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作者:金孩 当前章节:15502 字 更新时间:2026-6-23 07:00

达德利甚为沮丧。他只好表示次日再去他选好的第三处看看。

这时,奥本海默说话了,他道:“如果你沿着峡谷走上去,你会走出峡谷,到达一个方顶的山头。那里有一所小学——或许,那是一块可用之地。”

格罗夫斯说:“去瞧一眼……”

达德利牢骚满腹,心里说:“看起来像是一个好主意。其实,那里我去过两次了。它绝对不符合格罗夫斯的标准……肯定白跑一趟……”

他们到了那里。

这里确是一个方山。

格罗夫斯很快地查看了这座方山的周边环境。

方山由老火山口溢出的风化了的凝灰岩形成,高约7000英尺。西面是火山的西沿,坡度稍缓。东面是悬崖峭壁。方山的下边是里奥格兰德山谷。

除了深谷中蜿蜒的河流,岭上稀疏长着的仙人掌,以及少数几棵勉强长出地面的矮松树以外,很少再看到别的绿色,有的只是沙子。空间是辽阔而透明的,没有薄雾和水分。再往东就是洛基山脉之墙。格罗夫斯知道,这条山脉向南延伸进入新墨西哥州形成桑格雷-德克里斯托。

太阳要落山了,深谷的向阳坡和整个方山,都被染上了喜人的红色。可不久下起了小雪,方山原来的红色不见了,天很冷,山上那所学校的小学生们和他们的老师却穿着短裤在操场上活动着……

达德利跟在格罗夫斯和奥本海默的后边,心不在焉地走着。他不晓得大冷的天儿格罗夫斯为什么浪费时间看这个地方。他牢牢记住格罗夫斯的一个标准:选的地方一定是一只碗,即四周高中间低。这里明显地不合标准。

格罗夫斯叫大家聚拢来。达德利心想:格罗夫斯就要发表否定意见了。

格罗夫斯说话了:“就这儿了。”

达德利惊奇地叫了起来:“可你要的是一只碗哪!”

格罗夫斯道:“这不是一只碗吗?只是,它是扣着的。而这,也许更符合我的要求。”

达德利恍然大悟。

奥本海默越发兴奋起来。他并不信上帝,但他内心里还是叫了一声:“万能的上帝!”

奥本海默常对朋友说,他最大的两个爱好是物理和不毛之地。长期以来,令人遗憾的是它们不能合二而一。现在,它们可以了,而且,带着对往事的回忆。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室洛斯阿拉莫斯实验室

在洛斯阿拉莫斯,拔地而起,建起世界上最大的“实验室”。这里是“曼哈顿工程”的首脑,是“曼哈顿工程”的核心。

开垦·建设11月21日,工程兵团对准备开垦的那片土地提出了评估报告。报告说,这是一大片有林木的场所,在圣菲西北,有35英里路程,没有油、气管道,有一条单线森林电话线路,平均年降水量1853英寸,全年最低气温华氏零下12度,最高92度。土地以及地上经营的东西包括那所洛斯阿拉莫斯小学、60匹马、两台拖拉机、两辆卡车,50副马鞍子、8万公斤木柴,25吨煤、1600册图书,共值44万美元。

“曼哈顿工程”购置了那片景色优美的实验室场所。

格罗夫斯说服了加州大学作为运营这一秘密设施的承包人。先生活,后生产。按照格罗夫斯的意图,宿舍首先盖了起来,标准是:造价便宜,只用到战争终结。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室奥本海默招兵买马

作为实验室主任的奥本海默首先要做招兵买马的事。无疑,招募的都是“有高度才智的专家”,其中有一些是很自负的名人。但为他们准备的住处,室内虽有厨房、卫生间,但没有洗浴设备,做饭、取暖,烧的是煤饼。房子之间是用土夯实的人行道,旱季很是好走,但没法避免春秋两季的泥泞。

但是,奥本海默感到为难的还不在此。总体上讲,洛斯阿拉莫斯将是一个军事驻地。人们将被要求签约,在此供职。麻烦的是,供职时间到底有多长,没有人能够讲得清楚。对旅行以及对家庭的迁居自由的限制将是严峻的。这意味着,人们在一段时间之内将消失在新墨西哥的沙漠之中。无疑,一个不确定期限并且将被置于准军事保护之下的概念,会扰乱好些

科学家及更多的家属们的心。

一开始,齐拉特成了考虑第一方面因素的代表人物。这个城里生城里长、旅馆走廊里的常客,当听到这个地方的情况介绍时,对他的同事们说:“在那样一个地方思考问题时没有人能够想得对头。每一个去的人都会发疯的。”

不过,最后齐拉特经不住“最终目标”——赶在纳粹之前造出原子弹——的诱引,还是成了洛斯阿拉莫斯的一员。

奥本海默也看到了另外一面。正由于如此,几乎每一个人都意识到这是一项伟大的事业。几乎每一个人都知道,如果这件事情做得好并做得足够快,它也许可以决定战争的结局。几乎每一个人都知道,这是一次用自己掌握的科学知识和技艺为国家利益服务的无与伦比的机会。几乎每一个人都知道,这件工作如果能够完成,它将载入史册。这种令人振奋、献身和爱国主义的情感也许最终会占上风。

奥本海默分析得对,他找到的科学家,大多数人被洛斯阿拉莫斯所吸引,并且答应下来。

实际招收工作中奥本海默看到,科学家不愿意来的另一种因素也不容忽视。

I·I·拉比是这方面的代表。他没有被说服,继续留在麻省理工学院的放射实验室搞他的雷达技术。多年后他告诉一位采访他的人说:“奥本海默要我当副主任。我考虑后拒绝了。我说:‘我是认真对待这场战争的。我们可能输掉它,如果没有足够的雷达的话。’”这位哥伦比亚的物理学家认为,原子弹的应用只是一个远景。远水解不了近渴。对于国家的防务来说,雷达或者别的什么更为紧迫,更为重要。奥本海默没有把拉比拉过来。但是,他要求拉比能够参加1943年4月在洛斯阿拉莫斯举行的一次物理会议的开幕式,并帮助劝说其他人,特别是汉斯·贝蒂签约。拉比答应了。

在奥本海默心目中,洛斯阿拉莫斯另外一个必不可少的人是汉斯·贝蒂。所以他在动员拉比不成时,向拉比提出请对方帮忙劝说贝蒂。

12月份的一个雪天,奥本海默来到贝蒂家,同贝蒂夫妇谈了话。他是与达德利一起去的。对洛斯阿拉莫斯的情况,贝蒂夫妇,特别是贝蒂夫人问得很细,因为她关心他们将会被要求过一种什么样的生活。奥本海默向他们描绘了一个速成社会的轮廓:实验室……城镇……公用事业、学校、医院……城市管理人员……城市工程师……教师……军事警察营……洗衣房……两处餐厅……一个管娱乐的军官……图书馆、集体旅游、电影……单身公寓……一个邮件交换所……一个诊疗室……理发室……一个小酒吧可以在那里喝啤酒、可口可乐、进便餐。

奥本海默没有提到安全方面的安排:周围的围栏、出入的管制、基本上消除电话。

贝蒂夫人问,从圣菲到洛斯阿拉莫斯究竟有多远。奥本海默机智地回答说:从洛斯阿拉莫斯到圣菲骑自行车有半小时的路程。奥本海默并说,他亲自试过的。

达德利暗暗笑了。奥本海默并没有说谎。从洛斯阿拉莫斯到圣菲骑车的确只需半小时,因为那是一个大下坡。而贝蒂夫人问的是从圣菲到洛斯阿拉莫斯究竟有多远,如果直接回答贝蒂夫人的问题,答案应该是骑自行车需要两个半小时。

不过,奥本海默最打动贝蒂夫妇的,还是由于那里有一个格罗夫斯。贝蒂夫妇当然知道格罗夫斯是干什么的。奥本海默讲了格罗夫斯为建立这一奇特社会所做的巨大努力和慷慨大方。他说:“我本人看重格罗夫斯要使‘曼哈顿工程’获得真正成功的那种明显不过的愿望。”

这之后,拉比找了贝蒂,要履行对奥本海默的承诺。在贝蒂那里不存在像拉比那样认为原子弹只是一个远景的问题。他被洛斯阿拉莫斯吸引着。贝蒂夫人还在犹豫,但过了不多久,贝蒂夫妇做了最后的决定。

特勒是洛斯阿拉莫斯另外一个不可或缺的人物。他感到自己在芝加哥没有被充分使用。另外,他是下了决心的,决心为战胜纳粹做任何的事情,因而迫切希望到这个新实验室来。还有一个因素就是他与奥本海默的关系非同一般。他的好友贝蒂注意到,奥本海默和特勒两个人除外表上有许多不同之处外,还有性格方面的诸多一致,而其中最突出的一致是思维的极端敏捷。

奥本海默找到他,他就答应了。

拉比不来,副主任一职空缺,奥本海默想到了沃尔夫冈·泡利——我们一定还记得那个从德国被赶出来的奥地利人。泡利答应得很痛快,他成了洛斯阿拉莫斯实验室的副主任,奥本海默的一个得力助手。随后,泡利自己也拉来了不少的人。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室奥本海默争得文职行政管理权

本来,拉比的放射实验室的同事罗伯特·F·贝彻准备好了要来洛斯阿拉莫斯,但在这里的一项拟订中的制度面前退却了。这项制度就是洛斯阿拉莫斯管理的军事化。

奥本海默已经意识到了这一问题。他在周游全国招兵买马的时候,惊讶地发现在他的同事中很少有人为参加军队的想法所吸引,相反,一提到洛斯阿拉莫斯管理的军事化,大都有罗伯特·F·贝彻那样的表现。

管理上军事化的要求,并不单单来自格罗夫斯。实际上,军政委员会对此态度更为坚定。奥本海默曾向科南特讲过自己的感觉,而给奥本海默的印象是,在这个问题上,科南特没有松动的余地。可出了贝彻的事后,奥本海默觉得这一问题到了非解决不可的时候了。他毅然给科南特写了信,信中说:“虽然执行安全和保密措施应该由军方来掌握……但是,关于应该采取哪一些措施的决定权应该掌握在实验室的手里。因为我相信这是惟一能保证科学家们的合作和情绪不受挫伤的做法。”奥本海默告诉科南特说,这不光是失去贝彻一个人的问题,“我不怀疑,到头来,物理学家们会团结一致加以抵制。如果这些条件得不到满足,我们不但将得不到麻省理工学院的人,而且许多已经准备参加新实验室的人也将重新考虑他们的承诺,或者带着疑虑来参加从而减少他们的可用性”。他的结论是:一次反叛将意味“我们工作的真正的耽误”。

格罗夫斯不但主张管理军事化,而且还打算给科学家们授军衔。他的考虑是,以此作为一项安全措施,而且也因为他们的工作可能是危险的。格罗夫斯对问题的政治方面很少感兴趣,但是他却怕耽误。耽误是不可想象的。他妥协了。科南特也妥协了,随后起草了一封信,由格罗夫斯联名签署,以备奥本海默在招收人员时使用。信中允许新的实验室在危险的大规模试验之前保留文职的行政领导和文职的工作人员。陆军将对在实验室这块土地建立起来的社会进行管理,但实验室本身的安全将是奥本海默的责任。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室洛斯阿拉莫斯实验室启动了

洛斯阿拉莫斯实验室终于启动了。1943年3月15日,天气晴朗,和风习习,一大早,奥本海默便率领他的一小批助手开到了圣菲。

此后的四个星期里,科学家们和他们的家属乘坐汽车和火车也陆续到达。

方山那边还没有准备好。人们需要暂时住在圣菲。这里的旅馆全部被包了下来。格罗夫斯要求人们在旅馆的走廊里不要发生违反保密规定的事。圣菲为数不多的旧车和小公共汽车存货统统被陆军买了下来,作为交通工具。一辆辆摇摇晃晃的破车沿着轧出来的车辙和泥泞小道在方山和圣菲之间往返颠簸。车胎瘪了或陷入泥坑而等待几个小时算不了什么新鲜事。每逢遇到这种糟糕的情况,当圣菲配装的饭盒用卡车好不容易送到的时候,人们才稍微得到了一点安慰。

生活上的困难使工作节奏难以快起来。奥本海默开始用他那一套使这种节奏加快:大家从事的,是一项空前绝后的工作——它是前人没有做过的。他们的工作是要结束这次战争,从而也就结束所有战争。大家相信他,克服着种种难以想象的困难,全力以赴地干着。

很多日子之后,方山这边的房子才盖起来。人们陆续地迁到了这里。原来牧场学校的一所用手工劈成的木料装配而成的称为“富勒”的小屋— —奥本海默还清楚地记着它的名字——改建成了小礼堂,被用来当作餐厅和客房。小屋南边有一个池塘,它是以牧场学校创建人的名字命名的 ——阿什利塘。20多年前,整个夏季,这个水塘几乎天天映着奥本海默和陪伴他的那位老师的倒影。

夏天就要到了,不知是谁,反正不是奥本海默,准备了一只独木舟。从这只夏季用来在池中游弋的独木舟,人们联想到了冬季——到那时,这里便是一个不坏的滑冰场。池塘旁边有一间石砌冰窖,过去学校用它贮藏冬天切割下来的冰块。再往北有一排房子,原来是教员的备课室。这两处建筑都被保存了下来。这排房子的最东头的两间,当时曾腾出来供奥本海默和陪他的老师居住。池塘以南,是新建成的技术区,那是长长的一排平房,薄板当墙、木瓦为顶,外表被漆成了单调的军绿色。它的南面,和这些平房相连,是一组T形建筑,这是供奥本海默和他的工作人员以及理论物理处用的。再往南,用一条带顶的走廊连接起来的是比T形建筑长得多的化学和物理楼,其中放有范德格拉夫起电机。再往南就是实验间了。实验间已经到了洛斯阿拉莫斯峡谷之上的方山的边缘。在山坡上,承包商盖上了一座低温实验室以及能容纳将从哈佛运来的回旋加速器的房子。在技术区的西边和北边,是第一批两层楼的四单元公寓。在它的旁边,更多的供单身者使用的公寓和宿舍正在建造之中。

1943年的4月初,奥本海默召集了他的科学专职人员约30人,让他们听一系列入门讲课。当时,已经确定前来的科学家已经达到了100人。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室给科学家们上“入门”课

奥本海默决定要他在加利福尼亚的学生、削瘦而腼腆的罗伯特·塞伯担当讲课的任务。别看罗伯特·塞伯腼腆,讲起来那口气却是权威性的。他的课概括了伯克利夏季研究中所得出的结论,并且综合了去年的实验性的裂变工作。

由于分隔而被蒙在鼓里的化学家们和实验物理学家们被塞伯的讲课震惊了。科学家们听课后,才真正知道了“货真价实的东西”。过去,他们只凭猜想或道听途说而知道的一些事,现在,有的被证实了,有的被否定了。

罗伯特·塞伯的讲义经过洛斯阿拉莫斯实验室副主任沃尔夫冈·泡利的修订,成为被称为《洛斯阿拉莫斯入门》的文件。这个文件后来被发给所有新到这个技术区的人。就这样,24页油印的《入门》,成为建造第一批原子炸弹的实验室工作的启蒙教材。

在洛斯阿拉莫斯,科学家们找到了自己的良师益友。第一批科学家平均年龄只有25岁。奥本海默、泡利、贝蒂、特勒、麦克米伦、赛格雷等人,都成了“老前辈”了。其实,当年,奥本海默只不过39岁,贝蒂36岁,特勒37岁,麦克米伦38岁,如此等等。

现在,费米、劳伦斯、西博格等,都已经归属了洛斯阿拉莫斯。只是,这边的实验设备没有弄好之前, 他们仍需在各自的原有设备前为洛斯阿拉莫斯继续工作。

年轻的科学家们看到,最终他们也能奉献他们自己了。在这种令人振奋的新的自由中,他们很少注意到诸如围墙、铁丝网等等。

相比之下,这些科学家们的妻子们思想沉闷些。她们看到了围墙,看到了铁丝网,她们感到自己受到了禁锢。还有一层,奥本海默和格罗夫斯决定,不许让她们知道来这里的真相,就是说,她们谁也不晓得自己的男人来这个被禁锢的地方干什么事情,因此,她们的日子比男人们不好过,就不难理解了。

泡利向科学家们发表了概括性讲演,他说:“我们整个计划的目标,是生产出一种实用的军用武器,样子像一枚炸弹,其能量,是从一种或多种已知的能显示核裂变的材料被中子轰击后产生的链式反应中释放出来的。”

塞伯说,一公斤铀235大约等于20000吨TNT。他还指出,大自然禁不起人类的干预已经几乎把所有的核秘密展示了出来。

塞伯向大家讲了裂变截面、二次中子能谱、每一裂变的平均二次中子数、临界质量、铀238俘获中子从而导致钚产生的过程以及为什么普通铀是安全的等问题。讲演中,他第一次称原子弹为 “小玩意儿”,此后在山上成了原子弹的别名。五、扩大了实验项目,

洛斯阿拉莫斯变得更挤了前不久,热核理论在奥本海默和特勒的推动下被热烈地讨论起来。格罗夫斯建议将热核弹的理论研究以第二位的优先地位继续下去,从属于裂变弹的工作。这意味着,这项重大研究课题归属了洛斯阿拉莫斯。他还提议,对化学工作计划做一次重大改革:把钚的最后纯化工作放在“山”上来。他的理由是:这种珍稀的新元素在几个月里积累到足够的数量来装配一枚炸弹之前,将在实验中被一再使用并需要经常加以纯化,洛斯阿拉莫斯最适合负起对钚弹的性能的最终责任。

格罗夫斯的两项建议都被批准了,而这就要求“山”上的人事编制立即增加一倍。

实际情况是,从那以后一直到战争结束,洛斯阿拉莫斯的从业人口每九个月就翻一番。建筑的尘埃从来没有停息过,住房永远紧张,水电总是短缺。钱花多了,但在文职人员的舒适方面,格罗夫斯绝不肯多花一分钱,他只限于这批人得到基本的生活保证。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室研究进展

1943年的4月14日,哈佛的回旋加速器的底座磁极被安放妥当。5月15日,范德格拉夫静电加速器运转达到了400万伏的能量级。6月的第一周,掌管回旋加速器的科学家和工程师在奥本海默面前显示了电子束的信号。6月10日,200万伏的短箱加速器装好,并调试完毕。

7月,洛斯阿拉莫斯进行了第一次物理实验,人们数了钚239在裂变时所释放的第二代中子数。洛斯阿拉莫斯技术史记载说:“在这一实验中,中子数是从几乎看不见的一丁点儿钚那里测量出来……这一实验于是确立了迄今尚未证实的东西,尽管加速器不惜血本地造得那么匆忙。”这再次证明,钚能够发射足够的第二代中子束造成链式反应。

这一丁点儿——200毫克——的钚是格林·西博格的冶金实验室的产品,月初由西博格亲自送达。

七、引爆和投掷实验同时进行

这时,布什向格罗夫斯推荐了一名军官——威廉·帕森斯海军上校,安纳波利斯海军学院1922年级毕业生,43岁,当时在布什手下工作。他精力充沛,酷爱整洁。格罗夫斯喜欢上了这个人。奥本海默面试后,他被入选了。随后,帕森斯同妻子马莎·克卢维里厄斯带着两个金发女儿和一只西班牙长耳狗,坐着一辆红色敞篷汽车来到洛斯阿拉莫斯。马莎·克卢维里厄斯愿意到这个不毛之地来可真是不容易——她是瓦瑟学院毕业生,一位海军上将的女儿。

帕森斯的第一件大事是搞钚炮——启动钚的链式反应引起爆炸的装置。

另一项任务——想一种办法把未来的炸弹送达目标并且投掷下去——交给了帕森斯手下担任炸弹投送组组长的年轻的哥伦比亚物理学家诺尔曼 ·F·拉姆赛——一个高个子,一位将军的儿子。

1943年的6月份拉姆赛同美国空军进行了联系,寻找一种能装载17英尺长炸弹的作战飞机。

最后了解的情况是,在美国,B-29是惟一有能力携带这样一种炸弹的美国飞机。而即使这种飞机,也需要做相当的改装,以便将这样的炸弹装进弹仓去。但是,B-29这种超级堡垒是刚刚完成设计,投入试生产,严重问题还相当多。第一架试飞型机在当年早些时候试验时摔下来撞上了西雅图一家包装厂,整个机组人员和工厂的19名工人因此死于非命。

当拉姆赛在6月份开始他的飞机调查的时候,一架服役试验型机还没有改装完毕。

实际上空军知道,当时,世界上有一种现成的飞机可以胜任这一任务,这就是英国的“兰开斯特”。但是,运载并投掷这种威力无穷的新式炸弹,是一种风光的事,美国空军绝对不会借此把一架英国飞机介绍给全世界。

拉姆赛制造了一个原子弹模型,它比要求的实际模型要小些。由于那架服役试验型机尚在改装中,只能用其他飞机进行试投。

1943年8月13日,在达尔格伦海军试验场第一次由一架海军TBF飞机试投了这枚模型。

结果,酿成了一次不祥的惊人失败:投出后,炸弹以水平旋转方式下坠。过去很少有人见到过这种景象。这说明,模型尾部过小过轻,整个装置重心失衡。改进之后,后来试投时,“炸弹”下落就平稳了。

到了秋天,当洛斯阿拉莫斯的杨树变成金黄色的时候,投放实验重新进行。

空军十分积极,不但完成了那架服役试验型机的改装,而且还改装了另一架B-29备用。

为了保密,大家把它们分别称为“瘦子”和“胖子”。这样,电话谈话中让人听来像是改装一架为载送罗斯福(瘦子)和丘吉尔(胖子)用的飞机。

内爆——这是引爆原子弹的另一种实验,办法是将两块核材料迅速合在一起,达到临界质量从而引起链式反应,即原子弹起爆——也在实验之中。埃德温·麦克米伦是这方面的专家,协助他的有来自加州理工学院的物理学家塞思·内德迈耶。他们在方山的南端建立了一座小型研究站。1943年独立日,他们在一个旱谷里点着了第一批试验装置:一根铁管放进装满TNT的罐子里,引爆后,看看铁管会出现什么状况。试验不可能很精细……它们却的确显示,可以把金属管子向内挤压成一个实心的棒……

从一开始就清楚的是,用内爆把一只空心的钚壳压挤成一只实心球可以有效地“装配”成临界质量。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室橡树岭:克林顿工厂

建在田纳西州东部荒野橡树岭中的克林顿工厂是“曼哈顿工程”的第二个组成部分。这一规模宏大的工厂是把铀235与铀238分离开来,以便得到纯的铀235。以后我们会看到,美国制造的称为“小男孩”的投向广岛的那颗原子弹所用的材料,就是从这里生产出来的。

一、开垦·建设我们记得,1942年格罗夫斯上台后,首先办的一件公事,就是将在田纳西州东部沿克林奇河的59000英亩半荒地弄到手。这块地从坎伯兰山脚下向西南延伸,形成一系列平行的脊谷。格罗夫斯喜欢这片土地。它可以使他的事业单位与世隔绝。

这片新的保留地几乎和洛斯阿拉莫斯一样原始。田纳西河的支流克林奇河弯弯曲曲,是这片保留地的东南部和西南部的边界。往东20英里,是有10万人口的诺克斯维尔城。再往东,是大斯莫基山国家公园的围墙。

这个区域之内有5条乡间土路通向四方。

可以这样讲,这个区域一贫如洗,山脊环抱,使人们无法窥探。格罗夫斯看中的正是这一点。他决定在这片土地上修建工厂,把铀235从铀238 里分离出来,达到足够造一枚原子弹的数量。

要建工厂,先得改善交通和兴建一座城市。1942年冬和1943年春,承包商波土顿的斯通和韦伯斯特工程公司在这里的红色粘土上修建了55英里长的铁路路基和300英里铺有沥青的公路。在紧紧催逼下,公司赶着设计了一个城市建设计划。这座新城初步计划容纳13000工人。该城占据西北山谷的一长条叫橡树岭的地块, 也就被起名橡树岭。

橡树岭附近有一个不出名的村庄,名叫克林顿。这个村庄的名字也成了整个保留地的名称。这就是随后兴建的大型的分离铀235工厂名称的来由。

整个区域四面用铁丝网围了起来,留有7个出入口,都有警卫把守。

1943年4月1日起,出入口全部对公众关闭。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室最奢侈、最豪华的导线

这里分离铀235将采用电磁分离法。这种方法只在伯克利采用小型的设施实验过。最后,人们为这里设计了一组装置,其形状看上去很容易让人联想到田径场上的“跑道”。“跑道”最核心的部件是分离箱,每个“跑道”由100个分离箱组成。

经过洛斯阿拉莫斯科学家的计算,要保证到1945年生产足够的浓缩铀,得建造20个“跑道”,分离箱2000个。

但是,建造2000个箱大大超出了承包商的能力,因此最后格罗夫斯决定把数量削减为500个。

那么,这么少的设备如何能够生产出足够的产品呢?

格罗夫斯说:“工艺和科学在不断地进步,等到工厂建成时,肯定能够保证高得多的生产率。”

还有材料问题。“跑道”需要导线做线圈。导线很粗,需要量很大。格罗夫斯上台后几乎什么事都想到了,但就是没有想到铜的问题。实际上,即使他想到了,他也无法得到它。

当时美国缺铜,就是把全国的铜统统给了格罗夫斯,也满足不了“跑道”的需要。

怎么办?

有人想到用别的金属代替,有人还具体想到了白银。这使格罗夫斯开了窍。他立即寻求白银。最后他找到了财政部,经交涉,财政部提出愿意借给银锭,用后收回。

格罗夫斯高兴得要死,遂派尼科尔斯去和财政部副部长丹尼尔·贝尔谈判借银之事。副部长问需要多少?尼科尔斯说需要5000到10000吨。副部长乐了,说:“中校,在我们财政部,银从不讲多少吨多少吨,我们的单位是英两。’”

最后,从银库运出395亿英两白银,约合13540吨。

这样,银锭先是被铸成圆柱形,然后轧成一根根长40英尺、横断面为一平方英尺的银导线。在密尔沃基城的阿利斯—查尔默斯工厂里,它们被绕到了铁芯上。

这批银子价值超过了3亿美元。世界上出现了最奢侈当然也是最豪华的导线。

但格罗夫斯对于银子一两一两地都有交代,几乎是和处理用这些银条帮助分离出来的可裂变同位素一样仔细。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室安 装

1943年2月18日,承包商斯通和韦伯斯特公司破土建造第一座安装“跑道”的建筑物时,手边只有地基图。格罗夫斯起初曾批准建造三座建筑,安装五套“跑道”。3月间,他又批准上马第二级即“贝塔”分离装置。这些分离器可以把“跑道”生产出来的铀235纯度提高到90%。这样,单是“跑道”和“贝塔”两批建筑物所占的面积,就比20个足球场还要大。这些建筑物都散布在山谷里松树岭和栗树岭之间。作业要由大型泵把分离器的中心抽成真空,真空的体积比当时世界上任何其他地方的真空体积的总和都大。最后,“克林顿工程”综合体共有268幢大大小小的永久性建筑,包括钢材和砖瓦结构的分离器厂房、化学实验室、蒸馏水工厂、废水处理工厂、泵机房、铸造车间、发电站、8个变电站、19个水冷却塔、商店、加油站、仓库、自助餐厅,而这一切,全都是为了每天最多能生产的以克计的产品。当年5月,当劳伦斯来到这里视察时,它的规模甚至也令这位视察者感到可畏。

8月间,已有两万名建筑工人拥挤在这片土地上进行着这项特殊的开垦。一台“跑道”设备试运转成功。

夏天,洛斯阿拉莫斯对铀235有了新的临界质量数据:一枚原子弹大概需要40公斤。

劳伦斯敦促格罗夫斯把“跑道”工厂增加一倍。这样,80天就可以得到一颗原子弹的弹芯了。

格罗夫斯采纳了劳伦斯的建议,在已批准的一亿美元基础上,投资追加了15亿美元。

工厂开足了马力,每周开工7天,每天运转24小时。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室重新设计安装造成的尴尬

安装在“跑道”上的大型方磁铁上缠着银线圈,被包在焊封的钢箱里。箱内循环流动的油,对线圈进行绝缘并降温。10月底,第一批装置进行试运转。结果发现多处磁铁漏电。工程师们对问题进行了分析:如果是循环用的油的水分造成线圈短路,因此出现漏电现象,那么,等到正常生产时,由于产生热量从而把油里的水分蒸发掉,这一问题就可自然得到解决。承包公司继续对设备进行调试,结果又发现了新问题:分离器真空箱漏气,而且漏气的地方难以找到——一个监督员为找到一处漏气竟花了一个月的时间。设备体积过大,分离箱需要安装在两块巨大的电磁铁中间,箱和电磁铁还要保持应有的距离。而巨大的电磁铁的磁力,会一下子把重达14吨的分离箱从其固定的位置推移到3英寸以外。操作员没有经验,一时难以掌握分离箱保持稳定的技能。为解决被推移的问题,人们不得不把这些“箱”用重型钢条焊牢在它们应该呆的位置上。

经测试,磁铁中的水分没有了,但依然漏电。

一定是存在着什么严重问题。于是,1943年的 12月初,已经建成的“跑道”被整个关掉了。承包公司的工程师们要把箱打开,对银线圈进行检查。结果发现,线圈有重大损伤。受损的线圈必须送回阿利斯一查尔默斯工厂重新制造。

这还称不上灾难。检查人员发现了更严重的问题:第一,设计上,把电流负荷很大的银条缠得太密了。第二,循环油中锈和其他脏物含量太大。这两方面的问题合在一起,就造成银条之间间隔太窄,脏物又将缝隙堵住,因此,短路是必然的。

格罗夫斯紧张地于12月15日从华盛顿来到工厂,设计上的缺陷迫使这位将军不得不下令将48块磁铁全部运回工厂进行清洗,并重新缠上银线圈。这样,工厂至少损失了一个月的生产。

更换设备期间,承包公司的4800名职工没事可干了,可他们必须依旧去工厂上班。厂里乱七八糟,死气沉沉。公司担心这些人因厌烦而跑掉,就安排大家上课、开会、听报告、看电影,做游戏。这样,一批穿着整齐的公司职员,这次满脸正经地跑到田纳西州各处去采购的,不再是与 “跑道”有关的物品,而是诸如象棋、跳棋、康乐棋、电影放映机,等等。

总而言之,1943年底的克林顿工厂犹如死水一潭,开支浩大,却一克铀235也没能生产出来。

第五部分:洛斯阿拉莫斯实验室气体扩散法同时进行

自从铀235被分离出以来,气体扩散的研究不断取得进展。到1942年春天,分离铀同位素已经有了三种方法:英国气体扩散法,美国气体扩散法和离心力法。现在这三种方法都已经达到了“工程阶段”。

气体扩散法是一个崭新的方法。这种方法是:把铀气体——如被高压泵打出的六氟化铀气体——喷射到一块多孔的阻挡板上,气体中较轻的铀 235会比较重的铀238更快地穿过去。这一方法的的关键部位是阻挡板,就是我们前面讲过的西蒙发现的“荷兰布“。它是一块多孔的金属薄板或薄膜,每平方英寸上有上百万个微孔。这些金属板被做成管子,然后被密封在容器中。整个装置被称为扩散器。当气体,即六氟化铀被泵打进这些管子时,六氟化铀气体就开始被分离。由于六氟化物中铀238和铀235之间质量差别极小,一个步骤的扩散并不能得到太多的分离,因此,这种分离便逐级进行,不得不用好几千道步骤,从而达到最终的分离。

上面发生的事情使我们看到,格罗夫斯让“曼哈顿工程”承担建造一座价值一亿美元的气体扩散工厂的时候,还没有研制出切实可用的阻挡板来。美国扩散法比英国方法需要有更精细孔隙的材料,而且这种材料必须相当坚实才能顶得住腐蚀性重气体的高压。

哥伦比亚大学曾使用铜隔板进行试验,但这种尝试在1942年底放弃了,进而改用镍。因为只有镍才能抵御六氟化铀的腐蚀。用压缩镍粉制造的阻挡板解决了坚实的问题,但它也有自己的弱点:孔隙不够精细。后来改用电沉镍网,精细微孔的问题解决了,它却变得不坚实了。后来这种镍网经过逐步改进,不坚实的问题才得到解决。 1943年1月,阻挡板的研制达到了成批生产的水平,于是格罗夫斯批准全面生产阻挡板。工程由霍戴尔一赫尔希公司承包。

镍是稀有金属,整个管子都用镍来制造,那么,美国全国生产的镍全部用光也难以满足需要。这样,人们就想到,只把镍用在管子的内壁上,即在钢管子的内壁上镀上一层镍。

这是一项新工艺,操作困难,得把管子内部灌上镍溶剂,然后在电镀进行中边镀边旋转着管子。但无论工艺多么复杂,操作多么困难,技术工人们在工程师的指导下,这一硬骨头总算被啃了下来。

制造阻挡板的材料已经不是大的问题,但出现了新的问题:六氟化铀猛烈地冲击着有机材料,在长达数英里的管道中,任何一处都不允许有一滴油脂渗入到气体中,也不允许管道中任何一处发生漏气,否则就会使整个系统报废。

为此,需要研制一种不漏气和不沾油的泵密封垫。

第六部分:德国的原子弹开发遇到了大麻烦汉福德:汉福德工厂

汉福德工厂与克林顿工厂齐名,同属“曼哈顿工程”。它的产品是钚。这是制造原子弹的另一种材料。美国的第一颗原子弹,即在霍尔纳多实验场进行实验的“瘦子”,就是由这个厂生产出来的钚制成的。

问题的提出1942年12月2日,费米实验证明了链式反应。当天,康普顿在电话中用暗语向布什报告:意大利的水手在新世界登陆了。

我们还记得,1941年,当奥本海默为康普顿起草导致罗斯福那个著名的“OK”批语的报告的时候,要不要重视94号元素(那时它还没有被命名)还是一个有争论的问题。1942年,94号元素有了自己的名字——钚。随着科学家研究方面的进展和人们的宣传,钚已经走出研究室而进入了大规模生产的领域。

“曼哈顿工程”要生产钚。生产放在哪里呢?

生产钚不同于生产铀235。它在反应堆里直接获得,有极大的安全隐患。

它不能再放在橡树岭生产。

格罗夫斯说:“克林顿这地方离诺克斯维尔太近。虽然认为发生严重危险的可能性较小,但我们不能绝对肯定这一点。在一个大反应堆里发生链式反应,没有人会知道将发生什么事情。如果由于某种不知道的和未预料到的原因,一座反应堆发生爆炸,把大量含有高度放射性的物质抛到大气里去,而风向又正好吹向诺克斯维尔,那是不堪设想的……”

最好在某个较远的地方生产钚。

生产用反应堆需要大量的电,还需要用大量的水来对反应堆的氦进行冷却。为安全起见,需要一个较大的空间。这些条件使人想到美国西部的大河流域,特别是哥伦比亚河流域的盆地。

第六部分:德国的原子弹开发遇到了大麻烦生产钚的地域

选好了厂址经过勘察,格罗夫斯在华盛顿州中南部找到了一片合适的生产钚的地域。

格罗夫斯亲自对这一地区进行了认真的考察,毕竟,有数以亿计的美元将投在这里。

格罗夫斯把这块土地买了下来,花了510万美元。随后,大规模的建设开始。

这片土地约50万亩,合780平方公里。哥伦比亚河流经这里,并在它的腹地拐了一个90度的弯儿。整个地势是平坦的。但在哥伦比亚河的那个拐角处的西南几英里的地方,有一座山,名叫盖布尔山,它那玄武岩的山体,突兀地拔地而起,孤零零的,使它比周围地面高出了500英尺。

这片土地原来大部分用于放牧,只有少量的果园。这里的特产是胡椒和薄荷,产量高,品质好。这里夏季很长,旱季无雨,气温最高达华氏114 度,最低达零下27度。道路很少,只有联合太平洋铁路公司的一条铁路穿过它的西北一角。有一条230千伏输电线经过这里,把古力大坝发电站发的电输送到西北地区去。

值得一提的是,地区中部的哥伦比亚河上有一个码头。这是一个小村庄,村里有100名居民。村子名叫汉福德。日后,规模巨大、世界著名的钚生产厂就以这个小村命了名。

第六部分:德国的原子弹开发遇到了大麻烦开垦建设

这里需要大量的混凝土。它不但被用来修建厂房,而且要被用来保护环境。相应的,它需要良好的气象工作,以保证万一发生事故,好知道大气流动的状况。河水需要定期检测。因为它流域广阔,万一出现污染不是玩的。哥伦比亚河里有丰富的鲑鱼资源,曼哈顿工程不能让这种美国人喜欢吃的物种因受污染断子绝孙,从而自己落下骂名,遗臭万年。

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