亲爱的朱厄特博士：

被委派提出铀裂变方面意见的你的委员会，请求对于1941年5月17日和7月11日它的两份报告提交以下增补内容。本报告的特定目的是考虑U。这一调查的重要性在于，在一些年之内利用爆炸性裂变有可能会成为军事行动中的显著因素。

自我们前一份报告以来，在铀同位素分离方面已取得如此大的进展，以至于迫切需要做出以下方面的考虑：（1）尝试成功研制一颗裂变炸弹的可能性；（2）这样一颗炸弹预计的破坏力；（3）预计完成它的研发并开始进行生产之前所花的时间；（4）所涉支出的初步估算。

1.裂变炸弹的前提条件

一颗具有超级破坏力的裂变炸弹可以通过将足够质量的U。这一点看来与任何根据理论和实验得出的尚未尝试过的预测一样有把握。我们的计算（附件A）进一步指出了为使反应有效而迅速组合在一起所需的质量。由此产生的裂变爆炸的破坏力应该相当于质量大得多的化学炸药所产生的破坏力（附件B）。

2.裂变炸弹的破坏力

（a）炸弹的质量（附件A）

在合适的条件下，产生爆炸性裂变所需要的铀-235的质量，不可能小于2公斤，也不会大于100公斤。这些上下限相差极大的数字主要反映了在实验中U₂₃₅快中子俘获截面的不确定性。在获得大量分离的或浓缩的同位素之前，这些数据很难得到改进。然而，由于更大的炸弹拥有更大的破坏力，上下限之间的数量大小问题不是一个非常重要的问题。

（b）爆炸性裂变释放的能量（附件A）

精确定位于最初瞬间的质量计算表明，在一次裂变爆炸中，会释放1%～5%的铀的裂变能量。这意味着每公斤铀将产生2×10⁸～10×10⁸千卡的热量。因此，每公斤铀所能得到的爆炸能量相当于大约300吨TNT炸药的爆炸能量。

（c）裂变爆炸的破坏力（附件B）

一颗炸弹所造成的破坏程度将取决于在遭毁坏地区的外围产生的压力波的大小。对于像裂变反应这样持续时间如此短暂的爆炸而言，相当大部分的能量将以热的形式消散掉。考虑到这种情况，我们粗略估计，在空气中一次释放如上述估计能量的裂变爆炸的破坏力，应该相当于大约30吨TNT/公斤U。

我们要指出的是，这一结论不同于英国G.I.泰勒所得出并报告的结论，后者给出的铀的破坏力相当于释放相同能量的TNT的破坏力。在没有看过他的计算的情况下，我们难以判断它的可靠性，而且完全缺少有关如此超级能量爆炸的实验数据。但是，从实验中可知，小质量的非常迅速的爆炸不如更大质量的释放相同能量但速度更慢的爆炸更为有效。某些计算（脚注2，附件B）表明裂变爆炸的效率要小得多。因此，我们赞成以上做出的更为保守的估计。

爆炸产物的强烈辐射性对生命所造成的破坏性影响可能像爆炸本身的影响一样重要。

3.研发和生产必要的U

（a）所需的铀数量（附件B）

由于目前炸弹的破坏力已是战争中的一个重要因素，所以显而易见如果这种炸弹的破坏力增加了1万倍，它们将具有决定性的重要意义。

然而，所需铀的数量将会很大。如果摧毁德国的军事和工业目标需要50万吨TNT炸弹的估计是正确的话，那么完成同样的任务则需要1～10吨U。

（b）U₂₃₅的分离（附件C）

铀同位素的分离可以按需要量来进行。正在研发中的几种方法，至少其中两种看上去是肯定能够满足需要量的，并正接近实际测试的阶段。它们是离心法和多孔膜扩散法。其他的方法正处于考察之中或者需要研究以能够最终证明其更加优越，但是目前都远达不到工程阶段。

（c）生产裂变炸弹所需的时间

目前只能对裂变炸弹的研发、工程和生产所需的时间做十分粗略的估计。

但是，如果全力以赴于该计划，可以期望在三四年内获得相当数量的裂变炸弹。

4.费用的大略估算（附件C）

同位素分离过程可能是生产裂变炸弹所需的工作中成本最高且最耗时的环节。附件C中的估算显示，除非一些新方法出现，否则应设想建造同位素分离工厂的费用是5000万至1亿美元数量级的。为维持其运转，还需要大量的电力。

其他与制造这种炸弹相关的费用大概会小些，在3000万美元数量级。

因为未获得使它们更精确所需的科学和工程数据，可以理解这些给出的数字只是最粗略的估算。

虽然为军事利用而实施这个项目最终所需的资金如此之大，但当前的需要相对适中。在花费任何大笔资金之前，至少以下工作必须要做：

1.建造和测试离心分离机和扩散分离机的试用装置。

2.通过最直接地使用分离后的U₂₃₅样品的方法，对U₂₃₅中的自发性裂变进行物理测试，以及获得U₂₃₅的中子俘获有效截面。

3.某些直接的物理测试，包括（a）有关U₂₃₈的中子非弹性碰撞实验，（b）测算U₂₃₈裂变的快中子能量范围。

4.与此同时，应开始同位素分离工厂的基础工程，从而在更确切地了解需要些什么的时候，计划能够就绪。

这一项目，其中部分已在进行中，目前应该已有数百万美元可用，通过布里格斯博士负责的铀工作委员会，可以更好地估算出确切的数字。

在期待以最快的速度和最高的效率实施这样一个项目的同时，我们要指出的是，分离同位素已达到了开发阶段，应置于一位称职的开发工程师的指导之下。这一开发项目必须同一个强化的研究项目相配套。

为了取得最佳的研究进展，我们强烈建议，挑选某些被证明是有能力且刚正不阿的关键研究人员，将某些主要的研究任务指派给他们，并提供依据他们的最佳判断完成这些任务所需的足够经费。

为了使研究和开发令人满意地相互协调，可能需要对整个铀项目进行重组。对口的管理部门的官员应及时和细心地关注这样的重组。

必须认真考虑这种可能性，即几年内如本报告所描述的炸弹的使用或者类似利用铀裂变的东西，可以决定军事上的优势。对我们国防的充分关注似乎需要紧急发展这一项目。

在委员会成员一致同意下敬呈。

阿瑟·康普顿

国家科学院铀委员会主席

O.E.巴克利、L.W.查布、W.D.库利奇、G.B.基斯佳科夫斯基（G.B.Kistiakowsky）、E.O.劳伦斯、W.K.刘易斯（W.K.Lewis）、R.S.马利肯（R.S.Mulliken）、J.C.斯莱特和J.H.范扶累克