「ファットマン」（マークIIIとも呼ばれる）は、アメリカ合衆国が史上初めて使用した核兵器8発のうち7発に使用された核兵器の設計である。これはまた、戦争で使用された中で最も強力な設計でもある。

1945年8月9日、長崎市上空でファットマンが爆発した。これは、戦争で使用された2つの核兵器のうち、2つ目であり、より大型のものであった。チャールズ・スウィーニー少佐が操縦するボーイングB-29スーパーフォートレス・ ボックスカーから投下された。この爆発は、史上3度目の核爆発となった。ファットマンという名前は、その幅広で丸い形状に由来する。ファットマンは、固体プルトニウムを核とする爆縮型の核兵器で、後に改良された核が使用された。

最初に爆発したファットマンは、1か月足らず前の7月16日にニューメキシコ州のアラモゴード爆撃射撃場で行われたトリニティ核実験での「ザ・ガジェット」だった。これは、ハンフォード・サイトで製造されたプルトニウムを使用して、ロスアラモス研究所の科学者と技術者によって製造された。2番目の核爆発はリトルボーイで、これはウランをベースにした別の装置であり、戦争で初めて使用された。さらに2つのファットマンが、1946年のビキニ環礁でのクロスロード作戦の核実験中に爆発した。次の一連の3回の実験、 1948年のサンドストーン作戦では、改良されたコアを備えたファットマン装置が使用された。ファットマンは最終的に、レンジャー作戦のテストでマーク4核爆弾に取って代わられた。

早期の決断

ロバート・オッペンハイマーは1942年6月にシカゴで、7月にはカリフォルニア州バークレーで会議を開き、様々な技術者や物理学者が核爆弾の設計について議論した。彼らは、2つの未臨界質量体を「弾丸」を「標的」に撃ち込むことで接近させる銃型の設計を選択した。 [2] リチャード・C・トルマンは爆縮型の核兵器を提案したが、この提案はあまり関心を集めなかった。[3]

1942年、プルトニウム爆弾の実現可能性が疑問視された。英国の「チューブ・アロイ」計画の責任者、ウォレス・エイカーズは11月14日、ジェームズ・ブライアント・コナントに対し、ジェームズ・チャドウィックが「プルトニウムは不純物のために兵器用の実用的な核分裂物質ではない可能性があると結論付けた」と伝えた。 [4]コナントはアーネスト・ローレンスとアーサー・コンプトンに相談したが、彼らはそれぞれバークレーとシカゴの科学者たちがこの問題を認識していることを認めたものの、すぐに解決策を提示することはできなかった。コナントはマンハッタン計画の責任者、レスリー・R・グローブス・ジュニア准将に報告し、グローブスはローレンス、コンプトン、オッペンハイマー、マクミランからなる特別委員会を組織してこの問題を検討した。委員会は、より高い純度を要求するだけであらゆる問題を克服できると結論付けた。[4]

オッペンハイマーは1943年初頭に選択肢を再検討し、銃型爆弾を優先させた[3]。しかし、ロスアラモス研究所にセス・ネッダーマイヤーの指揮下でE-5グループを創設し、爆発前の爆発の脅威に対する対策として爆縮爆弾を研究した。爆縮型爆弾は、圧縮された核分裂性物質がより速く、したがってより完全に反応するため、爆弾内の核分裂性物質の単位質量あたりの爆発出力の点で、はるかに効率的であると判断された。しかしながら、不確実性が最も少ないプロジェクトであったため、研究の大部分はプルトニウム銃に投入されることが決定された。ウラン銃型爆弾はプルトニウム銃から容易に転用できると考えられた[5] 。

ネーミング

銃型と爆縮型の設計は、それぞれ「シンマン」と「ファットマン」というコードネームで呼ばれた。これらのコードネームは、マンハッタン計画に参加したオッペンハイマーの元教え子、ロバート・サーバーによって作られた。彼は設計の形状に基づいてこれらを選んだ。シンマンは非常に長い装置で、その名前はダシール・ハメットの探偵小説『薄汚い男』と映画シリーズに由来している。ファットマンは丸くて太っており、ハメットの『マルタの鷹』でシドニー・グリーンストリートが演じるキャラクターにちなんで名付けられた。リトルボーイというウラン銃型の設計は後から登場し、シンマンと対比させるためだけに名付けられた。[6]ロスアラモスのシンマンとファットマンのコードネームは、マンハッタン計画に参加したアメリカ陸軍航空隊によって採用され、シルバープレートというコードネームが付けられた。シルバープレート社は、フランクリン・ルーズベルト大統領（シンマン）とウィンストン・チャーチル英国首相（ファットマン）の米国秘密訪問に使用するためにプルマン車を改造するというカバーストーリーが考案された。 [7]空軍関係者は、電話でコードネームを使用して、まるでルーズベルトとチャーチルのために飛行機を改造しているかのように伝えた。[8]

発達

ネッダーマイヤーは、セルバーとトルマンが当初提唱した一連の部品の組み立てという爆縮の概念を捨て、中空の球体を爆薬の殻で爆縮させるという概念を採用した。この研究にはヒュー・ブラドナー、チャールズ・クリッチフィールド、ジョン・ストライブの協力があった。 1943年6月、 L・T・E・トンプソンが顧問として招聘され、ネッダーマイヤーとこの問題について話し合った。トンプソンは、爆縮が十分に対称的になるかどうか懐疑的だった。オッペンハイマーは、ネッダーマイヤーとエドウィン・マクミランがペンシルベニア州ブルーストン（ピッツバーグ郊外）にある鉱山局の研究所近くにある国防研究委員会の爆薬研究所を訪問できるよう手配し、そこでジョージ・キスティアコウスキーとそのチームと話をさせた。しかし、ネッダーマイヤーが7月と8月に円筒を爆縮して円筒を作ろうとした試みは、岩石のような物体しか生み出せなかった。爆縮が実用的だと信じていたのはネッダーマイヤーだけであり、彼の熱意だけがプロジェクトを存続させたのである。[9]

ファットマンレプリカ
ファットマンのレプリカの模型が、アメリカ空軍国立博物館に展示されている。隣には、オリジナルの爆弾を投下したボックスカーB-29 が置かれている。模型では、オリジナルの爆弾ケースの継ぎ目に黒色の液体アスファルト シーラントが吹き付けられている様子がシミュレートされている。

オッペンハイマーは9月にジョン・フォン・ノイマンをロスアラモスに招き、爆縮について新たな視点を与えた。ネッダーマイヤーの研究を検討し、エドワード・テラーと議論した後、フォン・ノイマンは、球体を爆縮するために成形炸薬の高性能爆薬の使用を提案し、これにより銃を使う方法よりも核分裂性物質の組み立てが高速化されるだけでなく、結果として密度が高くなるため必要な物質の量が大幅に減ることを示した。[10]そのような圧力下ではプルトニウムが圧縮されるという考えはテラーの考えで、高密度の金属が高圧下でどのように挙動するかに関する彼の知識は、戦前にジョージ・ガモフと行った地球の核の理論的研究に影響されていた。[11]より効率的な核兵器の見通しはオッペンハイマー、テラー、ハンス・ベーテに感銘を与えたが、彼らは爆薬の専門家が必要であると判断した。キスティアコフスキー氏の名前はすぐに提案され、キスティアコフスキー氏は10月にコンサルタントとしてプロジェクトに参加した。[10]

1944年4月まで爆縮計画はバックアップのままだったが、ロスアラモスのエミリオ・G・セグレ率いるP-5グループがオークリッジのX-10黒鉛原子炉とハンフォード・サイトのB原子炉で新たに生成されたプルトニウムの実験を行い、プルトニウムにはプルトニウム240同位体の形で不純物が含まれていることがわかった。プルトニウム240は、プルトニウム239よりもはるかに高い自発核分裂率と放射能を持っている。最初の測定が行われたサイクロトロン生成同位体には、はるかに微量のプルトニウム240が含まれていた。原子炉で生成されたプルトニウムにプルトニウム240が含まれることは避けられないように思われた。これは、原子炉プルトニウムの自発核分裂率が非常に高いため、事前爆発の可能性が高く、爆弾は臨界質量の形成初期に爆発して「不発」になることを意味していた。[12]プルトニウムを爆発前の可能性が低い速度まで加速するために必要な距離は、既存あるいは計画中の爆撃機には長すぎる砲身を必要とする。したがって、プルトニウムを実用的な爆弾に利用する唯一の方法は爆縮であった。[13]

1944年7月17日、ロスアラモスでの会議でプルトニウムを使った銃型爆弾の実現不可能性が合意された。マンハッタン計画における銃型研究はすべてリトルボーイ濃縮ウラン銃の設計に向け直され、ロスアラモス研究所は再編され、研究のほとんどがファットマン爆弾の爆縮の問題に集中した。[13]成形炸薬を三次元の爆縮レンズとして使用するというアイデアは、ジェームズ・L・タックが考案し、フォン・ノイマンが開発した。[14]爆弾の成功は、すべてのプレートが同時に内側に動くという絶対的な精度に依存していた。[15]複数の爆発を同期させる難しさを克服するために、ルイス・アルバレスとローレンス・ジョンストンは、精度の低いプリマコード起爆システムに代わる爆発ブリッジワイヤ起爆装置を発明した。[14]ロバート・クリスティは、プルトニウムの固体の未臨界球を臨界状態まで圧縮する方法を示した計算を行ったことで評価されている。以前の研究では、より困難な中空の球殻の圧縮が試みられていたため、この計算によって作業が大幅に簡素化された。[16]クリスティの報告の後、固体プルトニウムの核兵器は「クリスティ・ガジェット」と呼ばれるようになった。[17]

冶金学者たちの課題は、プルトニウムを球状に鋳造する方法を見つけるというものだった。プルトニウムの密度を測定した結果が一貫していないことが分かり、困難が明らかになった。最初は汚染が原因だと考えられていたが、すぐにプルトニウムには複数の同素体があることがわかった。[18]室温で存在する脆いα相は、高温になると塑性的なβ相に変化する。次に注目は、通常300～450℃（570～840℉）の範囲で存在する、さらに展性のあるδ相に移った。これはアルミニウムと合金にすると室温で安定するが、アルミニウムはアルファ粒子と衝突すると中性子を放出し、これが早期着火問題を悪化させることがわかった。そこで冶金学者たちは、δ相を安定させ、ホットプレスで目的の形状にできるプルトニウム・ガリウム合金を思いついた。彼らは球体よりも半球体を鋳造する方が簡単であることを発見した。コアは2つの半球体で構成され、その間に三角形の断面を持つリングが挟まれていた。このリングは半球体同士の位置関係を保ち、ジェットの発生を防ぐ役割を担っていた。プルトニウムは腐食しやすいことがわかったため、球体はニッケルでコーティングされた。[19] [20]

長崎攻撃の数週間前に、爆撃訓練のためにピットからB-29の爆弾倉に引き上げられているパンプキン爆弾（ファットマン試験ユニット）

爆弾の大きさは利用可能な航空機によって制限され、ノーマン・フォスター・ラムゼイが適合性を検討した。連合軍の爆撃機でファットマンを大幅な改造なしで搭載可能と考えられたのは、イギリスのアブロ・ランカスターとアメリカのボーイングB-29スーパーフォートレスのみであった。[21] [22] [23]イギリスの科学者ジェームズ・チャドウィックは、航続距離は限られるものの爆弾倉が1つ大きいランカスターを提唱した。しかしファットマンが全長17フィート（5.2メートル）のシンマンに取って代わると、この問題はそれほど大きくならなくなった。[24]当時、B-29は最大離陸重量、航続距離、速度、飛行高度、生存性において大きな利点を持つ爆撃機技術の典型だった。B-29が利用できなければ、爆弾を投下することはおそらく不可能だっただろう。しかし、これにより爆弾の最大長さは11フィート（3.4メートル）、幅は5フィート（1.5メートル）、重さは20,000ポンド（9,100キログラム）に制限されていた。爆弾レールを取り外すと最大幅は5.5フィート（1.7メートル）になった。[22]

1944年3月に落下試験が開始され、爆弾の重量に対応するためシルバープレート機に改造が加えられました。[25]高速度写真から、尾翼が圧力で折れ曲がり、降下が不安定になることが判明しました。ファットマン型機の持続的な揺れを解消するため、スタビライザーボックスとフィンの様々な組み合わせが試験され、最終的に「カリフォルニア・パラシュート」と呼ばれる配置が承認されました。これは、後部が開いた立方体の尾翼ボックスの外面に、8枚の放射状フィンを配置したもので、4枚は45度、4枚は落下線に垂直に配置され、外側の四角いフィンボックスを爆弾後端に固定するものでした。[21]初期の落下試験では、ファットマンは平均1,857フィート（566メートル）目標を逸れましたが、爆撃手がこれに慣れてきたため、6月までにこの誤差は半分にまで縮まりました。[26]

初期のY-1222型ファットマンは約1,500本のボルトで組み立てられた。[27] [28]これは1944年12月にY-1291設計に取って代わられた。この再設計作業は大規模なもので、Y-1222の尾部設計のみが保持された。[28]後期型には72個の雷管を持つY-1560、32個のY-1561、132個のY-1562があった。また、雷管を全く持たない練習用爆弾のY-1563とY-1564もあった。[29]戦時中の最終型Y-1561設計はわずか90本のボルトで組み立てられた。[27] 1945年7月16日、ガジェットとして知られるY-1561型ファットマンが、ニューメキシコ州の遠隔地で「トリニティ」実験と呼ばれる爆発実験に使用された。爆発出力は約25キロトン（100TJ）であった。[30]トリニティ実験の結果、設計に若干の変更が加えられた。[31]フィリップ・モリソンは「重要な変更がいくつかあったが…もちろん、基本的な部分はほとんど変わっていなかった」と回想している。 [32] [33]

インテリア

爆弾の長さは128.375インチ（3.2607メートル）、直径は60.25インチ（153.0センチメートル）、重量は10,265ポンド（4,656キログラム）であった。[34]

  • ファットマンの外部回路図。1. 4つのAN 219接触信管のうちの1つ。2. アーチーレーダーアンテナ。3. バッテリー付きプレート（核コンポーネントの周囲の爆薬を起爆させるため）4. 爆薬の近くに設置されたXユニット（点火装置）5. 爆弾の2つの楕円形部分を固定するヒンジ6. 物理パッケージ（詳細は下記参照）7. 計器付きプレート（レーダー、気圧スイッチ、タイマー）8. 気圧管コレクター9. カリフォルニアパラシュート尾部アセンブリ（0.20インチ[5.1 mm]のアルミニウム板）
    ファットマンの外部回路図。1
    . 4つのAN 219接触信管の
    うちの1つ。2.アーチーレーダーアンテナ
    。3. バッテリー付きプレート（核コンポーネントの周囲の爆薬を起爆させるため）
    4.爆薬の近くに設置されたXユニット（点火装置）
    5. 爆弾の2つの楕円形部分を固定するヒンジ
    6. 物理パッケージ（詳細は下記参照）
    7. 計器付きプレート（レーダー、気圧スイッチ、タイマー）
    8. 気圧管コレクター
    9.カリフォルニアパラシュート尾部アセンブリ（0.20インチ[5.1 mm]のアルミニウム板）
  • ファットマンの内部回路図
    ファットマンの内部回路図

組み立て

ファットマン「物理パッケージ」の断面図。詳細はこのセクションの説明と色をご覧ください。
ファットマンの「物理パッケージ」核兵器が封入されようとしている
輸送用台車に乗ったファットマン。ケーシングの継ぎ目には液体アスファルトシーラントが塗布されている。
テニアン島の「爆弾ピット#2」は保存されており、ファットマンがボックスカーに積み込まれた場所である。

プルトニウムピット[27]は直径3.62インチ（92mm）で、直径0.8インチ（20mm）の「アーチン」型変調中性子起爆装置を内蔵していた。劣化ウラン タンパーは直径8.75インチ（222mm）の球体で、厚さ0.125インチ（3.2mm）のホウ素含浸プラスチック製のシェルで覆われていた。プラスチック製のシェルには、芯抜きリンゴの穴のように直径5インチ（130mm）の円筒形の穴が貫通しており、ピットの挿入を可能な限り遅らせることが可能だった。ピットを内蔵するタンパーシリンダーは、周囲の直径18.5インチ（470mm）のアルミニウム製プッシャーの穴から差し込むことができた。[35]ピットは触ると温かく、2.4 W/kg-Puを放射しており、6.19キログラム（13.6ポンド）のコアに対して約15 Wのエネルギーを放射していた。[36]

爆発によりプルトニウムは対称的に通常の密度の2倍に圧縮され、「アーチン」が自由中性子を追加して核分裂 連鎖反応を開始した。[37]

  •   爆発するブリッジワイヤ雷管は、 32個のテーパー状の高性能爆薬柱（爆薬の周囲に切頂二十面体[38]の面心に配置されており、この形状はサッカーボールのパターンで広く知られている）のそれぞれで同時に爆轟波を発生させる。
  •   デトネーション波 (矢印) は、最初は凸状です...
  •   ...より高速の爆薬（組成B ： RDX 60% 、TNT 40% ）。[38 ]波面は...
  •   ...より遅い爆薬（バラトール：硝酸バリウム70％、TNT30％）。[38]その後、32の波は1つの球状の爆縮衝撃波に融合し、 ...
  •   ...内部装薬の爆発速度が速い（組成B）。[35]
  •   中密度アルミニウム製の「プッシャー」は、低密度爆薬から高密度ウランへと爆縮衝撃波を伝達し、不要な乱流を最小限に抑えます。[39]その後、衝撃波は内部部品を圧縮し、 …を通過します。
  •   ...ボロンプラスチック製の殻は、迷走中性子による爆弾の事前爆発を防ぐことを目的としています。[39]衝撃波は爆弾の中心部に到達し、そこで...
  •   ...ベリリウム- 210 Po「アーチン」が押しつぶされ、[40] 2つの金属が押し付けられ、それによって圧縮された中に中性子のバーストが放出されます...
  •   ...ニッケルメッキされた239 Pu – 240 Pu –ガリウム（モル濃度96%–1%–3% ）のデルタ相合金ピット。[1] [41]その後、核分裂連鎖反応が始まります。核分裂ピットが早期に破裂する傾向は、 ...
  •   ...天然ウランの「タンパー」（慣性閉じ込め）である。タンパーは中性子をピットに反射させ、連鎖反応を加速させる。十分な高速中性子が生成されると、タンパー自体が核分裂を起こし、核兵器の威力の最大30%を占める。[42]

その結果、ピット内のプルトニウム6.19キログラム（13.6ポンド）のうち約1キログラム（2.2ポンド）、つまり存在する核分裂性物質の約16%が核分裂した。[43] [44]この爆発により、TNT火薬21キロトン、つまり88テラジュールの爆発に相当するエネルギーが放出された。[45]生成量の約30%はウランタンパーの核分裂によるものであった。[42]

長崎への原爆投下

組み立て

1945年8月9日、長崎上空でファットマンが爆発した後にできたキノコ雲

最初のプルトニウム核は、ポロニウム・ベリリウム変調中性子起爆装置とともに、フィリップ・モリソン社が特別に設計したマグネシウム製の輸送ケースに収められ、アルバータ計画の運搬人レーマー・シュライバーの手に渡った。マグネシウムが選ばれたのは、改ざん防止効果を持つためである。 [37] 7月26日、第509混成群第320輸送飛行隊のC-54輸送機に乗せられカートランド陸軍飛行場を出発し、7月28日にテニアン島のノースフィールドに到着した。 7月28日、カートランドで3機のファットマン高性能爆薬予備組立体（F31、F32、F33と命名）が3機のB-29（第509混成群第393爆撃飛行隊所属のルーク・ザ・スプークとラギン・ドラゴン、そして第216陸軍航空基地部隊所属）によって回収された。コアはノースフィールドに輸送され、8月2日に到着した。そこでF31は全構成部品の点検のため部分的に分解された。F33は8月8日の最終リハーサルでテニアン島近郊で使用された。F32はおそらく3回目の攻撃かそのリハーサルに使用されたものと思われる。[46]

広島への原爆投下の翌日、8月7日、ウィリアム・R・パーネル少将 、ウィリアム・S・パーソンズ准将、ティベッツ、カール・スパーツ将軍、カーティス・ルメイ少将はグアムで会合し、次に何をすべきかを協議した。[47]日本が降伏する兆候がなかったため、[48]彼らは命令を遂行し、さらに爆弾を投下することを決定した。パーソンズはアルバータ計画により8月11日までに爆弾を準備できると述べたが、ティベッツは当日の気象予報で嵐のため飛行条件が悪かったことを指摘し、8月9日までに爆弾を準備できるかどうか尋ねた。パーソンズは努力することに同意した。[47] [49]

ファットマンF31は、テニアン島でプロジェクト・アルバータの隊員によって組み立てられ、[46]物理パッケージは完全に組み立てられ、配線された。マスタードイエローに塗装された楕円形の空力爆弾殻に収められ、運び出された。そこでパーネル、トーマス・F・ファレル准将、パーソンズを含む約60名が署名した。[50] [51]爆弾の先端には「JANCFU」という頭字語が刻まれており、これは「Joint Army-Navy-Civilian Fuckup（陸軍・海軍・市民の共同失態）」の略で、「SNAFU」の頭文字をもじったものである。[51] [52] [53]その後、この任務でグレート・アーティスト号を操縦した機長パイロット、フレデリック・C・ボック大尉にちなんで「ボックスカー」と名付けられたB-29スーパーフォートレスの爆弾倉に運ばれた。[ 54]ボックスカーはチャールズ・W・スウィーニー少佐とその乗組員によって操縦され、アルバータ計画のフレデリック・L・アシュワース中佐が爆弾担当の兵器担当者として搭乗した。[55]

爆発

マークIII「ファットマン」の爆発とそれに続くキノコ雲。
長崎のファットマン原爆の爆心地

ボックスカーは1945年8月9日午前3時47分に離陸し、小倉を主目標、長崎を副目標とした。爆弾は既に起爆状態に​​あったが、緑色の電気安全プラグはまだ差し込まれていた。アシュワースは10分後にプラグを赤色に切り替え、スウィーニーが嵐の雲の上を抜けるために高度17,000フィート（5,200メートル）まで上昇できるようにした。[56]ボックスカーの飛行前点検中、航空機関士はスウィーニーに、燃料移送ポンプの故障により予備タンクに積載されている640米ガロン（2,400リットル）の燃料を使用できないことを報告した。この燃料は日本まで往復輸送する必要があり、さらに燃料を消費することになる。ポンプの交換には数時間かかると予想され、ファットマンを別の航空機に移送するのにも同じくらいの時間がかかり、爆弾が実弾であるため危険も伴う。そのため、ポール・ティベッツ大佐とスウィーニーはボックスカーに任務を続行させることを決定した。[57]

ファットマンの爆発が長崎に及ぼした影響

小倉は、前日に近くの八幡飛行場に224機のB-29爆撃機による大規模な焼夷弾攻撃が行われ、その際に発生した火災の煙と雲に覆われていた。この煙は小倉上空の70%を覆い、目標地点を不明瞭にしていた。その後50分間に3回の爆撃が行われ、燃料を消費しながらも機体は八幡飛行場の厳重な防御陣地へと繰り返し晒されたが、爆撃手は視認投下を行うことができなかった。3回目の爆撃が行われる頃には、日本軍の対空砲火が接近しつつあった。ジェイコブ・ベザー少尉は日本軍の通信を監視しており、戦闘機の方向指示無線バンドで活動を報告した。[58]

スウィーニーはその後、代替目標である長崎へと向かった。長崎も雲に覆われており、アシュワースはスウィーニーにレーダーアプローチを命じた。しかし、土壇場で爆撃手[56]のカーミット・K・ビーハン大尉[55]が雲の切れ間を発見した。ファットマンは高度約1,650フィート（約500メートル）で43秒間の自由落下の後、現地時間11時2分に投下され、爆発した[56] 。

長崎への原爆投下により、推定3万5000人から4万人が即死した。長期的な健康影響を含む合計6万人から8万人が死亡し、その中で最も深刻なのは白血病で、被爆者の寄与リスクは46%であった。[59]その他、爆風や火傷による後遺症で亡くなった人もおり、さらに数百人が原爆の初期放射線被曝による放射線障害で亡くなった。[60]直接的な死傷者のほとんどは軍需品製造従事者または工場労働者であった。[61]

三菱の浦上工場における工業生産は、この攻撃によって壊滅的な打撃を受けた。造船所は3～4ヶ月でフル稼働の80%、製鉄所は本格的な生産体制に戻るまでに1年、電気工場は2ヶ月以内に生産を再開し、6ヶ月以内にフル稼働に戻るまで15ヶ月を要した。兵器工場は以前の60～70%の稼働率に戻るまでに15ヶ月を要した。真珠湾攻撃で投下された九一式魚雷を製造していた三菱浦上兵器製作所は、爆発によって破壊された。[61] [62]

戦後の発展

クロスロード-ベイカー、23キロトン。

戦後、太平洋ビキニ環礁で行われたクロスロード作戦の核実験では、Y-1561ファットマン爆弾2発が使用された。1発目は、 1946年の映画『ギルダ』でリタ・ヘイワースが演じた役にちなんで『ギルダ』と名付けられ、 B-29爆撃機デイブズ・ドリームから投下されたが、目標を710ヤード（650メートル）逸れた。2発目の爆弾は「ビキニのヘレン」とあだ名され、潜水艦の司令塔を改造した鋼鉄製のケーソンに尾翼を外して設置され、上陸用舟艇USS LSM-60の真下90フィート（27メートル）で爆発した。2発の爆弾の威力はそれぞれ約23キロトン（96 TJ）であった。[63]

ロスアラモス研究所と陸軍航空隊はすでに設計の改良に着手していた。ノースアメリカンB-45トーネード、コンベアXB-46、マーティンXB-48、ボーイングB-47ストラトジェット爆撃機はグランドスラムを搭載できる大きさの爆弾倉を持っていた。グランドスラムはファットマンよりもはるかに長いが幅は狭かった。ファットマンを搭載できたアメリカの爆撃機はB-29とコンベアB-36だけだった。1945年11月、陸軍航空隊はロスアラモスにファットマン爆弾200発を要請したが、当時プルトニウムの核と高性能爆薬アセンブリは2セットしかなかった。陸軍航空隊は製造、組立、取り扱い、輸送、備蓄を容易にする設計の改良を望んでいた。戦時中のプロジェクトW-47は継続され、1946年1月に投下試験が再開された。[64]

サンドストーンヨーク、49キロトン。生産効率を高めるために新設計の「浮上ピット」を使用。

マークIII Mod 0 ファットマンは、1946年半ばに生産開始を命じられた。高性能爆薬は、マンハッタン計画のキャメル計画の一環として設立されたソルトウェルズ試験工場で製造され、新しい工場がアイオワ陸軍弾薬工場に設立された。機械部品はロックアイランド兵器廠で製作または調達された。1946年8月までにカートランド陸軍飛行場には約50発分の電気部品と機械部品が備蓄されていたが、利用できるプルトニウム核はわずか9個だった。Mod 0の生産は1948年12月に終了したが、その時点でも利用できる核は53個だけだった。これは、いくつかの小さな変更点を含むMod 1および2として知られる改良版に置き換えられた。最も重要な点は、航空機から放出されるまでXユニット点火システムのコンデンサを充電しないことだった。 Mod 0は1949年3月から7月にかけて退役し、10月までにすべてMod 1と2として再建された。[65] 1947年から1949年の間に約120個のMark IIIファットマンユニットが備蓄に加えられたが、[66] Mark 4核爆弾に取って代わられた。[67] Mark IIIファットマンは1950年に退役した。[66] [68]

クラウス・フックス、セオドア・ホール、デイヴィッド・グリーングラスが入手したスパイ情報により、外形までファットマンに酷似したソ連初の装置「RDS-1 」（上図）が誕生した。

戦後の1940年代、マークIIIファットマンの性能限界から、核攻撃は至難の業だっただろう。起爆装置に電力を供給する鉛蓄電池は、わずか36時間しか充電できず、その後は再充電が必要だった。再充電には爆弾の分解が必要で、再充電には72時間を要した。いずれにせよ、9日後には電池を取り外さなければ腐食してしまう。プルトニウムの核は、その熱によって高性能爆薬が損傷するため、それ以上長く放置することはできなかった。核を交換するには、爆弾を完全に分解し、組み立て直す必要があった。これには約40人から50人の作業員が必要で、爆弾組み立てチームのスキルに応じて56時間から72時間を要し、 1948年6月の時点では軍特殊兵器プロジェクトには3チームしかなかった。爆弾を搭載できる唯一の航空機はシルバープレートB-29であり、それを装備していた唯一のグループはニューメキシコ州ロズウェルのウォーカー空軍基地の第509爆撃グループであった。彼らはまずサンディア基地に飛んで爆弾を回収し、それから攻撃を行える海外基地に向かわなければならなかった。[69] 1948年3月のベルリン封鎖中、すべての組み立てチームはサンドストーン作戦のテストのためにエニウェトクにおり、軍チームはまだ原子兵器を組み立てる資格を持っていなかった。[70]

1948年6月、オマール・ブラッドレー将軍、アルフレッド・グルンザー少将、アンソニー・マコーリフ准将は、サンディア研究所とロスアラモス研究所を訪れ、原子兵器の「特別な要件」を視察した。グルンザーは司会者のケネス・ニコルズ准将に尋ねた。「いつになったら実物を見せてくれるのですか？まさか、この実験室の怪物みたいなものが、我々が備蓄している唯一の原子爆弾ではないでしょう？」[71]ニコルズは、より優れた兵器がすぐに入手できるだろうと答えた。サンドストーン作戦の「驚くほど優れた」成果が得られたことで、改良型兵器の備蓄が始まった。[71]

ソ連初の核兵器は、マンハッタン計画とファットマンに関する秘密情報を提供したスパイ、クラウス・フックス、セオドア・ホール、デイヴィッド・グリーングラスによって、ファットマンの設計に酷似したものとなった。この核兵器は1949年8月29日、「ファースト・ライトニング」作戦の一環として爆発した。[72] [73] [74]

注記

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  33. ^ 最も重要な変更点は、前述のプルトニウムピット内にアンチジェットリングが採用されたことです。トリニティ・ガジェットでは、ピットの継ぎ目から中性子の微細なジェットが侵入する可能性を回避するため、起爆装置の周囲に金箔をくしゃくしゃに丸めました。また、トリニティ・ガジェットではピットに銀メッキが施されていましたが、後のファットマン爆弾ではニッケルメッキが使用されました。
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参照

ウィキメディア コモンズには、ファットマンに関連するメディアがあります。
  • マンハッタン：陸軍と原爆
  • YouTubeで公開中の長崎原爆投下の映像（サイレント）
  • QuickTime VR形式のファットマンモデル
  • サミュエルズ、デイビッド（2009年1月23日）[2008年12月15日]「アトミック・ジョン：トラック運転手が最初の核爆弾の秘密を暴く」特派員（コラム）『ニューヨーカー』ファットマンに関する決定的なテキストとみなされる、2003 年に出版された『 Atom Bombs: The Top Secret Inside Story of Little Boy and Fat Man』 (初版は 1996 年、自費出版)の著者、ジョン コスター マレン氏へのエッセイとインタビュー。この本からのイラストは、上記の物理学パッケージのセクションで使用されています。