ম্যানহাটন প্রকল্পই পৃথিবীর প্রথম সফল পারমাণবিক গবেষণা প্রতিষ্ঠান। তাই পারমাণবিক বোমা তৈরির ধারণার ইতিহাসকে এর ইতিহাস হিসেবেও বিবেচনা করা যায়। ১৯০০'র সময়কার ব্রিটেন এবং ইউরোপের অন্যান্য দেশের কিছু বৈজ্ঞানিক গবেষণাগারেই এ ধারণার বীজ বুনন শুরু হয়। প্রথম দিকটায় পরমাণুকে নিরেট এবং অবিভাজ্য জ্ঞান করা হতো। তিনি এক্স-রশ্মি, রেডিয়াম, ইলেকট্রন, প্রোটন, নিউট্রন এবং আলফা, বিটা ও গামা রশ্মি আবিষ্কারের পর যে বিপ্লবের সূচনা হয় তাতে বিজ্ঞানীরা অতিপারমানবিক জগৎকে বুঝতে শুরু করেন। ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী আর্নেস্ট রাদারফোর্ড এবং ওলন্দাজ পদার্থবিজ্ঞানী নিল্‌স বোর পৃথক পৃথক দুটি পরমাণু মডেলের ধারণা দেন যেগুলোতে পরমাণুকে নিরেট না বলে অতি ক্ষুদ্র আকারের সৌর জগৎ হিসেবে ব্যাখ্যা করা হয়। বলা হয়, পরমাণুর কেন্দ্রের ধনাত্মক প্রোটন এবং নিরপেক্ষ নিউট্রনকে কেন্দ্র করে ঋণাত্মক ইলেকট্রনগুলো নির্দিষ্ট কক্ষপথে আবর্তন করছে।

বিজ্ঞানীরা জানতেন, প্রতিটি রাসায়নিক মৌলের পরমাণু আলাদা, একের সাথে অন্যের সুনির্দিষ্ট পার্থক্য রয়েছে। যেমন, হাইড্রোজেন মৌলের ক্ষেত্রে একটি ইলেকট্রন একটি প্রোটনকে কেন্দ্র করে ঘুরছে। এটিই সরলতম গঠন। ইউরেনিয়াম পরমাণুতে ৯২টি ইলেকট্রন ৯২টি প্রোটনকে কেন্দ্রকরে আবর্তন করছে যা অনেকটাই জটিল। এই মৌলের পারমানবিক সংখ্যা তাই ৯২। এই মৌলগুলোর যে কোন একটির মধ্যেও আবার বিভিন্নতা দেখা যায় যাদেরকে বলা হয় সমাণুক। একটি নির্দিষ্ট মৌলে ইলেকট্রন ও প্রোটন সংখ্যা সর্বদা সমান এবং নির্দিষ্ট হলেও নিউক্লিয়াসের নিউট্রন সংখ্যার উপর ভিত্তি করে এদের মধ্যে পার্থক্যের সৃষ্টি হতে পারে। এভাবেই সমাণুকের সৃষ্টি হয়। ইউরেনিয়ামের তিনটি স্থায়ী সমাণুক রয়েছে যাদেরকে তাদের পৃথক পৃথক ভর সংখ্যা দ্বারা নামাঙ্কিত করা হয়। এগুলো হল U, U এবং U। ইউ-২৩৮ প্রকৃতিতে সবচেয়ে বেশি পাওয়া যায়, আর ইউ-২৩৫ হল বিরলতম। প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে শতকরা মাত্র ০.৭ ভাগ ইউ-২৩৫ থাকে। ইউরেনিয়াম যেহেতু অস্থিত মৌল, তাই তখন থেকেই বিজ্ঞানীরা এর কেন্দ্রকে দ্রুত গতির নিউট্রন ঝড় দ্বারা আঘাত করে নতুন ধরনের শক্তি আবিষ্কারের চেষ্টা শুরু করেছিলেন।

নাৎসি জার্মানি থেকে ইংল্যান্ডে পালিয়ে আসা হাঙ্গেরীয় বংশোদ্ভূত পদার্থবিজ্ঞানী লিও জিলার্দ ১৯৩৩ সালের কোন একদিন লন্ডনের রাস্তায় স্ট্রিট লাইটের রং পরিবর্তনের জন্য অপেক্ষা করছিলেন। এমন সময় তিনি হঠাৎ বুঝতে পারেন, সঠিক পদার্থ পাওয়া গেলে তার পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে বিভাজিত করে সেখান থেকে নিউট্রন বিমুক্ত করা যেতে পারে। এর ফলে নিউক্লীয় শিকল বিক্রিয়া শুরু হতে পারে যার মাধ্যমে ক্রমান্বয়ে মুক্তিপ্রাপ্ত নিউট্রনগুলো আরও পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে ভাঙতে থাকবে যার ফলে নিউক্লীয় বিভাজন বিক্রিয়ার সৃষ্টি হবে। তৈরি হবে স্বয়ংক্রিয় নিউক্লীয় বিভান বিক্রিয়ার ধারা এবং এর সাথে অবিচ্ছিন্নভাবে নিউক্লীয় শক্তি বিমুক্ত হবে। এ ধরনের শিকল বিক্রিয়া তড়িৎ উৎপাদন বা বোমা তৈরীতে কাজে লাগানো যেতে পারে। পরের বছর জিলার্দ এ নিয়ে একটি ব্রিটিশ পেটেন্ট জমা দেয়ার জন্য প্রস্তুত করেন। কিন্তু জার্মান বিজ্ঞানীরা পেটেন্টের কথা জেনে গিয়ে বিধ্বংসী পারমাণবিক বোমা তৈরির কাজে হাত দিতে পারে, এই ভয়ে তিনি পেটেন্ট জমা দেয়া থেকে বিরত থাকেন।

একই বছর অর্থাৎ ১৯৩৩ সালে ফ্রান্সের প্যারিসে ফরাসি বিজ্ঞানী আইরিন জোলিও-কুরি এবং তার স্বামী ফ্রেদেরিক জোলিও-কুরি একসাথে গবেষণা করে কৃত্রিমভাবে তেজস্ক্রিয়তা সৃষ্টিতে সমর্থ হন। এর কিছুকাল পরেই ইতালীয় পদার্থবিজ্ঞানী এনরিকো ফের্মি প্রথম কৃত্রিমভাবে রাসায়নিক মৌল তৈরি করেন যার পরমাণবিক সংখ্যা ইউরেনিয়াম থেকে বেশি। ফের্মি আসলে পরমাণুকেই বিভাজিত করেছিলেন, যদিও তখন তা বুঝতে পারেননি। জার্মানির বার্লিনে ভৌত রসায়নবিদ অটো হান এবং ফ্রিৎজ স্ট্রসম্যান ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে নিউট্রনের মাধ্যমে আঘাত করে ফের্মির পরীক্ষার পুণরাবৃত্তি করেন। ১৯৩৮ সালে এ পরীক্ষার মাধ্যমে তারা বেরিয়াম মৌলটি পান যা ছিল অনেকটাই বিস্ময়কর। হান তার দীর্ঘ সময়ের বৈজ্ঞানিক গবেষণা সহকর্মী লিজে মাইটনারকে এ বিষয়ে লিখেন। সমসাময়িককালের সেরা নারী বিজ্ঞানী মাইটনার হিটলারের কারণে জার্মানি ত্যাগে বাধ্য হয়েছিলেন। মাইটনার ও তার ভ্রাতুষ্পুত্র অটো ফ্রিশ্‌চ হানের চিঠি পড়ে ১৯৩৮ সালের ডিসেম্বরে এ বিষয়ে একটি সিদ্ধান্তে আসেন। তারা বলেন, এই দুই জার্মান বিজ্ঞানী ইউরেনিয়াম পরমাণুর কেন্দ্রীনকে প্রায় অর্ধেক অর্ধেক করে বিভাজিত করেছেন। ইউরেনিয়ামকে এভাবে বিভাজিত করার ফলে ৫৬ পারমাণবিক সংখ্যাবিশিষ্ট বেরিয়াম এবং ৩৬ পারমাণবিক সংখ্যাবিশিষ্ট ক্রিপ্টন মৌল দুটি সৃষ্টি হয়েছে। ফ্রিশ্‌চ প্রথম এই প্রক্রিয়ার নাম দেন "ফিশন" তথা কেন্দ্রীন বিভাজন।

মাইটনার ও ফ্রিশ্‌চ, হান ও স্ট্রসমানের ফলাফলের একটি তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা প্রদান করেন। তারা যুক্তি দেখান যে এই ফলাফল বোরের পরমাণু মডেলকে সমর্থন করে। ইউরেনিয়াম পরমাণুর এ ধরনের বিভাজনে বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয় এবং এই পরিমাণ আইনস্টাইনের বিখ্যাত ভর-শক্তি সমীকরণ E=mc দ্বারা নির্ণয় করা যায়। এভাবে অতি ক্ষুদ্র ভর থেকে বিপুল শক্তি উৎপাদন সম্ভব। আর প্রতিটি কেন্দ্রীন বিভাজনে যদি উপজাত হিসেবে নিউট্রন তৈরি হয় তবে তো শিকল বিক্রিয়ার আকারে এই প্রক্রিয়া চলতেই থাকবে। মাইটনার ও ফ্রিশ্‌চ এই তথ্য নিয়ে কোপেনহেগেনে বোরের কাছে ছুটে যান যিনি তখন পদার্থবিজ্ঞানীদের একটি সম্মেলনে যোগ দেয়ার জন্য ওয়াশিংটন ডিসি'র উদ্দেশ্যে রওয়ানা হচ্ছিলেন। এটা ১৯৩৯ সালের জানুয়ারির কথা। ইউরেনিয়ামের কেন্দ্রীন বিভাজন সম্ভব জানতে পেরে ওয়াশিংটনের বিজ্ঞানীরা অনতিবিলম্বে তাদের গবেষণাগারে আগের পরীক্ষাগুলোর পুণরাবৃত্তি করতে শুরু করেন। এর মাত্র ১ বছরের মধ্যে কেন্দ্রীন বিভাজন বিষয়ে শতাধিক গবেষণাপত্রের উদ্ভব হয়। জিলার্দ ইউরেনিয়াম বিভাজনের খবর শুনে ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন, "পৃথিবী দুঃখের দিকে এগিয়ে চলেছে"। ১৯৩৯ সালের মধ্যে বিজ্ঞানীদের একটি ছোট দল নিশ্চিত ছিলেন যে, এই প্রক্রিয়ায় অনন্য সাধারণ শক্তির এক অস্ত্র নির্মাণ সম্ভব, অন্তত তত্ত্ব তা-ই বলছিল।

সাধারণ পরিচিতি
মার্কিন প্রচেষ্টা
ওক রিজ
পারমাণবিক গবেষণার উৎস