고폭연사이드 리서치

고폭연사이드 리서치
1952년 10월 3일 호주에서 열린 영국 첫 핵실험 허리케인 작전
프로젝트 유형	핵무기 배치
나라	영국
총리	클레멘트 애틀리, 윈스턴 처칠
주요인	Lord Portal, William Penney, Christopher Hinton
확립된	1945
설정되지 않음	1953

하이 파이어폭스 리서치(HER)는 제2차 세계대전 이후 독자적으로 원자폭탄을 개발하려는 영국의 프로젝트였다.이 결정은 1947년 1월 8일 각료 소위원회가 미국의 고립주의 복귀 우려, 영국이 막강한 권력 지위를 잃을지도 모른다는 우려, 1943년 퀘벡 협정에 따른 핵기술 공유에서 일방적으로 탈퇴하려는 미국의 조치에 대응하여 취해졌다.이 결정은 1948년 5월 12일 하원에서 공개적으로 발표되었다.

HER은 민간사업이지 군사사업이 아니었다.직원들은 공무원직에서 뽑혀 채용되었고, 공무원 봉급을 받았다.그것은 Lord Portal이, 공급부의 원자력에너지 생산 통제관으로서 지휘했다.원자력 연구소는 존 콕크로프트의 지휘 아래 버크셔의 옛 비행장 하웰에 위치해 있었다.1947년 8월 15일 영국 하웰에서 GLEEP로 알려진 소형 연구용 원자로인 영국 최초의 원자로가 임계치에 도달했다.몬트리올 연구소의 영국 직원들은 1948년 7월 5일에 중요해진 BEPO라고 알려진 더 큰 원자로를 설계했다.그들은 나중에 더 큰 생산용 원자로에 사용될 경험과 전문지식을 제공했다.

생산 시설은 랑카셔의 리슬리에 있는 옛 로열 오드넌스 공장에 본사를 세운 크리스토퍼 힌튼의 지휘 아래 건설되었다.여기에는 스프링필드의 우라늄 금속 공장, 원자로, 윈드스케일의 플루토늄 처리 공장, 체스터 인근 카펜허스트의 가스 확산 우라늄 농축 시설 등이 포함됐다.두 개의 윈드스케일 원자로는 1950년 10월과 1951년 6월에 가동되었다.카펜허스트의 가스 확산 공장은 1954년에 고농축 우라늄을 생산하기 시작했다.

윌리엄 페니는 포트 할스테드에서 폭탄 디자인을 지휘했다.1951년 그의 디자인 그룹은 버크셔의 알더마스턴에 있는 새로운 장소로 이사했다.영국 최초의 원자폭탄은 1952년 10월 3일 호주의 몬테 벨로 제도 근처에 정박해 있는 호위함 HMS 플리름호에서 성공적으로 폭발되었다.이에 따라 영국은 미국과 소련에 이어 세 번째로 핵무기를 실험한 국가가 되었다.이 프로젝트는 1953년 11월 블루 다뉴브 원자폭탄 중 첫 번째 폭탄이 폭격기 사령부에 전달되는 것으로 끝났지만, 미국과의 핵 특별 관계 재개를 바라는 영국의 희망은 좌절되었다.이 기술은 미국의 수소폭탄 개발로 대체되었는데, 이는 1952년 11월 허리케인 작전 한 달 만에 처음 실험되었다.영국은 1957년에 처음 실험한 수소 폭탄을 자체 개발하기 시작했다.1년 뒤 미국과 영국은 핵무기 협력을 재개했다.

배경

튜브 합금

중성자는 1932년 2월 케임브리지 대학의 카벤디시 연구소에서 제임스 채드윅에 의해 발견되었다.^[1]1932년 4월, 카벤디쉬의 동료 존 콕크로프트와 어니스트 월튼은 가속된 양성자로 리튬 원자를 분열시켰다.^[2]엔리코 페르미와 로마의 그의 팀은 느린 중성자에 의한 원소들의 폭격과 관련된 실험을 수행했는데, 이것은 더 무거운 원소와 동위원소를 생산했다.^[3]그 후 1938년 12월 베를린-달렘에 있는 한 연구소의 오토 한과 프리츠 스트라스만은 중성자 속도가 느린 우라늄을 폭격했고,^[4] 바륨이 생산되어 우라늄 핵이 분열된 것을 발견했다.^[3]한씨는 동료 리즈 메이트너에게 편지를 썼는데, 조카인 오토 프리슈와 함께 이 과정에 대한 이론적 정당성을 개발했고, 이들은 이 과정을 1939년 네이처에 발표하였다.^[5]생물 세포의 분열과 유사하게, 그들은 그 과정을 "배출"^[6]이라고 명명했다.

핵분열의 발견은 매우 강력한 원자 폭탄이 만들어질 수 있는 가능성을 제기했다.^[7]이 용어는 1913년 그의 소설 "The World Set Free"에 나오는 H. G. Wells의 글을 통해 영국 대중들에게 이미 익숙했다.^[8]런던 임페리얼 칼리지의 조지 패짓 톰슨과 버밍엄 대학의 호주 물리학자 마크 올리판트는 우라늄에 대한 일련의 실험을 수행하는 임무를 맡았다.1940년 2월까지 톰슨의 팀은 천연 우라늄에서 연쇄 반응을 일으키는데 실패했고, 톰슨의 팀은 그것을 추구할 가치가 없다고 결정했지만, 버밍엄에서 올리판트의 팀은 현저하게 다른 결론에 도달했다.^[9]올리판트는 이 임무를 독일 난민 과학자 루돌프 페에르와 프리슈 두 명에게 위임했는데, 이들은 적의 외계인이기 때문에 레이더와 같은 대학의 비밀 프로젝트에서 일할 수 없었고 따라서 필요한 보안 허가도 부족했기 때문이다.^[10]그들은 순수 우라늄-235의 금속성의 임계 질량을 계산했고, 모두가 짐작했듯이 톤수 대신 1~10kg(2.2~22.0lb)만 있으면 충분하다는 것을 발견했는데, 이는 수천 톤의 다이너마이트의 힘으로 폭발할 것이다.^[11][12][13]

올리판트는 프리스치-피에를스 각서를 티저드 위원회 의장인 헨리 티저드 경에게 가져갔고,^[14] MAUD 위원회가 설립되어 추가 조사를 했다.^[15]그것은 집중적인 연구 노력을 지시했고, 1941년 7월에 원자폭탄이 기술적으로 타당할 뿐만 아니라 전쟁이 끝나기 전에 생산될 수 있다는 결론을 내린 두 가지 종합 보고서를 작성했다. 아마도 2년 안에.위원회는 비록 필요한 자원이 영국이 이용할 수 있는 자원을 넘어설 수 있다는 것을 인식했지만 긴급한 문제로서 원자폭탄 개발을 추구할 것을 만장일치로 권고했다.^[16][17]이러한 노력을 조정하기 위해 의도적으로 오해의 소지가 있는 Tube Alloys라는 이름으로 알려진 새로운 감독이 만들어졌다.평의회 의장 존 앤더슨 경이 책임 장관이 되었고, 임페리얼 화학공업(ICI)의 월리스 에이커스(Wallace Akers)가 튜브 알로이스의 이사로 임명되었다.^[18]

맨해튼 프로젝트

1940년 7월, 영국은 미국의 과학 연구에 대한 접근권을 주겠다고 제안했고,^[19] Tizard 미션의 일환으로 Cockcroft는 미국의 과학자들에게 영국의 발전에 대해 설명했다.^[20]그는 이 미국 프로젝트가 영국보다 작으며 그리 발전하지 않았다는 것을 발견했다.^[16]영국과 미국의 프로젝트들은 정보를 교환했지만, 처음에는 그들의 노력을 결합하지 않았다.영국 관리들은 1941년 8월 연합 프로젝트를 만들겠다는 미국측 제안에 응답하지 않았다.^[21]1941년 11월, 미국과학연구개발청(OSRD)의 런던 연락사무소장인 프레데릭 L. 호브데는 미국의 안보에 대한 우려로 표면적으로 이의를 제기한 앤더슨과 체르웰 경과의 협력과 정보 교환 문제를 제기했다.아이러니컬하게도 이미 소련을 위한 원자력 스파이들에 의해 침투되어 있던 영국의 프로젝트였다.^[22]

영국은 미국의 인력이나 자원을 보유하지 못했고, 초기 그리고 유망한 출발에도 불구하고 튜브 알로이즈는 미국 상대국에 뒤떨어져 왜소해졌다.^[23]1942년 7월 30일 앤더슨은 윈스턴 처칠 총리에게 이렇게 충고했다. "우리는 ...라는 사실을 직시해야 한다.[우리의] 선구적인 업적...우리가 빨리 자본화하지 않는 한, 우리는 추월당할 것이다.우리는 이제 '메르거'에 실질적인 기여를 할 수 있게 되었다. 머지않아 우리는 거의 또는 전혀 가질 수 없게 될 것이다."^[24]

영국은 미국의 도움 없이 원자폭탄을 생산할 것을 고려했지만, 그 프로젝트는 압도적 우선권이 필요했을 것이고, 예상 비용은 엄청날 것이고, 다른 전시 프로젝트들에 대한 붕괴는 불가피했으며, 유럽의 전쟁 결과에 영향을 미칠 수 있는 시기에 준비가 될 것 같지 않았다.이에 착수하기 전에 미국의 협력을 확보하기 위해 또 다른 노력을 기울여야 한다는 의견이 만장일치로 나왔다.^[25]1943년 8월 쿼드런트 회의에서 처칠과 미국 대통령 프랭클린 루즈벨트는 퀘벡 협정에 서명했고, 이 협정은 두 국가 프로젝트를 통합했다.^[26]그것의 조건은 영국이 그랜드 얼라이언스의 후배 파트너라는 것을 분명히 했다.영국은 퀘벡 협정을 이 상황에서 타개할 수 있었던 최고의 거래로 여겼으며, 그 제약은 전후 핵무기 프로젝트의 성공에 필요한 기술적 정보를 얻기 위해 지불해야 했던 대가였다.^[27]마거릿 고잉은 "독립적 억제력의 이념은 이미 잘 정착되어 있었다"^[28]고 언급했다.

퀘벡 협정은 그들의 노력을 조정하기 위해 연합 정책 위원회와 연합 개발 신탁을 설립했다.^[29]1944년 9월 19일 하이드 파크 보좌관-메무어는 상업과 군사 협력을 전후로 확대했다.^[30]Akers가 이끄는 영국 임무는 뉴욕의 SAM 연구소에서 가스 확산 기술의 개발을 도왔다.^[31]또 다른 사람은 올리판트가 이끄는 버클리 방사선 연구소의 부소장으로서 전자기 분리 과정을 도왔다.^[32]콕크로프트는 앵글로캐나다 몬트리올 연구소의 소장이 되었다.^[33]제임스 채드윅이 이끄는 로스 알라모스 연구소로 파견된 영국 사절단에는 훗날 소련의 스파이로 밝혀진 제프리 테일러, 제임스 터크, 닐스 보어, 윌리엄 페니, 프리슈, 어니스트 티터튼, 클라우스 푸흐스 등 저명한 과학자가 포함됐다.^[34][35]차드윅은 영국임무부 총책임자로서 레슬리 R 준장과 긴밀하고 성공적인 파트너십을 맺었다. 맨해튼 프로젝트의 책임자 그로브스.^[36]그는 영국의 참여가 완전하고 온정적임을 확실히 했다.^[37]

미국의 협력 끝

전쟁이 끝나면서 영국과 미국의 특수관계는 "특별한 관계가 훨씬 덜 특별해졌다".^[38]영국 정부는 미국이 공동 발견을 고려했던 핵 기술을 공유할 것이라고 믿었었다.^[39]1945년 8월 8일 클레멘트 아틀리 총리는 해리 트루먼 대통령에게 메시지를 보내 "이 거대한 세력을 장악하고 있는 정부의 수장들"^[39]이라고 자칭했다.루즈벨트는 1945년 4월 12일에 사망했고, 하이드 파크 보좌관-메무어는 후속 정권에서 구속력이 없었다.^[40]사실, 이 미국 사본은 일시적으로 물리적으로 분실되었다.지난 6월 헨리 메이틀랜드 윌슨 야전총장이 연합정책위원회 회의에서 이 문제를 제기했을 때 미국 사본은 찾을 수 없었다.^[41]영국은 1945년 7월 18일 헨리 L. 스팀슨 전쟁장관에게 복사본을 보냈다.^[40]그때까지도 그로브스는 루즈벨트의 해군 보좌관 윌슨 브라운 주니어 제독의 신문에 미국판이 몇 년 후 위치할 때까지 이 문서의 진위여부에 의문을 제기했는데, 분명히 튜브 알로이가 무엇인지 모르는 누군가에 의해 오도된 것으로 보이며, 그것이 해군총과 관련이 있다고 생각했다.^[41][42][43]

1945년 11월 9일 아틀리와 캐나다 총리 매켄지 킹은 워싱턴 D.C.로 가서 트루먼과 미래의 핵무기 및 원자력 협력에 대해 협의했다.^[44][45]그들이 서명한 의사록이 퀘벡 협정을 대체했다.그것은 캐나다를 완전한 파트너로 만들었고, 연합 정책 위원회와 연합 개발 신탁을 계속했으며, 핵무기 사용에 대한 동의를 얻어야 할 의무를 단지 협의만 요구하도록 줄였다.^[46]세 지도자는 원자력에 대해 완전하고 효과적인 협력이 있을 것이라는 데 동의했지만, 핵에너지에 대한 협력 재개를 바라는 영국의 희망은 실망스러웠다.^[47]미국인들은 곧 협력이 기초적인 과학 연구에 국한된다는 것을 분명히 했다.^[48]

1946년 4월 15일 연합 정책 위원회의 다음 회의에서는 협력에 대한 합의가 이루어지지 않았고, 트루먼과 애틀리 사이에 케이블 교환이 이루어졌다.트루먼은 지난 4월 20일 자신이 서명한 공동성명이 미국에 원자력 발전소의 설계, 건설, 운영을 돕도록 의무화하는 것을 보지 못했다고 전보를 쳤다.^[49]1946년 8월 1일 트루먼이 서명한 1946년 8월 원자력법(McMahon Act)이 통과되어 1947년 1월 1일 자정에 발효되면서 기술협력이 종료되었다.^[50]그것의 "제한된 데이터"에 대한 통제는 미국의 동맹국들이 어떤 정보도 받지 못하게 했다.^[51]이는 1946년 2월 몬트리올 연구소에서 근무했던 영국 물리학자 앨런 넌 메이(Alan Nunn May)가 입법 논의가 한창이던 중 간첩 혐의로 체포되면서 부분적으로 비롯됐다.^[52]미국에서 일하고 있는 나머지 영국 과학자들은 그들이 불과 며칠 전에 쓴 논문에 대한 접근을 거부당했다.^[53]

영국 독립 노력의 재개

조직

애틀리는 1945년 8월 10일 핵무기 프로그램의 실현 가능성을 검토하기 위해 75세대 위원회(Attlee가 비공식적으로 "원자폭탄 위원회"^[54]로 알려진)인 내각 소위원회를 만들었다.^[55]기술적 조언을 제공하기 위해 애틀리는 앤더슨을 위원장으로 하는 원자력 자문 위원회를 만들었다.앤더슨은 야당 전선 벤치에 앉아있는 스코틀랜드 대학의 독립적인 의원이었다.앤더슨은 원자력 자문위원회 위원장으로서 내각관방에는 자신의 사무실이 있었고, 사무국의 서비스도 있었다.그는 아틀리의 1945년 11월 미국 여행에 동행했다.^[56]"는 원폭 자료의 전쟁에 미치는 영향"의 9월 2일 1945년 해군성 연구 전망은 적이 평화 10년이고, 핵무기의 10%영국에 사용되는, 다른 영국 f을"밤은 영국 제국의 중심 기지가 비효율 수 있"[57]이라고 경고했다 500폭탄을 설계할 수 있바다의 괴물es 전 세계.^[57]

1945년 10월, 75세대 위원회는 원자력에 대한 장관 책임 문제를 고려했다.내각 장관, 에드워드 브리지스 경, 원자력 자문 위원회 모두 그것을 공급부 내에 둘 것을 권고했다.원자력을 개발하기 위해서는 엄청난 건설 노력이 필요할 것이며, 이는 공급부가 가장 잘 수행할 수 있는 일이었다.^[58]관합금 이사회는 1945년 11월 1일부터 과학 산업 연구부에서 공급부로 이관되었다.^[59]원자력의 노력을 조정하기 위해, 생산 통제관인 원자력에너지(CPAE)를 임명하기로 결정했다.보급부 장관인 존 윌못은 전시 공군참모총장인 영국 공군 로드 포탈의 마샬에게 제안했다.포탈은 왕립공군 밖에서 행정경험이 부족하다고 느껴 그 직책을 받아들이기를 꺼렸으나, 결국 1946년 3월부터 2년 임기의 직책을 수락했다.이 역할에서 그는 수상을 직접 만날 수 있었다.^[60]포탈은 프레데릭 모건 경의 후임으로 1951년까지 이 프로젝트를 운영했다.^[61]그는 전시관 합금이 있던 런던 스트랜드의 쉘맥스 하우스에 본사를 설립했다.사무실 이 구역을 폐쇄하기 위해 특수 보안 차단벽이 설치돼 있어 이 지역에는 '케이지'^[62][63]라는 별명이 붙었다.

Portal의 임명과 함께 자문 기구와 부서간 기구로서 기능했던 Anderson의 위원회를 분열시키는 것을 고려하게 되었다.1946년 8월, 부처간 기능을 담당한 원자력관료위원회라는 새로운 상임위원회가 창설되었다.1947년 3월, 로저 마킨스가 회장이 되었다.앤더슨의 위원회는 영향력이 쇠퇴했고, 1947년 말 그가 떠나면서 해체되었다.^[64]전쟁 중에 크리스토퍼 힌튼은 ICI에서 공급부로 차출되어 충만 공장 부국장이 되었다.그는 1945년 말에 ICI로 복귀할 예정이었으나, ICI가 제시한 것보다 훨씬 낮은 급여로 새로운 시설의 설계, 건설, 운영을 감독하는 데 동의했다.그는 1946년 2월 4일 랭커셔의 리슬리에 있는 옛 로열 오드넌스 공장에 본부를 설립했다.^[65]포탈은 또한 부통제관(기술정책관)의 자리를 만들어 마이클 페린(Michael Perrin을 임명했다.이것은 퍼린이 ICI에서 힌튼보다 후배였기 때문에 기분 나쁜 감정을 만들어냈다.포털은 또한 오래된 튜브 합금 기술 위원회를 대체할 기술 위원회를 만들었다.^[66]원자력에 대한 보급부의 통제를 법적 형태로 하기 위해 1946년 11월 6일 1946년 원자력법으로 법률이 된 법안이 1946년 5월 1일 하원에 상정되었다.^[67]

전쟁 기간 동안 채드윅, 콕크로프트, 올리판트, 피얼스, 해리 매시, 허버트 스키너는 1944년 11월 워싱턴 D.C.에서 만나 약 150만 파운드의 비용이 들 것으로 추산한 영국의 원자력 연구소를 위한 제안을 작성했다.^[68]튜브 합금 위원회는 1945년 4월 그들의 권고를 승인했고, 애틀리는 1945년 10월 29일 하원에서 그것의 창설을 발표하면서, 건설에 약 100만 파운드가 들 것이고, 운영하는데 연간 50만 파운드가 들 것이라고 하원에 알렸다.^[59]새 설립자의 분명한 선택은 채드윅과 콕크로프트였고, 전자는 후자를 임명할 것을 촉구했다.콕크로프트는 자신이 장관과 그의 상임장관에게만 답변할 수 있도록 서면으로 규정하는 것을 조건으로 동의했으며, 군사기밀 요건의 대상이 되는 경우를 제외하고는 설립은 자유로운 의견교환과 논문공개를 통해 대학처럼 운영될 것이다.^[69]1946년 9월까지 캐나다를 떠나지 않았지만 1945년 11월 그의 임명이 발표되었다.^[70]원자력 연구소는 1950년 1월까지 포탈의 지배를 받지 않았다.위원회는 옥스포드 남쪽 약 21km 지점에 있는 비행장인 RAF 하웰의 AERE 부지를 선정했다.비행장은 활주로가 긴 현대식 비행장으로, 수상이 개입할 때까지 항공부는 석방을 꺼렸다.^[71]

원자폭탄 개발에 대한 책임은 국방부 영역 밖에 있었다.그 이유 중 하나는 1946년 10월에야 만들어졌는데, 그 무렵에는 이미 포탈이 CPAE로 지정되어 있었다.^[72]티저드는 1946년 11월 국방부의 수석 과학 고문이 되었으며,^[73] 1947년 1월에는 국방부와 참모총장에게 과학정책의 문제에 대해 자문하기 위해 설립된 국방연구정책위원회(DRPC) 위원장도 맡았다.^[72]Tizard는 핵무기 정책을 어느 정도 통제하려고 시도했다.앤더슨의 자문위원회는 1947년 말에 폐지되었고, 그 자리에 두 개의 새로운 위원회가 설치되었는데, 그 위원회는 DRPC 산하에 와 Tizard가 의장을 맡고 있던 원자력 위원회와 포털에 답변할 수 있는 원자력 위원회였다.그러나 Tizard는 원자력 정책을 통제하는 데 실패했다.^[74]

결정

과학자들 사이의 초기 논쟁은 원자폭탄의 핵분열 물질이 우라늄-235여야 하는지 아니면 플루토늄이어야 하는지에 관한 것이었다.튜브 알로이즈는 우라늄 농축을 위한 가스 확산에 대한 선구적인 연구를 상당 부분 수행했고, 올리판트 버클리 연구팀은 전자파 과정을 잘 숙지하고 있었다.영국에 남아 있던 직원들은 우라늄-235를 강력히 선호했지만, 미국에서 일했던 과학자들은 플루토늄을 생산할 원자로 설계에 대한 전문지식도, 플루토늄 체에 대한 필수 지식도 없음에도 불구하고, 폭발물로서 플루토늄의 더 큰 효율성에 근거하여 플루토늄을 주장하였다.그것을 추출하기 위한 mistry 또는 야금.하지만, 몬트리올 연구소는 실험용 원자로를 설계하고 건설하고 있었고, 플루토늄과 우라늄을 분리하는 작업을 일부 수행했다.맨해튼 프로젝트는 두 가지 방법을 모두 추구했고, 로스 알라모스에서 일했던 과학자들은 두 가지 방법을 모두 사용하는 복합 코어를 사용하는 작업을 알고 있었다. 그러나 영국에는 이를 위한 자금, 자원 또는 숙련된 인력이 없을 수도 있다는 우려가 있었다.결국, 그것은 경제학의 문제로 귀결되었다; 원자로는 동일한 양의 농축 우라늄을 생산하는 분리 공장보다 더 저렴하게 건설될 수 있었고, 우라늄 연료를 더 효율적으로 사용할 수 있었다.연간 15개의 폭탄에 충분한 플루토늄을 생산할 수 있는 원자로와 분리 발전소는 약 2천만 파운드의 비용이 들었다.^[75]이 시설은 1945년 12월 18일 "가장 긴급하고 중요한" 75세대 위원회의 승인을 받았다.^[76]

몇 달 뒤 이 결정이 내려졌을 때 임명되지 않았던 포탈은 의구심을 갖기 시작했다.위그너 병으로 거의 완전히 가동이 중단되었던 핸포드 부지 원자로에 문제가 있다는 소식이 그에게 전해졌다.1946년 5월 미국을 방문한 그로브스는 포탈에 원자로를 건설하지 말 것을 권고했다.이 무렵, 폐연료봉을 다시 풍부하게 하여 우라늄 연료를 더 잘 사용하는 데 과학자들의 관심이 있었다.가스 확산 공장은 3천만 파운드에서 4천만 파운드 사이의 비용이 들었다.75세대 위원회는 1946년 10월에 그 제안을 고려했다.^[77]동석한 페린은 나중에 다음과 같이 회상했다.

회의는 비용을 이유로 반대 결정을 내릴 참이었는데 [에른스트] 베빈이 늦게 도착해서 "우리는 이것을 가져야 한다.나 자신은 개의치 않지만, 방금 전에 번스 씨와 논의한 것처럼 이 나라의 어떤 다른 외무장관도 미국 국무장관으로부터 이야기를 듣거나 받는 것을 원치 않는다.우린 이걸 여기에 둬야해, 돈이 얼마가 들든 간에...그 위에 피비린내 나는 유니언 잭을 띄워야 해."^[55][78]

페니는 1944년에 로스 알라모스 연구소에 들어갔고, 공격받을 도시를 선별한 표적 위원회에서 활동했었다.나가사키 폭격 때 관측기 '빅 악취'에 탑승한 적이 있었고, 일본의 항복을 계기로 지상에서 피해 평가를 한 적이 있다.^[79]He had returned to England in November 1945 intending to resume his academic career, but was approached by C. P. Snow, one of the Civil Service Commissioners, and asked to become Chief Superintendent Armament Research (CSAR, pronounced "Caesar"), in charge of the Ministry of Supply's Armaments Research Department (ARD) at Fort Halstead in Kent.그의 CSAR 임명은 1946년 1월 1일 발표되었지만 그로브스는 그에게 비키니 아톨에서 미국 작전 크로스로스 핵실험에 도움을 요청했다.페니는 1946년 3월 미국으로 떠났고, 1946년 10월까지 영국으로 돌아오지 않았다.^[80]그리고 포탈은 그에게 군수품 연구부 내에 원자 폭탄을 설계, 개발, 건설할 핵무기 부문을 위한 계획을 작성해 줄 것을 요청했다.보안상의 이유로 자신을 타이핑해야 했던 1946년 11월 1일 포탈에 제출한 보고서에서 페니는 제안된 조직도를 제공하고, 그의 인력 요건을 상세하게 설명했으며, 그의 숙소 요구조건은 포트 할스테드, 울리치의 로열 아스널, 슈베리니스에서 충족될 수 있다고 느꼈다.^[81][82]

1946년 7월 참모총장은 핵무기 문제를 고려했고, 영국이 핵무기를 획득할 것을 권고했다.이 권고는 1946년 7월 22일 내각방위위원회에서 받아들여졌다.^[83]테더 공은 1946년 8월 9일 공식적으로 원자폭탄을 요청했다.^[84][85]합참은 1957년까지 200개의 폭탄이 필요할 것으로 추정했다.^[86]이런 점에도 불구하고, 그리고 이미 허가를 받은 시설의 연구와 건설에도 불구하고, 원자폭탄 제조를 진행하기로 한 공식적인 결정은 아직 없었다.^[87]포탈은 또 다른 임시 위원회인 163세대 위원회의 1947년 1월 8일 회의에서 원자폭탄 개발을 진행하기로 합의한 자신의 제안을 제출했다.또한 Penney는 5월까지 이 결정을 통보받지 못했지만, Penney가 폭탄 개발 노력을 담당하도록 하자는 Portal의 제안을 지지했다.^[88]이 결정에서 마거릿 고잉은 다음과 같이 썼다.

원자폭탄을 만들기로 한 영국의 결정은 일반적인 추측의 틀에서 나온 것이었다.그것은 즉각적인 군사적 위협에 대한 대응이 아니라 근본적이고 거의 본능적인 것, 즉 원자로 무장한 적을 저지하기 위해서는 영국이 그토록 기후적인 무기를 소유해야 한다는 느낌, 강대국으로서의 영국이 모든 새로운 주요 무기를 획득해야 한다는 느낌, 핵무기가 티의 발현이라는 느낌이었다.그는 순수한 숫자로 측정한다면 매우 부족한 영국의 힘이 의존해야 하는 과학과 기술적 우위에 있다.^[89]

이것은 영국의 뿌리 깊은 정치 전략 사상을 대변했다.^[90]전쟁으로 영국은 피폐해져 있었다.그것의 금과 달러 보유고는 고갈되어 있었다.현재 상선의 3분의 1이 해저에 놓여 있다.약 25만 채의 집이 파괴되었고, 몇 년 동안 거의 아무 것도 지어지지 않은 상태에서 또 다른 300만 채가 피해를 입었다.1947년 초, 공장들은 석탄 부족으로 생산을 중단했다.미국은 전쟁이 끝났을 때 갑자기 임대차계약을 해지했었다.그 자리에는 미국으로부터 37억 5천만 달러의 대출과 캐나다로부터 12억 5천만 달러의 대출이 있었는데, 대부분은 1947년 8월까지 지출되었다.^[91]그럼에도 불구하고 미래는 과거와 같을 것이라는 불굴의 믿음이 남아 있었다.^[92]베빈은 1947년 5월 16일 하원에 다음과 같이 말했다.

폐하 정부는 그 견해를 받아들이지 않으십니다.우리가 위대한 권력이 되는 것을 그만두었거나, 우리가 그 역할을 그만 두었다는 주장.우리는 우리 자신을 세계의 평화에 가장 중요한 권력자 중 한 명으로 간주하고 있으며, 우리는 아직도 역사적인 역할을 해야 한다.우리가 자유를 위해 그렇게 열심히 싸웠고, 그 대가를 지불했다는 사실은 우리가 그 지위를 유지할 수 있다는 것을 보증한다; 사실 그것은 우리에게 자유를 계속 유지할 의무를 부여한다.나는 어떤 제안도 알지 못하는데, 심각하게 진보했다. 갑작스런 운명의 발작에 의해, 그것은 그대로, 우리가 하룻밤 사이에 강대국이 되는 것을 중단했다는 것이다.^[93]

아틀리는 1961년 회고록에서 자신의 결정을 다음과 같이 설명했다.

그때 우리는 [미국이] 철수하고 다시 고립주의자가 될 가능성이 항상 있다는 것을 명심해야 했다.그러므로 영국의 원자폭탄 제조는 우리의 방위에 필수적인 단계였다.이 모든 것이 나토 이전이었다는 것을 기억해야 한다. 나토가 상황을 바꾸었다.그러나 당시 우리는 유럽 상황, 즉 세계 상황의 현실을 미국인들이 이해하도록 최선을 다하고 있었지만, 우리가 성공할 것이라고 확신할 수는 없었다.결국 우리는 그렇게 했다.그러나 그 동안 영국의 안보에 위험을 무릅쓸 수는 없었다.^[94]

이 결정은 1948년 5월 12일 알버트 알렉산더 국방장관이 하원에서 공표한 것으로 노동당 백벤처인 조지 제거의 사전에 계획된 질문에 완곡하게 답변한 것이다.D고시 25호는 핵무기의 설계, 건설, 위치 등에 관한 세부사항을 공표하는 것을 금지했다.^[95][96]이 프로젝트는 "기본적인 고폭력 연구"라는 표지 이름으로 숨겨져 있었다.^[97]"Basic"은 곧 떨어졌고 그것은 간단히 "HER(High Voltage Research)"가 되었다.^[98]

우라늄

우라늄은 원자로를 위한 유일한 연료였기 때문에 적절한 공급의 확보가 영국의 원자력 프로그램에 결정적이었다.^[99]전쟁 중 영국은 홍수와 폐쇄를 거듭하던 벨기에 콩고의 우라늄광산 신콜로브웨 광산의 30%가 영국의 이익에 의해 통제되면서 다시 개방하는 데 앞장섰다.1944년 5월 존 앤더슨 경과 존 위넌트 미국 대사는 벨기에 망명정부와 에드가 센기에르 유니온 미니어처 국장이 광산을 재개장하고 1720톤의 광석을 파운드당 1.45달러에 구입하는 협상을 벌였다.^[100]미국과 영국의 지도자들은 가능한 한 많은 세계의 우라늄 매장량을 통제하는 것이 그들의 최선이라고 결론지었다.연합 개발 신탁은 1944년 6월 14일 이를 위해 설립되었다.^[101]처음에는 미국인 그로브스를 회장으로 하여 미국인 3명, 영국인 2명, 캐나다인 1명으로 구성되었다.^[102]전쟁이 끝날 무렵에는 세계 우라늄의 97%와 토륨의 65%를 통제하게 되었다.^[103]

전쟁 중에 콩고에서 나온 모든 우라늄은 알소스 미션에 의해 유럽에서 포획된 것과 마찬가지로 영국인의 손을 거쳐 일부 우라늄이 통과했음에도 불구하고 미국으로 갔다.^[104]신콜로브웨 광산의 전 생산량은 1956년까지 연합개발신탁에 계약되었으나 1946년 3월 광산이 1947년에 소진되어 심각한 우라늄 부족을 초래할 우려가 있었다.^[105]약간의 협상 후에, 그로브스와 채드윅은 우라늄 광석 생산의 분할에 동의했고, 1946년 3월까지의 모든 것이 미국으로 가고, 그 후 물자는 균등하게 분배되었다.^[104][105]1946년 7월 31일 연합 정책 위원회 회의에서 재정 협정이 조정되었다.이전에, 두 나라는 비용을 똑같이 분담했다. 따라서 각국은 그들이 실제로 받은 것에 대해서만 지불할 것이다.^[104]따라서 영국은 미국을 앞설 필요 없이 필요로 하는 우라늄을 확보할 수 있었고, 이에 대한 비용을 스털링으로 지불했다.한편 이번 조정은 VJ데이에 소급 적용되었기 때문에 미국에 할당된 물량에 대한 보상을 받았기 때문에 영국의 달러 부족을 완화시켰다.^[104][106]

1946년 말까지 영국은 1,350톤(1,370t)을 받았으며, 또 다른 500톤은 랭커셔의 프레스톤 근처의 스프링필드에서 트러스트를 위해 비축되었다.우라늄 광석은 맥마흔법이 미국에서 수출하는 것을 허용하지 않았기 때문에 영국에 비축되었다.그로브스는 이 협정을 1947년까지 연장했고, 또 다른 1400톤(1,400t)이 영국으로 선적되었는데, 이 모든 것이 스프링필드 비축량에 추가되었다.그 규모가 커진 것이 미국인들이 협상을 재개한 주된 이유였는데,^[107] 모더스 비벤디는 미국과 영국, 캐나다 간의 기술 정보 공유를 제한적으로 허용했다.^[108][109]이 협정에 따라 1948년과 1949년의 콩고 광석은 모두 미국으로 보내졌다.^[107]트러스트는 1948년 1월 통합개발청으로 명칭이 변경되었다.^[102][110]

1949년 8월 제1차 소련의 원자폭탄 실험은 (1954년까지 소련 원자력을 기대하지 않았던) 영국인들이 구타를 당했다는 이유로 당혹스러웠지만,^[111] 그것은 미국인들을 위한 또 다른 협력의 이유였다.원재료에 관한 협정은 연말에 만료될 예정이었다.^[112]미국인들은 영국이 그들의 원자폭탄 프로그램을 끝내는데 동의한다면 영국이 사용할 수 있는 폭탄을 만들겠다고 제안했다.이 제안은 "이처럼 중요한 무기를 남들에게 의존할 수 있는 일등공신으로서의 우리의 지위와 맞지 않는다"^[113]는 이유로 거절되었다.대신 영국은 원자정보의 완전한 교환이 있을 것이라고 제안했고,^[114] 영국에서 원자폭탄의 생산을 중단하는 대가로 미국의 폭탄은 영국의 통제하에 영국에 저장될 것이다.^[113]이로써 영국은 1952년 말 자체 목표일보다 훨씬 빨리 핵무기를 보유하게 되었을 것이다.미국 원자력위원회의 루이스 스트라우스(Lewis Strauss), 상원의원 부르크 B(B) 등 몇몇 핵심 관료들의 반대였다. 히킨루퍼와 아서 반덴버그는 1950년 2월 2일 하웰에서 근무하던 푸흐스가 소련 스파이로 체포되면서 야기된 보안 우려와 함께 이 제안을 거절하게 되었다.^[115]

이때까지 영국에 배정된 원래 1350t(1,370t)의 장탄은 대부분 소진됐으며, 미국인들은 스프링필드 비축물량에서 505t(513t)을 배정하기로 합의했다.영국은 1951년에 561t(570t), 1952년에는 500t(510t)의 장탄을 추가로 배정받았다.생산 증가와 포르투갈, 남아프리카, 호주에서 새로운 우라늄 공급원의 발견과 개발로 인해,^[116] 비록 영국은 1949년에 원자로를 취소해야 했지만, 미국, 영국, 캐나다 프로그램을 위한 충분한 우라늄이 있었다.^[117]

생산설비

1946년 1월부터 1953년 3월까지 4천 4백만 파운드가 핵무기 시설 건설에 쓰였다.^[118]직원들은 공무원직에서 뽑혀 채용되었고, 공무원 봉급을 받았다.^[119]

우라늄금속공장

전쟁 중에 채드윅은 ICI가 우라늄을 생산할 작은 공장을 짓도록 주선했었다.1947년까지, 그것은 운영되었고 매주 3,000 파운드 (1,400 kg)를 생산했다.이는 하웰에 건설된 실험용 원자로인 BEPO에서 사용되겠지만, 이 발전소는 우라늄 산화물을 필요로 했고, 맥마흔법에 따라 미국으로부터의 수출도 금지되었다.힌튼과 리슬리의 그의 직원들은 550만 파운드의 비용을 들여 이전의 독가스 공장이 있는 스프링필드에 새로운 우라늄 공장을 건설했다.^[120]최초의 우라늄 금속은 1948년 10월에 생산되었다.^[121]

우라늄 광석은 분쇄되어 산으로 용해되었다.불순물이 분리되고 우라늄 산화물이 침전되었다.라듐은 회사와의 계약에 따라 유니언 미니에르로 반환되었다.산화 우라늄은 그때 정화되었다.질산 천왕성을 생산하기 위해 질산에 용해되었다.그리고 나서 이것은 에테르에 용해되었고, 암모니아에 의해 제거되고 침전되어 이우라늄을 생산했다.디우라늄산 암모늄은 용광로에서 가열하여 수소와 불산을 줄여 테트라플루오르화 우라늄을 생산하였다.칼슘 금속을 가열하고 섞으면 금속 우라늄으로 줄어들어 불소화칼슘이 슬래그로 남게 된다.그리고 나서 금속 우라늄은 빌렛으로 주조되었다.이것들은 막대기로 압출되어 알루미늄 캔으로 밀봉되었다.^[122][123]

원자로

1947년 8월 15일 영국 하웰에서 'GLEEP'로 알려진 100kW의 소형 연구용 원자로인 영국 최초의 원자로가 임계치에 도달했다.^[124]우라늄 금속 12t(12t)과 이산화 우라늄 21t(21t)으로 연료를 공급했고, 핵 흑연 505t(513t)을 중성자 감속재로 사용했다.^[125]이것은 일부 실험 작업에서는 괜찮았지만 방사성 동위원소를 생산하기 위해서는 중성자 유속이 더 높은 보다 강력한 6,000 kW의 원자로가 필요했다.몬트리올 연구소의 영국 직원들은 1945년과 1946년에 BEPO를 설계했다; Risley는 공학과 건설을 담당했다.원자로 설계의 핵심 선택은 연료, 중성자 감속재 및 냉각재 선택이다.농축 우라늄은 사용할 수 없었기 때문에 사용 가능한 유일한 연료는 천연 우라늄이었다.마찬가지로 몬트리올 연구소는 캐나다에서 ZEEP 중수로 설계 및 건설 경험이 있는 반면 영국에서는 중수를 사용할 수 없었기 때문에 흑연만이 중성자 감속재를 위한 선택이었다.그 좌냉방, 그리고 실험용 원자로로서는 공기 냉각이 당연한 선택이었다.따라서 그 결과 원자로는 미국의 X-10 흑연 원자로와 상당히 유사했다.^[126]1948년 7월 5일 중요해진 BEPO는 금속 우라늄 40t(41t)과 흑연 850t(860t)을 강철 600t(610t)과 콘크리트 3000t(3000t)에 싸서 사용했다.^[127]

플루토늄 생산 원자로의 경우, 같은 이유로 천연 우라늄 연료와 흑연을 감속재로 사용하도록 요구되었지만, 원래는 한포드 현장의 미국 원자로처럼 수냉이 될 것으로 가정되었다.^[128]필요한 크기의 수냉식 원자로는 하루에 약 3만 갤런의 물을 필요로 하며, 금속 파이프의 부식을 방지하기 위해 가급적 매우 순수한 물을 필요로 한다.게다가 안전에 대한 우려도 있었다.물은 중성자를 흡수하기 때문에 냉각수가 갑자기 손실되면 중성자속과 원자로 온도가 상승하고, 치명적인 핵 용융이 발생할 수 있다.^[129]그런 사건은 1986년 체르노빌 참사에서 실제로 일어났다.^[130]미국의 해결책은 이 시설을 외딴 곳에 위치시키는 것이었지만 인구밀도가 높은 영국령 섬들에서는 그런 장소들이 스코틀랜드의 북쪽과 서쪽에만 있었다.^[128]1947년 4월까지 힌튼은 포탈에 기체 냉각 시스템의 장점을 확신시켰다.^[128]헬륨은 처음에는 냉각제 기체로 선호되는 선택이었지만 그 주원인은 미국이었고, 맥마흔법에 따르면 미국은 핵무기 생산을 위해 헬륨을 공급하지 않을 것이기 ^[131]때문에 결국 공기 냉각이 선택되었다.^[132]

원격지의 필요성이 없어지자 컴벌랜드 연안에 ROF 드리그(Royal Ordnance Factory, ROF Drigg) 전 로얄 오드넌스 공장에 시설을 짓기로 결정했다.이곳은 곧 인근 ROF 셀라필드의 보다 적합한 장소로 변경되었다.스프링필드와의 혼동을 피하기 위해 윈드스케일로 명칭을 변경했다.^[133]건설은 1947년 9월에 시작되었다.^[134]위그너 효과의 위험성을 간과하지 않았다.월터 진은 1948년에 영국을 방문하여 중요한 정보를 제공했다.이를 바탕으로 한 새로운 계산은 이미 가공되고 있던 흑연 블록의 레이아웃을 바꿔야 한다는 것을 의미했다.^[135]두 개의 윈드스케일 원자로는 1950년 10월과 1951년 6월에 가동되었다.^[134]설계단계에서의 잘못된 계산 때문에 원자로는 예상 출력을 내지 못했다.^[136]그 결과, 1952년 6월에 페니에게 첫 번째 플루토늄 선적을 제공하고, 1952년 8월 1일까지 코어에 충분한 양을 공급하기 위해 특별한 조치를 취해야 했다.폭탄 설계의 개선은 궁극적으로 그가 플루토늄을 15% 적게 가지고도 해낼 수 있다는 것을 의미했다.^[137]1953년부터 윈드스케일 원자로는 연료로 약간 농축된 우라늄을 사용할 수 있었다.^[136]그들은 1957년 10월 윈드스케일 화재 이후 폐쇄되었다.^[138]

플루토늄처리시설

플루토늄을 생산하기 위해 우라늄 카트리지가 윈드스케일 원자로에서 조사되었다.카트리지는 원자로를 통해 밀리고 반대편에서 빠져나와 깊은 냉각 연못으로 끌려가는 물에 잠긴 철제 스킵에 빠졌다.조사 후, 각 카트리지에는 35개의 다른 화학 원소의 180개 정도의 동위원소가 들어 있었다.1% 미만의 사료가 플루토늄으로 변환되었을 것이지만, 약 5%는 현재 방사능 핵분열 생성물이었고, 나머지는 약간 고갈된 우라늄이었다.150일 동안 수중으로 보관된 뒤 단명 동위원소가 부패해 방사성 동위원소 20여 개가 상당량 남아 있었다.원격조종을 이용해 카트리지를 납으로 된 "커핀"에 넣어 화학 분리 공장으로 운반했다.^[139]

Hanford에서 미국인들은 우라늄에서 플루토늄을 분리하기 위해 비스무트 인산염 과정을 사용했었다.이것은 낭비였다; 플루토늄은 회수되었지만 우라늄은 쉽게 회수될 수 없는 상태로 남겨졌다.^[140]몬트리올 연구소의 한 팀은 이 문제를 조사했고, 우라늄과 함께 사용되는 것과 유사한 새로운 과정을 고안했다.그들은 산업적인 규모로 고용될 수 있다고 믿는 이 과정을 한포드 연료봉에서 20mg의 플루토늄을 추출하기 위해 시도했었다.카트리지들은 질산에 용해되었고 플루토늄을 제거하기 위해 디부틸 카비톨이 사용되었다.^[141]

1946년 이후, 플루토늄의 유일한 공급원은 캐나다의 NRX 원자로였고, 그곳에서 나온 조사봉은 1948년 중반까지 영국에 도착하지 않았다.하웰은 그들이 그랬다면 그들을 다룰 수 없었을 것이다; 비록 작은 뜨거운 실험실이 1948년에 가동되기 시작했지만, 1949년에야 "뜨거운" 방사능 실험실이 지어졌다.1950년까지 운영되었던 분필 강 연구소에 시범 공장이 설립되었다.^[142]공정이 제대로 될지에 대한 우려와 수많은 경미한 변화, 사용된 철강과 관련된 시공 문제에도 불구하고 1951년 4월 예정대로 공장을 완공했다.첫 번째 활성 물질은 1952년 2월 25일에 그 공장에 공급되었다.이 공장은 설계한 생산 목표를 초과해 12년 동안 좋은 성능을 보였으며, 더 큰 시설이 필요할 때만 해체되었다.최초의 플루토늄 빌렛은 1952년 3월 31일에 주조되었지만 불순물이어서 폭탄에 사용할 수 없었다.그 과정을 완벽하게 하기 위해서는 하웰과 윈드스케일에서의 추가 작업이 필요했다.^[143]

기체확산식물

기체 확산 공장은 공학적인 관점에서 가장 복잡했다.^[144]6불화 우라늄 가스는 계단식으로 주입되어 일련의 막을 통과하면서 단계별로 우라늄-235가 풍부해졌다.맨해튼 프로젝트가 사용한 니켈 가루를 조달하는 것은 문제가 되지 않았다. 그것은 영국의 한 회사에서 나온 것이기 때문이다.다시 한 번 왕립 오르드넌스 공장이 부지로 선정되었는데, 이 경우 체스터 인근 카펜허스트에 있는 ROF 카펜하스트의 ROF 카펜하스트는 리슬리에서 불과 40km 떨어진 곳에 있다는 장점이 있었다.^[145]운반이 어렵고 위험한 원소 불소를 이용해 육불화우라늄을 생산하는 대신, 스프링필드에서 3불화염소로 생산한 것이 한 결정이었다.이 과정은 미해결로 제대로 작동하지 않았으며, 1952년 2월에 생산이 시작되었을 때 육불화 공장은 제대로 성능을 발휘하지 못했다.그것은 25만 파운드의 비용으로 재설계되어야 했다.1400만 파운드가 들어간 카펜허스트의 기체 확산 공장은 1953년 생산을 시작했지만 ^[144]저농축 우라늄만 생산했고 1954년까지 고농축 우라늄을 생산하지 않았다.1957년까지 매년 125kg의 고농축 우라늄을 생산할 수 있었다.^[146]당시 영국의 디자인은 다량의 농축 우라늄을 사용했다. 그린 대나무의 경우 87kg, 오렌지 헤럴드의 경우 117kg.^[147]1961년 말, 3.8톤에서 4.9톤의 고농축 우라늄을 생산한 후, 민간 원자력 발전용 저농축 우라늄 생산으로 전환되었다.^[146]

폭탄 디자인

포트 할스테드에서 일하기 위해 채용된 핵심 직원들은 1948년 1월 1일에 시작한 존 챌린즈였다.^[148]1948년 중반쯤에는 220명의 직원이 필요할 것이라는 페니의 초기 추정치가 빗나가 500명 가까이 필요할 것이라는 것이 분명해졌다.이는 다른 프로젝트에서 인력을 빼내는 것뿐만 아니라 일부 인력은 완전히 폐기하는 것을 의미했다.^[149]1948년 10월, 페니는 안전, 보안, 경제 등을 이유로 HER을 위한 새로운 별도의 사이트 개발 요청서를 제출했다.^[150]이는 승인되었지만 적합한 부지를 찾는 데 6개월이 더 걸렸다.글로스터셔에 있는 공군기지인 RAF 사우스 세르니가 선정되었지만, RAF는 그 장소를 포기하기를 거부했다.그 후, 전 공군기지인 RAF 알더마스턴이 선정되었다.^[151]동시에, HER을 군비연구센터(ARE)에서 분리하기로 결정했다.이로 인해 핵무기와 유도탄에 대한 연구를 위해 전문지식이 필요했던 챌린스와 같은 인사들을 놓고 고통스러운 관료적 다툼이 벌어졌다.결국 HER는 챌린스를 포함해 ARE가 원하는 핵심인력 30명 중 25명을 유지했다.그 장소는 1950년 4월 1일에 인수되었다.페니는 CSHER(Committee High Voltage Research, CSHER)가 되었다.^[152]알더마스턴에서의 1단계 작업은 1951년 12월에 완료되었으나 플루토늄 처리 건물은 윈드스케일로부터 첫 번째 플루토늄이 도착하기로 되어 있던 1952년 4월에야 넘겨졌다.1953년 건설의 절정기에는 4,000명이 넘는 인력이 현장에서 일하고 있었다.^[153]

폭탄의 핵분열성분의 플루토늄을 선택한 것은 포트 할스테드에 있는 페니의 HER 팀이 핵폭발형 핵무기를 설계해야 한다는 것을 의미했다.로스 알라모스 연구소는 폭발성 렌즈로 이 일을 하는 문제를 해결했다.몇몇 영국 과학자들의 참여는 HERE가 일할 수 있는 탄탄한 경험 기반을 제공했다.영국의 디자인은 가능한 한 미국 뚱뚱한 남자의 디자인을 고수할 것이다.중요한 변화는 ARD 제품인 RDX를 렌즈의 빠른 폭발성 부품으로 컴포지션 B에 대체하는 것이다; 바라톨은 여전히 느린 부품을 제공할 것이다.^[154]이것은 울리치의 폭발물 전문가들이 다루었는데, 그는 기계 가공 공정을 고안하고 렌즈와 주형의 시제품을 생산했다.그 후 생산은 두 개의 왕립 오드넌스 공장에서 처리되었다.첫 번째 렌즈는 1952년에 납품되었고, 허리케인 작전 조립을 위한 두 세트가 충분했다.울리치는 변조를 막아주는 폭발물의 구형 껍질인 초충전을 제공했다.^[155]폭발성 렌즈 시험 발사는 로이 필그림의 지휘 아래 팀에 의해 파울니스에서 실시되었다.^[156]렌즈와 거의 동시에 폭발하기 위해, 미국인들은 폭발하는 브리지와이어 기폭장치를 개발했다; 이것은 복제되어야만 했다.^[157]어니스트 모트와 세실 빈이 개발했고, 챌린스가 발화 회로를 고안했다.^[158]

플루토늄 핵에 대한 작업은 윈드스케일이 1951년 말에야 충분한 제품을 공급할 때까지 기다려야 했다.우라늄 조작은 기계 공구와 주형의 부족과 진공 용해로의 어려움으로 인해 예상보다 야금주의자들에게 더 많은 도전을 증명했다.첫 번째 구는 1951년 12월에 주조되었는데, 0.75토우(0.019mm) 이내로 구형인 반면 일부 주조 결함이 있어 붕괴 과정을 방해할 우려가 있었다.결함은 수리되었고, 허리케인 작전에 대한 주조물 2개가 준비되었다.알더마스톤의 뜨거운 실험실이 1952년 5월에야 완성되었기 때문에, 하웰에서는 플루토늄 화학 및 야금학에 관한 작업이 수행되었다.최초의 플루토늄 빌렛은 1951년 분필강 연구소에서 질산 플루토늄으로 주조되었다.야금학자들은 플루토늄을 갈륨과 합금하여 Δ 위상 할당로프에서 안정화시키는 것을 선택했다.1951년 하웰에서 첫 번째 빌렛이 도착하기 전까지 그들은 이것이 실용적이라는 것을 확인할 수 있었다.알더마스톤의 첫 번째 플루토늄은 아르곤 대기에서 황화 세륨 도가니로 주조되었다.^[159]

사용 중인 다른 방사성 원소는 초기자에 사용된 폴로늄이었다.영국 사절단이 관여하지 않았던 맨해튼 프로젝트의 한 부분이었고, 반감기가 138일이라는 것 외에는 그 화학성과 성질에 대해서는 거의 알려지지 않았다.충격적인 발견은 폴로늄의 모트가 그들 자신의 알파 입자 방출을 이용하여 공기를 통해 자신들을 밀어낼 수 있다는 것이었다.안전 절차를 강화해야 했다.그것은 비스무트 조사로 윈드스케일에서 생산되었다.그곳에는 그것을 추출하기 위해 특별한 공장이 세워졌으나 1952년 6월에야 가동되었다.최종 제품은 폴로늄 500큐리(18,000GBq)에 불과해 1mg에도 못 미쳤다.허리케인 작전에 딱 제시간에 이용할 수 있었다.^[160]

결국 10명의 인원을 얻은 소규모 RAF팀은 존 롤랜드 공군 중령의 지휘 하에 HER과 연락을 취하도록 배치되었다.그는 "Herod"라고 명명된 항공부의 위원회에 답변할 수 있었다.그들은 원자폭탄이 어떻게 비행될 것인가를 고려했고, 블루다뉴브라고 명명된 생산 무기가 어떻게 저장되고, 처리되고, 유지될 것인가에 대한 훈련 과정과 매뉴얼을 준비했다.^[161]폭탄의 탄도 케이싱은 판버러에서 설계되었다.^[160]Rowlands는 중요한 디자인 변경에 책임이 있었다.안전상의 이유로 그는 폭파범이 비행하는 동안 코어를 플러그처럼 삽입하기를 원했다.^[162]Fuchs는 1948년에 Harwell에서 관련된 핵물리학의 계산을 수행했고,^[159] 시도하지 않은 동안 사용될 수 있는 대체 설계를 생산했다.새로운 영국의 설계는 우라늄 조작과 플루토늄 핵 사이에 공극이 있는 공중 부양 구덩이를 포함시켰다.이것은 망치가 못에 부딪히는 것과 마찬가지로 폭발로 인한 탄력이 쌓이는 시간을 주었다.^[163]

테스트

원자폭탄을 개발하기로 한 결정에는 이를 시험할 필요가 내재되어 있었다.선호되는 장소는 미국 태평양 증명서였다.폴백으로 캐나다와 호주의 사이트들이 고려되었다.1950년 9월 해군에서는 호주의 몬테 벨로 제도에 적합할 수 있다고 제안하여 애틀리는 호주의 수상인 로버트 멘지스에게 조사단을 파견하여 그 제도에 대해 살펴볼 수 있도록 허가해 달라는 요청을 보냈다.멘지스는 이에 동의했고, 1950년 11월, 공군 E. D. 데이비스 부사령관을 단장으로 하는 3인 파티가 섬으로 보내졌다.호주 정부는 1951년 5월에 사용 중인 섬에 정식으로 동의했고, 1951년 12월 윈스턴 처칠 휘하의 새 영국 정부는 시험장소 선택을 확정했다.^[164]1952년 2월 26일 처칠은 하원에서 영국의 첫 원자폭탄 실험이 연말을 앞두고 호주에서 일어날 것이라고 발표했다.^[165]

주력함 역할을 했던 항공모함 HMS 캄파니아와 LSTs 나르빅, 지브루게, 트래커 등이 포함된 허리케인 작전용 소형 함대가 A.D. 제독의 지휘 아래 집결됐다. 토레스.알더마스턴 출신의 레너드 타이테가 기술부장으로 임명되었다.^[166]허리케인 작전용 폭탄 조립품은 파울니스에서 조립된 후 1952년 6월 5일 호주로 수송하기 위해 호위함 HMS 플리름으로 운반되었다.^[167]캄파니아와 플리엠은 당시 이집트에 불안이 있었기 때문에 수에즈 운하를 횡단하지 않기 위해 희망봉 주변을 항해하면서 8주가 걸렸다.^[166][168]몬테 벨로 제도는 8월 8일에 도달했다.^[169]이들은 항모 HMAS 시드니를 포함한 11척의 호주 해군 함정이 합류했다.^[170]플루토늄 핵은 항공편으로 RAF 리네함에서 싱가포르로 날아가 키프로스, 샤르자, 실론을 거쳐 핸들리 페이지 헤이스팅스 항공기를 타고 갔다.싱가포르에서 그들은 쇼트 선덜랜드 비행선을 타고 마지막 여행을 했다.^[171]페니는 9월 22일에 항공편으로 도착했다.^[172]

폭탄은 현지시간으로 1952년 10월 3일 09:29:24(UTC 10월 2일 23:59:24)에 플림 기내에서 성공적으로 폭발했다.^[173]이번 폭발은 해저 2.7m(8피트 10인치)에서 발생했으며, 해저 6m(20피트) 깊이와 300m(980피트)에 접시 모양의 분화구를 남겼다.^[174]수확량은 TNT (100 TJ) 25 킬로톤으로 추정되었다.^[175]

배달 시스템

1945년 7월 티저드 위원회 보고서는 장거리 로켓과 조종사 없는 항공기의 출현을 예견했지만 10년 안에 그 가능성을 예상하지 못했으며, 따라서 장거리 제트 폭격기의 개발을 촉구했다.^[176]1946년, RAF의 최전방 폭격기는 전시 아브로 랭커스터의 발전된 에이브로 링컨이었다.소련에서 목표물에 도달할 수 있는 사정거리가 없었고, 제트 전투기 요격기도 다룰 수 없었다.^[177]작전요구사항(OR229)은 원자폭탄을 실은 사거리 1500해리(2800km, 1700mi)의 고고도 제트 폭격기를 요구했다.1946년 8월 9일의 원자폭탄(OR1001) 요건에는 길이 7.3m 또는 지름 5피트(1.5m) 이하, 무게는 10,000파운드(4,500kg) 이하라고 명시되어 있다.^[176]

OR229는 1946년 12월 17일 운영요구위원회의 승인을 받았으며, 공급부는 1947년 1월 8일 입찰자를 초청하는 서한을 발송했다.OR229에서 나온 3대의 폭격기는 V 폭격기로 알려진 비커스 발리안트, 아브로 벌컨, 핸들리 페이지 빅터였다.^[176]원자폭탄 프로그램에 대한 높은 우선순위는 V 폭격기 프로그램에 의해 공유되지 않았다.^[178]비커스는 1951년 2월 9일 25명의 발레리앙스의 첫 생산 주문을 받았고, 1955년 2월 8일에 인도되었다.그 뒤를 이어 벌컨과 빅토르가 1956년과 1957년에 각각 서비스를 개시했다.^[179]따라서 1953년 11월 7일과 11일에 최초의 블루 다뉴브 원자폭탄이 RAF 위터링의 폭격기 사령부 아미츠 스쿨에 전달되었을 때, RAF는 그것을 운반할 수 있는 폭격기가 없었다.^{[180][178][181]}페니는 "RAF는 오랫동안 항공기를 취급해 왔으며 생산라인에서 벗어나자마자 발리안트를 조종할 수 있다"고 말했다.그러나 영국 공군은 아직 핵무기를 취급하지 않았기 때문에 가능한 한 빨리 RAF에 폭탄을 몇 대 가져와야 하며, 따라서 처리와 정비가 연습되고 완전히 풀릴 수 있을 것이라고 말했다.^[182]당분간 영국은 미국의 핵우산에 의존하고 있었다.^[183]

따라서 1953년 11월 5일, 항공 및 해군참모본부는 영국 전기 캔버라, 글로스터 자블린, 슈퍼마린 스크리미타르 항공기로 운반할 수 있는 더 작고 가벼운 원자폭탄에 대한 운영 요건(OR1127)을 발표했다.알더마스턴은 1954년에 붉은 수염으로 명명된 새 폭탄에 대한 작업을 시작했다.우라늄-플루토늄 코어를 합성했고, 에어렌즈를 사용해 치수를 줄인 반면 수율은 10킬로톤이었다.실제로, 나중에 향상된 버전은 최대 100킬로톤까지 생산량을 기록했다.붉은 수염의 무게는 블루 다뉴브의 약 5분의 1인 1,650파운드(750kg)로, 길이는 12피트 10인치(3.91m)이고 지름은 28인치(710mm)이었다.1956년 9월과 10월 마를링가에서 열린 영국 버팔로 핵 실험에서 시험되었지만, 다양한 문제들이 부딪혔다는 것은 1960년에야 RAF와 영국 해군에 대한 생산판 배달이 이루어졌다는 것을 의미했다.^{[184][185][186]}

결과

1951년, 페니는 "1급 권력에 대한 차별적 테스트는 그것이 원자 폭탄을 만들었는지 여부인데 우리는 그 테스트를 통과해야 하거나 이 나라 내부와 국제적으로 심각한 위신을 잃어야 한다"^[187]고 썼다.뒤처질 염려가 있었고, 미국이 특별관계 재개를 위해 충분히 감명을 받을 수 있기를 희망했다.^[187]원자폭탄의 성공적인 실험은 비범한 기술적 성취였다.영국은 세계 제3의 원자력 강국이 되었다.^[188]

하이 파이어폭스 리서치는 괄목할 만한 경제성과 효율성으로 목적을 달성했지만 가격은 여전히 높았다.^[189]1946년에서 1953년 사이에 리슬리는 7200만 파운드를 썼고, 하웰은 거의 2700만 파운드를 썼으며, 무기 제조소는 950만 파운드가 넘었다.^[190]이에 비해 1948년 영국의 국방비는 6억 파운드였다.^[191]HER은 1946년에서 1953년 사이에 공급부 지출의 11퍼센트를 차지했다.^[192]그것은 두 당파적이고 대중적인 지지를 받았다.^[193]영국의 비참한 재정 상태를 감안할 때, 사고는 재래식 군대를 원자 폭탄으로 대체하는 것으로 바뀌었다.확실히 비용이 많이 들지만, 그들은 비교적 낮은 비용으로 비범한 파괴력을 전달할 수 있었다.^[194][195]억제라는 개념은 대전으로 거슬러 올라가는 경험을 바탕으로 진화하기 시작했다.^[196]기술 스핀오프도 있었다.원자로 보유, 핵연료 생산 수단, 과학적 지식의 보고 등이 광대한 원자력 산업으로 이어졌다.^[197]

그러나 영국은 독립을 위해 노력하는 동안 미국과의 특수관계의 갱신 형태로 상호의존성을 추구했다.이것은 다른 나라들이 전쟁에서 회복되어 다시 한번 영국의 위상에 도전하기 시작했기 때문에 그 어느 때보다도 바라는 바였다.성공적이었던 만큼, 하이 파이어폭스 리서치는 두 가지 수치에 모두 미치지 못했다.^[198]1952년 10월 몬테 벨로에서 시연된 기술은 이미 7년 전이었다.다음 달에 미국은 열핵 장치인 아이비 마이크를 실험했다.영국 정부는 이제 수소 폭탄 프로그램을 시작할 것인지 결정해야 할 것이다.페니는 우선 이것이 영국의 전쟁으로 파괴된 경제의 재원을 넘어설 가능성이 있다고 우려했다.^[195]성공적인 영국 수소폭탄 프로그램, 그리고 스푸트니크 사태로 인한 우호적인 국제관계 풍토는 1958년 미국 원자력법의 개정과 1958년 미국-영국 상호방위협정에 따른 미국과 영국 간의 핵 특수관계의 재개를 이끌었다.^[199]

메모들

참조