Чтение онлайн

10.32. В декабре 1942 г. фирма Келлог была уполномочена продолжать предварительное проектирование установки, а в январе 1943 г. была разрешена постройка завода.

10.33. Как указывалось выше, первоначально для всех заводов Манхэттенского Округа был выбран участок в долине Тенесси, но завод плутония был в действительности построен в другом месте. Здесь же остались: уже описанная опытная установка по электромагнитному разделению (см. главу XI) и позднее термодиффузионная установка, которые были все построены в долине Тенесси в Клинтоне и известны официально под названием «Клинтонский механический завод».

10.34. Эта местность была изучена полковником Маршаллом, полковником Никольсом и представителем Stone and Webster Engineering Corporation в июле 1942 г., и приобретение участка было рекомендовано. Исполнительный комитет S-1 ОСРД на заседании в июле 1942 г. поддержал эту рекомендацию. Окончательное одобрение было дано генерал-майором Гроувзом после личного осмотра территории в 70 кв. миль. В сентябре 1942 г. были предприняты первые шаги по приобретению участка у реки Клинч, приблизительно в 30 милях от Ноксвилля (Тенесси), по площади значительно превосходящего 70 кв. миль. Опытная установка по плутонию расположена в одной долине, установка по электромагнитному разделению — в соседней и установка по диффузионному разделению — в третьей.

10.35. Хотя развертывание завода и освоение участка в Хэнфорде производят внушительное впечатление, но они производятся одной фирмой, имеющей дело только с одной главной операцией, так что это, в некоторых отношениях, менее интересно, чем Клинтон, который сочетает в себе весьма разнообразные виды деятельности. Описание района Клинтона с множеством новых заводов, жилых районов, театров, школ, морями грязи, облаками пыли и всеобщей суматохой выходит за рамки настоящего отчета.

10.36. Постройка паросиловой станции для диффузионной установки началась 1 июня 1943 г. Она представляет собой одну из самых больших силовых станций подобного рода, когда-либо построенных. Постройка других главных зданий и установок начата между 29 августа и 10 сентября 1943 г.

10.37. В отличие от Хэнфорда, диффузионная установка состоит из многих, более или менее независимых единиц, так что она вводилась в эксплоатацию секция за секцией, по мере того, как это позволяло продвижение строительства и испытания. Таким образом не было ни знаменательной даты начала, ни какого-либо неожиданного события, чтобы отметить это. Установка успешно заработала весной 1945 г.

10.38. Для людей, работающих по газовой диффузии, период от 1940 до 1945 г. был наполнен упорным трудом, не озаряемым такими яркими вехами, как первый котел в Чикаго. Вероятно больше, чем какая-либо другая группа в Проекте, группа, работавшая над газовой диффузией, заслуживает награды за храбрость и настойчивость, так же как и за научные и технические дарования. Из соображений секретности мы не можем рассказать, как они решали поставленные перед ними задачи, как во многих случаях они находили даже несколько решений в качестве гарантии против неудач в производстве. Это было замечательным достижением. В течение пяти лет были периоды малодушия и пессимизма. В настоящее время, когда завод не только работает, но работает бесперебойно, надежно и с производительностью, большей, чем ожидалось, они в значительной мере забыты.

10.39. Работа в Колумбийском университете по разделению изотопов по методу газовой диффузии началась в 1940 г., к концу 1942 г. проблемы разделения урана этим методом в заводском масштабе были точно сформулированы. Так как разделение одной ступенью слишком незначительно, то потребовалось несколько тысяч ступеней. Было найдено, что наилучший метод соединения многих ступеней требует многократного повторения цикла, так что количество вещества, проходящего через перегородки нижних ступеней, во много тысяч раз превышает количество обогащенного продукта, извлекаемого из последней ступени.

10.40. Основными трудностями явились разработка удовлетворительных перегородок и насосов. Требовались акры перегородок и тысячи насосов. В качестве рабочего газа, естественно, был выбран шестифтористый уран, но трудности производства и обращения с ним были столь велики, что пришлось предпринять дополнительные поиски заменителя. Так как в основном разделение должно проводиться при низком давлении, возникла проблема техники вакуума в ранее неслыханных масштабах. Было разрешено много проблем по вопросам регулирования и по приборам; широко применялись масс-спектрографы различных видов.

10.41. Исследования были произведены в основном в Колумбийском университете под руководством Данинга и Юри. В 1942 г. для постройки установки была выбрана фирма Келлог и специально создана дочерняя организация Kellex Corporation для разработки процесса и проектирования завода. Завод был построен строительной фирмой T.A. Jones Construction Co. Эксплоатация была поручена Carbide and Carbon Chemical Corporation.

10.42. Был разработан вполне удовлетворительный тип перегородки, хотя окончательный выбор был сделан только тогда, когда постройка клинтонской установки шла полным ходом. Были разработаны два типа центробежных нагнетателей, удовлетворяющих предъявленным к ним требованиям. Установка была пущена в успешную эксплоатацию к лету 1945 года.

11.1. В главе IV мы говорили, что возможность разделения изотопов урана в больших масштабах электромагнитным методом была предсказана в конце 1941 г. Э. А. Лоуренсом (Калифорнийский университет) и Г. Д. Смитом (Принстонский университет). В главе IX мы описали основы одного из вариантов электромагнитного метода разделения и указали на три его недостатка: трудность получения ионов, ограниченное относительное количество действительно используемых ионов и влияние объемного заряда.

11.2. К концу декабря 1941 г., когда была осуществлена реорганизация всего проекта по урану, Лоуренс уже получил некоторые количества разделенных изотопов урана и при реорганизации ему было официально поручено руководить приготовлением дальнейших образцов и проведением различных вспомогательных физических измерений. Однако, как только Металлургическая лаборатория в своей работе перешла от физики цепных реакций к производству плутония в большом масштабе, отдел Лоуренса сразу приступил к разработке промышленного разделения изотопов урана электромагнитным методом. Это изменение тематики было обусловлено успехом первоначальных экспериментов в Калифорнии и развитием идей о других возможных методах в Калифорнии и Принстоне. Из многих предложенных электромагнитных схем три вскоре, были признаны наиболее обещающими: «калютронная» разделительная установка, установка магнетронного типа, в дальнейшем развитая в «ионную центрифугу», и «изотронный» метод собирания ионов в группы. Первые две схемы были исследованы в Калифорнийском университете, третья — в Принстонском. В течение первых нескольких месяцев наибольшие усилия были направлены на разработку калютрона; однако, некоторая работа по ионной центрифуге продолжалась еще в Калифорнии в течение лета 1942 г. и в малых масштабах Дж. Слепяном — в лаборатории Вестингауза в Питтсбурге в течение зимы 1944–1945 г. Работа с изотроном велась в Принстоне до февраля 1943 г., когда большая часть группы была переброшена на другую работу. Основная часть этой главы посвящена калютрону, так как именно эта установка позволила осуществить промышленное производство U-235. Кроме того, дано краткое описание термодиффузионного завода, предназначенного для обеспечения обогащенным сырьем электромагнитных разделительных установок.

11.3. Требования секретности делают невозможным здесь, как и в других частях книги, рассмотреть многие из наиболее интересных технических подробностей. Важность проблемы, однако, значительно больше, чем она представляется по отведенному ей здесь месту.

11.4. Масс-спектрограф А. О. Нира был первоначально предназначен для измерения относительных количеств изотопов, а не для разделения больших количеств. Используя пары бромистого урана, Нир приготовил несколько образцов с небольшими количествами разделенных изотопов урана. Однако, производительность его установки была очень низка, так как ионный ток был меньше одного микроампера. (Масс-спектрограф, в котором от источника к приемникам проходит 1 микроампер ионов урана [3] , будет собирать около 1 микрограмма U-235 за 16 часов). Большая необходимость в получении обогащенного U-235 для ядерных исследований была впервые осознана Лоуренсом, и он решил выяснить, что можно сделать для этой цели с помощью 37-дюймового циклотронного магнита в Беркли. Эта работа в своей начальной стадии субсидировалась Исследовательской корпорацией Нью-Йорка.