Aleaciones para tubos

Las aleaciones de tubo fue el programa de investigación y desarrollo autorizado por el Reino Unido, con la participación de Canadá, para desarrollar armas nucleares durante la Segunda Guerra Mundial. Comenzando antes del Proyecto Manhattan en los Estados Unidos, los esfuerzos británicos se mantuvieron clasificados y, como tal, tuvo que ser mencionado por el código incluso dentro de los círculos más altos del gobierno.

La posibilidad de armas nucleares fue reconocida al principio de la guerra. En la Universidad de Birmingham, Rudolf Peierls y Otto Robert Frisch escribieron conjuntamente un memorando en el que explicaban que una pequeña masa de uranio-235 puro podría utilizarse para producir una reacción en cadena en una bomba con la potencia de miles de toneladas de TNT. Esto llevó a la formación del Comité MAUD, que pidió un esfuerzo total para desarrollar armas nucleares. Wallace Akers, que supervisó el proyecto, eligió el nombre en clave deliberadamente engañoso "Tube Alloys". Su Dirección de Aleaciones de Tubos formaba parte del Departamento de Investigación Científica e Industrial.

El programa Tube Alloys en Gran Bretaña y Canadá fue el primer proyecto de armas nucleares. Debido a los altos costos y al hecho de que Gran Bretaña estaba librando una guerra dentro del alcance de los bombardeos de sus enemigos, Tube Alloys finalmente quedó incluida en el Proyecto Manhattan por el Acuerdo de Quebec con los Estados Unidos, según el cual las dos naciones acordaron compartir tecnología de armas nucleares. , y abstenerse de utilizarlo entre sí o contra otros países sin consentimiento mutuo. Sin embargo, Estados Unidos no proporcionó al Reino Unido detalles completos de los resultados del Proyecto Manhattan. La Unión Soviética obtuvo información valiosa a través de sus espías atómicos, que se habían infiltrado tanto en los proyectos británicos como en los estadounidenses.

Estados Unidos puso fin a la cooperación después de que terminó la guerra, en virtud de la Ley de Energía Atómica de 1946. Eso llevó al Reino Unido a relanzar su propio proyecto, High Explosive Research. Se establecieron instalaciones de producción y los científicos británicos continuaron su trabajo bajo los auspicios de un programa británico independiente. En 1952, Gran Bretaña realizó una prueba nuclear bajo el nombre en clave "Operación Huracán" y se convirtió en el tercer estado con armas nucleares. En 1958, a raíz de la crisis del Sputnik y de la demostración británica de una bomba termonuclear de dos etapas, el Reino Unido y los Estados Unidos firmaron el Acuerdo de Defensa Mutua entre Estados Unidos y el Reino Unido, que dio lugar a la reanudación del poder británico. Relación especial nuclear con Estados Unidos.

Fondo

Descubrimiento de la fisión

El neutrón fue descubierto por James Chadwick en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en febrero de 1932. En abril de 1932, sus colegas de Cavendish, John Cockcroft y Ernest Walton, dividieron átomos de litio con protones acelerados. Enrico Fermi y su equipo en Roma llevaron a cabo experimentos que implicaban el bombardeo de elementos con neutrones lentos, que produjeron elementos e isótopos más pesados. Luego, en diciembre de 1938, Otto Hahn y Fritz Strassmann en el laboratorio de Hahn en Berlín-Dahlem bombardearon uranio con neutrones ralentizados y descubrieron que se había producido bario y, por tanto, que el núcleo atómico de uranio se había dividido. Hahn escribió a su colega Lise Meitner, quien, junto con su sobrino Otto Robert Frisch, desarrolló una justificación teórica que publicaron en Nature en 1939. El fenómeno era un nuevo tipo de desintegración nuclear y era más poderoso que cualquiera visto antes. Frisch y Meitner calcularon que la energía liberada por cada desintegración era de aproximadamente 200.000.000 electronvoltios. Por analogía con la división de las células biológicas, denominaron al proceso "fisión".

Grupo de París

Esto fue seguido por un grupo de científicos del Collège de France en París: Frédéric Joliot-Curie, Hans von Halban, Lew Kowarski y Francis Perrin. En febrero de 1939, el Grupo de París demostró que cuando se produce la fisión del uranio, se desprenden dos o tres neutrones adicionales. Esa importante observación sugirió que podría ser posible una reacción nuclear en cadena autosostenida. El término "bomba atómica" Ya era familiar para el público británico a través de los escritos de H. G. Wells, en su novela de 1913 El mundo en libertad. A muchos científicos les resultó inmediatamente evidente que, al menos en teoría, se podía crear un explosivo extremadamente potente, aunque la mayoría todavía consideraba que una bomba atómica era imposible. Perrin definió una masa crítica de uranio como la cantidad más pequeña que podría sostener una reacción en cadena. Los neutrones utilizados para provocar la fisión del uranio se consideran neutrones lentos, pero cuando se liberan neutrones durante una reacción de fisión, se liberan como neutrones rápidos que tienen mucha más velocidad y energía. Por lo tanto, para crear una reacción en cadena sostenida, existía la necesidad de un moderador de neutrones que contuviera y desacelerara los neutrones rápidos hasta que alcanzaran un nivel de energía utilizable. El Collège de France descubrió que tanto el agua como el grafito podían utilizarse como moderadores aceptables.

A principios de 1940, el Grupo de París decidió, sobre bases teóricas, que el agua pesada sería un moderador ideal. Pidieron al ministro francés de Armamento que obtuviera la mayor cantidad de agua pesada posible de la única fuente, la gran central hidroeléctrica Norsk Hydro en Vemork, Noruega. Los franceses descubrieron que Alemania ya había ofrecido comprar todas las existencias de agua pesada noruega, lo que indicaba que Alemania también podría estar investigando una bomba atómica. Los franceses informaron al gobierno noruego de la posible importancia militar del agua pesada. Noruega entregó todas las existencias de 187 litros (41 gal imp; 49 gal EE.UU.) a un agente del Deuxième Bureau, que lo llevó en secreto a Francia justo antes de que Alemania invadiera Noruega en abril de 1940. El 19 de junio de 1940, Tras la invasión alemana de Francia, el conde de Suffolk y el mayor Ardale Vautier Golding lo enviaron a Inglaterra a bordo del vapor Broompark. El agua pesada, valorada en 22.000 libras esterlinas, se guardó inicialmente en HM Prison Wormwood Scrubs y luego se almacenó en secreto en la biblioteca del Castillo de Windsor. El Grupo de París se trasladó a Cambridge, con la excepción de Joliot-Curie, que permaneció en Francia y participó activamente en la Resistencia francesa.

Memorando de Frisch-Peierls

En Gran Bretaña, varios científicos consideraron si una bomba atómica era práctica. En la Universidad de Liverpool, Chadwick y el científico polaco refugiado Joseph Rotblat abordaron el problema, pero sus cálculos no fueron concluyentes. En Cambridge, los premios Nobel de Física George Paget Thomson y William Lawrence Bragg querían que el gobierno tomara medidas urgentes para adquirir mineral de uranio. La principal fuente de esto era el Congo belga, y les preocupaba que pudiera caer en manos alemanas. Sin saber cómo hacer esto, hablaron con Sir William Spens, el maestro del Corpus Christi College, Cambridge. En abril de 1939, se acercó a Sir Kenneth Pickthorn, el miembro del Parlamento local, quien transmitió sus preocupaciones al secretario del Comité de Defensa Imperial, el general de división Hastings Ismay. Ismay, a su vez, pidió una opinión a Sir Henry Tizard. Como muchos científicos, Tizard se mostró escéptico sobre la probabilidad de que se desarrollara una bomba atómica, calculando las probabilidades de éxito en 100.000 a 1.

Incluso con diferencias tan grandes, el peligro era lo suficientemente grande como para tomarlo en serio. Lord Chartfield, Ministro de Coordinación de Defensa, consultó con el Tesoro y el Ministerio de Asuntos Exteriores y descubrió que el uranio del Congo belga era propiedad de la empresa Union Minière du Haut Katanga, cuyo vicepresidente británico, Lord Stonehaven, concertó una reunión con el presidente de la empresa, Edgar Sengier. Dado que la dirección de la Union Minière era amigable con Gran Bretaña, no se consideró que valiera la pena adquirir el uranio inmediatamente, pero se ordenó al Comité de Estudio Científico de la Defensa Aérea de Tizard que continuara la investigación sobre la viabilidad. de bombas atómicas. Thomson, del Imperial College de Londres, y Mark Oliphant, un físico australiano de la Universidad de Birmingham, tuvieron la tarea de llevar a cabo una serie de experimentos con uranio. En febrero de 1940, el equipo de Thomson no había logrado crear una reacción en cadena en uranio natural y decidió que no valía la pena seguir adelante.

En Birmingham, el equipo de Oliphant llegó a una conclusión diferente. Oliphant había delegado la tarea a dos científicos refugiados alemanes, Rudolf Peierls y Otto Frisch, que no podían trabajar en el proyecto del radar de Oliphant porque eran enemigos extraterrestres y, por lo tanto, carecían de la autorización de seguridad necesaria. Francis Perrin había calculado la masa crítica de uranio en unas 40 toneladas (39 toneladas largas; 44 toneladas cortas). Calculó que si se colocara un reflector de neutrones a su alrededor, esto podría reducirse a 12 toneladas (12 toneladas largas; 13 toneladas cortas). Peierls intentó simplificar el problema utilizando los neutrones rápidos producidos por la fisión, omitiendo así la consideración del moderador. Él también calculó que la masa crítica de una esfera de uranio en un artículo teórico escrito en 1939 era "del orden de toneladas".

Peierls conocía la importancia del tamaño de la masa crítica que permitiría que se produjera una reacción en cadena y su importancia práctica. En el interior de una esfera de masa crítica, el material fisionable produce neutrones de forma espontánea. Una porción muy pequeña de estos neutrones choca con otros núcleos, mientras que una porción mayor de neutrones escapa a través de la superficie de la esfera. Peierls calculó el equilibrio del sistema, donde el número de neutrones producidos era igual al número de neutrones que escapaban.

Niels Bohr había teorizado que el raro isótopo uranio-235, que constituye sólo alrededor del 0,7% del uranio natural, era el principal responsable de la fisión con neutrones rápidos, aunque esto aún no era universalmente aceptado. Frisch y Peierls pudieron así revisar su estimación inicial de la masa crítica necesaria para la fisión nuclear del uranio para que fuera sustancialmente menor de lo que se suponía anteriormente. Estimaron que una esfera metálica de uranio-235 con un radio de 2,1 centímetros (0,83 pulgadas) podría ser suficiente. Esta cantidad representaba aproximadamente 1 kilogramo (2,2 libras) de uranio-235. Estos resultados llevaron al memorando Frisch-Peierls, que fue el paso inicial en el desarrollo del programa de armas nucleares en Gran Bretaña. Esto marcó el comienzo de un enfoque agresivo hacia el enriquecimiento de uranio y el desarrollo de una bomba atómica. Ahora comenzaron a investigar procesos mediante los cuales podrían separar con éxito el isótopo de uranio.

Oliphant llevó sus hallazgos a Tizard en su calidad de presidente del Comité para el Estudio Científico de la Guerra Aérea (CSSAW). Él, a su vez, se los pasó a Thomson, en quien el CSSAW había delegado la responsabilidad de la investigación del uranio. Después de discusiones entre Cockcroft, Oliphant y Thomson, CSSAW creó el Comité MAUD para investigar más a fondo.

Comité MAUD

El Comité MAUD se fundó en junio de 1940. Originalmente, el comité formaba parte del Comité para el Estudio Científico de la Defensa Aérea, pero luego ganó independencia con el Ministerio de Producción Aeronáutica. Inicialmente, el comité recibió el nombre de su presidente, Thomson, pero rápidamente lo cambió por un nombre más sencillo: Comité MAUD. El nombre MAUD surgió de una manera inusual. Poco después de que Alemania invadiera Dinamarca, Bohr envió un telegrama a Frisch. El telegrama terminaba con una línea extraña: "Dile a Cockcroft y Maud Ray Kent". Al principio se pensó que era un código relacionado con el radio u otra información vital relacionada con las armas atómicas, escondido en un anagrama. Una sugerencia fue reemplazar la y con una i, produciendo "radio tomado". Cuando Bohr regresó a Inglaterra en 1943, se descubrió que el mensaje estaba dirigido al ama de llaves de Bohr, Maud Ray, y a Cockcroft. Maud Ray era de Kent. Por lo tanto, el comité recibió el nombre de Comité MAUD, y la mayúscula representa un nombre en clave y no un acrónimo. Normalmente las reuniones se celebraban en las oficinas de la Royal Society en Londres. Además de Thomson, sus miembros originales eran Chadwick, Cockcroft, Oliphant y Philip Moon, Patrick Blackett, Charles Ellis y Norman Haworth.

Cuatro universidades proporcionaron los lugares donde se llevarían a cabo los experimentos. El laboratorio de la Universidad de Birmingham se encargó de todo el trabajo teórico, como por ejemplo, qué tamaño de masa crítica se necesitaba para una explosión. Fue dirigido por Peierls, con la ayuda de su colega científico alemán refugiado Klaus Fuchs. Los laboratorios de la Universidad de Liverpool y la Universidad de Oxford experimentaron con diferentes tipos de separación de isótopos. El grupo de Chadwick en Liverpool se ocupó de la difusión térmica, que trabajaba basándose en el principio de que diferentes isótopos de uranio se difunden a diferentes velocidades debido al teorema de equipartición. El grupo de Franz Simon en Oxford investigó la difusión gaseosa de isótopos. Este método funciona según el principio de que a diferentes presiones el uranio 235 se difundiría a través de una barrera más rápido que el uranio 238. Finalmente, se descubrió que el método de separación más prometedor era la difusión gaseosa. El grupo de Egon Bretscher y Norman Feather en Cambridge investigó si otro elemento, ahora llamado plutonio, podría usarse como compuesto explosivo. Gracias a los científicos franceses, Oxford también obtuvo el único suministro de agua pesada del mundo, lo que les ayudó a teorizar sobre cómo se podría utilizar el uranio para generar energía.

La investigación del comité MAUD se recopiló en dos informes, comúnmente conocidos como informes MAUD, en julio de 1941. El primer informe, "Uso de uranio para una bomba", analizaba la viabilidad de crear una súper -Bomba de uranio, que ahora pensaban que era posible. El segundo, "Uso de uranio como fuente de energía" discutió la idea de utilizar uranio como fuente de energía, no sólo como bomba. El Comité MAUD y su informe ayudaron a implementar el programa nuclear británico, el Proyecto Tube Alloys. No sólo ayudó a iniciar un proyecto nuclear en Gran Bretaña, sino que también ayudó a impulsar el proyecto estadounidense. Sin la ayuda del Comité MAUD, el programa americano, el Proyecto Manhattan, habría comenzado con meses de retraso. En cambio, pudieron empezar a pensar en cómo crear una bomba, no en si era posible. La historiadora Margaret Gowing señaló que "los acontecimientos que cambian una escala de tiempo en sólo unos pocos meses pueden, no obstante, cambiar la historia".

Los informes MAUD fueron revisados por el Panel de Servicios de Defensa del Comité Asesor Científico. Estaba presidido por Lord Hankey, y sus otros miembros eran Sir Edward Appleton, Sir Henry Dale, Alfred Egerton, Archibald Hill y Edward Mellanby. El panel celebró siete reuniones en septiembre de 1941 y presentó su informe al Lord Presidente del Consejo, Sir John Anderson. En ese momento, se temía que los científicos alemanes estuvieran intentando proporcionar a su país una bomba atómica y, por lo tanto, Gran Bretaña necesitaba terminar la suya primero. En última instancia, el informe afirmaba que si hubiera siquiera una mínima posibilidad de que el esfuerzo de la bomba pudiera producir un arma con tal potencia, entonces se debería hacer todo lo posible para garantizar que Gran Bretaña no se quedara atrás. Recomendó que, si bien se construyera una planta piloto de separación en Gran Bretaña, las instalaciones de producción se construyeran en Canadá. El Panel de Servicios de Defensa presentó su informe el 24 de septiembre de 1941, pero para entonces ya se había tomado la decisión final. Lord Cherwell había llevado el asunto al Primer Ministro, Winston Churchill, quien se convirtió en el primer líder nacional en aprobar un programa de armas nucleares el 30 de agosto de 1941. El Comité de Jefes de Estado Mayor apoyó la decisión.

Programa de aleaciones de tubos

organización

Una Dirección de Aleaciones de Tube se estableció como parte del Departamento de Investigación Científica e Industrial de Appleton, y Wallace Akers, el Director de Investigación de Imperial Chemical Industries (ICI), fue elegido como su cabeza. Anderson y Akers se les ocurrieron las aleaciones de tubo. Fue elegido deliberadamente para no tener sentido, " con un aire engañoso de probabilidad sobre él ". Se creó un comité asesor conocido como el Consejo Consultivo de Aloys de Tube para supervisar su trabajo, presidido por Anderson, siendo sus otros miembros Lord Hankey, Lord Cherwell, Sir Edward Appleton y Sir Henry Dale. Esta política manejada es importante. Para abordar problemas técnicos, se creó un comité técnico con Akers como presidente, y Chadwick, Simon, Halban, Peierls y un alto funcionario de ICI, Roland Edgar Slade, como sus miembros originales, con Michael Perrin como secretario. Más tarde se unió a Charles Galton Darwin, Cockcroft, Oliphant y Feather.

Separación isotópica

El mayor problema que enfrentó el Comité Maud era encontrar una manera de separar el 0.7% de Uranium-235 del 99.3% de Uranio-238. Esto es difícil porque los dos tipos de uranio son químicamente idénticos. La separación (enriquecimiento de uranio) tendría que lograrse a gran escala. En Cambridge, Eric Redial y su equipo investigaron utilizando una centrífuga de gas. Frisch eligió realizar difusión térmica gaseosa usando tubos Clusius porque parecía el método más simple. Los cálculos de Frisch mostraron que necesitaría haber 100,000 tubos Clusius para extraer la cantidad de separación deseada. Peierls recurrió a Franz Simon, quien prefería encontrar un método más adecuado para la producción en masa.

Cuando Moon examinó la sugerencia de que la difusión térmica gaseosa fuera el método elegido por el comité MAUD, no hubo acuerdo para seguir adelante con ella. El comité consultó con Peierls y Simon sobre el método de separación y concluyó que la separación era "ordinaria". la difusión gaseosa era el mejor método a seguir. Esto se basa en la ley de Graham, el hecho de que los gases se difunden a través de materiales porosos a velocidades determinadas por su peso molecular. Francis William Aston aplicó este método en 1913 cuando separó dos isótopos de neón difundiendo una muestra miles de veces a través de una pipa de arcilla. Los materiales gruesos como la arcilla para tuberías resultaron demasiado lentos para ser eficientes a escala industrial. Simon propuso que el uso de una lámina de metal perforada con millones de agujeros microscópicos permitiría que el proceso de separación avanzara más rápido. Estimó que construir una planta que separara 1 kilogramo (2,2 libras) de uranio-235 del uranio natural por día costaría alrededor de £ 5.000.000 y su funcionamiento 1.500.000 £ por año, tiempo en el cual consumiría £ 2.000.000 de uranio y otros materias primas. El Comité MAUD se dio cuenta de que una bomba atómica no sólo era factible, sino inevitable.

En 1941, Frisch se mudó a Londres para trabajar con Chadwick y su ciclotrón. Frisch construyó allí un tubo Clusius para estudiar las propiedades del hexafluoruro de uranio. Frisch y Chadwick descubrieron que es uno de los gases para los que el método Clusius no funciona. Esto fue sólo un pequeño revés porque Simon ya estaba en proceso de establecer el método alternativo de separación mediante difusión gaseosa ordinaria.

Los problemas químicos de producir compuestos gaseosos de uranio y metal puro de uranio fueron estudiados en la Universidad de Birmingham y por el ICI. Michael Clapham, que en ese momento estaba trabajando en tecnología de impresión en Kynoch Works en Aston en Birmingham, realizó experimentos tempranos con procesos de producción de uranio. Philip Baxter de ICI, donde tuvo experiencia en trabajar con compuestos fluorinos, hizo el primer lote pequeño de hexafluoruro de uranio gaseoso para Chadwick en 1940. El ICI recibió un contrato formal de 5.000 libras en diciembre de 1940 para hacer 3 kilogramos (6.6 libras) de este material vital para el futuro trabajo. El prototipo de equipo de difusión gaseosa fue fabricado por Metropolitan-Vickers (MetroVick) en Trafford Park, Manchester, a un costo de £ 150.000 para cuatro unidades. They were installed at the M. S. Factory located in a Valley near Rhydymwyn, in Wales; M. S. stood for the Ministry of Supply. El edificio utilizado fue conocido como P6 y se instalaron equipos de prueba. Estas unidades fueron probadas por un equipo de aproximadamente setenta bajo la dirección de Peierls y Fuchs. Los resultados de los experimentos llevaron a la construcción de la fábrica de difusión gaseosa en Capenhurst, Cheshire. Las plantas piloto del ICI para producir 1 100 peso largo (51 kg) de uranio puro y 50 a 100 kilogramos (110 a 220 lb) de hexafluoruro de uranio por día comenzaron a funcionar en Widnes a mediados de 1943.

Plutonio

El avance con el plutonio fue obra de Bretscher y Norman Feather en el Laboratorio Cavendish. Se dieron cuenta de que, en teoría, un reactor de neutrones lento alimentado con uranio produciría cantidades sustanciales de plutonio-239 como subproducto. Esto se debe a que el uranio-238 absorbe neutrones lentos y forma un nuevo isótopo de vida corta, el uranio-239. El núcleo del nuevo isótopo emite rápidamente un electrón a través de la desintegración beta, lo que produce un nuevo elemento con una masa atómica de 239 y un número atómico de 93. El núcleo de este elemento también emite un electrón y se convierte en un nuevo elemento con una número atómico 94 y una vida media mucho mayor. Bretscher y Feather demostraron bases teóricamente viables de que el elemento 94 sería fisible: se dividiría fácilmente por neutrones lentos y rápidos con la ventaja adicional de ser químicamente diferente del uranio.

Este nuevo desarrollo también fue confirmado en un trabajo independiente de Edwin M. McMillan y Philip Abelson en el Laboratorio de Radiación de Berkeley también en 1940. Nicholas Kemmer, del equipo de Cambridge, propuso los nombres neptunio para el nuevo elemento 93 y plutonio para 94 por analogía con los planetas exteriores Neptuno y Plutón más allá de Urano (el uranio es el elemento 92). Los americanos sugirieron fortuitamente los mismos nombres. La producción e identificación de la primera muestra de plutonio en 1941 generalmente se atribuye a Glenn Seaborg, utilizando un ciclotrón en lugar de un reactor en la Universidad de California. En 1941, ninguno de los equipos conocía la existencia del otro.

Chadwick expresó su preocupación por la necesidad de plutonio tan puro para fabricar una bomba factible. También sospechaba que el método de detonación con arma de fuego de una bomba de plutonio provocaría detonaciones prematuras debido a impurezas. Después de que Chadwick conoció a Robert Oppenheimer en el Laboratorio de Los Álamos en 1943, se enteró de un diseño de bomba propuesto al que llamaban implosión. Se suponía que la masa subcrítica de plutonio estaba rodeada de explosivos dispuestos para detonar simultáneamente. Esto haría que el núcleo de plutonio se comprimiera y se volviera supercrítico. El núcleo estaría rodeado por una barrera de uranio empobrecido que reflejaría los neutrones de regreso a la reacción y contribuiría a la explosión fisionándose. Este diseño resolvió las preocupaciones de Chadwick sobre la pureza porque no requería el nivel necesario para el arma de fisión tipo pistola. El mayor problema con este método fue la creación de lentes explosivas. Chadwick se llevó esta información y describió el método a Oliphant, quien luego se la llevó a Inglaterra.

Laboratorio de Montreal

El equipo de agua pesada de Halban de Francia continuó su investigación de neutrones lentos en la Universidad de Cambridge; pero al proyecto se le dio baja prioridad ya que no se consideraba relevante para la fabricación de bombas. De repente adquirió importancia militar cuando se comprendió que proporcionaba la ruta al plutonio. El gobierno británico quería que el equipo de Cambridge se trasladara a América del Norte, cerca de las materias primas que necesitaba y donde se realizaban las investigaciones estadounidenses. Pero Sir John Anderson quería que el equipo británico conservara su propia identidad y le preocupaba que, dado que los estadounidenses estaban trabajando en diseños de reactores nucleares utilizando grafito nuclear en lugar de agua pesada como moderador de neutrones, ese equipo no recibiera una parte justa de los recursos. Los estadounidenses tenían sus propias preocupaciones, especialmente en materia de seguridad, ya que sólo uno de los seis científicos principales del grupo era británico. También tenían preocupaciones sobre los derechos de patente; que el equipo francés intentaría patentar tecnología nuclear basándose en el trabajo anterior a la guerra. Como compromiso, Thomson sugirió trasladar el equipo a Canadá.

Se contactó al gobierno canadiense y Jack Mackenzie, presidente del Consejo Nacional de Investigación de Canadá, inmediatamente acogió y apoyó la propuesta. Los costos y salarios se dividirían entre los gobiernos británico y canadiense, pero la parte británica provendría de un regalo de guerra de mil millones de dólares de Canadá. Los primeros ocho miembros del personal llegaron a Montreal a finales de 1942 y ocuparon una casa perteneciente a la Universidad McGill. Tres meses más tarde se mudaron a un área de 200 metros cuadrados (2200 pies cuadrados) en un nuevo edificio en la Universidad de Montreal. El laboratorio creció rápidamente hasta contar con más de 300 empleados; aproximadamente la mitad eran canadienses reclutados por George Laurence. Un subgrupo de teóricos fue reclutado y dirigido por un físico checoslovaco, George Placzek. Placzek demostró ser un líder de grupo muy capaz y, en general, se le consideraba el único miembro del personal con el rango científico más alto y con estrechos contactos personales con muchos físicos clave involucrados en el proyecto Manhattan. Friedrich Paneth se convirtió en jefe de la división de química y Pierre Auger de la división de física experimental. Von Halban era el director del laboratorio, pero resultó ser una elección desafortunada ya que era un mal administrador y no trabajaba bien con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá. Los estadounidenses lo vieron como un riesgo para la seguridad y se opusieron a las patentes atómicas francesas reclamadas por el Grupo de París (en asociación con ICI).

Contribución de Niels Bohr

Sir John Anderson estaba ansioso por invitar a Niels Bohr al proyecto Tube Alloys porque era un científico de fama mundial que no sólo contribuiría con su experiencia al proyecto, sino que también ayudaría al gobierno británico a ganar influencia en las negociaciones con el Proyecto Manhattan. . En septiembre de 1943, Bohr en Dinamarca recibió la noticia de que los nazis consideraban que su familia era judía y que corrían peligro de ser arrestados. La resistencia danesa ayudó a Bohr y su esposa a escapar por mar a Suecia el 29 de septiembre de 1943. Cuando la noticia de la fuga de Bohr llegó a Gran Bretaña, Lord Cherwell envió un telegrama pidiéndole a Bohr que viniera a Gran Bretaña. Bohr llegó a Escocia el 6 de octubre en un De Havilland Mosquito operado por la British Overseas Airways Corporation (BOAC).

Por invitación del director del Proyecto Manhattan, el general de brigada Leslie R. Groves Jr., Bohr visitó los sitios del Proyecto Manhattan en noviembre de 1943. Groves le ofreció a Bohr un salario sustancial, pero Bohr inicialmente rechazó la oferta porque quería hacer asegurarnos de que la relación entre Estados Unidos y Gran Bretaña siguiera siendo una verdadera asociación cooperativa. En diciembre de 1943, tras una reunión con Albert Einstein, Bohr y su hijo Aage se comprometieron a trabajar en el Proyecto Manhattan. Bohr hizo una contribución sustancial al esfuerzo de desarrollo de la bomba atómica. También intentó impedir una carrera armamentista atómica de posguerra con la Unión Soviética, que creía que era una grave amenaza. En 1944, Bohr presentó varios puntos clave que consideraba esenciales en relación con el control internacional de las armas nucleares. Instó a que Gran Bretaña y Estados Unidos informaran a la Unión Soviética sobre el Proyecto Manhattan para disminuir la probabilidad de que se sintiera amenazada bajo la premisa de que otras naciones estaban construyendo una bomba a sus espaldas. Sus creencias surgieron de su convicción de que los rusos ya sabían sobre el Proyecto Manhattan, lo que lo llevó a creer que no tenía sentido ocultárselo.

La evidencia de Bohr surgió de una interpretación de una carta que recibió de un amigo y científico soviético en Rusia, que mostró a los servicios de seguridad británicos. Razonó que cuanto más tiempo ocultaran Estados Unidos y Gran Bretaña sus avances nucleares, más amenazados se sentirían los rusos y más inclinados a acelerar sus esfuerzos para producir su propia bomba atómica. Con la ayuda del juez de la Corte Suprema de los Estados Unidos, Felix Frankfurter, Bohr se reunió el 26 de agosto de 1944 con el presidente de los Estados Unidos, Franklin D. Roosevelt, quien inicialmente simpatizaba con sus ideas sobre el control de las armas nucleares. Pero Churchill se opuso rotundamente a informar a la Unión Soviética de tal trabajo. En la Segunda Conferencia de Quebec en septiembre de 1944, Roosevelt se puso del lado de Churchill y decidió que lo mejor para la nación sería mantener en secreto el proyecto de la bomba atómica. Además, decidieron que Bohr era potencialmente peligroso y que debían tomarse medidas de seguridad para evitar que filtrara información al resto del mundo, a Rusia en particular.

Aleaciones para tubos en Estados Unidos

Misión Tizard

En agosto de 1940, una misión británica, dirigida por Tizard y con miembros como Cockcroft, fue enviada a Estados Unidos para crear relaciones y ayudar a avanzar en la investigación de tecnología de guerra con los estadounidenses. Se compartieron varias tecnologías militares, incluidos avances en radar, guerra antisubmarina, ingeniería aeronáutica y explosivos. El programa de radar estadounidense en particular se revitalizó con un impulso adicional al desarrollo de radares de microondas y espoletas de proximidad. Esto llevó a los estadounidenses a crear el Laboratorio de Radiación del MIT, que luego serviría como modelo para el Laboratorio de Los Álamos. La misión no dedicó mucho tiempo a la fisión nuclear, con sólo dos reuniones sobre el tema, principalmente sobre el enriquecimiento de uranio. En particular, Cockcroft no informó que Peierls había sido asesinado. y los hallazgos de Frisch. Sin embargo, hubo importantes repercusiones. Se rompió una barrera y se desarrolló una vía para el intercambio de información técnica entre los dos países. Además, en ambos lados del Atlántico se fortaleció la idea de que los científicos civiles desempeñaban un papel importante en el desarrollo de tecnologías militares.

Visita de Oliphant a Estados Unidos

Los informes del Comité Maud instaron a que la cooperación con los Estados Unidos continúe en la investigación de la fisión nuclear. Charles C. Lauritsen, un físico de Caltech que trabaja en el Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC), estuvo en Londres durante este tiempo y fue invitado a sentarse en una reunión de Maud. El comité presionó para el rápido desarrollo de armas nucleares utilizando difusión gaseosa como su dispositivo de separación de isótopos. Una vez que regresó a los Estados Unidos, pudo informar a Vannevar Bush, director de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (OSRD), con respecto a los detalles discutidos durante la reunión.

En agosto de 1941, Mark Oliphant, director del departamento de física de la Universidad de Birmingham y miembro original del Comité Maud, fue enviado a los Estados Unidos para ayudar al NDRC en Radar. Durante su visita se reunió con William D. Coolidge. Coolidge se sorprendió cuando Oliphant le dijo que los británicos habían predicho que solo diez kilogramos de uranio-235 serían suficientes para suministrar una reacción en cadena efectuada por neutrones en movimiento rápido. Mientras que en Estados Unidos, Oliphant descubrió que el presidente de la sección S-1 de OSRD, Lyman Briggs, había encerrado los informes de Maud transferidos desde Gran Bretaña implicando los descubrimientos iniciales y no había informado a los miembros del comité S-1 de todos sus hallazgos.

Oliphant tomó la iniciativa para iluminar a la comunidad científica en los EE. UU. De los recientes descubrimientos innovadores que el Comité Maud acababa de expuesto. Oliphant también viajó a Berkeley para reunirse con Ernest Lawrence, inventor del ciclotrón. Después de que Oliphant informó a Lawrence de su informe sobre uranio, Lawrence se reunió con el presidente de NDRC, James Bryant Conant, George B. Pegram y Arthur Compton, para transmitir los detalles que Oliphant había dirigido a Lawrence. Oliphant no solo pudo ponerse en contacto con Lawrence, sino que se reunió con Conant y Bush para informarles de los datos significativos que el Maud había descubierto. La capacidad de Oliphant para informar a los estadounidenses llevó a que Oliphant convenciera a Lawrence, Lawrence convenciendo a Compton y luego a George Kistiakowsky convencer a Conant para que avance con armas nucleares. Estas acciones de Oliphant resultaron en que Bush llevara este informe directamente al Presidente.

El intercambio de información cesa

El esfuerzo estadounidense aumentó rápidamente y pronto superó a los británicos ya que las autoridades estadounidenses eran reacios a compartir detalles con sus homólogos británicos. Sin embargo, la investigación separada continuó en cada país con algún intercambio de información. Varios de los científicos británicos clave visitaron a los Estados Unidos a principios de 1942 y recibieron acceso completo a toda la información disponible. Fueron asombrados por el impulso que el proyecto de bomba atómica estadounidense había asumido. El intercambio británico y estadounidense de información y esfuerzos continuó, pero las naciones no combinaron sus esfuerzos, liderando sus programas por separado. Además, en 1941 el gobierno británico rechazó y vetó intentos y propuestas de Bush y Conant para fortalecer la cooperación entre Gran Bretaña y América.

En junio de 1942, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos se hizo cargo del Proyecto Manhattan de OSRD, y Groves se convirtió en el director del proyecto. Apretó la seguridad, que secó el flujo de información a Gran Bretaña. Los funcionarios estadounidenses estaban particularmente preocupados de que Akers y otras personas de ICI involucradas en el Proyecto de aleaciones de tubos estuvieran tratando de explotar el conocimiento científico nuclear estadounidense para crear una industria rentable de posguerra. En octubre de 1942, Bush y Conant convencieron a Roosevelt, Estados Unidos debería desarrollar independientemente el proyecto de bomba atómica, a pesar de un acuerdo de intercambio científico sin restricciones entre los Estados Unidos y Gran Bretaña.

Esto afectó desastrosamente los esfuerzos británicos, ya que carecían de mano de obra, instalaciones, equipos y materiales. Las aleaciones de tubos, por lo tanto, se quedaron atrás en la carrera con el Proyecto Manhattan. El 30 de julio de 1942, Anderson aconsejó a Churchill: " debemos enfrentar el hecho de que ... [nuestro] trabajo pionero ... es un activo cada vez menor y eso, a menos que lo capitalicemos rápidamente, seremos superados. Ahora tenemos una contribución real que hacer a A ' fusion '. Pronto tendremos poco o ninguno. " Cuando Gran Bretaña se dio cuenta, la posición había empeorado; Bush decidió que la ayuda externa para el Proyecto Manhattan ya no era necesaria. El Comité de Política Militar (MPC) apoyó los argumentos de Bush y el acceso restringido a la información clasificada que Gran Bretaña podría utilizar para desarrollar su programa de armas atómicas, incluso si ralentizaba los esfuerzos estadounidenses.

Los estadounidenses dejaron de compartir cualquier información sobre la producción de agua pesada, el método de separación electromagnética, las propiedades físicas o químicas del plutonio, los detalles del diseño de la bomba o los hechos sobre reacciones rápidas de neutrones. Esta fue una gran decepción que obstaculizó a los británicos y los canadienses, que estaban colaborando en la producción de agua pesada y varios otros aspectos del programa de investigación. Para 1943, Gran Bretaña había dejado de enviar a sus científicos a los Estados Unidos, lo que ralentizó el ritmo del trabajo allí, que había dependido de los esfuerzos dirigidos por científicos británicos. En marzo de 1943, Conant se acercó al Comité de Política Militar, que decidió que la ayuda de Gran Bretaña beneficiaría a algunas áreas del proyecto. Chadwick, William Penney, Peierls, Oliphant y otros científicos británicos fueron lo suficientemente importantes como para que el equipo de diseño de bombas en el Laboratorio de Los Alamos los necesitara, a pesar del riesgo de revelar secretos de diseño de armas.

acuerdo de Quebec

Churchill buscó información sobre la construcción de su propia planta de difusión gaseosa, una planta de agua pesada y un reactor atómico en Gran Bretaña, a pesar de su inmenso costo. Se estimó que una planta de difusión gaseosa para producir un kilogramo de uranio apto para armas por día costaría hasta £3 millones en investigación y desarrollo, y hasta £50 millones para construir en Gran Bretaña en tiempos de guerra. Sería necesario construir en Canadá un reactor nuclear capaz de producir esa cantidad de plutonio al día. Se necesitarían hasta cinco años para construirlo y costaría £5 millones. El proyecto también requeriría instalaciones para producir el agua pesada necesaria (entre £5 millones y £10 millones) y uranio metálico ( £1,5 millones). El proyecto necesitaría una prioridad abrumadora, ya que se estimaba que requeriría veinte mil trabajadores (muchos de ellos altamente calificados), medio millón de toneladas de acero y medio gigavatio de electricidad sin precedentes. La interrupción de otros proyectos en tiempos de guerra sería inevitable y era poco probable que estuviera listo a tiempo para afectar el resultado de la guerra en Europa. La respuesta unánime fue que primero debía hacerse otro esfuerzo para asegurar la cooperación estadounidense.

En julio de 1943, en Londres, funcionarios estadounidenses aclararon algunos malentendidos importantes sobre los motivos británicos, y después de muchos meses de negociaciones, Churchill y Roosevelt firmaron el Acuerdo de Quebec el 19 de agosto de 1943 durante la Conferencia de Quebec. Los británicos entregaron su material a los estadounidenses y, a cambio, recibieron copias de los informes de progreso estadounidenses para el presidente. Tube Alloys se incluyó en el Proyecto Manhattan. En una sección del Acuerdo de Quebec titulada formalmente "Artículos de Acuerdo que rigen la colaboración entre las autoridades de EE.UU. y el Reino Unido en materia de aleaciones para tubos", Gran Bretaña y EE.UU. acordaron compartir recursos "para traer que el proyecto Tube Alloys se haga realidad lo antes posible". Los líderes acordaron además que:

• "Primero, nunca usaremos esta agencia entre nosotros,
• En segundo lugar, no lo usaremos contra terceros sin el consentimiento del otro, y
• En tercer lugar, no comunicaremos ninguna información sobre las aleaciones de los tubos a terceros, salvo por consentimiento mutuo".

También se acordó que "cualquier ventaja de posguerra de naturaleza industrial o comercial" se decidiría a discreción del Presidente. El Acuerdo de Quebec estableció el Comité de Política Combinada para controlar el Proyecto Manhattan, formado por Henry Stimson, Bush y Conant de Estados Unidos; El mariscal de campo Sir John Dill y el coronel J. J. Llewellin eran los miembros británicos y C. D. Howe era el miembro canadiense. Llewellin regresó al Reino Unido a finales de 1943 y fue reemplazado en el comité por Sir Ronald Ian Campbell, quien a su vez fue reemplazado por el embajador británico en los Estados Unidos, Lord Halifax, a principios de 1945. Dill murió en Washington, D.C. , en noviembre de 1944 y fue reemplazado como Jefe de la Misión del Estado Mayor Conjunto británico y como miembro del Comité de Política Combinada por el mariscal de campo Sir Henry Maitland Wilson. El posterior Acuerdo de Hyde Park, del 19 de septiembre de 1944, amplió esta cooperación al período de posguerra.

Contribución británica al Proyecto Manhattan

Akers convocó a Chadwick, Oliphant, Simon y Peierls a Estados Unidos. Llegaron el día en que se firmó el Acuerdo de Quebec, dispuestos a ayudar al Proyecto Manhattan en todo lo posible. En general, Akers no era del agrado y los estadounidenses se negaron a seguir adelante con la colaboración a menos que un científico británico de primer nivel que fuera "aceptado y con buen criterio" los invitara. fue nombrado en su lugar. Los funcionarios británicos insistieron en el derecho de Gran Bretaña a hacer sus propios nombramientos para sus propias agencias gubernamentales. Se llegó a un compromiso y se puso a Chadwick a cargo como asesor técnico británico para el Comité de Política Combinada y como jefe de la Misión Británica en el Proyecto Manhattan.

Una vez resuelto este conflicto, la colaboración podría volver a tener lugar. Chadwick quería involucrar a tantos científicos británicos como fuera posible siempre que Groves los aceptara. La primera opción de Chadwick, Joseph Rotblat, se negó a renunciar a su ciudadanía polaca. Chadwick luego recurrió a Otto Frisch, quien para sorpresa de Chadwick aceptó convertirse en ciudadano británico de inmediato y comenzó el proceso de selección para poder viajar a Estados Unidos. Chadwick pasó las primeras semanas de noviembre de 1943 adquiriendo una idea clara del extenso Proyecto Manhattan. Se dio cuenta de la escala de sitios como Oak Ridge, Tennessee, que era la nueva sede del proyecto, y pudo concluir con seguridad que sin que se encontraran sitios industriales similares en Alemania, las posibilidades de que el proyecto nazi de la bomba atómica tuviera éxito eran muy bajas.

Con Chadwick involucrado, el objetivo principal era demostrar que el Acuerdo de Quebec fue un éxito. Era deber de Gran Bretaña cooperar al máximo y acelerar el proceso. Chadwick aprovechó esta oportunidad para brindar experiencia a tantos jóvenes científicos británicos como fuera posible para que pudieran llevar esa experiencia a la Gran Bretaña de la posguerra. Finalmente convenció a Groves de la integridad de Rotblat con la causa, y esto llevó a que Rotblat fuera aceptado en el Proyecto Manhattan sin renunciar a su nacionalidad. Rotblat quedó a cargo de la investigación de Tube Alloys y trajo consigo los resultados obtenidos desde que Chadwick se fue.

El equipo de Montreal en Canadá dependía de los estadounidenses para el agua pesada de la planta de agua pesada de EE. UU. En Trail, Columbia Británica, que estaba bajo contrato estadounidense e información técnica sobre Plutonio. Los estadounidenses dijeron que suministrarían agua pesada al grupo de Montreal solo si acordaba dirigir su investigación a lo largo de las líneas limitadas sugeridas por DuPont, su principal contratista para la construcción de reactores. A pesar de hacer mucho buen trabajo, en junio de 1943 el Laboratorio de Montreal se había detenido. La moral era baja y el gobierno canadiense propuso cancelar el proyecto. En abril de 1944, una reunión combinada del Comité de Políticas en Washington acordó que Canadá construiría un reactor de agua pesado. Los estadounidenses acordaron apoyar el proyecto con información y visitas, y suministrar materiales, incluidos uranio vital y agua pesada. El Laboratorio de Montreal tendrá acceso a datos de los reactores de investigación del Laboratorio Metalúrgico en Argonne y el reactor de grafito X-10 en Oak Ridge, pero no de los reactores de producción en el sitio de Hanford; Tampoco debía recibir información sobre la química del plutonio, o los métodos para separarla de otros elementos. Este acuerdo fue aprobado formalmente por la reunión del Comité de Políticas Combinadas el 19 de septiembre de 1944. John Cockcroft se convirtió en el director del Laboratorio Montreal. Los Laboratorios del Río Chalk abrieron en 1944, y en 1946 se cerró el Laboratorio de Montreal. El proyecto desarrolló el reactor Zeep, que fue crítico en septiembre de 1945.

William Penney, uno de los científicos de las aleaciones de tubos, era un experto en ondas de shock. En junio de 1944, fue a América para trabajar en el Laboratorio de Los Alamos como parte de la delegación británica. Trabajó en los medios para evaluar los efectos de una explosión nuclear, y escribió un artículo sobre qué altura deben detonarse las bombas para obtener el máximo efecto en los ataques sobre Alemania y Japón. Se desempeñó como miembro del comité objetivo establecido por Groves para seleccionar ciudades japonesas para bombardeos atómicos, y en Tinian con el Proyecto Alberta como consultor especial. Junto con el capitán del grupo Leonard Cheshire, enviado como representante británico, observó el bombardeo de Nagasaki desde el plano de observación Big Stink . También formó parte de la misión científica de posguerra del Proyecto Manhattan a Hiroshima y Nagasaki que evaluó el alcance del daño causado por las bombas.

El Informe Smyth fue emitido por el Departamento de Guerra de los Estados Unidos el 12 de agosto de 1945, dando la historia de la bomba atómica e incluyendo los detalles técnicos que ahora podrían hacerse público. Hizo pocas referencias a la contribución británica a la bomba, y Michael Perrin redactó apresuradamente un Libro Blanco, relacionadas con la bomba atómica . Esta cuenta fue emitida justo después de que Clement Attlee hubiera reemplazado a Churchill como primer ministro, y fue la única declaración oficial sobre la contribución británica durante quince años.

posterior

Spías soviéticos en el proyecto de aleaciones de tubo

La Unión Soviética recibió detalles de la investigación británica de sus espías atómicos Klaus Fuchs, Engelbert Broda, Melita Norwood y John Cairncross, miembro de los famosos Cinco de Cambridge. Alan Nunn May fue reclutado más tarde en Canadá. El informe de Lavrenty Beria a Stalin de marzo de 1942 incluía los informes MAUD y otros documentos británicos aprobados por Cairncross.

Fuchs comenzó a revelar información a la Unión Soviética sobre la posible producción de una bomba atómica británica cuando se unió al proyecto Tube Alloys, aunque su contribución al espionaje soviético fue más severa durante el Proyecto Manhattan. Fuchs pudo contactar a un líder del KPD con base en Londres, Jürgen Kuczynski, Kuczynski lo puso en contacto con Simon Davidovitch Kremer, el secretario del agregado militar en la embajada de la Unión Soviética, que trabajaba para el GRU (ruso: Главное Разведывательное Управление), la dirección de inteligencia militar exterior del Ejército Rojo. Después de tres reuniones, Fuchs se asoció con un mensajero para no tener que buscar excusas para viajar a Londres. Ella era Ursula Kuczynski, hermana de Jurgen Kuczynski. También era comunista alemana, especialista en la inteligencia militar soviética y una agente experimentada que había trabajado con la red de espías de Richard Sorge en el Lejano Oriente.

Posguerra

Con el fin de la guerra, la relación especial entre Gran Bretaña y Estados Unidos "se volvió mucho menos especial". Roosevelt murió el 12 de abril de 1945 y el Acuerdo de Hyde Park no fue vinculante para las administraciones posteriores. De hecho, se perdió físicamente: cuando Wilson planteó el asunto en una reunión del Comité de Política Combinada en junio, no se pudo encontrar la copia estadounidense. Los británicos enviaron a Stimson una fotocopia el 18 de julio de 1945. Incluso entonces, Groves cuestionó la autenticidad del documento hasta que la copia estadounidense fue localizada años más tarde en los documentos del vicealmirante Wilson Brown Jr., asistente naval de Roosevelt. aparentemente mal archivado por alguien que no sabía qué era Tube Alloys y que pensó que tenía algo que ver con armas navales.

El gobierno británico había confiado en que Estados Unidos compartiría tecnología nuclear, lo que los británicos vieron como un descubrimiento conjunto. El 9 de noviembre de 1945, Mackenzie King y el primer ministro, Clement Attlee, fueron a Washington, D.C., para conversar con el presidente Harry Truman sobre la futura cooperación en armas nucleares y energía nuclear. Los tres líderes acordaron que habría una cooperación plena y efectiva en materia de energía atómica, pero las esperanzas británicas de una reanudación total de la cooperación en materia de armas nucleares quedaron decepcionadas. Los estadounidenses pronto dejaron claro que esto se limitaba a la investigación científica básica.

La aprobación de la Ley de Energía Atómica de 1946 (Ley McMahon) en agosto de 1946 dejó claro que al Reino Unido ya no se le permitiría el acceso a los territorios de los Estados Unidos. investigación atómica. Esto se debió en parte al arresto por espionaje de Alan Nunn May en febrero de 1946. El 8 de enero de 1947, Attlee formó un comité secreto del Gabinete Gen 163, formado por seis ministros del gabinete, que decidió que Gran Bretaña necesitaba la bomba atómica para mantener su posición en el mundo. política. En palabras del Secretario de Asuntos Exteriores, Ernest Bevin, "Eso no servirá en absoluto ... tenemos que tener esto ... Por mi parte, no me importa, pero no quiero que ningún otro Secretario de Asuntos Exteriores de este país sea hablado con un Secretario de Estado en el Estados Unidos, como acabo de hacer en mis conversaciones con el señor Byrnes. Tenemos que tener esto aquí cueste lo que cueste ... Tenemos que tener la maldita Union Jack encima.&#34 ;

El mariscal de la Royal Air Force Lord Portal, fue designado para liderar el esfuerzo, cuyo nombre en código es High Explosive Research. El Establecimiento de Investigación de Energía Atómica (AERE) cerca de Harwell, Oxfordshire, fue creado por Cockcroft en 1946 como el principal centro de investigación y desarrollo de energía atómica militar y civil. Penney dirigió el esfuerzo de diseño de la bomba como Superintendente Jefe de Investigación de Armamento (CSAR, pronunciado "César"), a cargo del Departamento de Investigación de Armamento (ARD) del Ministerio de Suministros en Fort Halstead en Kent y el Royal Arsenal en Woolwich. En abril de 1950, un aeródromo abandonado de la Segunda Guerra Mundial, el RAF Aldermaston en Berkshire, fue seleccionado como sede permanente de lo que se convirtió en el Establecimiento de Investigación de Armas Atómicas (AWRE). Penney reunió un equipo para iniciar el trabajo, en primer lugar preparó un informe que describía las características, la ciencia y la idea detrás del arma nuclear de implosión estadounidense Fat Man. Desglosó las tareas de desarrollo necesarias para replicarlo, identificando cuestiones pendientes que requerían más investigación sobre las armas nucleares.

El 3 de octubre de 1952, bajo el nombre en clave "Operación Huracán", el primer dispositivo nuclear británico fue detonado con éxito en las islas Monte Bello frente a la costa occidental de Australia. La crisis del Sputnik y el desarrollo de la bomba de hidrógeno británica llevaron a la modificación de la Ley de Energía Atómica en 1958 y a la reanudación de la relación nuclear especial entre Estados Unidos y Gran Bretaña en virtud del Acuerdo de Defensa Mutua entre Estados Unidos y el Reino Unido de 1958.