Le projet Manhattan était un projet de recherche et de développement qui a produit les premières bombes atomiques durant la Seconde Guerre mondiale. Il était dirigé par les États-Unis avec le soutien du Royaume-Uni et du Canada. De 1942 à 1946, le projet était sous la direction du général de division Leslie Groves du Corps du génie de l'armée des États-Unis. La composante armée du projet, ayant son quartier général à Manhattan, était surnommée le ; Manhattan est donc progressivement devenu le nom de code de l'ensemble du projet. En cours de route, le projet a absorbé son homologue britannique, . Le projet Manhattan avait commencé modestement en 1939, mais a grandi pour employer plus de 130 000 personnes et a coûté près de 2 milliards de dollars américains (l'équivalent d'environ 30,6 milliards de dollars de 2021). Plus de 90 % du coût a été alloué à la construction des usines et à la production des matériaux fissiles, laissant moins de 10 % pour le développement et la production des armes.
Deux types de bombes atomiques avaient été développés pendant la guerre. Une arme à fission de type canon, relativement simple, a été fabriquée à partir d'uranium 235, un isotope qui ne représente que 0,7 % de l'uranium naturel. Parce qu'il est chimiquement identique à l'isotope le plus courant, l'uranium 238, et qu'il a presque la même masse, il s'est avéré difficile de les séparer. Trois méthodes ont été employées pour enrichir l'uranium : électromagnétique, gazeuse et thermique. La plupart des travaux ont été exécutés à Oak Ridge, au Tennessee. En parallèle des travaux sur l'uranium, il existait aussi un effort pour produire du plutonium. Des réacteurs ont été construits à Oak Ridge, ainsi qu'à Hanford dans l'état de Washington, dans le but d'irradier l'uranium pour le transmuter en plutonium. Le plutonium était ensuite chimiquement séparé de l'uranium. La conception de type canon s'est avérée peu pratique à utiliser avec le plutonium, de sorte qu'une arme nucléaire de type implosion, plus complexe, a dû être développée dans le cadre d'un effort concerté de conception et de construction dans le laboratoire de recherche principal du projet à Los Alamos au Nouveau-Mexique.
Ce qui suit est une chronologie du projet Manhattan. Elle comprend un certain nombre d'événements qui se sont produits avant la formation officielle du projet, ainsi qu'un certain nombre d'événements qui ont eu lieu après les bombardements d'Hiroshima et de Nagasaki, jusqu'à ce que le projet soit officiellement remplacé par la Commission de l'énergie atomique des États-Unis en 1947. alt=A large house with a stone chimney, decorated with bunting. An army officer runs a red and blue flag up a flagpole. In the foreground are two men in suits and one in an army uniform.|droite|vignette| Le directeur du laboratoire de Los Alamos, Robert Oppenheimer (à gauche), le directeur du projet Manhattan, le général de division Leslie Groves (au centre) et le président de l'Université de Californie, Robert Gordon Sproul (à droite) lors de la cérémonie de remise du au laboratoire en octobre 1945.
Chronologie d'événements associés
1939
2 août : Albert Einstein signe la lettre Einstein-Szilárd rédigée par le physicien Leó Szilárd et adressée au président Franklin D. Roosevelt, lui conseillant de financer des recherches sur la possibilité d'utiliser la fission nucléaire comme arme, car l'Allemagne nazie pourrait bien mener de telles recherches. 3 septembre : Le Royaume-Uni et la France déclarent la guerre à l'Allemagne nazie en réponse à son invasion de la Pologne, déclenchant la Seconde Guerre mondiale. 11 octobre : L'économiste Alexander Sachs rencontre le président Roosevelt et lui remet la lettre Einstein-Szilárd. Roosevelt autorise la création du Comité consultatif pour l'uranium. 21 octobre : Première réunion du Comité consultatif pour l'uranium, présidé par Lyman Briggs de la National Institute of Standards and Technology (NIST) ; sont prévus pour réaliser des expériences sur les neutrons.
1940
2 mars : L'équipe de John R. Dunning de l'université Columbia vérifie l'hypothèse de Niels Bohr selon laquelle l'uranium 235 est l'isotope responsable de la fission par des neutrons lents. Mars : Deux scientifiques de l'Université de Birmingham, Otto Frisch et Rudolf Peierls, auteurs du mémorandum de Frisch et Peierls, calculent qu'une bombe atomique pourrait nécessiter seulement 0,45 kg d'uranium enrichi pour fonctionner. Le mémorandum est remis à Mark Oliphant, qui le remet ensuite à Sir Henry Tizard. 10 avril : La Commission MAUD est créé par Tizard pour étudier la faisabilité d'une bombe atomique. 21 mai : George Kistiakowsky suggère d'utiliser la diffusion gazeuse comme technique pour séparer les isotopes. 12 juin : Roosevelt crée le National Defense Research Committee (NDRC) sous Vannevar Bush, qui absorbe le Comité consultatif pour l'uranium. 6 septembre : Bush dit à Briggs que la NDRC fournira pour le projet de l'uranium.
1941
25 février : Découverte du plutonium par Glenn Seaborg et Arthur Wahl à l'université de Californie à Berkeley. 17 mai : Un rapport d'Arthur Compton et de l'Académie nationale des sciences est publié, et juge favorables les perspectives de développement de la production d'énergie nucléaire à des fins militaires. 28 juin : Roosevelt crée l'Office of Scientific Research and Development (OSRD) sous Vannevar Bush avec la signature du décret 8807. L'OSRD absorbe la NDRC et le Comité consultatif pour l'uranium. James B. Conant succède à Bush à la tête de la NDRC. 2 juillet : La Commission MAUD choisit James Chadwick pour rédiger la deuxième (et dernière) ébauche de son rapport sur la conception et les coûts du développement d'une bombe. 15 juillet : La Commission MAUD publie un rapport technique final détaillé sur la conception et les coûts du développement d'une bombe. Une copie préalable est envoyée à Vannevar Bush qui décide d'attendre la version officielle avant d'agir. Août : Mark Oliphant se rend aux États-Unis pour demander le développement d'une bombe plutôt que la production d'énergie électrique. 30 août 1941 : Winston Churchill devient le premier dirigeant national à approuver un programme d'armement nucléaire : le projet est nommé . 3 septembre : Le Comité des chefs d'état-major britannique approuve Tube Alloys. 3 octobre : Une copie officielle du rapport MAUD (rédigé par Chadwick) parvient à Bush. 9 octobre : Bush apporte le rapport MAUD à Roosevelt, qui approuve le projet pour confirmer les conclusions du rapport. Roosevelt demande à Bush de rédiger une lettre pour que le gouvernement britannique puisse être approché « d'en haut ». 6 décembre : Bush tient une réunion pour organiser un projet de recherche accélérée, toujours dirigé par Arthur Compton. Harold Urey est chargé de développer la recherche sur la diffusion gazeuse comme méthode d'enrichissement de l'uranium, tandis qu'Ernest O. Lawrence est chargé d'étudier les méthodes de séparation électromagnétique qui ont abouti à l'invention du Calutron. Compton expose le cas du plutonium devant Bush et Conant. 7 décembre : Les Japonais attaquent Pearl Harbor. Les États-Unis et le Royaume-Uni publient une déclaration de guerre officielle contre le Japon le lendemain. 11 décembre : Le même jour après que l'Allemagne et l'Italie aient déclaré la guerre aux États-Unis, les États-Unis déclarent la guerre à l'Allemagne et à l'Italie. 18 décembre : Première réunion de la section S-1 parrainée par l'OSRD, consacrée au développement des armes nucléaires.
1942
19 janvier : Roosevelt autorise formellement le projet de la bombe atomique. 24 janvier : Compton décide de centraliser les travaux sur le plutonium à l'université de Chicago. 19 juin : Le comité exécutif du S-1 est formé, composé de Bush, Conant, Compton, Lawrence et Urey. 25 juin : Le comité exécutif de la section S-1 sélectionne Stone & Webster comme entrepreneur principal pour la construction sur le site du Tennessee. Juillet-septembre : Le physicien Robert Oppenheimer organise une conférence d'été à l'Université de Californie à Berkeley pour discuter de la conception d'une bombe à fission. Edward Teller évoque la possibilité d'une bombe à hydrogène comme un point important de la discussion. 30 juillet : Sir John Anderson exhorte le Premier ministre Winston Churchill à poursuivre un projet commun avec les États-Unis. 13 août : Le Manhattan Engineering District avec James Creel Marshall comme ingénieur de district est créé par le chef du Corps du génie de l'armée des États-Unis, le général de division , à compter du 16 août. 17 septembre : Le général de division Wilhelm D. Styer et Reybold ordonnent au colonel Leslie Groves de reprendre le projet. 23 septembre : Groves est promu général de brigade, et devient directeur du projet. Le Comité de politique militaire, composé de Bush (avec Conant comme alternative), Styer et le contre-amiral William R. Purnell est créé pour superviser le projet. 26 septembre : Le projet Manhattan est autorisé à utiliser le niveau de priorité la plus élevée en temps de guerre par le War Production Board. 29 septembre : Le sous-secrétaire à la guerre Robert P. Patterson autorise le Corps du génie de l'armée des États-Unis à acquérir dans le Tennessee pour le Site X, qui deviendra le site du laboratoire et de production d'Oak Ridge au Tennessee. 19 octobre : Groves nomme Oppenheimer pour coordonner les recherches scientifiques du projet au laboratoire du Site Y. 16 novembre : Groves et Oppenheimer visitent Los Alamos au Nouveau-Mexique et le désignent comme emplacement du site Y. 2 décembre : Chicago Pile-1, le premier réacteur nucléaire, devient critique à l'Université de Chicago sous la direction et la conception d'Enrico Fermi, obtenant une réaction autoentretenue un mois seulement après le début de sa construction.
1943
16 janvier : Groves approuve le développement du site de Hanford. 9 février : Patterson approuve l'acquisition de 160 000 ha à Hanford. 18 février : Début de la construction de Y-12, une usine gigantesque de séparation électromagnétique pour l'enrichissement de l'uranium à Oak Ridge. 1er avril : Création du laboratoire de Los Alamos. 5-14 avril : Robert Serber donne des conférences d'introduction à Los Alamos, qui seront plus tard compilées dans The Los Alamos Primer. 20 avril : L'Université de Californie devient le gestionnaire commercial officiel du laboratoire de Los Alamos. Mi-1943 : Le comité exécutif du S-1 est éliminé vers le milieu de 1943, car il est remplacé par le Comité de politique militaire. 2 juin : Début de la construction de K-25, l'usine de diffusion gazeuse. Juillet : Le président fait de Los Alamos, Clinton Engineer Works (CEW) et Hanford Engineer Works (HEW) des districts militaires. Le gouverneur du Tennessee, Prentice Cooper, a officiellement reçu la proclamation faisant d'Oak Ridge un district militaire non soumis au contrôle de l'État par un officier subalterne (un lieutenant), il le déchire et refuse de voir l'ingénieur du district MED, le lieutenant-colonel James C. Marshall. Le nouvel ingénieur de district Kenneth Nichols doit l'apaiser. 10 juillet : Le premier échantillon de plutonium arrive à Los Alamos. 10 août : Création de la section médicale de la MED. Le 3 novembre, le colonel Stafford Warren est chargé de la diriger. 13 août : Premier test de la chute d'une arme à fission de type canon au centre de Dahlgren Proving Ground sous la direction de Norman F. Ramsey. 13 août : Kenneth Nichols remplace Marshall à la tête du Manhattan Engineer District. L'une de ses premières tâches en tant qu'ingénieur de district est de déplacer le quartier général du district à Oak Ridge, bien que son nom n'ait pas changé. 19 août : Roosevelt et Churchill signent l'accord de Québec. Tube Alloys est fusionné avec le projet Manhattan.