Nevada, por ser demasiado inaccesible. Por recomendación de Oppenheimer, la búsqueda se redujo a las cercanías de Albuquerque, Nuevo México , donde Oppenheimer poseía un rancho en la Cordillera de Sangre de Cristo . ^{[ 44 ]} El clima era templado, había conexiones aéreas y ferroviarias con Albuquerque, estaba lo suficientemente lejos de la costa oeste de los Estados Unidos como para que un ataque japonés no representara un problema, y ​​la densidad de población era baja. ^{[ 43 ]}

En octubre de 1942, el mayor John H. Dudley del Distrito de Manhattan (el componente militar del Proyecto Manhattan) inspeccionó sitios alrededor de Gallup , Las Vegas , La Ventana, Jemez Springs y Otowi , ^{[ 45 ]} y recomendó el cercano a Jemez Springs. ^{[ 43 ]} El 16 de noviembre, Oppenheimer, Groves, Dudley y otros recorrieron el sitio. Oppenheimer temía que los altos acantilados que rodeaban el sitio provocaran claustrofobia, mientras que a los ingenieros les preocupaba la posibilidad de inundaciones. El grupo se dirigió entonces al sitio de Otowi, en las cercanías de la Escuela Rancho Los Alamos . Oppenheimer quedó impresionado y expresó una clara preferencia por el sitio, citando su belleza natural y las vistas de las montañas Sangre de Cristo , que, esperaba, inspirarían a quienes trabajarían en el proyecto. ^{[ 46 ] [ 47 ]} A los ingenieros les preocupaba el mal estado del camino de acceso y si el suministro de agua sería adecuado, pero por lo demás consideraban que era ideal. ^{[ 48 ]}

El subsecretario de guerra de los Estados Unidos , Robert P. Patterson , aprobó la adquisición del sitio el 25 de noviembre de 1942, autorizando $440,000 para la compra del sitio de 54,000 acres (22,000 ha) , de los cuales todos menos 8,900 acres (3,600 ha) ya eran propiedad del Gobierno Federal. ^{[ 49 ]} El secretario de Agricultura, Claude R. Wickard, otorgó el uso de unos 45,100 acres (18,300 ha) de tierras del Servicio Forestal de los Estados Unidos al Departamento de Guerra "mientras continúe la necesidad militar". ^{[ 50 ]} La necesidad de tierras para una nueva carretera, y más tarde para un derecho de paso para una línea eléctrica de 25 millas (40 km) , finalmente llevó las compras de tierras en tiempos de guerra a 45,737 acres (18,509.1 ha) , pero finalmente solo se gastaron $414,971. ^{[ 49 ]} Los proyectos más costosos fueron la escuela, que costó $350,000, y el Rancho Anchor, que costó $25,000. ^{[ 51 ]} Ambos contrataron abogados para negociar acuerdos con el gobierno, pero a los colonos hispanos se les pagó tan solo $7 por acre ( equivalente a $130 en 2025 ). ^{[ 52 ]} Se retiraron los permisos de pastoreo y se compraron o expropiaron tierras privadas bajo dominio eminente utilizando la autoridad de la Segunda Ley de Poderes de Guerra . ^{[ 53 ]} Las peticiones de expropiación se redactaron para cubrir todos los derechos mineros, de agua, de madera y otros, por lo que los particulares no tendrían ninguna razón para entrar en la zona. ^{[ 54 ]} El sitio adquirió una forma irregular debido a que colindaba con el Monumento Nacional Bandelier y un cementerio sagrado de nativos americanos. ^{[ 53 ]}     

Una consideración importante en la adquisición del sitio fue la existencia de la Escuela Rancho Los Alamos. Esta constaba de 54 edificios, de los cuales 27 eran casas, dormitorios u otras dependencias que proporcionaban 46,626 pies cuadrados (4,331.7 m ² ) de alojamiento. Los edificios restantes incluían un aserradero , una nevera , graneros , un taller de carpintería, establos y garajes , todo con un total de 29,560 pies cuadrados (2,746 m ² ) . En el cercano Rancho Anchor había cuatro casas y un granero. ^{[ 55 ]} El trabajo de construcción fue supervisado por el Distrito de Ingenieros de Albuquerque hasta el 15 de marzo de 1944, cuando el Distrito de Ingenieros de Manhattan asumió la responsabilidad. ^{[ 53 ]} Willard C. Kruger and Associates de Santa Fe, Nuevo México , fue contratado como arquitecto e ingeniero. Black & Veatch fue contratada para el diseño de servicios públicos en diciembre de 1945. Al primero se le pagaron $743,706.68 y al segundo $164,116 para cuando el Proyecto Manhattan terminó a finales de 1946. ^{[ 56 ]} El Distrito de Albuquerque supervisó $9.3 millones de construcción en Los Alamos, y el Distrito de Manhattan, otros $30.4 millones. ^{[ 53 ]} El trabajo inicial fue contratado a la MM Sundt Company de Tucson, Arizona , y el trabajo comenzó en diciembre de 1942. Groves asignó inicialmente $300,000 para la construcción, tres veces la estimación de Oppenheimer, con una fecha de finalización prevista para el 15 de marzo de 1943. Pronto quedó claro que el alcance del Proyecto Y era mucho mayor de lo esperado, y para cuando Sundt terminó el 30 de noviembre de 1943, se habían gastado más de $7 millones. ^{[ 57 ]} La compañía Zia asumió la responsabilidad del mantenimiento en abril de 1946. ^{[ 58 ]}   

Oppenheimer estimó inicialmente que el trabajo podría ser realizado por 50 científicos y 50 técnicos. Groves triplicó esta cifra a 300. ^{[ 57 ]} La población real, incluyendo a los miembros de la familia, era de aproximadamente 3500 a finales de 1943, 5700 a finales de 1944, 8200 a finales de 1945 y 10 000 a finales de 1946. ^{[ 59 ]} Inicialmente, toda la población eran trabajadores, ya que eran los únicos para quienes se proporcionaba vivienda, pero a medida que pasaba el tiempo y se disponía de más viviendas, el número de dependientes aumentó. Esta tendencia se aceleró con el fin de la guerra y el reemplazo del personal militar por civiles con familias. Debido a la naturaleza altamente clasificada del trabajo, no se realizó ningún censo de la población de Los Alamos hasta abril de 1946. ^{[ 60 ]} Los certificados de nacimiento de los bebés nacidos en Los Alamos durante la guerra indicaban como lugar de nacimiento el apartado postal 1663 en Santa Fe. Todas las cartas y paquetes llegaban a esa dirección. ^{[ 61 ]}

El alojamiento más deseable eran las seis cabañas de troncos y piedra existentes que alguna vez albergaron al director y al personal docente de la Escuela Rancho Los Alamos. Eran las únicas viviendas en Los Alamos que tenían bañeras, y se las conoció como "Fila de Bañeras". ^{[ 57 ] [ 62 ]} Oppenheimer vivía en la Fila de Bañeras; su vecino de al lado era el Capitán W. S. "Deak" Parsons , jefe de la División de Artillería e Ingeniería. ^{[ 63 ]} La casa de Parsons era un poco más grande, porque Parsons tenía dos hijos y Oppenheimer, en ese momento, solo tenía uno. ^{[ 64 ]} Después de la Fila de Bañeras, el siguiente alojamiento más deseable eran los apartamentos construidos por Sundt. Un edificio típico de dos pisos albergaba a cuatro familias. Cada apartamento Sundt tenía dos o tres dormitorios, una cocina con una estufa de carbón negra destartalada y un pequeño baño. JE Morgan and Sons suministró 56 viviendas prefabricadas que se conocieron como "Morganville". La Robert E. McKee Company construyó una parte de la ciudad conocida como "McKeeville". ^{[ 57 ]} Entre junio y octubre de 1943, y nuevamente en junio y julio de 1944, el número de personas superó la capacidad de alojamiento disponible y el personal fue alojado temporalmente en Frijoles Canyon. ^{[ 65 ]} Las casas en Clinton Engineer Works en Oak Ridge, Tennessee y Hanford Engineer Works en el estado de Washington eran básicas pero de un estándar más alto (según lo especificado por Nichols ) que las casas en Los Alamos (según lo especificado por Groves ), pero Nichols les dijo a los científicos de Los Alamos que el alojamiento allí era problema de Groves, no suyo. ^{[ 66 ]}

Los alquileres se fijaban en función de los ingresos del ocupante. ^{[ 67 ]} Los visitantes transitorios de Los Alamos se alojaban en el Fuller Lodge , la Guest Cottage o la Big House, que una vez había sido parte de la Los Alamos Ranch School. ^{[ 68 ]} Se estableció una escuela en 1943, que atendía tanto a la escuela primaria como a la secundaria, y se matricularon 140 niños; 350 para 1946. La educación era gratuita, al igual que una guardería para madres trabajadoras. ^{[ 69 ]} Con 18 maestros de primaria, 13 maestros de secundaria y un superintendente, gozaba de una excelente proporción maestro-alumno. ^{[ 70 ]} Se construyeron numerosos edificios técnicos. La mayoría eran de tipo semipermanente, utilizando placas de yeso . Se calentaban desde una planta de calefacción central. Inicialmente, esta era la Casa de Calderas No. 1, que tenía dos calderas de carbón . Esta fue reemplazada por la Casa de Calderas n.° 2, que tenía seis calderas de petróleo. Además del sitio principal en Los Alamos, se desarrollaron unos 25 sitios periféricos para trabajos experimentales. ^{[ 71 ]}

El crecimiento de la ciudad superó la capacidad del sistema de alcantarillado, ^{[ 71 ]} y a finales de 1945 se produjeron cortes de electricidad. Las luces debían apagarse durante el día y entre las 7 y las 10 de la noche. El agua también escaseó. Durante el otoño de 1945, el consumo fue de 585 000 galones estadounidenses (2 210 000 L) por día, pero el suministro de agua solo podía proporcionar 475 000 galones estadounidenses (1 800 000 L) . El 19 de diciembre, las tuberías que se habían colocado sobre el suelo para ahorrar tiempo en 1943 se congelaron, cortando el suministro por completo. Los residentes tuvieron que extraer agua de 15 camiones cisterna que transportaban 300 000 galones estadounidenses (1 100 000 L) por día. ^{[ 72 ]} Debido a que su nombre era secreto, a Los Álamos se le conocía como "Sitio Y"; para los residentes era conocido como "La Colina". ^{[ 73 ]} Debido a que vivían en tierras federales, el estado de Nuevo México no permitía a los residentes de Los Alamos votar en las elecciones, aunque sí les exigía el pago de impuestos estatales sobre la renta. ^{[ 74 ] [ 75 ]} Una larga serie de batallas legales y legislativas les esperaba antes de que los residentes de Los Alamos se convirtieran en ciudadanos de pleno derecho de Nuevo México el 10 de junio de 1949. ^{[ 76 ]}   

Inicialmente, Los Alamos iba a ser un laboratorio militar con Oppenheimer y otros investigadores comisionados al Ejército. Oppenheimer llegó incluso a pedir un uniforme de teniente coronel, pero dos físicos clave, Robert Bacher e Isidor Rabi , se opusieron a la idea. Conant, Groves y Oppenheimer idearon entonces un compromiso por el cual el laboratorio sería operado por la Universidad de California. ^{[ 77 ]} Las actividades financieras y de adquisiciones eran responsabilidad de la Universidad de California según una carta de intención del 1 de enero de 1943 de la OSRD. Esta fue reemplazada por un contrato formal con el Distrito de Manhattan el 20 de abril de 1943, que se retrotrajo al 1 de enero. Las operaciones financieras fueron dirigidas de 1943 a 1946 por el oficial comercial residente de la UC, JA Duane Muncy. ^{[ 78 ] [ 79 ]} La intención era que se militarizara cuando llegara el momento de ensamblar finalmente la bomba, pero para entonces el Laboratorio de Los Alamos había crecido tanto que esto se consideró poco práctico e innecesario, ^{[ 38 ]} ya que las dificultades previstas con respecto a los civiles que trabajaban en tareas peligrosas no se habían producido. ^{[ 78 ]}

Los científicos recibieron (tras consultar con el Comité de Política Militar ) el mismo salario que ya percibían. El sueldo de quienes antes cobraban por un año de nueve meses se incrementó para cubrir los doce meses completos. Sin embargo, esto significó que Oppenheimer, quien originalmente había trabajado para una universidad estatal, recibía mucho menos que algunos de sus subordinados provenientes de grandes universidades del Este. Groves decidió hacer una excepción con Oppenheimer y le aumentó el sueldo para igualarlo al de los demás (sin consultarle). ^{[ 80 ]}

En una reunión del Comité Ejecutivo S-1 el 14 de noviembre de 1942, Chadwick expresó su temor de que las partículas alfa emitidas por el plutonio pudieran producir neutrones en elementos ligeros presentes como impurezas, lo que a su vez produciría fisión en el plutonio y causaría una predetonación , una reacción en cadena antes de que el núcleo estuviera completamente ensamblado. Oppenheimer y Seaborg habían considerado esto el mes anterior, y este último había calculado que los emisores de neutrones como el boro debían limitarse a una parte en cien mil millones. Existían dudas sobre si se podría desarrollar un proceso químico que garantizara este nivel de pureza, y Chadwick planteó el asunto al Comité Ejecutivo S-1 para que lo considerara más a fondo. Sin embargo, cuatro días después, Lawrence, Oppenheimer, Compton y McMillan informaron a Conant que confiaban en que se podría cumplir con el exigente requisito de pureza. ^{[ 130 ]}

Solo se disponía de cantidades microscópicas de plutonio hasta que el reactor de grafito X-10 en Clinton Engineer Works entró en funcionamiento el 4 de noviembre de 1943, ^{[ 131 ] [ 132 ]} pero ya había algunas señales preocupantes. Cuando se producía fluoruro de plutonio en el Laboratorio Metalúrgico, a veces era de color claro y a veces oscuro, aunque el proceso químico era el mismo. Cuando lograron reducirlo a plutonio metálico en noviembre de 1943, la densidad medida fue de 15  g/cm³ ^, y una medición utilizando técnicas de dispersión de rayos X indicó una densidad de 13  g/cm³ ^. Esto era malo; se había asumido que su densidad era la misma que la del uranio, alrededor de 19  g/cm³ ^. Si estas cifras eran correctas, se necesitaría mucho más plutonio para una bomba. A Kennedy le disgustaba la ambición y la búsqueda de atención de Seaborg, y junto con Arthur Wahl había ideado un procedimiento para la purificación del plutonio independiente del grupo de Seaborg. Cuando obtuvieron una muestra en febrero, se probó este procedimiento. Ese mes, el Laboratorio Metalúrgico anunció que había determinado la existencia de dos fluoruros diferentes: el tetrafluoruro de plutonio (PuF₄ ₎ , de color claro , y el trifluoruro de plutonio (PuF₃ _{) , de color oscuro. Los químicos pronto descubrieron cómo producirlos selectivamente, y el primero resultó ser más fácil de reducir a metal. Las mediciones realizadas en marzo} ^de 1944 indicaron una densidad de entre 19 y 20  g/cm³ . ^{[ 133 ]}

El grupo CM-8 (Metalurgia del Plutonio) de Eric Jette comenzó a experimentar con plutonio metálico tras recibir cantidades en gramos en el Laboratorio de Los Alamos en marzo de 1944. Al calentarlo, los metalúrgicos descubrieron cinco temperaturas entre 137 y 580 °C (279 y 1076 °F) en las que comenzó a absorber calor repentinamente sin aumentar su temperatura. Esto fue un fuerte indicio de la existencia de múltiples alótropos de plutonio ; pero inicialmente se consideró demasiado extraño para ser cierto. Pruebas posteriores confirmaron un cambio de estado alrededor de 135 °C (275 °F) ; entró en la fase δ, con una densidad de 16 g/ ^cm³ . Seaborg había afirmado que el plutonio tenía un punto de fusión de entre 950 y 1000 °C (1740 y 1830 °F) , similar al del uranio, pero los metalúrgicos del Laboratorio de Los Álamos pronto descubrieron que se fundía a unos 635 °C (1175 °F) . Los químicos recurrieron entonces a técnicas para eliminar las impurezas de elementos ligeros del plutonio; pero el 14 de julio de 1944, Oppenheimer informó a Kennedy de que esto ya no sería necesario. ^{[ 134 ]}         

La noción de fisión espontánea había sido planteada por Niels Bohr y John Archibald Wheeler en su tratamiento de 1939 del mecanismo de fisión nuclear. ^{[ 136 ]} El primer intento de descubrir la fisión espontánea en el uranio fue realizado por Willard Libby , pero no logró detectarla. ^{[ 137 ]} Había sido observada en Gran Bretaña por Frisch y Titterton, e independientemente en la Unión Soviética por Georgy Flyorov y Konstantin Petrzhak en 1940; a estos últimos generalmente se les atribuye el descubrimiento. ^{[ 138 ] [ 139 ]} Compton también había oído del físico francés Pierre Auger que Frédéric Joliot-Curie había detectado lo que podría haber sido fisión espontánea en el polonio . De ser cierto, podría impedir el uso de polonio en los iniciadores de neutrones; si fuera cierto para el plutonio, podría significar que el diseño tipo cañón no funcionaría. El consenso en el Laboratorio de Los Alamos era que no era cierto y que los resultados de Joliot-Curie habían sido distorsionados por impurezas. ^{[ 140 ]}

En el Laboratorio de Los Alamos, el Grupo P-5 (Radiactividad) de Emilio Segrè se propuso medirla en uranio-234 , -235 y -238, plutonio, polonio, protactinio y torio . ^{[ 141 ]} No les preocupaba demasiado el plutonio en sí; su principal preocupación era el problema que Chadwick había planteado sobre la interacción con impurezas de elementos ligeros. Segrè y su grupo de jóvenes físicos instalaron su experimento en una antigua cabaña de troncos del Servicio Forestal en el Cañón Pajarito, a unos 23 km (14 millas ) del Área Técnica, para minimizar la radiación de fondo que emanaba para otras investigaciones en el Laboratorio de Los Alamos. ^{[ 142 ]} 

Para agosto de 1943, tenían buenos valores para todos los elementos probados excepto el plutonio, que no pudieron medir con suficiente precisión porque la única muestra que tenían eran cinco muestras de 20 μg creadas por el ciclotrón de 60 pulgadas en Berkeley. ^{[ 143 ]} Observaron que las mediciones tomadas en Los Alamos eran mayores que las hechas en Berkeley, lo que atribuyeron a los rayos cósmicos , que son más numerosos en Los Alamos, que está a 7300 pies (2200 m) sobre el nivel del mar. ^{[ 144 ]} Si bien sus mediciones indicaron una tasa de fisión espontánea de 40 fisiones por gramo por hora, que era alta pero aceptable, el margen de error era inaceptablemente grande. En abril de 1944 recibieron una muestra del reactor de grafito X-10. Las pruebas pronto indicaron 180 fisiones por gramo por hora, que era inaceptablemente alta. Le correspondió a Bacher informar a Compton, quien estaba visiblemente conmocionado. ^{[ 145 ]} Las sospechas recayeron sobre el plutonio-240 , un isótopo que aún no se había descubierto, pero cuya existencia se sospechaba, ya que se creaba simplemente por la absorción de un neutrón por un núcleo de plutonio-239. Lo que no se sospechaba era su alta tasa de fisión espontánea. El grupo de Segrè la midió en 1,6 millones de fisiones por gramo por hora, en comparación con solo 40 por gramo por hora para el plutonio-239. ^{[ 146 ]} Esto significaba que el plutonio producido en reactores no era adecuado para su uso en un arma de tipo cañón. El plutonio-240 iniciaría la reacción en cadena demasiado rápido, causando una predetonación que liberaría suficiente energía para dispersar la masa crítica antes de que reaccionara suficiente plutonio. Se sugirió un cañón más rápido, pero se determinó que era impracticable. También lo era la posibilidad de separar los isótopos, ya que el plutonio-240 es incluso más difícil de separar del plutonio-239 que el uranio-235 del uranio-238. ^{[ 147 ]} 

El trabajo en un método alternativo de diseño de bombas, conocido como implosión, había comenzado en el grupo E-5 (Implosión) de Neddermeyer. Serber y Tolman habían concebido la implosión durante las conferencias de abril de 1943 como un medio para ensamblar piezas de material fisionable y formar una masa crítica. Neddermeyer adoptó un enfoque diferente, intentando comprimir un cilindro hueco hasta convertirlo en una barra sólida. ^{[ 148 ]} La idea era usar explosivos para comprimir una cantidad subcrítica de material fisionable en una forma más pequeña y densa. Cuando los átomos fisionables se compactan más, la tasa de captura de neutrones aumenta y forman una masa crítica. El metal solo necesita recorrer una distancia muy corta, por lo que la masa crítica se ensambla en mucho menos tiempo que con el método del cañón. ^{[ 149 ]} En ese momento, la idea de usar explosivos de esta manera era bastante novedosa. Para facilitar el trabajo, se estableció una pequeña planta en Anchor Ranch para la fundición de formas explosivas. ^{[ 148 ]}

A lo largo de 1943, la implosión se consideró un proyecto de reserva en caso de que el tipo de cañón resultara impracticable por alguna razón. ^{[ 150 ]} Físicos teóricos como Bethe, Oppenheimer y Teller estaban intrigados por la idea de un diseño de bomba atómica que hiciera un uso más eficiente del material fisionable y permitiera el uso de material de menor pureza. Estas eran ventajas que resultaban particularmente atractivas para Groves. Pero si bien las investigaciones de Neddermeyer sobre la implosión en 1943 y principios de 1944 se mostraron prometedoras, estaba claro que el problema sería mucho más difícil desde una perspectiva teórica y de ingeniería que el diseño del cañón. En julio de 1943, Oppenheimer escribió a John von Neumann, pidiéndole ayuda y sugiriéndole que visitara Los Álamos, donde podría obtener "una mejor idea de este proyecto un tanto peculiar ". ^{[ 151 ]}

En ese momento, von Neumann trabajaba para la Oficina de Artillería de la Armada , la Universidad de Princeton, el Campo de Pruebas de Aberdeen del Ejército y la NDRC. Oppenheimer, Groves y Parsons apelaron a Tolman y al Contralmirante William R. Purnell para que liberaran a von Neumann. Visitó Los Alamos del 20 de septiembre al 4 de octubre de 1943. Basándose en su trabajo reciente con ondas expansivas y cargas huecas utilizadas en proyectiles perforantes, sugirió usar una carga hueca de alto explosivo para implosionar un núcleo esférico. Una reunión de la Junta Directiva el 23 de septiembre resolvió contactar a George Kistiakowsky, un renombrado experto en explosivos que entonces trabajaba para OSRD, para que se uniera al Laboratorio de Los Alamos. ^{[ 152 ]} Aunque reacio, lo hizo en noviembre. Se convirtió en miembro del personal de tiempo completo el 16 de febrero de 1944, convirtiéndose en el adjunto de Parsons para implosión; McMillan se convirtió en su adjunto para el tipo de cañón. El tamaño máximo de la bomba se determinó en ese momento a partir del tamaño de la bahía de bombas del B-29, que medía 5 por 12 pies (1,5 por 3,7 m). ^{[ 153 ]} 

Para julio de 1944, Oppenheimer había concluido que el plutonio no podía usarse en un diseño de arma. El 18 de julio, le escribió a Groves que "en el momento actual, el método al que se debe asignar una prioridad superior es el método de implosión". ^{[ 154 ]} El esfuerzo acelerado en un diseño de implosión, con nombre en clave Fat Man , comenzó en agosto de 1944 cuando Oppenheimer implementó una reorganización radical del laboratorio de Los Alamos para centrarse en la implosión. ^{[ 155 ]} Se crearon dos nuevos grupos en Los Alamos para desarrollar el arma de implosión, la División X (de explosivos) dirigida por Kistiakowsky y la División G (de artilugio) bajo Robert Bacher. ^{[ 156 ] [ 157 ]} Aunque Teller era el jefe del Grupo T-1 (Implosión y Super), Bethe consideró que Teller estaba dedicando demasiado tiempo al Super, al que Bethe y Oppenheimer le habían dado una baja prioridad. En junio de 1944, Oppenheimer creó un Supergrupo dedicado bajo la dirección de Teller, quien dependía directamente de Oppenheimer, y Peierls se convirtió en jefe del Grupo T-1 (Implosión). ^{[ 158 ] [ 159 ]} En septiembre, el grupo de Teller se convirtió en el Grupo F-1 (Super y Teoría General), parte de la nueva División F (Fermi) de Enrico Fermi. ^{[ 160 ]}

El nuevo diseño que idearon von Neumann y la División T, en particular Rudolf Peierls, utilizaba lentes explosivas para enfocar la explosión en una forma esférica mediante una combinación de explosivos de alta velocidad, tanto lentos como rápidos. ^{[ 161 ]} Una visita de Sir Geoffrey Taylor en mayo de 1944 planteó dudas sobre la estabilidad de la interfaz entre el núcleo y el tampón de uranio empobrecido . Como resultado, el diseño se hizo más conservador. La máxima expresión de esto fue la adopción de la propuesta de Christy de que el núcleo fuera sólido en lugar de hueco. ^{[ 162 ]} El diseño de lentes que detonaran con la forma y velocidad adecuadas resultó ser lento, difícil y frustrante. ^{[ 161 ]} Se probaron varios explosivos antes de decidirse por la composición B como explosivo rápido y baratol como explosivo lento. ^{[ 163 ]} El diseño final se parecía a un balón de fútbol, ​​con 20 lentes hexagonales y 12 pentagonales, cada una con un peso aproximado de 80 libras (36 kg) . Para lograr la detonación precisa se requerían detonadores eléctricos rápidos, fiables y seguros , dos de los cuales se utilizaban para cada lente para garantizar la fiabilidad. ^{[ 164 ] [ 165 ]} Por lo tanto, se decidió utilizar detonadores de puente de alambre explosivo , un nuevo invento desarrollado en Los Alamos por un grupo liderado por Luis Álvarez . Se adjudicó un contrato para su fabricación a Raytheon . ^{[ 166 ]} 

Para estudiar el comportamiento de las ondas de choque convergentes , Robert Serber ideó el experimento RaLa , que utilizó el radioisótopo de corta duración lantano-140 , una potente fuente de radiación gamma . La fuente de rayos gamma se colocó en el centro de una esfera metálica rodeada por las lentes explosivas, que a su vez se encontraban dentro de una cámara de ionización . Esto permitió obtener una película de rayos X de la implosión. Las lentes se diseñaron principalmente a partir de esta serie de pruebas. ^{[ 167 ]} En su historia del proyecto de Los Alamos, David Hawkins escribió: «RaLa se convirtió en el experimento individual más importante que afectó al diseño final de la bomba». ^{[ 168 ]}

Dentro de los explosivos se encontraba el empujador de aluminio de 110 mm (4,5 pulgadas ) de espesor, que proporcionaba una transición suave desde el explosivo de densidad relativamente baja hasta la siguiente capa, el compactador de uranio natural de 76 mm (3 pulgadas ) de espesor. Su función principal era mantener unida la masa crítica el mayor tiempo posible, pero también reflejaba neutrones de vuelta al núcleo. Parte de él también podía fisionarse. Para evitar la predetonación por un neutrón externo, el compactador estaba recubierto con una fina capa de boro. ^{[ 164 ]}  

Se desarrolló un iniciador de neutrones modulado de polonio-berilio , conocido como "erizo" porque su forma se asemejaba a la concha interna de un erizo de mar , ^{[ 169 ] para iniciar la reacción en cadena en el momento preciso. [ 170 ]} Este trabajo con la química y la metalurgia del polonio radiactivo fue dirigido por Charles Allen Thomas de la compañía Monsanto y se conoció como el Proyecto Dayton . ^{[ 171 ]} Las pruebas requerían hasta 500 curies por mes de polonio, que Monsanto pudo suministrar. ^{[ 172 ]} Todo el conjunto estaba encapsulado en una carcasa de bomba de duraluminio para protegerlo de balas y metralla. ^{[ 164 ]}

La tarea principal de los metalúrgicos fue determinar cómo fundir plutonio en una esfera. La frágil fase α que existe a temperatura ambiente se transforma en la fase plástica β a temperaturas más elevadas. Posteriormente, la atención se centró en la fase δ, aún más maleable, que normalmente existe en el rango de 300 a 450 °C (572 a 842 °F) . Se descubrió que esta fase era estable a temperatura ambiente al alearse con aluminio, pero el aluminio emite neutrones al ser bombardeado con partículas alfa , lo que agravaría el problema de la preignición. Los metalúrgicos entonces dieron con una aleación de plutonio-galio que estabilizaba la fase δ y podía prensarse en caliente para obtener la forma esférica deseada. Dado que se observó que el plutonio se corroía fácilmente, la esfera se recubrió con níquel. ^{[ 173 ]}  

El trabajo resultó peligroso. Al final de la guerra, la mitad de los químicos y metalúrgicos experimentados tuvieron que ser apartados del trabajo con plutonio cuando aparecieron niveles inaceptablemente altos del elemento en su orina. ^{[ 174 ]} Un pequeño incendio en Los Álamos en enero de 1945 generó temor de que un incendio en el laboratorio de plutonio pudiera contaminar toda la ciudad, y Groves autorizó la construcción de una nueva instalación para la química y metalurgia del plutonio, que se conoció como el sitio DP. ^{[ 175 ]} Los hemisferios para el primer núcleo de plutonio se produjeron y entregaron el 2 de julio de 1945. Tres hemisferios más siguieron el 23 de julio y se entregaron tres días después. ^{[ 176 ]}

Tras la reorganización del Laboratorio de Los Alamos por Oppenheimer en julio de 1944, el trabajo en el arma tipo cañón de uranio se concentró en el Grupo O-1 (Gun) de Francis Birch . ^{[ 177 ] [ 178 ]} El concepto se desarrolló para que, en caso de no lograrse desarrollar una bomba de implosión, al menos se pudiera utilizar el uranio enriquecido. ^{[ 179 ]} A partir de entonces, el tipo cañón debía funcionar solo con uranio enriquecido, lo que permitió simplificar enormemente el diseño de Thin Man. Ya no se requería un cañón de alta velocidad, y se podía sustituir por un arma más simple, lo suficientemente corta como para caber en la bodega de bombas de un B-29. El nuevo diseño se denominó Little Boy . ^{[ 180 ]}

Después de repetidos retrasos, el primer envío de uranio ligeramente enriquecido (13 a 15 por ciento de uranio-235) llegó desde Oak Ridge en marzo de 1944. Los envíos de uranio altamente enriquecido comenzaron en junio de 1944. Los experimentos de criticidad y la caldera de agua tenían prioridad, por lo que los metalúrgicos no recibieron nada hasta agosto de 1944. ^{[ 181 ] [ 182 ]} Mientras tanto, la División CM experimentó con hidruro de uranio . ^{[ 183 ]} La División T lo consideró como un material activo prometedor. La idea era que la capacidad del hidrógeno como moderador de neutrones compensaría la pérdida de eficiencia, pero, como Bethe recordó más tarde, su eficiencia era "insignificante o menor, como diría Feynman", y la idea se descartó en agosto de 1944. ^{[ 184 ]}

El Proyecto Ames de Frank Spedding había desarrollado el proceso Ames , un método para producir uranio metálico a escala industrial, pero Cyril Stanley Smith , ^{[ 185 ]} el líder asociado de la División CM a cargo de la metalurgia, ^{[ 186 ]} estaba preocupado por usarlo con uranio altamente enriquecido debido al peligro de formar una masa crítica. El uranio altamente enriquecido también era mucho más valioso que el uranio natural, y quería evitar la pérdida incluso de un miligramo. Reclutó a Richard D. Baker, un químico que había trabajado con Spedding, y juntos adaptaron el proceso Ames para su uso en el laboratorio de Los Alamos. ^{[ 185 ]} En febrero, Baker y su grupo realizaron veinte reducciones de 360 ​​gramos y veintisiete reducciones de 500 gramos con tetrafluoruro de uranio altamente enriquecido . ^{[ 187 ]}

Se produjeron dos tipos de diseño de cañón: el tipo A era de acero de alta aleación y el tipo B de acero más común. El tipo B fue elegido para la producción porque era más ligero. Los fulminantes y el propelente eran los mismos que los elegidos previamente para Thin Man. ^{[ 188 ]} Se realizó una prueba de disparo a escala del proyectil hueco y el inserto del blanco con el cañón de 3 pulgadas/50 calibres y un cañón Hispano de 20 mm (0,79 pulg.)   . A partir de diciembre, se realizaron pruebas de disparo a escala real. Sorprendentemente, el primer caso de prueba producido resultó ser el mejor jamás fabricado. Se utilizó en cuatro pruebas de disparo en Anchor Ranch y, finalmente, en el Little Boy utilizado en el bombardeo de Hiroshima . Las especificaciones de diseño se completaron en febrero de 1945 y se adjudicaron contratos para construir los componentes. Se utilizaron tres plantas diferentes para que nadie tuviera una copia del diseño completo. El cañón y la recámara fueron fabricados por la Fábrica de Armamento Naval en Washington, DC; El blanco, la carcasa y algunos otros componentes fueron fabricados por la Naval Ordnance Plant en Center Line, Michigan ; y el carenado de cola y los soportes de montaje por la Expert Tool and Die Company en Detroit, Michigan . ^{[ 189 ] [ 188 ]}

El meticuloso cronograma de Birch se vio interrumpido en diciembre por Groves, quien ordenó a Oppenheimer que diera prioridad al tipo de cañón sobre la implosión, para que el arma estuviera lista para el 1 de julio de 1945. ^{[ 190 ]} La bomba, excepto la carga útil de uranio, estuvo lista a principios de mayo de 1945. ^{[ 191 ]} El proyectil de uranio-235 se completó el 15 de junio y el blanco el 24 de julio. ^{[ 192 ]} Los preensamblajes del blanco y de la bomba (bombas parcialmente ensambladas sin los componentes fisionables) salieron del astillero naval de Hunters Point , California, el 16 de julio a bordo del crucero USS Indianapolis  , llegando el 26 de julio. ^{[ 193 ]} Los insertos del blanco fueron enviados por aire el 30 de julio. ^{[ 192 ]}

Aunque todos sus componentes habían sido probados en pruebas de impacto y caída, ^{[ 192 ]} no se realizó ninguna prueba completa de un arma nuclear tipo cañón antes de Hiroshima. Hubo varias razones para no probar un dispositivo tipo Little Boy. Principalmente, había una cantidad insuficiente de uranio-235. ^{[ 194 ]} Además, el diseño del arma era lo suficientemente simple como para que solo se considerara necesario realizar pruebas de laboratorio con el conjunto tipo cañón. A diferencia del diseño de implosión, que requería una coordinación sofisticada de cargas explosivas conformadas, se consideró que el diseño tipo cañón funcionaría casi con seguridad. ^{[ 195 ]} Se realizaron treinta y dos pruebas de caída en Wendover , y solo una vez la bomba no se disparó. Se hizo una modificación de último minuto para permitir que las bolsas de pólvora propulsora que disparaban el cañón se cargaran en la bahía de bombas. ^{[ 188 ]}

El peligro de una detonación accidental convirtió la seguridad en una preocupación. Little Boy incorporó mecanismos básicos de seguridad, pero aún podía ocurrir una detonación accidental. Se realizaron pruebas para determinar si un choque podría impulsar la "bala" hueca contra el cilindro "objetivo", lo que resultaría en una liberación masiva de radiación o, posiblemente, en una detonación nuclear. Estas pruebas demostraron que esto requería un impacto 500 veces mayor que la gravedad, lo que lo hacía altamente improbable. ^{[ 196 ]} Persistía la preocupación de que un choque y un incendio pudieran activar los explosivos. ^{[ 197 ]} Si se sumergían en agua, las mitades de uranio estaban sujetas a un efecto moderador de neutrones . Si bien esto no habría causado una explosión, podría haber creado una contaminación radiactiva generalizada . Por esta razón, se recomendó a los pilotos estrellarse en tierra en lugar de en el mar. ^{[ 196 ]}

El Water Boiler era un reactor homogéneo acuoso , un tipo de reactor nuclear en el que el combustible nuclear en forma de sulfato de uranio soluble se disuelve en agua. ^{[ 198 ] [ 199 ]} Se eligió el sulfato de uranio en lugar del nitrato de uranio porque la sección transversal de captura de neutrones del azufre es menor que la del nitrógeno. ^{[ 200 ]} El proyecto fue propuesto por Bacher en abril de 1943 como parte de un programa en curso para medir masas críticas en sistemas de reacción en cadena. También lo vio como un medio para probar varios materiales en sistemas de masa crítica. La División T se opuso al proyecto, que se consideraba una distracción de los estudios relacionados con la forma de las reacciones en cadena que se encuentran en una bomba atómica, pero Bacher prevaleció en este punto. ^{[ 201 ]} Los cálculos relacionados con el Water Boiler consumieron una cantidad desmesurada del tiempo de la División T en 1943. ^{[ 199 ]} La teoría del reactor desarrollada por Fermi no se aplicaba al Water Boiler. ^{[ 202 ]}

En 1943 se sabía poco sobre la construcción de reactores. En la División P de Bacher se creó un grupo, el Grupo P-7 (Caldera de Agua), bajo el liderazgo de Donald Kerst , ^{[ 203 ]} que incluía a Charles P. Baker, Gerhart Friedlander , Lindsay Helmholz , Marshall Holloway y Raemer Schreiber . Robert F. Christy, del Grupo T-1, brindó apoyo con los cálculos teóricos, en particular, el cálculo de la masa crítica. Calculó que 600 gramos de uranio-235 formarían una masa crítica en un recipiente de tamaño infinito. Inicialmente se planeó operar la Caldera de Agua a 10  kW, pero Fermi y Samuel K. Allison la visitaron en septiembre de 1943 y revisaron el diseño propuesto. Señalaron el peligro de descomposición de la sal de uranio y recomendaron un blindaje más grueso. También se observó que se crearían productos de fisión radiactivos que tendrían que ser eliminados químicamente. En consecuencia, se decidió que la caldera de agua funcionaría solo a 1  kW hasta que se acumulara más experiencia operativa, y las características necesarias para el funcionamiento a alta potencia se dejaron de lado por el momento. ^{[ 201 ]}

Christy también calculó el área que se contaminaría si ocurriera una explosión accidental. Se seleccionó un sitio en el Cañón de Los Alamos que estaba a una distancia segura del pueblo y aguas abajo del suministro de agua. Conocido como Omega, fue aprobado por la Junta Directiva el 19 de agosto de 1943. La caldera de agua no fue sencilla de construir. Las dos mitades de la esfera de acero inoxidable de 306,39 mm (12,0625 pulgadas ) que era la caldera tuvieron que soldarse por arco porque la soldadura se corroería con la sal de uranio. El Grupo CM-7 (Metalurgia Miscelánea) produjo ladrillos de berilio para el compactador de la caldera de agua en diciembre de 1943 y enero de 1944. Se prensaron en caliente en grafito a 1000 °C (1830 °F) a 690 kPa (100 libras por pulgada cuadrada ) durante 5 a 20 minutos. Se fabricaron unos 53 ladrillos, moldeados para ajustarse alrededor de la caldera. El edificio en Omega Site estaba listo, aunque incompleto, para el 1 de febrero de 1944, y la caldera de agua estaba completamente ensamblada para el 1 de abril. En mayo había llegado suficiente uranio enriquecido para ponerla en marcha, y alcanzó la criticidad el 9 de mayo de 1944. ^{[ 201 ] [ 204 ]} Fue solo el tercer reactor en el mundo en hacerlo, los dos primeros fueron el reactor Chicago Pile-1 en el Laboratorio Metalúrgico y el reactor de grafito X-10 en Clinton Engineer Works. ^{[ 198 ]} Las mediciones mejoradas de la sección transversal permitieron a Christy refinar su estimación de criticidad a 575 gramos. De hecho, solo se requerían 565 gramos. La precisión de su predicción sorprendió a Christy más que a nadie. ^{[ 201 ]}    

En septiembre de 1944, el Grupo P-7 (Caldera de Agua) se convirtió en el Grupo F-2 (Caldera de Agua), parte de la División F de Fermi. ^{[ 205 ]} Al completarse la serie de experimentos planificados en junio de 1944, se decidió reconstruirlo como un reactor más potente. El objetivo original de 10  kW de potencia se descartó en favor de 5  kW, lo que simplificaría los requisitos de refrigeración. Se estimó que tendría un flujo de neutrones de 5 × 10 ¹⁰ neutrones por centímetro cuadrado por segundo. Se instaló refrigeración por agua, junto con barras de control adicionales. Esta vez se utilizó nitrato de uranio en lugar de sulfato de uranio porque el primero podía descontaminarse más fácilmente. El apisonador de ladrillos de berilio estaba rodeado de bloques de grafito, ya que el berilio era difícil de conseguir y para evitar la reacción (γ, n) en el berilio, ^{[ 206 ]} en la que los rayos gamma producidos por los neutrones generados por el reactor: ^{[ 207 ]}

⁹ ₄Be + γ →⁸ ₄Be + n - 1,66 MeV

El reactor comenzó a funcionar en diciembre de 1944. ^{[ 206 ]}

Desde el principio, la investigación sobre la Superbomba fue dirigida por Teller, quien fue su defensor más entusiasta. Aunque este trabajo siempre se consideró secundario al objetivo de desarrollar una bomba de fisión, la perspectiva de crear bombas más potentes fue suficiente para mantenerlo en marcha. La conferencia de verano de Berkeley había convencido a Teller de que la Superbomba era tecnológicamente factible. Emil Konopinski hizo una contribución importante al sugerir que el deuterio podría encenderse más fácilmente si se mezclaba con tritio. Bethe observó que una reacción tritio-deuterio (TD) libera cinco veces más energía que una reacción deuterio-deuterio (DD). Esto no se investigó de inmediato, ya que el tritio era difícil de obtener y existía la esperanza de que el deuterio pudiera encenderse fácilmente con una bomba de fisión, pero las secciones transversales de TD y DD fueron medidas por el grupo de Manley en Chicago y el de Holloway en Purdue. ^{[ 208 ]}

Para septiembre de 1943, los valores de DD y TD se habían revisado al alza, lo que generó esperanzas de que se pudiera iniciar una reacción de fusión a temperaturas más bajas. Teller era lo suficientemente optimista sobre el Super, y lo suficientemente preocupado por los informes de que los alemanes estaban interesados ​​en el deuterio, como para pedirle a la Junta Directiva que aumentara su prioridad. La junta accedió en cierta medida, pero dictaminó que solo se podía destinar a una persona para trabajar en él a tiempo completo. Oppenheimer designó a Konopinski, quien pasaría el resto de la guerra trabajando en él. No obstante, en febrero de 1944, Teller incorporó a Stanislaw Ulam , Jane Roberg, Geoffrey Chew y Harold y Mary Argo a su Grupo T-1. Ulam calculó el enfriamiento Compton inverso , mientras que Roberg determinó la temperatura de ignición de las mezclas TD. ^{[ 208 ] [ 209 ]} Maria Goeppert se unió al grupo en febrero de 1945. ^{[ 210 ]}

Teller abogó por un aumento de recursos para la investigación Super basándose en que parecía ser mucho más difícil de lo previsto. La junta se negó a hacerlo, argumentando que era improbable que diera frutos antes de que terminara la guerra, pero no la eliminó por completo. De hecho, Oppenheimer le pidió a Groves que produjera tritio a partir de deuterio en el reactor de grafito X-10. Durante algunos meses, Teller y Bethe discutieron sobre la prioridad de la investigación Super. En junio de 1944, Oppenheimer retiró a Teller y a su Grupo Super de la División T de Bethe y lo puso directamente bajo su mando. En septiembre, se convirtió en el Grupo F-1 (Super) en la División F de Fermi. ^{[ 208 ] [ 209 ]} Durante los meses siguientes, la investigación Super continuó sin interrupción. Se calculó que quemar 1 metro cúbico (35 pies cúbicos ) de deuterio líquido liberaría la energía de 10 megatones de TNT (42 PJ) , suficiente para devastar 1000 millas cuadradas (2600 ^km² ) . [ ^{211 ] El} Supergrupo fue transferido de nuevo a la División T el 14 de noviembre de 1945. ^{[ 212 ]}    

En abril de 1946 se celebró un coloquio sobre el Super en el Laboratorio de Los Alamos para revisar el trabajo realizado durante la guerra. Teller expuso su concepto de "Super Clásico", y Nicholas Metropolis y Anthony L. Turkevich presentaron los resultados de los cálculos realizados sobre reacciones termonucleares. El informe final sobre el Super, publicado en junio y elaborado por Teller y su grupo, se mantuvo optimista respecto a la posibilidad de un desarrollo exitoso del Super, aunque esta impresión no fue unánime entre los presentes en el coloquio. ^{[ 213 ]} El trabajo tuvo que ser interrumpido en junio de 1946 debido a la pérdida de personal. ^{[ 214 ]} Para 1950, los cálculos demostrarían que el Super Clásico no funcionaría; que no solo sería incapaz de mantener la combustión termonuclear en el combustible de deuterio, sino que ni siquiera podría encenderlo. ^{[ 213 ]}

Debido a la complejidad de un arma de implosión, se decidió que, a pesar del desperdicio de material fisionable, se requeriría una prueba inicial. Groves aprobó la prueba, con la condición de que se recuperara el material activo. Por lo tanto, se consideró una detonación controlada, pero Oppenheimer optó en cambio por una prueba nuclear a gran escala , con nombre en clave "Trinity". ^{[ 215 ]} En marzo de 1944, la responsabilidad de planificar la prueba se asignó a Kenneth Bainbridge, profesor de física en Harvard, que trabajaba bajo la dirección de Kistiakowsky. Bainbridge seleccionó el campo de tiro cerca del aeródromo del ejército de Alamogordo como el sitio para la prueba. ^{[ 216 ]} Bainbridge trabajó con el capitán Samuel P. Davalos en la construcción del campamento base Trinity y sus instalaciones, que incluían barracones, almacenes, talleres, un polvorín y un economato . ^{[ 217 ]}

Groves no estaba muy entusiasmado con la idea de tener que explicar ante un comité del Senado la pérdida de plutonio por valor de mil millones de dólares, por lo que se construyó un recipiente de contención cilíndrico, con nombre en clave "Jumbo", para recuperar el material activo en caso de fallo. Con unas dimensiones de 7,6 m de largo y 3,7 m de ancho, fue fabricado a un alto coste con 217 toneladas largas de hierro y acero por Babcock & Wilcox en Barberton, Ohio. Transportado en un vagón especial hasta un apartadero en Pope, Nuevo México, fue llevado los últimos 40 km hasta el lugar de la prueba en un remolque tirado por dos tractores. ^{[ 218 ]} Para cuando llegó, la confianza en el método de implosión era lo suficientemente alta, y la disponibilidad de plutonio era suficiente, como para que Oppenheimer decidiera no utilizarlo. En cambio, se colocó sobre una torre de acero a 730 metros (800 yardas ) del arma como una medida aproximada de la potencia de la explosión. Al final, Jumbo sobrevivió, aunque su torre no, lo que refuerza la creencia de que Jumbo habría contenido con éxito una explosión fallida. ^{[ 219 ] [ 220 ]}     

El 7 de mayo de 1945 se realizó una explosión de prueba preliminar para calibrar los instrumentos. Se erigió una plataforma de prueba de madera a 730 metros (800 yardas) del punto cero y se cargó con 98 toneladas (108 toneladas cortas) de TNT con productos de fisión nuclear en forma de un proyectil de uranio irradiado procedente del emplazamiento de Hanford , que se disolvió y vertió en una tubería dentro del explosivo. Esta explosión fue observada por el nuevo subcomandante de Oppenheimer y Groves, el general de brigada Thomas Farrell . La prueba preliminar arrojó datos que resultaron vitales para la prueba Trinity. ^{[ 220 ] [ 221 ]}  

Para la prueba real, el dispositivo, apodado "el artilugio", fue izado a la cima de una torre de acero de 30 metros (100 pies) , ya que la detonación a esa altura daría una mejor indicación de cómo se comportaría el arma al ser lanzada desde un bombardero. La detonación en el aire maximizaba la energía aplicada directamente al objetivo y generaba menos lluvia radiactiva . El artilugio fue ensamblado bajo la supervisión de Norris Bradbury en la cercana McDonald Ranch House el 13 de julio, y fue izado precariamente hasta la torre al día siguiente. ^{[ 222 ]} Entre los observadores se encontraban Bush, Chadwick, Conant, Farrell, Fermi, Groves, Lawrence, Oppenheimer y Tolman. ^{[ 223 ]} 

A las 05:30 del 16 de julio de 1945, el dispositivo explotó con una energía equivalente a unos 20 kilotones de TNT, dejando un cráter de Trinitita (vidrio radiactivo) de 76 metros (250 pies) de ancho en el desierto . La onda expansiva se sintió a más de 160 kilómetros (100 millas) de distancia, y la nube en forma de hongo alcanzó los 12,1 kilómetros (7,5 millas) de altura. Se escuchó incluso en El Paso, Texas , por lo que Groves publicó una noticia falsa sobre la explosión de un depósito de municiones en el Campo de Alamogordo. ^{[ 224 ] [ 223 ]} William L. Laurence, del New York Times , se desempeñó como oficial de prensa del Proyecto Manhattan y ayudó a elaborar la noticia falsa, incluyendo otro comunicado de prensa en caso de su propia muerte. La declaración a los medios fue emitida por la Segunda Fuerza Aérea . Posteriormente, en septiembre de 1945, tras el bombardeo de Hiroshima y Nagasaki, se invitó a los medios al lugar. ^{[ 225 ]}   

El Proyecto Alberta, también conocido como Proyecto A, se formó en marzo de 1945, absorbiendo grupos existentes de la División O de Parsons que trabajaban en la preparación y entrega de bombas. Estos incluían el Grupo O-2 (Entrega) de Ramsey, el Grupo O-1 (Ametralladoras) de Birch, el Grupo X-2 (Desarrollo, Ingeniería y Pruebas) de Bainbridge, el Grupo O-3 (Desarrollo de Espoletas) de Brode y el Grupo O-4 (Ingeniería) de George Galloway. ^{[ 226 ] [ 227 ]} Su función era apoyar el esfuerzo de entrega de bombas. Parsons se convirtió en el jefe del Proyecto Alberta, con Ramsey como su adjunto científico y técnico, y Ashworth como su oficial de operaciones y suplente militar. ^{[ 228 ]} En total, el Proyecto Alberta estaba compuesto por 51 personas del Ejército, la Armada y personal civil. ^{[ 229 ]} El 1.er Destacamento de Servicio Técnico, al que el personal del Proyecto Alberta fue asignado administrativamente, estaba comandado por el teniente coronel Peer de Silva, ^{[ 230 ]} y proporcionaba servicios de seguridad y alojamiento en Tinian. ^{[ 231 ]} Había dos equipos de ensamblaje de bombas, un Equipo de Ensamblaje Fat Man bajo el mando del comandante Norris Bradbury y Roger Warner, y un Equipo de Ensamblaje Little Boy bajo el mando de Birch. Philip Morrison era el jefe del Equipo de Mantenimiento, Bernard Waldman y Luis Alvarez dirigían el Equipo de Observación Aérea, ^{[ 228 ] [ 227 ]} y Sheldon Dike estaba a cargo del Equipo de Armamento Aéreo. ^{[ 231 ]} Los físicos Robert Serber y William Penney , y el capitán del Ejército de los EE. UU. James F. Nolan, un experto médico, eran consultores especiales. ^{[ 232 ]} Todos los miembros del Proyecto Alberta se habían ofrecido como voluntarios para la misión. ^{[ 233 ]}

El Proyecto Alberta prosiguió con el plan de tener el Little Boy listo para el 1 de agosto, y el primer Fat Man listo para su uso lo antes posible después de esa fecha. ^{[ 234 ]} Mientras tanto, se realizaron una serie de doce misiones de combate entre el 20 y el 29 de julio contra objetivos en Japón utilizando bombas calabaza de alto explosivo , versiones del Fat Man con los explosivos, pero sin el núcleo fisionable. ^{[ 235 ]} Sheldon Dike y Milo Bolstead del Proyecto Alberta volaron en algunas de estas misiones, al igual que el observador británico Capitán de Grupo Leonard Cheshire . ^{[ 236 ]} Cuatro preensamblajes del Little Boy, L-1, L-2, L-5 y L-6, se utilizaron en lanzamientos de prueba. ^{[ 237 ] [ 238 ]} El equipo del Little Boy tenía la bomba real completamente ensamblada y lista para su uso el 31 de julio. ^{[ 239 ]} El último paso de la preparación para la operación se dio el 29 de julio de 1945. Las órdenes para el ataque se emitieron al general Carl Spaatz el 25 de julio bajo la firma del general Thomas T. Handy , jefe de Estado Mayor interino del Ejército de los Estados Unidos , ya que el general del Ejército George C. Marshall se encontraba en la Conferencia de Potsdam con el presidente Harry S. Truman . ^{[ 240 ]} La orden designaba cuatro objetivos: Hiroshima , Kokura , Niigata y Nagasaki , y ordenaba que el ataque se realizara "tan pronto como el clima lo permitiera después del 3 de agosto aproximadamente". ^{[ 241 ]}

El ensamblaje de una unidad Fat Man era una operación compleja que involucraba personal de los equipos de Alto Explosivo, Foso, Espoleta y Disparo. Para evitar que el edificio de ensamblaje se sobrecargara y causara un accidente, Parsons limitó el número de personas permitidas en su interior en todo momento. El personal que esperaba para realizar una tarea específica tenía que esperar su turno fuera del edificio. El primer preensamblaje de Fat Man, conocido como F13, se ensambló el 31 de julio y se utilizó en una prueba de caída al día siguiente. A este le siguió el F18 el 4 de agosto, que se lanzó al día siguiente. ^{[ 242 ]} Tres conjuntos de preensamblajes de Fat Man, designados F31, F32 y F33, llegaron en B-29 del 509.º Grupo Compuesto y la 216.ª Unidad Base de las Fuerzas Aéreas del Ejército el 2 de agosto. En la inspección, se encontró que los bloques de alto explosivo del F32 estaban muy agrietados e inservibles. Los otros dos se ensamblaron, con el F33 destinado a un ensayo y el F31 a uso operativo. ^{[ 243 ]}

Parsons, como experto en armamento, estaba al mando de la misión de Hiroshima. Junto con el subteniente Morris R. Jeppson del 1.er Escuadrón de Artillería, insertó las bolsas de pólvora de Little Boy en la bodega de bombas del Enola Gay en pleno vuelo. Antes de ascender a altitud en aproximación al objetivo, Jeppson cambió los tres enchufes de seguridad entre los conectores eléctricos de la batería interna y el mecanismo de disparo de verde a rojo. La bomba quedó entonces completamente armada. Jeppson supervisó sus circuitos. ^{[ 244 ]} Otros cuatro miembros del Proyecto Alberta volaron en la misión de Hiroshima. Luis Alvarez , Harold Agnew y Lawrence H. Johnston estaban en el avión de instrumentos The Great Artiste . Lanzaron contenedores "Bangometer" para medir la fuerza de la explosión, pero esto no se utilizó para calcular el rendimiento en ese momento. ^{[ 245 ]} Bernard Waldman era el operador de cámara en el avión de observación . Estaba equipado con una cámara de cine Fastax de alta velocidad con seis segundos de película para grabar la explosión. Waldman olvidó abrir el obturador de la cámara y no se expuso ninguna película. ^{[ 246 ] [ 247 ]} Otros miembros del equipo volaron a Iwo Jima en caso de que el Enola Gay se viera obligado a aterrizar allí, pero esto no fue necesario. ^{[ 248 ]}

Purnell, Parsons, Paul Tibbets , Spaatz y Curtis LeMay se reunieron en Guam el 7 de agosto, el día después del ataque a Hiroshima, para discutir qué se debía hacer a continuación. Parsons dijo que el Proyecto Alberta tendría una bomba Fat Man lista para el 11 de agosto, como se planeó originalmente, pero Tibbets señaló los informes meteorológicos que indicaban malas condiciones de vuelo ese día debido a una tormenta, y preguntó si se podría preparar para el 9 de agosto. Parsons accedió a hacerlo. ^{[ 249 ]} Para esta misión, Ashworth era el experto en armamento, con el teniente Philip M. Barnes, del 1.er Escuadrón de Artillería como experto en armamento asistente en el B-29 Bockscar . Walter Goodman y Lawrence H. Johnston estaban a bordo del avión de instrumentación, The Great Artiste . Leonard Cheshire y William Penney estaban en el avión de observación Big Stink . ^{[ 250 ]} Se suponía que Robert Serber estaría a bordo, pero el comandante de la aeronave lo dejó atrás porque había olvidado su paracaídas. ^{[ 251 ]}

Se estableció un programa médico en Los Alamos bajo el mando del Capitán James Findley Nolan del Cuerpo Médico del Ejército de los Estados Unidos . ^{[ 89 ] [ 252 ]} Inicialmente, se estableció una pequeña enfermería de cinco camas para civiles y una de tres camas para personal militar. Los casos más graves se atendían en el Hospital General Bruns del Ejército en Santa Fe, pero pronto se consideró insatisfactorio debido a la pérdida de tiempo por el largo viaje y los riesgos de seguridad. Nolan recomendó que las enfermerías se consolidaran y se ampliaran a un hospital de 60 camas. En 1944 se inauguró un hospital de 54 camas, atendido por personal del Ejército. Un dentista llegó en marzo de 1944. ^{[ 253 ]} Un oficial del Cuerpo Veterinario , el Capitán J. Stevenson, ya había sido asignado para cuidar a los perros guardianes. ^{[ 89 ]}

Las instalaciones de laboratorio para la investigación médica eran limitadas, pero se realizaron algunas investigaciones sobre los efectos de la radiación y la absorción y los efectos tóxicos de los metales, en particular el plutonio y el berilio, principalmente como resultado de accidentes. ^{[ 254 ]} El Grupo de Salud comenzó a realizar análisis de orina a los trabajadores de laboratorio a principios de 1945, y muchos de estos revelaron niveles peligrosos de plutonio. ^{[ 255 ]} El trabajo en la caldera de agua también expuso ocasionalmente a los trabajadores a productos de fisión peligrosos. ^{[ 256 ]} Hubo 24 accidentes mortales en Los Alamos entre su apertura en 1943 y septiembre de 1946, la mayoría involucrando a trabajadores de la construcción. Cuatro científicos murieron, incluidos Harry Daghlian y Louis Slotin en accidentes de criticidad que involucraron el núcleo demoníaco . ^{[ 257 ]}

El 10 de marzo de 1945, un globo incendiario japonés impactó contra una línea eléctrica, y la consiguiente sobrecarga provocó el cierre temporal de los reactores del Proyecto Manhattan en el emplazamiento de Hanford. ^{[ 258 ]} Esto generó gran preocupación en Los Álamos ante la posibilidad de un ataque. Una noche, todos se quedaron mirando fijamente una extraña luz en el cielo. Oppenheimer recordó más tarde que esto demostró que «ni siquiera un grupo de científicos es inmune a los errores de la sugestión y la histeria». ^{[ 259 ]}

Con tantas personas involucradas, la seguridad era una tarea difícil. Se formó un destacamento especial del Cuerpo de Contrainteligencia para manejar los problemas de seguridad del Proyecto Manhattan. ^{[ 260 ]} Para 1943, era evidente que la Unión Soviética estaba intentando infiltrarse en el proyecto. ^{[ 261 ]} El espía soviético más exitoso fue Klaus Fuchs de la Misión Británica. ^{[ 262 ]} La revelación en 1950 de sus actividades de espionaje perjudicó la cooperación nuclear de Estados Unidos con Gran Bretaña y Canadá. ^{[ 263 ]} Posteriormente, se descubrieron otros casos de espionaje, lo que llevó al arresto de Harry Gold , David Greenglass y Ethel y Julius Rosenberg . ^{[ 264 ]} Otros espías como Theodore Hall permanecieron desconocidos durante décadas. ^{[ 265 ]}

Tras el fin de la guerra el 14 de agosto de 1945, Oppenheimer informó a Groves de su intención de dimitir como director del Laboratorio de Los Alamos, pero accedió a permanecer en el cargo hasta que se encontrara un sustituto adecuado. Groves buscaba a alguien con una sólida formación académica y una posición destacada dentro del proyecto. Oppenheimer recomendó a Norris Bradbury . Groves estuvo de acuerdo, pues le gustaba que Bradbury, como oficial naval, fuera a la vez militar y científico. Bradbury aceptó la oferta a modo de prueba durante seis meses. Groves lo anunció en una reunión de jefes de división el 18 de septiembre. ^{[ 266 ]} Parsons gestionó la rápida baja de Bradbury de la Armada, ^{[ 267 ]} que le otorgó la Legión al Mérito por sus servicios durante la guerra. ^{[ 268 ]} Sin embargo, permaneció en la Reserva Naval, retirándose finalmente en 1961 con el rango de capitán. ^{[ 269 ]} El 16 de octubre de 1945, se celebró una ceremonia en Los Alamos en la que Groves entregó al laboratorio el premio Army-Navy "E" y un certificado de reconocimiento a Oppenheimer. Bradbury se convirtió en el segundo director del laboratorio al día siguiente. ^{[ 270 ] [ 271 ]}

Los primeros meses de la dirección de Bradbury fueron particularmente difíciles. Había esperado que la Ley de Energía Atómica de 1946 fuera aprobada rápidamente por el Congreso y que el Proyecto Manhattan, creado en tiempos de guerra, fuera reemplazado por una nueva organización permanente. Pronto quedó claro que esto llevaría más de seis meses. El presidente Harry S. Truman no promulgó la ley que creaba la Comisión de Energía Atómica hasta el 1 de agosto de 1946, y esta no entró en funcionamiento hasta el 1 de enero de 1947. Mientras tanto, la autoridad legal de Groves para actuar era limitada. ^{[ 272 ]}

La mayoría de los científicos de Los Alamos estaban ansiosos por regresar a sus laboratorios y universidades, y para febrero de 1946 todos los jefes de división de tiempos de guerra se habían marchado, pero un núcleo talentoso permaneció. Darol Froman se convirtió en jefe de la división G de Robert Bacher, ahora renombrada como División M. Eric Jette se hizo responsable de Química y Metalurgia, John H. Manley de Física, George Placzek de Teoría, Max Roy de Explosivos y Roger Wagner de Artillería. ^{[ 270 ]} La División Z se creó en julio de 1945 para controlar las actividades de pruebas, almacenamiento y ensamblaje de bombas. Recibió su nombre en honor a Jerrold R. Zacharias , su líder hasta el 17 de octubre de 1945, cuando regresó al MIT, y fue sucedido por Roger S. Warner. Se trasladó a la Base Sandia entre marzo y julio de 1946, excepto su Grupo Z-4 (Ingeniería Mecánica), que lo siguió en febrero de 1947. ^{[ 273 ]}

El número de personal en el Laboratorio de Los Alamos se desplomó desde su máximo en tiempos de guerra de más de 3000 a alrededor de 1000, pero muchos aún vivían en alojamientos temporales de guerra en condiciones precarias. ^{[ 272 ]} A pesar de la reducción de personal, Bradbury aún tuvo que brindar apoyo a la Operación Crossroads , las pruebas nucleares en el Pacífico. ^{[ 274 ]} Ralph A. Sawyer fue nombrado Director Técnico con Marshall Holloway de la División B y Roger Warner de la División Z como directores asociados. Se asignaron dos barcos para el personal del Laboratorio de Los Alamos, el USS Cumberland Sound  y el Albemarle . La Operación Crossroads le costó al Laboratorio de Los Alamos más de un millón de dólares y los servicios de 150 personas (aproximadamente una octava parte de su personal) durante nueve meses. ^{[ 275 ]} Como Estados Unidos solo tenía unas diez bombas atómicas a mediados de 1946, se gastó aproximadamente una quinta parte del arsenal. ^{[ 276 ]}

El Laboratorio de Los Alamos se convirtió en el Laboratorio Científico de Los Alamos en enero de 1947. ^{[ 277 ]} El contrato con la Universidad de California que se había negociado en 1943 permitía a la universidad rescindirlo tres meses después del fin de las hostilidades, y dio aviso. Había preocupaciones sobre que la universidad operara un laboratorio fuera del estado de California. La universidad fue persuadida para que revocara su aviso, ^{[ 278 ]} y el contrato de operación se extendió hasta julio de 1948. ^{[ 279 ]} Bradbury permaneció como director hasta 1970. ^{[ 280 ]} El costo total del Proyecto Y hasta finales de 1946 fue de $57.88 millones (equivalente a $ 960 millones en 2025 ). ^{[ 68 ]}