2288-原子弹演义-第35节
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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395亿英两白银，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15亿美元。
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�
