モントリオール研究所

カナダのケベック州モントリオールにあるモントリオール研究所は、第二次世界大戦中にカナダの国立研究評議会によって設立され、英国と協力して核研究を行い、チューブ合金核プロジェクトの科学者と作業の一部を吸収しました。英国。マンハッタン計画の一部となり、世界初の原子炉のいくつかを設計および建設しました。

フランスの陥落後、フランスの科学者の何人かは重水を蓄えて英国に逃げました。彼らはケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所に一時的に設置され、そこで原子炉の設計に取り組みました。 MAUD委員会は、原子炉を使用してプルトニウムを増殖させる可能性が残っているものの、これがチューブ合金の主要なタスクである原子爆弾の構築に関連するかどうかは不明でした。したがって、米国に移転し、マンハッタン計画の原子炉の努力と同じ場所に配置することを推奨しました。安全に関するアメリカ人の懸念（科学者の多くは外国人であった）とフランスの科学者とImperial Chemical Industries（ICI）による特許請求のため、代わりにそれらをカナダに移転することが決定されました。

カナダ政府はこの提案に同意し、モントリオール研究所はマギル大学に所属する家に設立されました。最初の8人の実験室スタッフは、1942年末にモントリオールに到着しました。これらは、フランスのバートランドゴールドシュミットとピエールオージェ、チェコスロバキアのジョージプラチェク、スイスのSGバウアー、フリードリッヒパネスでした。オーストリアのHans von Halban、英国のRE NewellとFR Jackson。カナダの部隊には、ジョージ・フォルコフ、バーニス・ウェルドン・サージェント、ジョージ・ローレンス、そしてJ・カーソン・マーク、フィル・ウォレス、レオ・ヤッフェなどの有望なカナダの科学者が含まれていました。

カナダはウラン鉱石と重水の主要な供給源でしたが、これらはアメリカ人によって管理されていました。英米の協力関係が崩壊し、モントリオール研究所の科学者が原子炉の建設に必要な材料にアクセスできなくなった。 1943年、ケベック協定により、チューブアロイとアメリカンマンハッタンプロジェクトが統合されました。アメリカ人は原子炉の建設を支援することに同意した。イギリス人ではない科学者が去り、1944年5月にジョンコッククロフトがモントリオール研究所の新しいディレクターになりました。1944年にチョークリバー研究所が開設され、1946年7月にモントリオール研究所が閉鎖されました。 1945年9月5日に小型のZEEPが重要になり、1947年7月21日に大型のNRXが重要になりました。NRXは、しばらくの間、世界で最も強力な研究炉でした。

カナダの初期の核研究

カナダには、1899年のマギル大学でのアーネストラザフォードの先駆的な仕事にまで遡る長い歴史があります。1940年、国立研究評議会（NRC）のジョージローレンスは、オタワで中性子捕獲と核分裂を測定する実験を開始しました原子炉の実現可能性を示すためにウランで。そのために、彼はノースウェスト準州のポートラジウムのエルドラド鉱山から紙袋に入れた450キログラム（990ポンド）の二酸化ウランを入手しました。中性子減速材として、彼は石油コークスの形で炭素を使用しました。これは、別の中性子減速材であるパラフィンワックスで裏打ちされた大きな木製のビンに酸化ウランの袋とともに置かれました。中性子源が追加され、放射能の測定にガイガーカウンターが使用されました。

実験は1942年に続きましたが、最終的には失敗しました。コークスと酸化ウランの不純物によって引き起こされる問題は十分に認識されていなかったため、結果として多くの中性子が捕捉されました。しかし、ローレンスの努力はある程度の注目を集め、1940年の夏に彼はカナダの英国科学連絡官であるRHファウラーに訪問されました。これに続いて、秋にイギリスのティザードミッションのジョンコッククロフトが米国を訪問しました。彼らは、英国のMAUD委員会と米国の国家防衛研究委員会（NDRC）の監督の下で実施されている同様の研究のニュースをもたらしました。

ファウラーは、NDRCとイギリスおよびカナダのカウンターパートとの間のコミュニケーションのチャンネルになりました。彼を通して、ローレンスはアメリカ研究のコピーを提供したNDRCのS-1ウラン委員会の委員長であるライマン・J・ブリッグスの紹介を得ました。英国に戻ると、コッククロフトはメルシェットLordを通じてローレンスが研究を続けるために5,000ドルの助成金を受け取るよう手配しました。この支払いは、カナダの子会社を通じてImperial Chemical Industries（ICI）によって行われました。ローレンスの仕事の重要性をカナダ当局に印象付けるという望ましい副作用がありました。

フランス語接続

ローレンスは、安価で入手しやすいため、重水の代わりに炭素を使用することを選択しました。ハンスフォンハルバン、ルーコワルスキ、フランシスペリンを含むフランスの科学者チームは、1939年から同様の実験を行っていました。1940年までに、彼らは重水をモデレーターとして使用することを決め、ノルウェーのVemorkにあるNorsk Hydro水力発電所からのキログラム（408 lb）。フランスの陥落後、彼らは大量の水で英国に逃げていた。彼らはケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所に一時的に設置されましたが、英国もまもなく崩壊すると信じて、米国またはカナダへの移転を熱望していました。

カナダは重水の代替源でした。コミンコは1934年から重水研究に携わり、ブリティッシュコロンビア州トレイルにある製錬工場で生産しました。 1941年2月26日、NRCは重水を生成する能力について尋ねました。これに続いて、7月23日にプリンストン大学で働いている英国生まれの科学者であるヒュー・テイラーから、科学研究開発局（OSRD）を代表して書簡が送られました。テイラーは、2,000ポンド（910 kg）を生産するNDRC契約を提示しました。NDRCは、低グレードの場合は1ポンドあたり5ドル、高グレードの重水では10ドルを支払う準備ができていました。当時、1ポンドあたり最大1,130ドルで販売されていました。

コミンコの社長、セルウィン・G・ブレイロックは慎重でした。戦後の重水需要はないかもしれず、そのプロセスの特許はアルバート・エドガー・ノウルズによって保持されていたので、利益分配契約が必要になるでしょう。これに応じて、Taylorはプラントの改造に20,000ドルを提供しました。そこで問題は12月6日まで続きました。そのとき、ブレイロックはイギリスの物理学者GIヒグソンと会談し、テイラーがコミンコに落胆し、別の重水源を見つけることを決定したと伝えました。ブレイロックはテイラーをトレイルに招待し、1942年1月5日から8日にかけてトレイルを訪れた。2人はすぐに共通点を見つけた。ブレイロックはトレイルで重水を生産することに同意し、取締役会長のエドワード・ビーティirからすぐに承認を得ました。 1942年8月1日に契約が締結されました。重水プロジェクトは、1942年10月にP-9プロジェクトとして知られるようになりました。

フランスの科学者は、水性均質反応器の設計を順調に進歩させましたが、彼らの研究は、英国のチューブ合金プロジェクトの主なタスク、原子爆弾の建設に関連し、資源は戦時中イギリスで厳しく管理されていたという疑いがありました。原子炉はプルトニウムの増殖に使用できる可能性がありましたが、爆弾での使用は遠い可能性に思えました。したがって、MAUD委員会は、アメリカに移住すべきだと感じました。資源をプールすることは理にかなっており、アメリカには、特に重水などの材料へのアクセスという利点がありました。ヘンリー・D・スミス、ハロルド・ウレイ、ヒュー・テイラーなどのアメリカの科学者は、ケンブリッジのチームをアメリカに派遣するように促しました。一方、ケンブリッジグループの6人の上級科学者のうち英国人だけが、またフランスの特許クレームについては、アメリカの当局者はセキュリティについて懸念を抱いていました。これらには、核連鎖反応の制御、ウランの濃縮、および中性子減速材としての重水素の使用に関する特許が含まれています。また、プルトニウムの生産と使用に関して、エゴン・ブレッシャーとノーマン・フェザーに関連する2つの特許出願がありました。MAUD委員会の議長であるジョージ・トムソンは、妥協案を提案しました。チームをカナダに移すことです。

確立

次のステップは、カナダ人と問題を解決することでした。チューブ・アロイの責任者であるジョン・アンダーソンLord大統領は、カナダの英国高等弁務官であるマルコム・マクドナルドに宛てて手紙を書きました。オンタリオ州ホープ1942年2月19日、マクドナルド、トムソン、およびチューブアロイのディレクターであるウォレスエーカーズは、NRCの社長であるCJマッケンジーに会い、提案を熱心に支持しました。翌日、彼は彼らに弾薬と補給の大臣であるCDハウを訪ねました。

ハウは、アンダーソンに、原則としてカナダ政府の合意を表明しましたが、提案された研究所の費用のより詳細な評価を要求しました。ジョン・アンダーソンirは、約30人の科学者と25人の実験助手がいる実験室を構想し、そのうち22人の科学者と6人の実験助手が英国から送られると答えた。推定ランニングコストは年間60,000ポンドでした。彼は、費用と給与が英国政府とカナダ政府の間で分配されることに同意したが、英国のシェアはカナダからの10億ドルの戦争贈与から来るだろう。カナダ人はこれを受け入れられると思った。その後、ハウとマッケンジーは、研究室のガバナンスの取り決めを完了するためにロンドンに旅行しました。ハウとマクドナルドで構成される政策委員会が運営し、NRCが運営し、資金を提供し、ハルバンが議長を務める技術委員会が研究を行うことに合意しました。

カナダ人は、新しい研究所を戦時中のオタワよりも住みやすい場所であるモントリオールに置くべきだと決めました。彼らは1943年1月1日までにすべてを準備することを望んでいましたが、実験室のスペースに関する交渉は失敗しました。その後、別の場所の検索が開始されました。すでにカナダにいたフランス人科学者のバートランド・ゴールドシュミットは、カナダに逃亡したフランスの秋以前に国立科学研究センターの学長だったフランスの生物学者アンリ・ロージエに出会った。 Laugierは、彼が現在教えていたモントリオール大学の新しい建物のいくつかの未使用の翼を取得することを提案しました。これらは医学部に割り当てられていましたが、資金不足のため装備されていませんでした。 200平方メートル（2,200平方フィート）のスペースが取得されましたが、それを実験室に変換するにはかなりの作業が必要であり、1943年2月中旬までに準備を整えることができませんでした。大学の建築家アーネストコルミエは、予定。

最初の8人のスタッフは、1942年末にモントリオールに到着しました。フランスのGoldschmidtとPierre Auger、チェコスロバキアのGeorge Placzek、スイスのSG Bauer、オーストリアのFriedrich PanethとHalban、英国のRE NewellとFR Jacksonです。大西洋の戦いはまだ荒れ狂っていて、別々に移動する男性と装備はドイツのUボートの危険にさらされていました。科学者たちは、マギル大学に属するモントリオールのダウンタウンにあるシンプソン通り3470番地の家を占領しました。これはすぐに非常に混雑し、バスルームはオフィスに使用され、バスタブは紙や本を保管するために使用されました。彼らは、3月にモントリオール大学のより広々とした宿泊施設に移動したことで安心しました。研究所は300人を超えるスタッフに成長し、その約半分はローレンスが募集したカナダ人でした。

Placzekは理論物理学部門の長になりました。コワルスキは実験物理学部門の責任者に指名されましたが、ハルバンと性格の衝突があり、コワルスキはハルバンの下での地位として見たものを受け入れたくありませんでした。この時点で、他の多くの科学者たちはコワルスキーなしでは行かないだろうと言ったが、チューブ・アロイがその一部であった英国科学産業研究部の常務秘書であるエドワード・アップルトンirは彼らを説得することに成功した。コワルスキーはケンブリッジに残り、ジェームズチャドウィックで働いていました。オージェは代わりに実験物理学部門の長になりました。パネスは化学部門の責任者になりました。フランスから脱出した他の2人の科学者が研究室に加わりました：ケンブリッジで自由フランスのために働いていたフランスの化学者ジュール・ゲロンと、戦前にイタリアでエンリコ・フェルミと働いたブルーノ・ポンテコルヴォです。

カナダの派遣団のために、ローレンスとマッケンジーは、カナダにはほとんどいないトップの核物理学者を採用しようとしました。最初はブリティッシュコロンビア大学のジョージ・フォルコフで、彼はロバート・オッペンハイマーと中性子星の物理学について研究していました。彼らはまた、マクマスター大学からハリー・トーデを募集しようとしましたが、マンハッタン・プロジェクトのSAM研究所のハロルド・ウレイも、質量分析で重水をテストするトードの専門知識に興味があり、より魅力的な提案をしたことがわかりました。妥協点に達し、トードはモントリオール研究所で働いたが、マクマスター大学に留まった。 J.カーソンマーク、フィルウォレス、レオヤッフェなど、有望なカナダの若い科学者も募集されました。

研究

モントリオール研究所は、原子炉開発の複数の道を調査しました。 1つは均質な反応器で、ここではウラン化合物が重水に溶解してスラリーを形成しました。または、モントリオールチームが呼んだ「マヨネーズ」です。これにより、冷却、制御、および生成されたプルトニウムを排出する能力にさまざまな利点がもたらされました。 Paneth、Goldschmidtなどは、このようなウラン化合物を調製する方法を試しましたが、必要な密度の製品は見つかりませんでした。彼らは濃縮ウランの使用を検討しましたが、それは利用できませんでした。次に、ウラン金属棒の格子が重水に浸漬された不均一原子炉に注目しました。必要な重水ははるかに少なくなりますが、水が重水素と酸素に分解する危険性がありました。これは潜在的に爆発的な組み合わせです。ウランが不足していると考えられていたため、ウランからプルトニウムを、またはトリウムからウラン-233を増殖できる増殖炉に大きな関心が寄せられました。ウランをトリウムから分離するプロセスが考案されました。

実用的な原子炉を建設するために、モントリオール研究所は、アメリカとの契約下にあったトレイルからの重水をアメリカ人に依存していましたが、これは間もなくでした。ハルバンがフェルミとウレイと重水について話し合うためにニューヨークに来るようにというアメリカ人の要求はイギリス人によって断られ、アメリカ人は協力を停滞させた。 1943年6月までに、モントリオールラボでの作業は停止しました。モラールは低く、カナダ政府はプロジェクトのキャンセルを提案しました。英国政府は、プロジェクトの費用と予想される期間にかかわらず、核兵器の開発に単独で取り組むことを真剣に検討しました。 1943年8月、カナダのマッケンジー・キング首相はケベック会議を主催し、そこでウィンストン・チャーチルとフランクリン・D・ルーズベルトが協力し、協力を再開することに合意しました。ケベック協定は、チューブ合金をマンハッタンプロジェクトに組み込み、マンハッタンプロジェクトを管理するためにカナダがハウを代表する統合政策委員会を設立しました。

協力のいくつかの側面はすぐに再開されましたが、モントリオール研究所に関する詳細を確定するのに時間がかかりました。レスリーグローブス准将（マンハッタンプロジェクトのディレクター）、チャドウィック（現在はマンハッタンプロジェクトの英国ミッションの責任者）、およびマッケンジーは、1944年4月13日に統合政策委員会によって承認された勧告を交渉しました。 5月20日に綴られた。その下で、アメリカ人はカナダでの重水炉の建設を支援し、腐食や材料への放射線の影響などの問題に関する技術支援を提供します。彼らはプルトニウムやプルトニウムの化学に関する詳細を提供しませんが、照射されたウランのナメクジは英国人がそれを自分で解決するために利用可能になります。アメリカ人はすでに1944年5月に批判的な独自の重水炉であるシカゴパイル3を建設していました。1944年9月のハイドパーク協定は、商業的および軍事的協力の両方を戦後まで延長しました。

ハンスフォンハルバンは、彼が貧しい管理者であり、マッケンジーやNRCとうまく機能しなかったため、残念な選択であることが判明しました。アメリカ人は彼を安全保障上のリスクと見なし、パリグループが主張するフランスの原子特許（ICIに関連）に反対した。 1944年4月、ワシントンでの統合政策委員会は、カナダが重水炉を建設することで合意しました。イギリス人ではない科学者は去り、コッククロフトは1944年5月にモントリオール研究所の新しいディレクターになり、EWRステアシーはパネスが去ったときにアシスタントディレクターおよび化学部門の責任者になりました。フォルコフは、最終的に理論物理学部門の責任者としてプラチェックを引き継ぎました。ハルバンは核物理学部門の長であり続けました。

1944年8月のパリ解放後、フランスの科学者たちは家に帰りたかった。オーガーは既に1944年4月にフランス科学ミッションに参加するためにロンドンに戻っていました。ハルバンは1944年11月にロンドンとパリを訪れ、フランスを離れて以来初めてフレデリックジョリオキュリーを見ました。彼は前のボスに核の秘密を明かさないと主張したが（特許権については話し合っていた）、1945年4月にモントリオール研究所を離れたが、ハルバンは1年間働くことも北アメリカを去ることも許されなかった。 1946年、彼はイギリスに定住し、その後BWサージェントは核物理学部門の長になりました。コッククロフトは、ゴールドシュミット、ゲロン、コワルスキーを1945年6月まで、その後1945年末まで延長するよう手配しました。ゴールドシュミットは長く留まることをいとわず、コッククロフトは彼を引き留めたいと望みましたが、グローブスは、同盟の調和、彼はやった。フランスの科学者はすべて1946年1月までに去っていました。

1944年8月24日、本格的なNRX原子炉を進める前に、格子寸法、被覆材料、制御棒などの問題に関連するグループの計算をテストする小型原子炉を建設する決定が下されました。ハルバンが去った後、コワルスキは研究室に加わり、ゼロエネルギー実験用パイルのために彼がZEEPと名付けた小型原子炉の責任を与えられました。彼は、ニュージーランドのチャールズ・ワトソン・マンロ、カナダのジョージ・クラインとドン・ナッツァーの設計を手伝いました。モントリオールのダウンタウンに原子炉を建設することは問題外でした。カナダ人は、オタワの北西約110マイル（180 km）のオタワ川の南岸にあるオンタリオ州チョークリバーのサイトを選択し、グローブスは承認しました。

アメリカ人は、情報と訪問で原子炉プロジェクトを完全に支援しました。 Grovesは、モントリオール研究所に19トン（17トン）の重水と5トン（4.5トン）の純ウラン金属を原子炉に貸し出し、抽出プロセスを開発するために純ウランとトリウムのサンプルを貸し出しました。照射された材料は、テネシー州オークリッジのクリントンエンジニアワークスのマンハッタンプロジェクトのX-10グラファイトリアクターから来ました。約10トン（9.1トン）の機械加工された純ウラン棒がカナダに完全に販売されました。また、機器、図面、技術情報を提供し、アメリカの科学者から専門知識を提供し、モントリオールにHSベンボウ少佐が率いる連絡事務所を開設しました。冶金研究所のアメリカの物理学者ウィリアム・ウェルドン・ワトソンとSAM研究所の化学者ジョン・R・ハフマンが割り当てられました。彼らは1945年11月にジョージ・ウェイルに引き継がれました。ベンボウは1945年12月にP.ファーミン少佐に引き継がれ、1946年2月にAWニールソン大佐に置き換えられました。

チョークリバーラボラトリーズは1944年に、モントリオールラボラトリーは1946年7月に閉鎖されました。ZEEPは1945年9月5日に批判的となり、米国外で最初の原子炉として稼働しました。 5トン（4.5トン）の重水と3.5トン（3.2トン）のウラン金属を使用すると、3.5 Wで連続的に、または30〜50 Wで短時間動作できます。より大きなNRXは1947年7月21日に続きました。他の原子炉の5倍の中性子束で、世界で最も強力な研究炉でした。当初は1944年7月に8 MWの出力で設計されていましたが、ステンレス鋼で覆われ、重水で冷却されたウラン棒を軽水で冷却されたアルミニウム被覆棒で置き換えるなどの設計変更により、出力が10 MWに引き上げられました。

1946年末までに、モントリオール研究所の費用は、重水の費用を除いて、22,232,000米ドルと見積もられていました。 NRX原子炉は、英国、米国、カナダに核分裂性プルトニウムとウラン233の供給源を提供しました。また、リン32などの医療用同位体、米国の研究施設よりも優れた研究施設、原子炉の設計と運転に関する豊富な技術情報を効率的に生産する手段も提供しました。 1946年のカナダ原子力法の成立により、チョークリバーラボラトリーズの責任は原子力管理委員会に移りました。

原子スパイ

1945年9月5日、オタワのソビエト連邦大使館の暗号書記官であるイゴール・グーゼンコとその家族がカナダに亡命しました。彼は、カナダでのソビエトintelligence報（GRU）スパイ活動の詳細を示すケーブルのコピーを持ってきました。エージェントには、1945年7月にウラン233とウラン235の小さなサンプルをGRUエージェントパベルアンジェロフに密かに供給したアランナンメイが含まれていました。国会議員、フレッド・ローズ。 NRCの科学者であるイスラエルハルペリン、エドワードマゼロール、ダーンフォードスミス。 1950年にソビエト連邦に亡命したポンテコルボは、長い間スパイ活動に関与していた疑いがありました。彼がソビエトのエージェントだったという証拠はこれまでに確立されていませんが、GRUはウランのサンプルとNRXの青写真を入手しました。これについては、ナンメイは情報源ではなく、ポンテコルボは依然として容疑者です。 1946年2月にスパイリングが一般に知られるようになったとき、アメリカ人はイギリスとカナダと情報を共有することにより慎重になりました。

協力終了

モントリオール研究所は実り豊かで成功した国際ベンチャーでしたが、カナダ人は時折、利口で鈍感なイギリスの行動にofしていました。 1945年11月、イギリス政府が突然、コッククロフトが事前の協議なしに、またNRX原子炉がまだ建設中であったときに英国の新しい原子力研究施設の長に任命されたと発表したとき、そのような行動が起こりました。コッククロフトは1946年9月までカナダを出発しませんでしたが、カナダとのコラボレーションに対する英国の関心が衰退した確かな兆候でした。イギリス人は、彼がイギリスの物理学者ベネット・ルイスに置き換えられることを提案しました。ベネット・ルイスは最終的に任命されましたが、カナダ生まれのウォルター・ジンが仕事を辞めた後にだけです。

英米の協力は戦争を長く生き延びませんでした。ルーズベルトは1945年4月12日に死亡し、ハイドパーク協定はその後の政権を拘束しませんでした。英国と米国の間の特別な関係は「非常に特別ではなくなった」。英国政府は、アメリカが核技術を共有することを信頼しており、英国は共同発見を検討した。 1945年11月9日、マッケンジーキングと英国首相クレメントアトリーはワシントンDCに行き、核兵器と原子力の将来の協力についてハリートルーマン大統領と協議しました。ケベック協定に取って代わる覚書により、カナダは完全なパートナーとなりました。 3人の指導者は、完全かつ効果的な協力があることに同意したが、核兵器に関する協力の再開に対する英国の希望は無駄であった。アメリカ人はすぐに、協力は基礎的な科学研究に限定されていることを明らかにしました。

1946年2月に行われた結合政策委員会で、カナダとの事前協議なしに、英国は英国で黒鉛減速原子炉を建設する意向を発表しました。激怒したハウはカナダ大使レスター・B・ピアソンに、英国とカナダの間の核協力が終了したことを委員会に知らせるように言った。カナダ人は、チョーク・リバー・ラボラトリーズが合同企業になるという保証を認めるものを与えられ、英国の決定は信仰の侵害とみなされていました。英米の協力は、1946年4月に米国がプルトニウム生産原子炉の設計、建設、または運転において英国を支援しないとトルーマンが宣言したときに大部分が終了しました。アメリカ人はカナダにそのような施設を建設できることに同意していましたが、イギリス人は核分裂性物質の供給をカナダに依存するつもりはありませんでした。

ノート