หน่วยที่ 3 โครงการเดย์ตัน
ทะเบียนสถานที่ทางประวัติศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา
ภาพอาคารในยูนิตที่ 3 ในปี 2012
แสดงแผนที่รัฐโอไฮโอ แสดงแผนที่ประเทศสหรัฐอเมริกา
ที่ตั้ง	เดย์ตัน โอไฮโอ
พิกัด	39°43′29″เหนือ84°10′46″ตะวันตก / 39.72472°เหนือ 84.17944°ตะวันตก / 39.72472; -84.17944
สร้าง	พ.ศ. 2487–2488
หมายเลขอ้างอิง NRHP	06000480
ได้รับการขึ้นทะเบียนใน NRHP แล้ว	10 พฤษภาคม 2549

โครงการเดย์ตันเป็นโครงการวิจัยและพัฒนาเพื่อผลิตโพโลเนียมในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแมนฮัตตัน ที่ใหญ่กว่า เพื่อสร้างระเบิดปรมาณูลูก แรก การดำเนินงานเกิดขึ้นในหลายพื้นที่ในและรอบ ๆเมืองเดย์ตัน รัฐโอไฮโอผู้ที่ทำงานในโครงการนี้มีส่วนรับผิดชอบในการสร้างตัวจุดระเบิดนิวตรอนแบบปรับแต่งได้ ที่ใช้โพโลเนียมเป็นส่วนประกอบ ซึ่งใช้ในการเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ในระเบิดปรมาณู

โครงการเดย์ตันเริ่มต้นขึ้นในปี 1943 เมื่อชาร์ลส์ อัลเลน โทมัสจาก บริษัท มอนซานโตได้รับการว่าจ้างจากโครงการแมนฮัตตันให้ประสาน งานการทำให้บริสุทธิ์และการผลิต พลูโทเนียมที่ดำเนินการอยู่ตามสถานที่ต่างๆ นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการลอสอะลามอสคำนวณว่าระเบิดพลูโทเนียมจะต้องใช้ตัวจุดระเบิดนิวตรอน แหล่งกำเนิดนิวตรอนที่รู้จักกันดีที่สุดใช้โพโลเนียมและเบริลเลียม ที่เป็นกัมมันตรังสี ดังนั้นโทมัสจึงรับหน้าที่ผลิตโพโลเนียมที่ห้องปฏิบัติการของมอนซานโตในเดย์ตัน ในขณะที่กิจกรรมส่วนใหญ่ของโครงการแมนฮัตตันเกิดขึ้นในสถานที่ห่างไกล โครงการเดย์ตันตั้งอยู่ในพื้นที่เมืองที่มีประชากรหนาแน่น โครงการนี้ดำเนินงานตั้งแต่ปี 1943 ถึง 1949 เมื่อห้องปฏิบัติการเมานด์สร้างเสร็จสมบูรณ์ในเมืองไมอามิสเบิร์ก รัฐโอไฮโอ ที่อยู่ใกล้เคียง และงานจึงย้ายไปที่นั่น

โครงการเดย์ตันได้พัฒนาเทคนิคการสกัดโพโลเนียมจาก แร่ ตะกั่วไดออกไซด์ซึ่งพบได้ตามธรรมชาติ และจาก เป้าหมาย บิสมัทที่ถูกยิงด้วยนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในที่สุด ตัวจุดระเบิดนิวตรอนที่ใช้โพโลเนียมเป็นส่วนประกอบก็ถูกนำไปใช้ในทั้งระเบิดปรมาณูแบบปืน " ลิตเติลบอย"และระเบิดปรมาณูแบบยุบตัว"แฟตแมน"ที่ใช้ในการทิ้งระเบิดปรมาณูที่ฮิโรชิมาและนางาซากิตามลำดับ ข้อเท็จจริงที่ว่าโพโลเนียมถูกใช้เป็นตัวจุดระเบิดนั้นเป็นความลับจนกระทั่งถึงทศวรรษ 1960 แต่ จอ ร์ จ โควาลช่างเทคนิคจากหน่วยวิศวกรพิเศษ ของโครงการแมนฮัตตัน ได้แทรกซึมเข้าไปในโครงการเดย์ตันในฐานะสายลับของสหภาพโซเวียต

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2485 ระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 ชาร์ลส์ อัลเลน โทมัสนักเคมีและผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของมอนซานโตในเซนต์หลุยส์ได้เข้าร่วมคณะกรรมการวิจัยการป้องกันประเทศแห่งชาติ (NDRC) ในตำแหน่งรองหัวหน้าแผนกที่ 8 ซึ่งรับผิดชอบด้านเชื้อเพลิง วัตถุระเบิด และอื่นๆ^{[ 1 ]}ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2486 เขาเดินทางไปทางตะวันออกพร้อมกับริชาร์ด ซี. โทลแมนสมาชิกของ NDRC และเจมส์ บี. โคนันต์อธิการบดีมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและประธาน NDRC เพื่อชมการสาธิตวัตถุระเบิดใต้น้ำแบบใหม่ โคนันต์และโทลแมนใช้โอกาสนี้สืบสวนประวัติของโทมัสอย่างเงียบๆ จากนั้นเขาได้รับเชิญให้เข้าร่วมการประชุมในวอชิงตัน ดี.ซี. กับพลจัตวาเลสลี อาร์. โกรฟส์ จูเนียร์ผู้อำนวยการโครงการแมนฮั ตตันในช่วงสงคราม ซึ่งรับผิดชอบในการสร้างระเบิดปรมาณูเมื่อเขาไปถึงที่นั่น โทมัสพบว่าโคนันต์ก็อยู่ที่นั่นด้วย^{[ 2 ] [ 3 ]}

Groves และ Conant หวังที่จะใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรมของ Thomas ^{[ 4 ]}พวกเขาเสนอตำแหน่งรองผู้อำนวยการให้กับRobert Oppenheimerผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ Los Alamosในนิวเม็กซิโก แต่เขาไม่ต้องการย้ายครอบครัวหรือละทิ้งความรับผิดชอบที่ Monsanto ^{[ 5 ]}แทนที่จะเป็นเช่นนั้น เขาจึงยอมรับบทบาทในการประสาน งานการทำให้บริสุทธิ์และการผลิต พลูโตเนียมที่ดำเนินการอยู่ที่ Los Alamos ห้องปฏิบัติการโลหะวิทยาในชิคาโกห้องปฏิบัติการรังสีในเบิร์กลีย์ และห้องปฏิบัติการ Amesในไอโอวา ส่วนงานเคมีและโลหะวิทยาที่ Los Alamos จะนำโดยJoseph W. Kennedyผู้ ยังหนุ่ม ^{[ 4 ]}

ที่ลอสอะลามอส นักฟิสิกส์โรเบิร์ต เซอร์เบอร์เสนอว่าแทนที่จะอาศัยการแตกตัวแบบเกิดขึ้นเอง ปฏิกิริยาลูกโซ่ภายในระเบิดปรมาณูควรถูกกระตุ้นด้วยตัวเริ่มต้นนิวตรอนแหล่งกำเนิดนิวตรอนที่รู้จักกันดีที่สุดคือเรเดียม - เบริลเลียมและโพโลเนียม -เบริลเลียม ซึ่งเลือกใช้โพโลเนียมเนื่องจากโพโลเนียมมีครึ่งชีวิต 138 วัน ทำให้มีความเข้มข้นเพียงพอที่จะใช้ประโยชน์ได้ แต่มีอายุสั้นเกินกว่าจะเก็บสะสมได้ โทมัสรับผิดชอบการพัฒนาเทคนิคในการกลั่นโพโลเนียมในระดับอุตสาหกรรมเพื่อใช้กับเบริลเลียมในตัวเริ่มต้นนิวตรอนภายในแบบ "เม่นทะเล"ความพยายามนี้กลายเป็นโครงการเดย์ตัน^{[ 6 ] [ 7 ]}

โทมัสได้นำบุคลากรสำคัญจากห้องปฏิบัติการโทมัสและฮอควอลต์ของมอนซานโตในเมืองเดย์ตัน รัฐโอไฮโอเข้ามาด้วย ได้แก่ แครอล ฮอควอลต์ เจมส์ ลัม และนิโคลัส ซามาราส โทมัสได้ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการโครงการเดย์ตัน โดยมีฮอควอลต์เป็นผู้ช่วยผู้อำนวยการโครงการ และลัมเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ[ 8 ] พวกเขาตัดสินใจว่าจำเป็นต้องมีนักเคมีประมาณสิบสองคน และลัมได้เริ่มดำเนินการสรรหาอาจารย์ นักศึกษาปริญญาโท และนักเคมีอุตสาหกรรมจากมหาวิทยาลัยและห้องปฏิบัติการในพื้นที่ ผู้รับสมัครกลุ่มแรกเริ่มงานในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2486 แต่มีเพียงไม่กี่คนที่มีประสบการณ์ด้านเคมีรังสี^{[ 9 ]}จำนวนพนักงาน^{เพิ่มขึ้นจาก} 46 คน ณ สิ้นปี พ.ศ. 2486 เป็น 101 คน ณ สิ้นปี พ.ศ. 2487 201 คน ณ สิ้นปี พ.ศ. 2488 และ 334 คน ณ สิ้นปี พ.ศ. 2489 ^{[ 10 ]} รวมถึงสมาชิก 34 คนของ หน่วยวิศวกรพิเศษของกองทัพบก^{[ 11 ]}

พื้นที่สำนักงานในตอนแรกพบในสำนักงานของมอนซานโตที่ 1515 ถนนนิโคลัส ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อหน่วยที่ 1 ^{[ 12 ]}หน่วยที่ 2 คือโรงงานผลิตเชื้อเพลิงจรวดของมอนซานโตที่ถนนเบ็ตตีเลน ใกล้กับทางหลวงรัฐโอไฮโอหมายเลข 741แม้ว่าจะอยู่ภายใต้การบริหารจัดการของมอนซานโต แต่โครงการเดย์ตันไม่ได้ใช้สถานที่แห่งนี้ สถานที่แห่งนี้จัดการวัตถุระเบิด รวมถึงแอมโมเนียมไนเตรตและแอมโมเนียมพิเครตแต่ไม่มีการจัดการวัสดุกัมมันตรังสีใดๆ การทำงานที่หน่วยที่ 2 ยุติลงในฤดูใบไม้ร่วงปี 1945 ^{[ 13 ]}มีการพิจารณาที่จะใช้สถานที่นี้ในเดือนธันวาคม 1946 แต่ข้อเสนอนี้ถูกปฏิเสธเพื่อสร้างกระท่อมควอนเซ็ตที่หน่วยที่ 3 แทน^{[ 14 ]}

มีการค้นพบพื้นที่สำหรับห้องปฏิบัติการที่ 1601 ถนนเวสต์เฟิร์สต์ ซึ่งเดิมสร้างขึ้นเพื่อเป็นที่ตั้งของโรงเรียนโบนเบรกเซมินารี อาคารอิฐสามชั้นสร้างขึ้นในปี 1879 และเป็นกรรมสิทธิ์ของคณะกรรมการการศึกษาเดย์ตัน ซึ่งใช้เป็นโกดังเก็บสินค้า บริษัทมอนซานโตเช่าพื้นที่นี้เมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 1943 และเริ่มดัดแปลงเป็นห้องปฏิบัติการที่รู้จักกันในชื่อหน่วยที่ 3 อาคารอยู่ในสภาพทรุดโทรมเมื่อโครงการเดย์ตันเข้ามารับช่วงต่อ มีหน้าต่างแตกหลายบาน และบันไดระหว่างชั้นสองและชั้นสามหายไป มีการติดตั้งระบบทำความร้อนและแสงสว่างใหม่ เปลี่ยนหน้าต่าง ปูพื้นใหม่ และฉาบปูนบางห้องใหม่ มีการเพิ่มป้อมยามสองหลังที่รู้จักกันในชื่ออาคาร J และ K รวมถึงโรงเก็บสารเคมีที่รู้จักกันในชื่ออาคาร F และรั้วลวดหนาม กิจกรรมในห้องปฏิบัติการถูกย้ายจากหน่วยที่ 1 ไปยังหน่วยที่ 3 เมื่อวันที่ 25 กันยายน ในช่วงแรก มีเพียงสองชั้นล่างเท่านั้นที่ใช้งานได้ โดยมีพื้นที่ห้องปฏิบัติการ 560 ตารางเมตร (6,000 ตารางฟุต) ต่อมา ชั้นสามก็ถูกใช้งานเช่นกัน ทำให้มีพื้นที่เพิ่มอีก 280 ตารางเมตร (3,000 ตารางฟุต) ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 12 ]}ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2488 มีการสร้างอาคารชั่วคราวเพิ่มเติมอีก 5 หลังบนที่ดินที่เช่าจากคณะกรรมการการศึกษา ซึ่งเป็นที่ตั้งของสำนักงาน โรงอาหาร ห้องล็อกเกอร์ ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ และห้องซักรีด นอกจากนี้ยังมีการสร้างป้อมยามใหม่ และในปี พ.ศ. 2489 ก็ได้เพิ่มอาคารแบบเคลื่อนย้ายได้อีก 2 หลัง^{[ 17 ]}

ในปี 1944 พื้นที่เริ่มไม่เพียงพอ และมอนซานโตจึงเริ่มเจรจาเพื่อซื้อโรงละครรันนีมีดในย่านที่อยู่อาศัยหรูหราของโอ๊ควูด ชานเมืองเดย์ตัน โรงละครแห่งนี้สร้างขึ้นในปี 1927 เป็นสถานที่พักผ่อนหย่อนใจที่มีสระว่ายน้ำกลางแจ้ง ห้องบอลรูม สนามสควอช สนามเทนนิสที่มีพื้นปูด้วยไม้ก๊อก และเวทีสำหรับการแสดงละครชุมชน นอกจากนี้ยังมีห้องอาบน้ำที่ปูด้วยหินอ่อนอิตาลีและ...+โรงรถ 1/2 ชั้น^{[ 18 ] [ 19} ]ที่ดินเป็นของบริษัท Talbott Realty ซึ่งอยู่ภายใต้การควบคุมของครอบครัวภรรยาของโทมัส^{ตระกูล} Talbottเป็นหนึ่งในทายาทของ บริษัท Delcoซึ่งในขณะนั้นเป็นส่วนหนึ่งของ General Motors [ ^{7 ] [ 20 ] สภา}เมือง Oakwood ต้องการให้โรงละครเป็นศูนย์ชุมชน โทมัสปรากฏตัวต่อหน้าสภาและรับรองว่าจะไม่ทำให้โรงละครเสียหาย แม้ว่าเขาจะไม่สามารถเปิดเผยได้ว่าเขาตั้งใจจะใช้มันเพื่ออะไร ^{[ 19 ]}เมื่อ Talbott Realty ลังเลที่จะขายกองทัพบกสหรัฐฯจึงสั่งรื้อถอนทรัพย์สิน ซึ่งกลายเป็นหน่วยที่ 4 เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 1944 ^{[ 18 ]}มีการลงนามในสัญญาเช่าเมื่อวันที่ 10 มีนาคม 1944 โดย Talbott Realty ได้รับเงิน 4,266.72 ดอลลาร์ต่อปีสำหรับทรัพย์สินดังกล่าว สัญญาเช่ามีระยะเวลาเริ่มต้นถึงวันที่ 30 มิถุนายน พ.ศ. 2487 แต่ต่อมาได้ต่ออายุเป็นรายปีจนถึงวันที่ 30 มิถุนายน พ.ศ. 2492 สัญญาเช่าระบุว่าทรัพย์สินจะต้องถูกส่งคืนในสภาพเดิม Talbott Realty ได้รับแจ้งว่าทรัพย์สินจะถูกนำไปใช้ในการผลิตภาพยนตร์ฝึกอบรม ^{[ 21 ]}

การปรับปรุงเริ่มขึ้นเมื่อวันที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2487 ^{[ 18 ]}สนามเทนนิสถูกแบ่งออกเป็นหลายห้อง เพดานถูกลดระดับลง และมีการเพิ่มระบบทำความร้อน เครื่องปรับอากาศ และระบบกรองอากาศ เรือนกระจกแห่งหนึ่งถูกดัดแปลงเป็นท่าเทียบเรือขนส่งสินค้าทรัพย์สินถูกล้อมรอบด้วยรั้วลวดหนามที่ส่องสว่างในเวลากลางคืน และมีทหารยามติดอาวุธลาดตระเวนตลอด 24 ชั่วโมง มีทหารยาม 43 นายประจำอยู่ที่หน่วยที่ 3 และ 4 ^{[ 22 ]}กลุ่มการผลิตเริ่มย้ายเข้ามาเมื่อวันที่ 1 มิถุนายน มีการเพิ่มบ้านพักยาม 3 หลัง พร้อมกับรั้วลวด การเปลี่ยนแปลงสถานที่ถูกลดให้น้อยที่สุดเพื่อให้ง่ายต่อการบูรณะในภายหลัง เนื่องจากตั้งอยู่ในพื้นที่อยู่อาศัย จึงมีการพยายามลดเสียงรบกวนและการรบกวนอื่นๆ ให้น้อยที่สุด^{[ 18 ]}

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2488 มอนซานโตเช่าโกดังสินค้า 3 ชั้นที่ 601 ถนนอีสต์เธิร์ด จากบริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก ในตอนแรกใช้สำหรับรับและจัดเก็บอุปกรณ์ที่ใช้ในโครงการ ต่อมาชั้นที่สี่ถูกใช้เป็นพื้นที่สำนักงาน และมีการจัดตั้งห้องปฏิบัติการขึ้นที่ชั้นที่ห้า ซึ่งมีการศึกษาผลกระทบของโพโลเนียมต่อสัตว์ทดลอง มีการวิเคราะห์ ตัวอย่างการทดสอบ ทางชีวภาพที่นั่นเพื่อลดอันตรายจากการปนเปื้อนของโพโลเนียมในตัวอย่าง^{[ 12 ] [ 23 ]}

มีคนไม่กี่คนที่เคยเห็นโพโลเนียมมาก่อน มันเป็นโลหะสีเงิน ในห้องมืด มันจะเปล่งแสงสีม่วงที่น่าขนลุก โพโลเนียมเกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่ต่างๆ และ กาก ตะกั่วไดออกไซด์จากโรงกลั่นในพอร์ตโฮป รัฐออนแทรีโอที่เหลือหลังจากนำยูเรเนียมและเรเดียมออกไปแล้ว คาดว่าจะมีโพโลเนียมอยู่ 0.2 ถึง 0.3 มิลลิกรัม (0.0031 ถึง 0.0046  กรัม ) ต่อเมตริกตัน^{[ 24 ] [ 25 ]} โพโลเนียม หนึ่งคูรีมีน้ำหนักประมาณ 0.2 มิลลิกรัม (0.0031 กรัม) ^{[ 26 ]}พอร์ตโฮปอยู่ภายใต้สัญญากับโครงการแมนฮัตตันสำหรับการจัดหาและกลั่นแร่ยูเรเนียมอยู่แล้ว^{[ 27 ]}ตะกั่วไดออกไซด์กัมมันตรังสีชุดแรกจำนวน 3,290 กิโลกรัม (7,250 ปอนด์) ถูกส่งไปยังโครงการเดย์ตันเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2486 ชุดแรกจำนวน 230 กิโลกรัม (500 ปอนด์) ได้รับการแปรรูปเสร็จสิ้นภายในวันที่ 8 ธันวาคม ซึ่งทำให้โพโลเนียม 30 ไมโครคูรี (1.1  MBq ) พร้อมใช้งานสำหรับการทดลองในอีกหนึ่งสัปดาห์ต่อมา^{[ 28 ]}

มีการตรวจสอบกระบวนการสามวิธีในการสกัดโพโลเนียมจากแร่ JH Dillon จากบริษัท Firestone Tire and Rubberได้จดสิทธิบัตรกระบวนการที่ตะกั่วออกไซด์ละลายในกรดไฮโดรคลอริก : ^{[ 26 ]}

พีบีโอ₂+ 4 HCl → PbCl₂+ Cl₂+ 2 H₂โอ

จากนั้นโพโลเนียมสามารถตกตะกอนบน แผ่น ทองแดงหรือนิกเกิลได้ ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์เคลือบแก้วขนาดใหญ่ที่ไม่มีในเดย์ตัน แต่มีให้บริการที่โรงงานมอนซานโต บี ในมอนซานโต รัฐอิลลินอยส์หลังจากการทดสอบขนาดเล็กที่หน่วยที่ 3 เผยให้เห็นว่ากระบวนการนี้ใช้งานได้จริง จึงมีการส่งตะกั่วไดออกไซด์ประมาณ 3 ตันไปยังโรงงานบี และสามารถกู้คืนโพโลเนียมได้ 2.50 คูรี (93 GBq) การนำโพโลเนียมออกจากแผ่นทองแดงและนิกเกิลพิสูจน์แล้วว่าเป็นปัญหามากกว่า^{[ 24 ]}

วิธีที่สองที่พยายามใช้คือกระบวนการเตาเผา แนวคิดคือการเผาตะกั่วไดออกไซด์และทำให้โพโลเนียมกลายเป็นไอ ปัญหาคือตะกั่วไดออกไซด์จะเกิดตะกรันที่อุณหภูมิ 700 °C (1,292 °F) ซึ่งต่ำเกินไปสำหรับกระบวนการนี้ ดังนั้นจึง ลองใช้ ตะกั่วออร์โธฟอสเฟตซึ่งเกิดตะกรันที่อุณหภูมิ 900 °C (1,650 °F) โดยทำมาจากการผสมตะกั่วไดออกไซด์กับกรดฟอสฟอริกการทดลองแสดงให้เห็นว่าโพโลเนียมกลายเป็นไอได้ดีเมื่อตะกั่วออร์โธฟอสเฟตถูกให้ความร้อนที่ 750 °C (1,380 °F) เป็นเวลาสี่ชั่วโมง น่าเสียดายที่กระบวนการนี้ประสบปัญหาเรื่องฝุ่นและสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ รวมถึงการปนเปื้อนของบุคลากรและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง^{[ 29 ] [ 30 ]}

วิธีที่สามเกี่ยวข้องกับการละลายตะกั่วไดออกไซด์ในส่วนผสมของกรดไนตริก เข้มข้น และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ : ^{[ 30 ]}

พีบีโอ₂+ 2 HNO₃+ เอช₂โอ₂→ Pb( NO₃)₂+ O₂+ 2 H₂โอ

วิธีนี้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการแยกโพโลเนียมออกจากตะกั่วไดออกไซด์ แม้ว่าจะมีปัญหาเรื่องการตกตะกอนของสารปนเปื้อนต่างๆ รวมถึงเหล็กและอะลูมิเนียมก็ตาม แม้ว่าจะมีการบำบัดตะกั่วไดออกไซด์ประมาณ 32 เมตริกตัน (35 ตันสั้น) ด้วยกรดไนตริก และผลิตโพโลเนียมได้ประมาณ 40 คูรี (1.5 TBq) แต่กระบวนการนี้ก็ไม่ได้ดำเนินต่อไปเกินกว่าขั้นตอนนำร่อง เนื่องจากมีแหล่งโพโลเนียมที่ดีกว่าเข้ามา^{[ 31 ]}โครงการแมนฮัตตันไม่ได้ซื้อตะกั่วไดออกไซด์ และในช่วงต้นสงคราม รัฐบาลแคนาดาเป็นผู้จัดหามา ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2488 ตะกั่วถูกตกตะกอนเป็น สารละลาย ตะกั่วคาร์บอเนตและขนส่งไปยังพื้นที่เมดิสันสแควร์ในเขตแมนฮัตตันเพื่อทำให้แห้งและส่งกลับไปยังแคนาดา^{[ 32 ]}

นอกจากนี้ ยังสามารถผลิตโพโลเนียมได้โดยการฉายรังสีนิวตรอนของบิสมัทในปี พ.ศ. 2486 โพโลเนียมที่ผลิตด้วยวิธีนี้มีเพียงในไซโคลตรอน เท่านั้น แต่การพัฒนา เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโครงการแมนฮัตตันได้เปิดโอกาสให้สามารถผลิตโพโลเนียมจำนวนมากด้วยวิธีนี้ได้^{[ 31 ]}

²⁰⁹ ₈₃Bi + n →²¹⁰ ₈₃บิ →²¹⁰ ₈₄Po + β

บิสมัทหนึ่งตันที่ผ่านการฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์กราไฟต์ X-10 ของโครงการแมนฮัตตัน ที่โรงงานวิศวกรรมคลินตันในโอ๊คริดจ์ รัฐเทนเนสซีมีโพโลเนียม 32 ถึง 83 คูรี (1.2 ถึง 3.1 เทราเบคเคอเรล) ซึ่งดีกว่าผลผลิตจากตะกั่วไดออกไซด์ของพอร์ตโฮปมาก^{[ 31 ]}บิสมัทที่ผ่านการฉายรังสีมาจากคลินตันในรูปของอิฐขนาด 30.5 x 9.5 x 9.5 เซนติเมตร (12 x 3.75 x 3.75 นิ้ว) ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 26 กิโลกรัม (58 ปอนด์) พวกมันถูกขนส่งไปยังเดย์ตันทางรถไฟในกล่องไม้ ซึ่งถูกเก็บไว้ในช่องที่ปูด้วยกระเบื้องบนพื้นของหน่วยที่ 4 ^{[ 33 ]}

ขั้นตอนเหล่านี้เพียงพอแล้วเนื่องจากปริมาณโพโลเนียมในบิสมัทยังค่อนข้างต่ำ แต่เริ่มตั้งแต่เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2488 โครงการเดย์ตันเริ่มได้รับบิสมัทที่ผ่านการฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีกำลังมากกว่าที่ไซต์แฮนฟอร์ดในวอชิงตัน ซึ่งตอนนี้กลายเป็นแหล่งจัดหาหลัก^{[ 34 ]}แม้แต่ที่คลินตัน บิสมัทที่ไม่มีการป้องกันก็พิสูจน์แล้วว่าเป็นปัญหาเมื่ออิฐแตกและเศษตกลงไปในภาชนะบรรจุยูเรเนียม และต้องแยกออกด้วยมืออย่างอันตรายโดยเจ้าหน้าที่โครงการ ดังนั้น บิสมัทที่ผ่านการฉายรังสีในเครื่องปฏิกรณ์ที่แฮนฟอร์ดจึงถูกบรรจุในกระป๋องอะลูมิเนียม กระป๋องบรรจุมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.8 เซนติเมตร (1.5 นิ้ว) และยาว 10 หรือ 20 เซนติเมตร (4 หรือ 8 นิ้ว) ปัญหาคืออะลูมิเนียมมีสิ่งเจือปน เช่นเหล็กแมงกานีสทองแดงตะกั่วดีบุกสังกะสีซิลิคอนไทเทเนียมนิกเกลแมกนีเซียมโครเมียมวานาเดียมบิสมัทและแกลเลียมและเมื่อ ถูกฉายรังสี สิ่งเจือปนเหล่านี้สามารถก่อตัวเป็นไอโซโทปรังสีได้ ไอโซโทป ส่วนใหญ่ไม่ เป็นปัญหามากนักสำหรับโครงการเดย์ตัน เนื่องจากมีครึ่งชีวิตสั้น และจะกลายเป็นไม่มีอันตรายในระหว่างช่วงเวลาที่แท่งอะลูมิเนียมเย็นตัวลงในน้ำที่แฮนฟอร์ด แต่เหล็กสามารถก่อตัวเป็นเหล็ก-59 ซึ่งมีครึ่งชีวิต 45 วัน และผลิตรังสีแกมมา ดังนั้นแท่งอะลูมิเนียมจึงถูกขนส่งในถังบรรจุ ซึ่งแต่ละถังมีท่อหลายท่อที่บรรจุแท่งอะลูมิเนียมไว้ ช่องว่างระหว่างท่อถูกเติมด้วยตะกั่ว ที่เดย์ตัน แท่งอะลูมิเนียมถูกเก็บไว้ในตู้เซฟบุด้วยตะกั่วที่มีประตูทั้งสองด้านซึ่งมีท่ออยู่ภายใน นอกจากนี้ยังเก็บไว้ใต้น้ำบนชั้นวาง และสามารถนำออกมาได้ด้วยคีม กล้องปริซึมช่วยให้สามารถตรวจสอบเครื่องหมายระบุตัวตนบนทากได้โดยไม่ต้องนำออกจากสระ^{[ 33 ]}

ภายในสิ้นปี พ.ศ. 2489 แฮนฟอร์ดได้จัดส่งวัสดุที่มีบิสมัทสูงถึง 13,200 คูรี (490 TBq) ต่อเมตริกตัน^{[ 34 ]}บิสมัทถูกซื้อจากบริษัท American Smelting and Refining Companyที่มีความบริสุทธิ์สูงสุดเท่าที่จะผลิตได้ ถูกส่งไปยังแฮนฟอร์ด ซึ่งจะถูกบรรจุลงกระป๋องและวางไว้ภายในเครื่องปฏิกรณ์เป็นเวลา 100 วัน จากนั้นแท่งบิสมัทที่ผ่านการฉายรังสีจะถูกขนส่งทางบกไปยังหน่วยที่ 4 ซึ่งจะถูกแช่ในกรดไฮโดรคลอริก ซึ่งจะละลายอะลูมิเนียม ทำให้เกิดสารละลายอะลูมิเนียมคลอไรด์ซึ่งถูกกำจัดทิ้ง เนื่องจากมีกัมมันตภาพรังสีสูงเนื่องจากสิ่งเจือปนของเหล็กในอะลูมิเนียม จากนั้นแท่งบิสมัทจะถูกละลายในกรดอะควาเรเจียซึ่งอ่อนเกินไปสำหรับการชุบโพโลเนียมด้วยไฟฟ้า ดังนั้นจึงต้องกำจัดกรดไนตริกออก แล้วจึงทำการตกตะกอนโพโลเนียมบนบิสมัทโดยการเติมผงบิสมัท ส่งผลให้มีความเข้มข้น 100–1 จากนั้นสามารถทำซ้ำได้โดยการละลายในกรดอะควาเรเจียอีกครั้งเพื่อให้ได้ความเข้มข้น 1000–1 จากนั้นจึงละลายอีกครั้งและชุบโพโลเนียมด้วยไฟฟ้าบน แผ่นฟอยล์ แพลทินัมปัญหาหลักของกระบวนการนี้คือต้องใช้ภาชนะบุด้วยแก้วเนื่องจากกรดอะควาเรเจีย และต้องมีกลไกในการจัดการวัสดุกัมมันตรังสีอย่างปลอดภัย โครงการเดย์ตันได้สำรวจวิธีการทำให้บริสุทธิ์ทางเลือกอื่น ๆ ซึ่งพบว่าใช้งานได้ แต่มีประสิทธิภาพหรือความปลอดภัยน้อยกว่า^{[ 35 ]}

การจัดส่งโพโลเนียมครั้งแรกไปยังลอสอะลามอสเมื่อวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2487 ในกระเป๋าเดินทางบุตะกั่วที่ขนส่งโดยผู้ส่งสารทางทหาร การจัดส่งเป็นประจำได้ดำเนินการหลังจากนั้น^{[ 19 ] [ 36 ]}การทดสอบตัวจุดระเบิดที่ลอสอะลามอสต้องการโพโลเนียมมากกว่าที่คาดไว้ และในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2487 ออปเพนไฮเมอร์จึงต้องขอให้โทมัสจัดส่งโพโลเนียม 20 คูรี (0.74 TBq) ต่อเดือน โครงการเดย์ตันสามารถทำได้ ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2488 โทมัสตกลงที่จะเพิ่มการจัดส่งเป็น 100 คูรี (3.7 TBq) ต่อเดือนภายในเดือนมิถุนายน และ 500 คูรีต่อเดือนภายในเดือนธันวาคม^{[ 37 ]}

ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของโครงการเดย์ตันจนถึงสิ้นปี 1946 อยู่ที่ 3,666,507 ดอลลาร์สหรัฐ (เทียบเท่า 60.5 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปัจจุบัน)

พนักงานโครงการเดย์ตันไม่ได้รับอนุญาตให้กินหรือสูบบุหรี่ในพื้นที่แปรรูป และต้องล้างมือให้สะอาดก่อนออกจากพื้นที่เหล่านั้น นักเคมีสวมอุปกรณ์ป้องกัน โดยสวมถุงมือผ่าตัด ถุงมือผ้า และถุงมือยางสามชั้น เมื่อออกไปรับประทานอาหารกลางวันหรือเมื่อเลิกงาน พวกเขาต้องล้างมือด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง คลอโร็กซ์ เจือจาง และสบู่ สารตกค้างกัมมันตรังสีบนมือของพวกเขาจะถูกวัดด้วยเครื่องวัดรังสีไกเกอร์ พิเศษ ที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้โดยนักฟิสิกส์ John J. Sopka ^{[ 19 ] [ 39 ]}อนุญาตให้มีปริมาณรังสีไม่เกินหนึ่งพันครั้งต่อนาทีต่อมือ^{[ 40 ]}พวกเขาต้องอาบน้ำเมื่อสิ้นสุดการทำงานในแต่ละวัน และต้องเข้ารับการตรวจปัสสาวะทุกสัปดาห์ พนักงานที่มีระดับโพโลเนียมสูงจะไม่ได้รับอนุญาตให้เข้าไปในพื้นที่แปรรูป การทำงานกับโพโลเนียมโดยไม่แพร่กระจายการปนเปื้อนนั้นแทบเป็นไปไม่ได้ โชคดีที่มันไม่สะสมในกระดูกเหมือนเรเดียมหรือพลูโตเนียม ดังนั้นจึงถูกขับออกทางปัสสาวะได้ง่าย วิธีการตรวจจับได้รับการพัฒนาแล้ว ทำให้ง่ายต่อการติดตาม พนักงานที่หน่วย IV ที่มีระดับโพโลเนียมในปัสสาวะสูงที่สุดได้ปนเปื้อนเส้นผมของเธอ และมักจะอมกิ๊บติดผม ไว้ ในปาก^{[ 19 ]}

จอร์จ โควาลถูกเกณฑ์เข้ากองทัพสหรัฐฯ ในปี 1943 และได้รับการแต่งตั้งเข้าสู่หน่วยวิศวกรพิเศษของโครงการแมนฮัตตัน ในตอนแรกเขาได้รับมอบหมายให้ประจำการที่โรงงานวิศวกรรมคลินตัน ซึ่งงานของเขาในฐานะ เจ้าหน้าที่ ฟิสิกส์ด้านสุขภาพทำให้เขาสามารถเข้าถึงพื้นที่ส่วนใหญ่ของไซต์งานได้ เขาเริ่มส่งต่อความลับที่เกี่ยวข้องกับการผลิตโพโลเนียมที่โอ๊คริดจ์ให้กับสหภาพโซเวียตผ่านทางเจ้าหน้าที่GRU (หน่วยข่าวกรองทางทหารของโซเวียต) ที่มีรหัสว่า "ไคลด์" ในปี 1945 โควาลถูกย้ายไปที่เดย์ตัน อีกครั้งที่งานของเขาในฐานะเจ้าหน้าที่ฟิสิกส์ด้านสุขภาพทำให้เขาสามารถเข้าถึงสถานที่ลับได้อย่างกว้างขวาง^{[ 41 ]}ในปี 2007 ประธานาธิบดีรัสเซียวลาดิมีร์ ปูตินได้มอบดาวทองให้แก่โควาลหลังมรณกรรม ทำให้เขากลายเป็นวีรบุรุษของสหพันธรัฐรัสเซียจากผลงานของเขาในฐานะสายลับ GRU ที่ชื่อ "เดลมาร์" เจ้าหน้าที่รัสเซียระบุว่าตัวจุดระเบิดสำหรับ ระเบิด Joe-1 ของพวกเขานั้น "ได้รับการเตรียมตามสูตรที่เดลมาร์จัดหาให้" ^{[ 41 ]}ข้อเท็จจริงที่ว่าโพโลเนียมถูกใช้เป็นตัวเริ่มต้นยังคงเป็นความลับจนถึงทศวรรษ 1960 ^{[ 42 ]}

หลังจากที่Leonard I. Schiffคำนวณว่าตัวจุดระเบิดอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของอาวุธฟิสชันแบบปืน Oppenheimer จึงอนุมัติเมื่อวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2488 ให้รวมตัวจุดระเบิดไว้ใน การออกแบบ Little Boyตัวจุดระเบิดได้รับการทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีความทนทานเพียงพอที่จะรับมือกับการขนส่งทางเครื่องบินและการตกโดยไม่ได้ตั้งใจ ในที่สุด ตัวจุดระเบิดประมาณสี่สิบตัวถูกส่งไปยังTinianซึ่งสี่ตัวถูกใส่เข้าไปในระเบิดที่ใช้ในการทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมา^{[ 43 ]}

ตัวจุดระเบิดที่ใช้ในการออกแบบการระเบิดแบบยุบตัวของ ระเบิด แฟตแมนที่ถูกทิ้งลงที่นางาซากิมีชื่อรหัสว่า "เม่นทะเล" เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการระเบิด ตัวจุดระเบิดจะต้องปล่อยนิวตรอนจำนวนมากในเวลาไม่กี่ไมโครวินาทีในขณะที่แกน พลูโทเนียม ถูกบีบอัดจนสุด^{[ 44 ]}ใจกลางของเม่นทะเลคือทรงกลมเบริลเลียมแข็งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 เซนติเมตร (0.16 นิ้ว) ซึ่ง เคลือบด้วย ทองคำและเคลือบด้วยโพโลเนียม 20 คูรี (0.74 เทราเบคเคอเรล) ทองคำช่วยป้องกันอนุภาคอัลฟา ของโพโลเนียม ไม่ให้กระทบกับเบริลเลียม เบริลเลียมนี้พอดีกับซีกทรงกลมเบริลเลียมสองอันที่มีร่องขนาน 15 ร่องตัดอยู่บนพื้นผิวด้านใน ร่องเหล่านี้แปลงคลื่นกระแทกของการระเบิดแบบยุบตัวให้เป็นเจ็ตที่ทำลายทรงกลมและทำให้เบริลเลียมและโพโลเนียมผสมกันและปล่อยนิวตรอน ครึ่งทรงกลมถูกชุบนิกเกิลและพื้นผิวด้านนอกถูกเคลือบด้วยทองคำและโพโลเนียม 30 คูรี (1.1 TBq) ตัวจุดระเบิดขนาด 2.0 เซนติเมตร (0.79 นิ้ว) ซึ่งร้อนเมื่อสัมผัส พอดีกับรูขนาด 20 มิลลิเมตร (0.8 นิ้ว) ตรงกลางของหลุมพลูโตเนียม^{[ 45 ]}

ภายในปี 1945 โครงการเดย์ตันมีความสำคัญมากจนโครงการแมนฮัตตันตัดสินใจทำให้เป็นสถานที่ถาวร^{[ 46 ]}เดิมทีตั้งใจจะย้ายการดำเนินงานไปยังโอ๊คริดจ์ แต่ได้ตัดสินใจว่าสถานที่ใกล้เดย์ตันนั้นเหมาะสมกว่า พนักงานด้านวิทยาศาสตร์และเทคนิคส่วนน้อยต้องการย้ายไปเทนเนสซี และมีความกังวลเกี่ยวกับอันตรายจากการปนเปื้อนของโพโลเนียมที่สถานที่แปรรูปพลูโทเนียม^{[ 47 ]}การค้นหาสถานที่ที่เหมาะสมเริ่มต้นขึ้นในต้นปี 1946 และพบสถานที่แห่งหนึ่งในไมอามิสเบิร์ก ซึ่งอยู่ห่างจากเดย์ตันประมาณ 19 กิโลเมตร (12 ไมล์) พื้นที่ 72 เฮกตาร์ (178 เอเคอร์) อยู่ติดกับอุทยานแห่งรัฐที่มีเนินฝังศพ ของชาวอินเดียนแดงยุคก่อนประวัติศาสตร์ขนาดใหญ่ ซึ่งในที่สุดก็ทำให้ห้องปฏิบัติการเมานด์ ได้รับ ชื่อนี้ ในตอนแรกเป็นที่รู้จักกันในชื่อหน่วยที่ 5 ^{[ 46 ]}มอนซานโตเริ่มก่อสร้างในเดือนพฤษภาคม 1946 โดยใช้บริษัท Giffels and Vallet จากดีทรอยต์เป็นสถาปนิก ในขณะที่โรงงานถูกสร้างโดยบริษัท Maxon Construction ของเดย์ตัน^{[ 46 ]}การออกแบบเรียกร้องให้มีอาคารใต้ดินที่สามารถทนต่อการโจมตีโดยตรงจากระเบิดขนาด 910 กิโลกรัม (2,000 ปอนด์) พร้อมการป้องกันอาวุธชีวภาพและ เคมี ในราคา 17,900,000 ดอลลาร์สหรัฐ^{[ 48 ]}

ความรับผิดชอบในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ถูกโอนจากโครงการแมนฮัตตันไปยังคณะกรรมการพลังงานปรมาณูในปี 1947 แต่การทำงานในห้องปฏิบัติการเมานด์ยังคงดำเนินต่อไป^{[ 46 ]}อาคารหลังแรกสร้างเสร็จในเดือนพฤษภาคม 1948 และกระบวนการผลิตโพโลเนียมเริ่มขึ้นที่ห้องปฏิบัติการเมานด์ในเดือนกุมภาพันธ์ 1949 โดยรวมแล้วมีการสร้างอาคารหลัก 14 หลัง มีพื้นที่ใช้สอยรวม 34,000 ตารางเมตร (366,000 ตารางฟุต⁾ด้วยงบประมาณ 25.5 ล้านดอลลาร์^{[ 49 ]}เนื่องจากความกลัวการโจมตีหรือการก่อวินาศกรรม อดีตห้องปฏิบัติการไซโอโตในเมืองแมเรียน รัฐโอไฮโอจึงถูกคณะกรรมการพลังงานปรมาณูเข้าครอบครองในปี 1948 และถูกเก็บรักษาไว้เป็นสถานที่สำรองจนกระทั่งไม่จำเป็นอีกต่อไปในปี 1953 ^{[ 50 ]}

หน่วยที่ 1 ยังคงถูกใช้โดย Monsanto เป็นสถานที่บริหารจนถึงปี 1988 เมื่อถูกรื้อถอน ที่ดินถูกขายให้กับ Quality Chemicals ในปี 1992 และต่อมาขายให้กับ DuPont ในปี 2002 ^{[ 51 ] [ 52 ]}หน่วยที่ 3 ซึ่งเป็นอดีตวิทยาลัยศาสนศาสตร์ Bonebrake ได้รับการกำจัดสารปนเปื้อนในปี 1950 และส่งคืนให้กับคณะกรรมการการศึกษาเดย์ตัน อาคารวิทยาลัยเดิมถูกรื้อถอนในภายหลัง แต่โครงสร้างหลายแห่งยังคงหลงเหลืออยู่จากโครงการเดย์ตัน^{[ 53 ]}สถานที่แห่งนี้ได้รับการขึ้นทะเบียนในทะเบียนสถานที่ทางประวัติศาสตร์แห่งชาติเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2006 ^{[ 54 ]}แม้ว่าสัญญาเช่าหน่วยที่ 4 ซึ่งเป็นอดีตโรงละคร Runnymede Playhouse จะระบุว่าต้องส่งคืน แต่ก็ถือว่ามีการปนเปื้อนมากเกินไป อาคารถูกรื้อถอนในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2493 ^{[ 49 ]}ก้อนหินปูถนนในทางเข้าถูกนำออกไปพร้อมกับดิน 2.1 เมตร (7 ฟุต) จากใต้บ้าน การขุดถูกถม และสถานที่นั้นถูกส่งคืนให้กับครอบครัวทัลบอตต์ ซึ่งได้รับเงินชดเชย 138,750 ดอลลาร์ ณ ปี พ.ศ. 2560 สิ่งที่เหลืออยู่ของบ้านเล่นหลังเดิมคือลูกบิดประตูทองเหลืองและส่วนหนึ่งของหลังคาเรือนกระจก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคอลเลกชันของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์และพลังงานเมานด์ ปัจจุบันมีบ้านพักอาศัยส่วนตัวตั้งอยู่บนพื้นที่นั้น^{[ 19 ] [ 55 ]}โกดังเดย์ตันได้รับการกำจัดสารปนเปื้อนในปี พ.ศ. 2493 และส่งคืนให้กับเจ้าของ^{[ 56 ]}ห้องปฏิบัติการ Mound ยังคงผลิตตัวจุดระเบิดโพโลเนียมต่อไปจนถึงปี 1969 โพโลเนียมยังคงถูกผลิตที่นั่นเพื่อจำหน่ายเชิงพาณิชย์และใช้ในดาวเทียมจนถึงปี 1972 ห้องปฏิบัติการถูกปิดตัวลงในปี 1993 และพื้นที่ดังกล่าวได้รับการกำจัดสารปนเปื้อน ณ ปี 2017 พื้นที่นี้เป็นที่ตั้งของศูนย์เทคโนโลยีขั้นสูง Mound ^{[ 55 ]}

ในปี พ.ศ. 2539 กระทรวงพลังงานซึ่งสืบทอดมาจากคณะกรรมการพลังงานปรมาณู ได้ตัดสินใจว่า เนื่องจากพื้นที่เดย์ตันได้รับการกำจัดสารปนเปื้อนแล้ว จึงไม่จำเป็นต้องรวมอยู่ในโครงการฟื้นฟูพื้นที่ที่เคยใช้งานมาก่อน (FUSRAP) ของกองทัพบก ชุมชนท้องถิ่นในเดย์ตันกังวลว่าการทำความสะอาดไม่เป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมในศตวรรษที่ 21 ดังนั้น รัฐโอไฮโอจึงขอให้รัฐสภาสหรัฐฯให้กองทัพบกดำเนินการตรวจสอบ ซึ่งดำเนินการในปี พ.ศ. 2547 และ พ.ศ. 2548 ผลการตรวจสอบสรุปว่าไม่พบสารปนเปื้อนกัมมันตรังสีใดๆ ที่จะต้องรวมอยู่ใน FUSRAP ^{[ 57 ]}