Генри Смит - Атомная энергия для военных целей

11.39. Кроме уже действовавшей опытной установки в Морской исследовательской лаборатории, строилась установка больших размеров на Морской верфи в Филадельфии. Сотрудничество флота сделало доступными для Манхэттенского Округа как работы Абельсона, так и проекты завода. Было решено построить термодиффузионный завод в Клинтоне (используя пар от теплосиловой станции, построенной для завода газовой диффузии) и использовать продукцию термодиффузионных установок в качестве сырья для электромагнитных разделений.

11.40. Этот новый термодиффузионный завод был построен в удивительно короткий срок, в течение конца лета 1944 г. Его работа, несмотря на некоторые недостатки, привела к значительному увеличению продукции электромагнитного завода. Это также стимулировало работу над проблемой извлечения урана. Будущее термодиффузионного завода неопределенно. Работа завода газовой диффузии создает перебои в подаче достаточного количества пара для термодиффузионного разделения. В то же время завод газовой диффузии сам является потребителем продукции термодиффузионного завода.

11.41. Хотя научные и технические задачи, с которыми столкнулись группы в Беркли, были, пожалуй, не так разнообразны и многочисленны, как задачи, встретившиеся в Чикаго и Колумбии, все же их было достаточно много. Много проблем возникло также при проектировании электросилового хозяйства, схем управления, магнитов, изоляторов, вакуумных насосов, камер, коллекторов и источников. Многие детали оборудования приходилось конструировать на основании схематических эскизов и пускать преждевременно в массовое производство.

11.42. Завод электромагнитного разделения развил производство в большом масштабе в течение зимы 1944–1945 г. и производил U-235 достаточной чистоты для применения в атомных бомбах. Его производительность непрерывно повышалась. Исследовательская работа продолжается, хотя и в уменьшенном масштабе.

11.43. В первые дни работы над проектом по урану электромагнитный метод разделения изотопов был отвергнут, главным образом, из-за предполагавшегося влияния объемного заряда. Осенью 1941 г. вопрос был поднят снова; эксперименты в Беркли показали, что вредное влияние объемного заряда можно в значительной степени уменьшить. В связи с этим была предпринята широкая разработка применения электромагнитного метода.

11.44. Из различных вариантов электромагнитного метода основное внимание заслужил калютрон (разработанный в Беркли). Кроме того, подверглись изучению две другие новые схемы, — одна в Беркли, другая в Принстоне. Калютронный разделитель изотопов состоит из источника ионов, испускающего под действием электрического поля пучок ионов урана, ускоряющей системы, в которой ионы приобретают большие скорости, магнитного поля, в котором ионы движутся по полуокружностям с радиусами, зависящими от массы ионов, к приемной системы. Основными проблемами здесь явились: источник ионов, ускоряющая система, угол раскрытия ионного пучка, объемный заряд и использование магнитного поля. Основными преимуществами калютрона были: большой коэффициент разделения, малая загрузка, короткий пусковой период и гибкость в работе. К осени 1942 г. достигнутые результаты позволили утвердить проект постройки завода, и годом позднее первые заводские установки в Клинтоне были готовы для испытания.

11.45. Исследования и техническая разработка калютрона были выполнены, главным образом, в лаборатории излучения Калифорнийского университета под руководством Лоуренса. Фирмы Вестингауз, Дженерал Электрик и Аллис-Чалмерс изготовили большинство частей, фирма Стоун и Вебстер строила завод, а фирма Тенесси Истмен эксплоатировала его.

11.46. Так как завод для разделения с помощью калютрона состоит из большого количества в значительной степени независимых аггрегатов одного и того же типа, было возможно вводить важные улучшения даже после начала работы завода.

11.47. Летом 1944 г. при Механическом заводе в Клинтоне был построен термодиффузионный завод, который должен был вырабатывать обогащенное сырье для электромагнитных разделителей и, тем самым, повысить их производительность. Проектирование термодиффузионного завода основывалось на результатах исследований, проведенных в Морской исследовательской лаборатории, и на работе опытной установки, построенной Военно-морским министерством на верфи Филадельфии.

11.48. Хотя исследовательская работа с калютроном была начата позднее, чем с центрифугами и диффузионными установками, завод, использующий установки типа калютрона, первый стал производить в больших количествах разделенные изотопы урана.

12.1. Общая цель работы, описанной в предыдущих главах — исследовать возможность создания атомных бомб и производства концентрированных, способных испытывать деление материалов, требующихся для таких бомб. В настоящей главе будет описана последняя стадия работы — техническая разработка в Лос-Аламосе самой атомной бомбы. Как и в других частях Проекта, здесь должны быть рассмотрены две фазы: организация дела и собственно научно-техническая работа. Организация будет описана кратко, остальная же часть главы посвящена научным и техническим проблемам. Естественно, что соображения секретности не допускают обсуждения многих из наиболее важных фаз этой работы.

12.2. Проект реорганизации, имевшей место в начале 1942 г., и последующая постепенная передача дела, находившегося в ведении ОСРД, Манхэттенскому Округу были описаны в главе V. Напомним, что изучение физики атомной бомбы сперва входило в обязанности Металлургической лаборатории в Чикаго. Некоторые предварительные исследования были проделаны в 1941 г. В начале 1942 г. Г. Брейт организовал в нескольких лабораториях (см. 6.38) работу по экспериментальному исследованию вопросов, Которые должны были быть разрешены еще до получения каких-либо результатов в области конструирования бомбы. Как уже Упоминалось в главе VI, профессор Калифорнийского университета И.Р. Оппенгеймер собрал летом 1942 г. группу для дальнейших теоретических исследований, а также взял на себя согласование экспериментальных работ. Официально эта группа числилась при Металлургической лаборатории, но теоретическая группа большую часть работы провела в Калифорнийском университете. К концу лета 1942 г., когда руководство всем Проектом принял на себя генерал Л.Р. Гроувз, было решено значительно расширить работу и как можно скорее построить отдельную лабораторию.