5迪布纳有更好的主意
1942年,德国的金属铀生产能力已经达到极限,此后便开始走下坡路。那时,在金属铀制造技术方面,无论美国还是苏联,都已可与德国比个高低了。尼古劳斯•里尔在回顾这段历史时不无遗憾地表示:“我怎么也弄不明白,为什么谁也不给鲍曼或希特勒写封信,就说:‘我们这里抓住了一个制造具备可怕威力爆炸物的机会,请下令给我们优先权。’就如冯•布劳恩所做的、给希姆莱写的那封信一样。” 59
自莱比锡试验性反应堆测试之后,海森伯格认为自己找到了正确路径,他极力为一个金属铀和重水构造的、以分层交替状布局的层式反应堆模型辩护,从理论评估角度出发,这种结构在控制处理方式上相对比较容易些,对他而言这可是至关重要的。此外,以一种从容不迫的姿态对论据进行第一流的出色罗列,对理论物理学家也是极具重要性的。而迪布纳则是采取了另外的方式,他在反应堆实验装置结构布局方面与海森伯格所选择的截然不同。作为一个有实际经验的人,库尔特•迪布纳内心所想要得到的,是在不久之后使一座反应堆进入运行状态成为现实可能。他的这种期盼与他从威廉皇帝物理研究所“临时负责人”位置上被“请走”不无关系,然而,塞翁失马、安知非福。对于迪布纳来说,罢官免职也未必就是坏事,或许还是可以给他带来某些益处的好事。从现在起,他可以与他的年轻团队集中精力进行自己的反应堆测试了。
正文 二、争权夺利和原料匮乏(15)
:2010-6-26 8:29:42 本章字数:1086
由于在这期间,威廉皇帝物理研究所的研究工作转向使用金属铀颗粒,所以一个相对大量的块状氧化铀堆积在陆军军械局的仓库里,迪布纳为能够使用这些处于“休眠状态”的原料而感到很是满足。顺便说一下,军方同僚对他表示了慷慨的支持,同意为戈托夫实验堆模型-Ⅰ(G-Ⅰ)的测试提供库存石蜡。这样,迪布纳便决定用石蜡代替重水作为减速剂。
关于何人最早提出使用氧化铀砌块呈格栅式摆放的试验构想,到目前为止还未有一个明确的定论。按照这样的设计思路布局,铀是处于被减速物质所包围状态的,并且不是以二维平面覆盖,而是呈三维立体环绕。战争爆发前不久,约里奥-居里已经在反应堆测试中使用了小的铀砌块。正如迪布纳报告的那样,仅在4个月之后,德国占领者便验证了约里奥-居里及其同僚们所开展工作的全部重要意义。我们知道,迪布纳曾几度赴巴黎,并将他的同事派驻到居里的研究所,可能是他们在分析法国人的研究档案过程中受到了某种启发,无论怎样,他们做了这样的事。在反应堆建造史上,铀砌块的使用应该被视为一个里程碑。
迪布纳小组的艰苦工作于1942夏天展开,供应商已经交付了一个高2.5米、宽2.3米的铝槽。这个铝槽被一层一层填满,就像个“蜂巢”一样。一层石蜡被灌注到一道木制栅栏的外部,石蜡很快就会凝固,然后将模子铸型移开,再将氧化铀一匙一匙地往里面填满。这项工作必须要在令人难以忍受的酷热和身着防护服的条件下来完成,他们每天能够完成一个“蜂巢”层。全部的工作量是完成19层,将总计6802个氧化铀砌块放入这个铝槽中,为此而耗用的原料大约是4.4吨石蜡和25吨氧化铀。一个作为中子“供应者”的500毫克镭-铍中子源合成物被放在铝槽容器的中央位置。铝槽被置入一个边长和纵深都是4米的大混凝土浇筑立方体中,再向内注满水作为反射体的覆盖层。这个覆盖层像“斗蓬”一样裹住反应堆体,也是为了抑制中子逃逸的程度。在最后的试验装置里,戈托夫开发的测量器械也同样被派上了用场。多日努力最终没有白费,不辞辛劳的艰巨劳动“投入”获得了令人满意的“产出”回报,在戈托夫实验堆模型-Ⅰ测试过程中所测量到的中子输出量数值,超过了此前所有使用氧化铀的反应堆测试中子输出量结果值。
当戈托夫的试验结果被公布时,海森伯格要求卡尔-海因茨•赫克对这个测试进行理论评估。赫克通过计算证实,与一个分层式布局的反应堆相比,格栅式排列摆放能够捕获更多的中子。赫克关于核反应堆内部几何结构的综合研究,对于今后的试验工作是非常重要的。他通过计算认为,最佳的变体是一个球形的栅栏。
正文 二、争权夺利和原料匮乏(16)
:2010-6-26 8:29:44 本章字数:259
原料问题再次被摊到了桌面上。迪布纳为了检验自己的新方法,他需要金属铀和重水。埃绍想都没多想就很随意地向海森伯格发出信息,要求他将手中所控制的总数为610公升重水交出一部分来,转给迪布纳支配。
戈托夫实验堆模型-Ⅱ(G-Ⅱ)测试在柏林化学工程技术国家检测中心冷冻实验室进行,温度环境为零下12~14摄氏度之间。1943年春天,这座小型反应堆中子输出量的指标已超过最佳的莱比锡试验。尽管原料缺乏和反应堆几何尺寸不是很理想,但迪布纳和他的同事在反应堆研发路途上留下了正确的足迹。
正文 三、铀反应堆(1)
:2010-6-26 8:29:45 本章字数:962
三、铀反应堆
1启动重水的生产
当“铀俱乐部”日后的走向问题还在被争论来议论去的时候,重水生产的现代化工作或多或少也有了些进展,尽管还称不上“良好”。始于1942年春天的设备装置重建决定性工作跨越了整个年度,此外萨海姆(Saahheim)和诺尔登(Notodden)的重水生产电解装置也被花样翻新,在德国开发制造重水的生产装置也在筹备之中。这一切之所以成为可能,只是因为有了像法本工业集团这样的大公司所助的一臂之力。
洛伊纳公司(Leuna Company)董事会的关注目光已经投向这项新科技工艺,随着成品化的过渡完成,一个商业领域的新“增长点”将会出现。海因里希•比特费施(Heinrich Buetefisch)博士看到了疾驶而来的“机遇特快”,他希望自己能搭上这趟“列车”。这位博士不仅是武装党卫队荣誉少校,更是党卫队帝国领袖海因里希•希姆莱私人朋友圈中的一员。比特费施委托他的研究主管保罗•黑罗尔德,携带一份足够引人的开价清单来同哈特克接洽。1942年3月,黑罗尔德提议在洛伊纳公司制造一套高蒸浓装置和一种小型“热冷交换”实验用装置,成本估算由法本公司编制。这样的意图背后当然隐藏着其利益开价:“在回报方面要求得到关于‘新类型能量获取’基本原理内容的通报。” 60就这样,陆军军械局和法本集团之间关于重水生产的合作事宜便被敲定了。
如同历史学家所怀疑的那样,重水生产项目是不是变成了法本公司“束缚”铀研究的筹码?那是一种夸张的说法。对于这个德国最大的化学工业制造联合企业所提供的服务,“铀俱乐部”是不会——也不想——拒绝的。实验装置的建造始于1942年夏季,一年后投入了运转。这时,哈特克马上直言不讳地提出了一个关于年产量为5~6吨大型装置的建造要求,当他向比特费施亮出他所估算的建造成本应该不超过250万帝国马克的资金投入时,后者则对他摆出了自己更为切合实际的预算:差不多需要2500万帝国马克。保罗•哈特克是一名优秀的实验物理学家、杰出的实验主义者,但是,对于如此规模的一宗大项目的成本核算和计划编制,他显然是缺乏概念的。在接下来的数个月里,双方就资金投入问题争论得面红耳赤。
正文 三、铀反应堆(2)
:2010-6-26 8:29:47 本章字数:954
在此期间,挪威的重水工厂已经被列入英国人打击的目标名单。一支受伦敦派遣的爆破突击队奉命对这里的工厂实施破坏,但行动却以灾难性的后果而告失败。英国人决定进行第二次打击,这回成功了,18个高浓缩电解槽设备被炸毁,1.5吨重水也流进了下水道。61这座工厂耗时6个星期修复被毁设备,随着一座巨大的洗提塔的复原,工厂于1943年4月重新投入生产,并且日后的产量还有所增加。英国人1943年2月间对留坎的攻击,无疑是第二次世界大战时期最成功的突击行动之一,即使其效果被估计过高了。
不过就“德国铀项目”总体而言,这次打击被描绘成一个转折点。军方人员和科学家不得不意识到,设在一个被占领国度的大型工厂无法得到充分有效的保护。借一次“铀俱乐部”主要科学家举行会议的场合,埃绍传下命令,放弃在挪威扩充重水产量的途径,作为替代,德国境内的重水生产工厂建设应加速进行。 两个大型重水生产设备方案——“哈特克-聚斯法”和“克劳修斯-林德法”——被列入讨论,同样的被涉及的还有一两套高蒸浓装置。
各个参与此项工作的研究小组都将自己的“看家方案”拿了出来,哈特克小组和法本公司之间展开了激烈科学论战和专利权争吵,而多数人也认为高蒸浓装置的建造要比那些大型设备装置能更快地进入操作。不管怎么说,关于这种设备装置的投资问题,并没有超出对于仅可能生产出包括最低百分比浓缩度初级重水产品的认识局限。基于这个意图,埃绍和哈特克于1943年5月中旬还专程往意大利跑了一趟,但任何结果也没带回来。
1943年夏天,法本公司在挪威的处境愈加困难。盟国的持续空袭严重影响了氨水产量的进一步提升,氢的电解的缩减导致重水生产相应下滑。作为挪威工厂部分股份持有者的法本公司,对有可能遭到更多的袭击而害怕的要死,这可是个涉及到钱的问题,与在德国国内所遇到的情形对照强烈的是,发生在挪威的经济损失难以得到补偿。因此,当保罗•哈特克竭尽全力希望延长“挪威重水”这台剧目的演出时间时,法本公司却不再甘心情愿地与他共舞了。
1943年9月底,法本公司与“铀俱乐部”的重水专家举行会商,经过修改的重水问题指导方针终于出台:在挪威的重水生产必须停止,初级产品将运往德国境内。
正文 三、铀反应堆(3)
:2010-6-26 8:29:48 本章字数:1181
2迪布纳与海森伯格:反应堆设计方案之争
当维尔纳•海森伯格得知库尔特•迪布纳在戈托夫的成功后,所表现出的是一种近乎漠视的态度,认为迪布纳的反应堆设计就如同“一个同类品种的改良型”。因为已经做出了层式反应堆一定能够取得突破的假设,所以他不能认同一个竞争方案的存在,再往前走一步就是公开的冲突。海森伯格要求举行一次核能问题讨论会,并提出阿尔贝特•弗格勒也应该出席。亚伯拉罕•埃绍不敢怠慢,立刻布置筹备工作,并预定1943年5月7日为会议召开日期,主题是研究讨论行政管理事宜。然而届时弗格勒却没露面,他远远地躲开了。
会议所讨论的问题中,就重要性的聚集点而言,以反应堆设计方案为最。鉴于戈托夫实验堆模型-Ⅰ和Ⅱ的系列测试所得结果,库尔特•迪布纳也受邀出席。其间,他用一种非常聪明的策略巧妙地避免对海森伯格提出正面批评。事实胜于雄辩,将戈托夫和莱比锡的结果做一比较,对于不同几何外形的考虑是绕不开的事情。卡尔-海因茨•赫克想另做一番计算,那便造成一种微妙的局面,因为他已经坦率地说出了关于使用铀砌块的问题。赫克的考虑是合理的,其中也包含了可以用石墨代替重水的思路。瓦尔特•博特同样指出,莱比锡的测试或许被过于顺利地评估了。海森伯格注意使自己保持一种谨慎的外在表现,除非有人对他进行公开批评。他固执地坚持强调,赫克的计算不能使他感到满意。因为在砌块形式布局测试已经提供了更多促进作用价值的情形下,问题就一定是出在了理论层面,但在这一点上,海森伯格没有表示出要做出让步的丝毫迹象。他所希望的是,继续使用铀板和不同厚度的层状布局进行他的大规模测试。博特在最后的一刻还是屈服了,他对海森伯格的意见表示了认可,尽管他从根本上认为块状结构要更好些。
亚伯拉罕•埃绍必须要做出“判决”。由于在柏林和戈托夫同时完成了人们都想获得的试验结果,原料短缺的状况无疑更加突显,并且还将延续下去。有鉴于此,埃绍在进行会议总结时使用了一种“外交辞令”来表述:“从两种反应堆模型测试结构布局上看,或许砌块比层式得到更多的赞成,这个被注意到的观点是一种概括性描述。尽管是这样,我还是同意海森伯格和博特继续执行既定计划的意见。”62如此一来,戈托夫砌块式布局的测试就不得不独立自主地进行准备和实施了。
海森伯格后来也公开承认,“砌块式结构设置比分层式设置能获得更多的中子增殖”。但是,在对莱比锡实验堆模型-Ⅳ与戈托夫实验堆模型-Ⅱ的结果进行差别对比时,他却轻描淡写地给一笔带过了。他希望将他的层式布局测试进行到底,达到为反应堆建造积累更多经验的最终目标:“不管怎样,有系统的层式反应堆试验并没有被其他的试验所耽误。”63
正文 三、铀反应堆(4)
:2010-6-26 8:29:50 本章字数:1069
海森伯格不仅给埃绍写了信,而且还用口气强硬的书面文字形式向弗格勒报告了发生在会议上的争吵。借助于军备部帮忙,海森伯格最终成功越过埃绍,将这些情况直接向最高层作了汇报,而这也最终导致了埃绍的下台。
埃绍发出邀请,1943年10月14~16日将再举行一次范围更大的协商会。这是一次原定于在9月中旬举行的会议,但在海森伯格要求下被延时改期。尽管如此,届时不论是海森伯格还是他的同僚,一个也没有出现在会场。不管怎样,这都是一种公开的侮辱。然而从施佩尔和弗格勒的角度看,“铀俱乐部”的关键人物是维尔纳•海森伯格,而并非是那个无能的亚伯拉罕•埃绍。埃绍似乎还未察觉到,他呆在这个位置上的时间不会太长了。
尽管海森伯格小组缺席,但讨论会还是开得不错。瓦尔特•博特、海因茨•波泽和恩斯特•雷克塞尔都相继发表了重要演说。他们得出了结论,在所有可能的几何外形选择方面,铀板是最差的。埃绍只是在等待着这个结论的出炉,他注意到,奥尔公司除了要生产供海森伯格使用的铀板之外,也得为迪布纳制造铀砌块。
讨论会过去一个月后,只有海森伯格和德佩尔还在死死抱住层式结构不愿撒手,甚至维尔茨也开始动摇了。海森伯格不否认赫克的计算结果和迪布纳的成功,但是他还是拒绝放弃层式结构。针对个人差异而言,海森伯格能够理解的是埃绍,而不是迪布纳,主要还是出于他的倔强和顽强。“铀项目”开始运作以来,他领导的柏林小组享受着来自官方机构的支持呵护,现有最好的实验室都配给了海森伯格和哈恩,大量的稀缺原料物资也为海森伯格小组所占有。尽管如此,一个“边缘化竞争者”正在摩拳擦掌、蓄势待发,他不仅要追赶他们,还试图超过他们。如果迪布纳首先使一个“自持链式反应”的发生成为现实,那么,海森伯格和哈恩的追随者又将作何表示呢?
另外,海森伯格顽强坚持“层式反应堆在实践中一定能够成功”的立场,拒绝任何的让步并且恒久不变,或许这其中还有更重要的原因?是的,那就是他仅将他的部分时间投入到核能项目中,他并没有中断在大学教学工作,不时在国内外发表演讲以及在其他领域发挥积极作用。自从1939年12月他那篇基础研究性质的论文《关于通过铀核裂变获得工业能的可能性》发表以后,他对“铀项目”再没有做出任何的个人贡献。他的朋友卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克,在关于钚理论的微妙辩论和接到斯特拉斯堡的任职通知后,也转而研究其他问题了。
正文 三、铀反应堆(5)
:2010-6-26 8:29:51 本章字数:1029
当然,海森伯格具有在新的反应堆建造及其理论构建方面发挥统治地位作用的能力,然而他几乎没有努力去进行这样的尝试。这是否是海森伯格不知情的判断失误,或者是他故意延宕“直接获取炸弹之途”的研究进程?这是个值得辩论的话题。不管怎样,海森伯格带有政治意图的妨碍举措,使“铀项目”至少被浪费掉了一年的时间。
1943年底,正在为一个规模更为宏大的试验准备工作奔忙操劳的埃绍接到通知,他被解除职务了。亚伯拉罕•埃绍“下课”了。
3格拉赫:“铀俱乐部”的“掌门人”
当埃绍被阿尔贝特•施佩尔抛弃的时候,“埃绍之星”也就最终陨落了。军备部长要求埃绍在帝国研究委员会的上级鲁道夫•门采尔(Rudolf Mentzel)教授物色一名后继人选,门采尔推荐了慕尼黑的实验物理学家瓦尔特•格拉赫(Walther Gerlach) 64。那还是当年10月间的事。
伴随着埃绍“谢幕退场”,一个德国发展核武器事业的关键人物站在舞台聚光灯下。20世纪20年代早期,格拉赫就已经与奥托•施特恩(Otto Stern)65共同研究量子理论的基本现象,他们的成果以“施特恩-格拉赫效应”蜚声物理学界。这项发现为格拉赫奠定了卓越的名誉基础,自1929年起,他在慕尼黑大学(Munich University)教授实验物理学课程。
战争开始之后,格拉赫的大部分工作在柏林,在那里他还参与海军方面的科学管理事务。与他所取代的“铀俱乐部”前任明显不同的是,格拉赫被视为一个具有老练外交技巧的人,因此赢得了这个“学院派群体”的足够尊敬。但这很可能是一种缺少公众前提的判断。格拉赫本人并没有加入纳粹党,与该政党任何的下属组织也没有瓜葛,至于与党卫队所培植建立的良好关系,则完全是通过他兄弟的从中帮忙。
对于门采尔的询问,感到有些惊讶的格拉赫要求给他些时间考虑,并且他向哈恩和海森伯格请教咨询,他们二人建议他接受这项任命。然而,让哈恩和海森伯格没想到的是,不知是怎么回事,格拉赫后来却将他的全部精力统统投入到打造一种“神奇武器”的事业上去了。1943年12月2日,格拉赫收到了帝国元帅赫尔曼•戈林签发的任命书,他成为帝国研究委员会内部的“专业物理学与核物理学事业共同体”的双重领导,扮演了一名德意志科学事务“掌门人”的角色。
正文 三、铀反应堆(6)
:2010-6-26 8:29:53 本章字数:990
在涉及德国原子研究的大部分介绍和陈述中,瓦尔特•格拉赫都被描述为一个正直诚实之人,他在这个新岗位的现身完全是由于偶然的机会。履新之初的格拉赫,不免也有某些行事犹豫不决和管理缺少魄力的表现,这种现象的发生与他的初衷应该是个矛盾体。格拉赫满怀将受委托使命打造最佳外观的雄心,营造了一种与他的前任截然不同的气氛,他将自己设想为“物理学之君”, 66既然是“君主”,就应该拥有一座能象征其地位的代表性“殿堂”,于是将他的“官邸”——兼“私邸”——设置在哈纳克大厦。格拉赫还选择了曾在埃绍时期行使过“代理人”权利、同时也是核研究项目真正组织者的库尔特•迪布纳作为自己可依赖的助手。正因如此,1944年初的时候,迪布纳心满意足地重返哈纳克大厦。要知道,在整整18个月之前,可以不过分地说,他几乎是被别人从这幢大楼的办公室里给赶出去的。
组织架构凌乱破碎是“铀俱乐部”面临的根本问题,关于格拉赫职务上所要承担的使命也同样是悬而未决。反复灌进他耳朵里的言论,就是对“铀俱乐部”工作毫无进展的批评。对此,格拉赫在带有暗示性的答复中表示,他将与武装部队三军和党卫队武器装备部门共同协调,按部就班地讨论这些后续研究工作。格拉赫拒绝组成一个旨在控制核物理研究方向的“精英幕僚群体”,他同意这样的判决:“所有使德国可以获得有效应用成果的核物理学研究领域的人员和原料都必须予以配置。”67
格拉赫认为,迪布纳小组的试验性反应堆是最有希望接近实际应用的,在配置方面,戈托夫的科学家应该得到特殊关照。与此前相比,保罗•哈特克也有了更多的改变,他对格拉赫指出,用低浓缩铀-235 68使一座反应堆进入运行状态应该是有可能的,他不能宽恕那些低估他工作的同僚们的批评。任何人如果对格拉赫的行为举止认真思考的话尔后便会明白,格拉赫在担任新职务的最初几周,就已经将“铀项目”的重心转移到迪布纳和哈特克领导的工作小组方面了,他相信这些小组有能力在短时间内使反应堆很快进入运行状态。
瓦尔特•格拉赫担任这个公职是德国铀研究事业的一个转折点,其原因在于:不但“铀俱乐部”高级领导职位现在被“一个愤世嫉俗者和理想主义者”所占据,而且这个人还在倾尽全力地推动核物理学研究朝着一个秘密的全新方向发展——热核聚变。
正文 三、铀反应堆(7)
:2010-6-26 8:29:54 本章字数:1122
4第三次袭击诺什克水电厂
从实际情形看,“铀俱乐部”高层的新变化,对于重水瓶颈给“铀项目”总体研究所带来的决定性负面威胁没有出现任何程度上的缓解。“铀俱乐部”现在把全部希望都寄托在了法本集团公司。两套试验装置已在洛伊纳工厂投入制造,首先是一套高蒸浓装置,其次是一套根据“哈特克-聚斯法”设计的重水生产设备。对于同盟国而言,最大的威胁并非是这些正在德国制造的设备,而是挪威的重水生产机能再次恢复,这也就是盟国计划实施第三次打击诺什克水电厂的原因所在。
这次采用的是空袭方式,攻击行动由美国“曼哈顿计划”军方领导人莱斯利•格罗夫斯将军一手策划。1943年11月16日,美国战略航空兵(American Strategic Aviation Forces)的180架轰炸机将炸弹投向这座工厂。由于投弹过于分散,重要设备仅遭到轻微损坏,高蒸浓装置安然无恙,但备用的补充动力系统却受到了影响,工厂不得不停产了。
1943年12月10日,法本公司专员冯•德拜(von der Bey)与挪威方面管理层达成协议,彻底关闭重水工厂,为“铀项目”提供的重水补给几乎全面终止。基于这个原因,帝国研究委员会决定将挪威的高蒸浓装置搬运到德国去。
德国人想给同盟国造成一个印象,即挪威重水生产的中断将致使德国重水供应彻底断流,为此他们玩了个瞒天过海的“障眼法”:“其间,除了属于维莫克工厂(Vemork Plant)的高蒸浓装置应该被重建和检测外,法本集团在挪威的高蒸浓装置建造也应该加快进度。至少,应该通过诺什克水电厂与法本企业集团挪威分部之间的一个默许协议,将浓缩碱液转运到德国去。” 69这个欺骗性策略确实在一段时间内把同盟国给愚弄了。
得以保存下来的重水要从挪威转移到德国。当日耳曼人在操作任何事都要披上一层伪装时,挪威人却非常明白,这是德国人新一轮贵重原料转移行动的前奏曲。他们向伦敦发出了警报。总计610公升被不同程度蒸馏浓缩的重水分装在49个桶形容器内,通过铁路从留坎运抵廷湖(Tinnsjoe Lake)渡口,这批货物将被装上在廷湖水面往返航行的“水疗院”(Hydro)号火车摆渡轮。挪威抵抗组织决定将这艘摆渡轮炸沉。“水疗院”号的“临终航行”定于1944年2月20日。头一天晚上,抵抗组织成员已经把可塑性炸药和一个定时起爆管安装完毕。次日,摆渡轮像平时一样按时出航,在离开渡口45分钟后发生了爆炸,包括德国押运人员和普通乘客在内的26名船上乘员死于非命,49个大桶也沉入湖底。只有极少几个满载重水的容器后来被德国士兵打捞上岸。
正文 三、铀反应堆(8)
:2010-6-26 8:29:56 本章字数:1003
关于战时打击留坎-维莫克工厂和炸沉“水疗院”号摆渡轮的结果是否经过鉴定评估,这是个存在争议的辩论题材。战争结束之后,卡尔•维尔茨和埃哈德•舍普克怀疑,那些装满重水的容器依然完好无损地被留在了渡口的码头上。据推测,或许是盖世太保已经得到了情报,安排了其他输送路线。摆渡轮上的货物,其实只是一些装有碳酸钾碱液的桶。德国人是否成功骗过了挪威人的眼睛?几乎是不会的。这等“调包计”很难在耳目众多、眼线遍布的挪威抵抗组织面前瞒天过海。2003年,为了拍摄一部相关题材的电影,几只桶型容器被从廷湖湖底打捞出来,里面装的居然还真是重水。
尽管如此,维尔茨的备注还是意味深长的。上述所言及的几只被捞起的桶和另外19只桶一起从萨海姆经陆路被运往德国。总而言之,这二十几只桶里都包含了浓缩程度不同的重水。装船出运的那部分被污染了。尚且无法弄清楚的是,德国人到底从这次转运行动中获得了多少重水?
5应急计划
现在,德国科学家只剩下唯一的选项了,如果他们想要得到重水,就不得不在德国境内进行生产和浓缩。格拉赫和哈特克并未放弃生产重水的希望,至少是小规模的。1943年2月和3月,他们与比特费施再度举行谈判。鉴于空袭威胁,另外建造大型重水生产设备似乎不太现实。因此,哈特克想要推动低浓缩铀-235的生产,若以这种产品为生产目的,反应堆运行所需重水量不是太多,一套中型重水生产装置应该是绰绰有余了。
格拉赫同意哈特克的设想,并批准建造一套根据“克劳修斯-林德法”设计的、年产量为1.5吨的重水生产装置,同样,在洛伊纳工厂还建造一座用于工业废水蒸馏的低压蒸馏塔。这项与洛伊纳工厂的合作对格拉赫非常重要,他和哈特克要给法本公司点颜色看看,他们实际上并非只能依靠法本的支持。几乎在新装置建造工作刚起步的阶段,位于慕尼黑的林德工厂(Linde Plant)就在1944年7月间的一次空袭中严重被毁,尽管如此,林德工厂还是试图继续制造生产重水设备,但直到战争结束的那天也没有完成。
这点少的可怜的重水可谓是价值连城的昂贵珍品,卡尔•维尔茨对他的同事格哈德•博尔曼(Gerhard Borrmann)下达了命令:“这点重水谁要都不能给,不能让别的人拿走,甚至库默尔斯多夫的人想要也不能给。” 70
正文 三、铀反应堆(9)
:2010-6-26 8:29:57 本章字数:955
希望被寄托于洛伊纳工厂在建试验装置可以在短时间内启动。但是1944年7月28日,一个从天而降的直接致命打击使这里的实验室变成一片瓦砾,所取得的若干成果都要重新再来,主管海因里希•比特费施当时并不知道,这些设备装置是再也造不出来了。
1944年8月11日,一支德国拆卸突击小队抵达维莫克,将诺什克水电厂18个蒸馏槽分拆运走。此外,9个新的蒸馏槽在萨海姆建成,同时还有一台从柏林达勒姆威廉皇帝物理研究所运到这里的俄国造交流发电机,以及他们所装配的一套小型重水生产技术设备。这些主要装置将进一步提高现有重水的浓缩度。虽然哈特克保持着一贯的乐观态度,甚至连小心谨慎的格拉赫也被感染了,但是设备装置却从未进入调试运行的阶段。
1944年11月,18个蒸馏槽被安置到施塔特伊尔姆(Stadtilm)。由于不能确定这种高蒸浓装置是否还能继续发挥功能,哈特克和迪布纳一同前往这个坐落于图林根地区的小城镇,目的是要在现场亲自检查工作的进展情况。
洛伊纳工厂还不能完全退出重水生产。在被毁之前,厂方专家已经对“哈特克-聚斯法”设计是否在任何情况下都可适用于一个大规模生产程序而持怀疑态度,那也就是为什么洛伊纳管理层转而青睐卡尔-赫尔曼•盖布(Karl-Hermann Geib)的设计,该方法是他们自己研发出的方案。洛伊纳工厂以一种满不在乎的姿态递交了一份关于高蒸浓装置的专利申请文件,其中相当一部分内容来自对汉堡小组所取得结果的“借鉴”。哈特克对此感到非常气愤,作为反击手段,哈特克和汉斯•聚斯(Hans Suess)公开阐明,那是他们自己所拥有的专利。因为这个举动,法本公司和哈特克之间的关系就此了断。无论如何,这场纠纷致使双方当事者一起陷入了困境。
哈特克还是到洛伊纳公司来了几趟,就一座用于通过普通水蒸馏生产重水的实验蒸馏塔的建造问题给出某些建议。盖布做了记录:“在这个过程中,他(哈特克)还讨论了柏林中枢机构的观点和阐述强化持续不断工作的重要性。因为战争似乎是缺乏理性的,通过一种完全不知名的、其效果则是敌人(指美国)全然不了解的武器在某一天的出现,人们对于我们今天的工作将不会感到惊讶。” 71
正文 三、铀反应堆(10)
:2010-6-26 8:29:59 本章字数:1051
让哈特克没想到的是,洛伊纳工厂的实验蒸馏塔在短短几周之内就树立起来了。这套生产设备建立在比特菲尔德(Bitterfeld)附近法本公司的南方工厂,那是在轰炸中得以幸存的主要剩余部分。1945年1月15日,24米高的实验装置投入运转。以如此快速度造毕的实验装置,在技术上难以达到成熟,也无法获得预计的收效。
1944年的重水应急计划,并不能起到对几年来疏忽大意所酿成后果的亡羊补牢作用。重水之所以还未陷入彻底枯竭的境地,首先还是要归功于保罗•哈特克的努力,但是,德国的“铀项目”却无法从盟国对诺什克水电厂的打击中恢复元气。总而言之,可被用于德国反应堆试验的重水,仅区区的2.5~2.7吨,而其中的一半以上,还被海森伯格调配到他在海格尔洛赫(Haigerloch)的最后试验中了。
6铀砌块代替铀板
在化学工程技术国家检测中心冷冻实验室中进行低温测试获得成功之后,迪布纳的下一轮反应堆试验在戈托夫又开始了。首先,他使用了与低温测试时相同的结构布局,只不过这次使用的减速剂是重水。出于保存石蜡的目的,迪布纳将圆柱形状铝制容器与木质支架排成一行。为了给小型反应堆结构留出足够的空间间隔,实验操作者们将106块铀砌块挂在极细的、由轻金属合金制成的金属丝上,然后放入重水中。在一个石蜡圆柱体的上面,加盖了一张用钢材料制成的、起盖罩作用的“被单”。254千克金属铀和4.3吨石蜡作为反射体和覆盖层。
在戈托夫实验堆模型-Ⅲ-A(G-Ⅲ-A)测试的结果尚未有所显示之前,戈托夫实验堆模型-Ⅲ-B(G-Ⅲ-B)的测试工作就已经准备就绪。为了这次测试而注入了600公升重水,但是还需要双倍数量的铀砌块。然而,奥尔公司向戈托夫交付的只有180块,而不是所要求的240块。应急处置的才干是必须要具备的,迪布纳这时将他在早先的测试中节省下来的60块铀砌块拿了出来,正好凑足所需数目,一个临时出现的难题就这样被他化解了。
1944年3月24日,格拉赫在威廉皇帝物理研究所召集了一次会议,他希望了解金属铀的后备储存情形,然后再决定下一步的反应堆试验。一个月之前,海森伯格向他大发牢骚,声称德古萨公司自1943年11月起所提供的产品种类就只有铀砌块了。海森伯格坚持强调,他的柏林小组在原料供给方面应该享有优先权,并从“原料产量有限”的角度对戈托夫试验表示了质疑:“两个大规模的测试是否应同时进行,这是值得怀疑的。” 72
正文 三、铀反应堆(11)
:2010-6-26 8:30:00 本章字数:1193
尽管海森伯格现在似乎表示出最终愿意放弃他的层式设计方案的隐约含义,但格拉赫也不能按照他的意见,将有限的原材料只分配给一个研究小组——也就是他的小组——使用,格拉赫不能这样做,两个研究小组继续平行开展试验工作是他同意的。可是如此一来,海森伯格小组在铀层方面总是少了那么一点,而迪布纳小组则差不多还有150个铀砌块的需求缺口。
1944年春——具体的日期不知道——戈托夫反应堆测试迎来了最后的时刻。在戈托夫实验堆模型-Ⅲ-B测试中,配置有564千克铀砌块和纯度不够的600公升重水。多方面数据分析结果使迪布纳小组有理由感到欣慰:在实验堆模型-Ⅲ-B中已获得106%的中子增殖率,而在实验堆模型-Ⅲ-A中,这个数率也至少达到了59%,这些数值明显要好于以往所有测试达到的结果。迪布纳的设计方案在试验中通过了“资格考试”。他在回顾这段经历时写道:“在这些环境条件之下,毫无疑问地,这个结构的数值范围还会有更多的增加,无论如何已经在接近一座自主运行反应堆,而这仅仅是一个在铀和重水数量方面充分增加的问题。”73 迪布纳在此点中了所谓难题的要害。
反应堆测试获得成功之后,库尔特•迪布纳起草了一封致自己上级的信函,其中指出了“制造原子弹”的可行性。显然,这个问题在小范围内被讨论过。但是,他却受到了警告:不要发出这封信。这又是另一个故事传说吗?
1944年3月初,当维尔纳•海森伯格收到戈托夫试验堆-Ⅲ的测试结果时,恰逢他的研究所开始向黑兴根(Hechingen)迁移之际。海森伯格在对试验结果进行核对后写下了意见,没对迪布纳说一句表示赞赏的话。瓦尔特•格拉赫的反应则完全不同,他在第一时间立即前往军备部,因为当时施佩尔没能及时赶回来,他便同军备部长在研究事务方面的得力助手弗里德里希•盖斯特(Friedrich Geist)上校谈了戈托夫的事情。迪布纳小组现在处于领先的位置,另一方面,在威廉皇帝物理研究所,一如既往地未有任何的进展。
1940~1942年间,在卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克和卡尔•维尔茨的指导下,“病毒室”先后已经进行五轮只开花不结果的系列测试(即从柏林实验堆模型-Ⅰ到柏林实验堆模型-Ⅴ的测试)。与测试同步进行的柏林地下实验室建造工作,还是迪布纳和波泽“主政”时期动工的,该项目在1942年获得了最高级别的优先权,同时还得到了军备部长施佩尔的个人支持。这个被深藏于地平线之下的“实验装置”配备了所有必需的器材设备,出于防辐射的目的而使用了厚达1米的钢筋混凝土墙壁作为保护屏障,即使是再猛烈的轰炸也不能撼动“地堡”实验室丝毫皮毛。这个“地堡”在被用于科学研究的同时,也是一个躲避空袭的掩蔽处。
正文 三、铀反应堆(12)
:2010-6-26 8:30:02 本章字数:685
“地堡”内包括有自动抽水装置、一间存放重水容器的储藏室和能够排出放射性气体的通风系统,铀原料可以通过远程操作方式被输送,放置反应堆的“房间”有双重的钢门防护,此外再加上一个可加工处理金属铀和分析重水的工作站。整个“地堡”的建设工作在1943底完成。在历时五年的战争期间,开始了在柏林达勒姆的物理研究所实验室仅有的一次使用重水的测试。
海森伯格已经将有关柏林实验堆模型-Ⅵ(B-Ⅵ)和实验堆模型-Ⅶ(B-Ⅶ)的前期准备及后期实施工作委托给了卡尔•维尔茨,测试中使用的仍然是层式结构。当铀层以互相间隔为18厘米距离被放置的时候,测试呈现出了最高量的中子增殖现象。这是博特在一年之前已经获得的结果,而且当时所使用的还是非常简易的方法。
尽管拥有最好的原料物质条件,但与莱比锡和戈托夫相比,柏林的测试结果还是稍逊一筹。海森伯格在写给弗格勒的信中试图让后者相信,他的柏林系列测试依然可以被视为一个成功。弗格勒虽然保持着对海森伯格的好感,但现在就推广他的结果却多少有些勉为其难。
从上述反应堆试验的途径能够看出:在原料配置方面,柏林测试使用了在“当时的德国”可以得到的大份额的金属铀,但结果则可以被认为是个“惨败”。在柏林“地堡”实验室所取得的试验结果,连1942年6月在莱比锡已经取得的数值都不及,就更不要谈与明显更好的戈托夫数值进行比较了。只是在这个失败的系列试验之后,海森伯格和维尔茨才接受了赫克关于铀反应堆最优化几何设计的意见。那是库尔特•迪布纳在具体实践中已成功贯彻的方针。
正文 四、迄未人晓的反应堆试验(1)