Страница 29 из 84
Самый ответственный момент наступил незадолго перед сбрасыванием бомбы на Хиросиму. В письме Оппенгеймеру, датированном 3 июля 1945 г., Николс сообщил о количестве материала, который будет отгружен для Лос-Аламоса к 24 июля. Работа в Ок-Ридже стала еще более лихорадочной, чем обычно, и к назначенному сроку запасы материала даже превысили количество, указанное Николсом.
Химические операции при электромагнитном процессе обычно представляются как вспомогательные по сравнению с грандиозной физической идеей всего проекта. Это далеко не так. Ведь поскольку с химии начинался и химией заканчивался любой процесс разделения урана, эффективность всего производства зависела от химических производств не меньше, чем от физических. Химики-ученые и химики-технологи должны были идти в ногу с новыми открытиями в области физики. Они так же, как и физики, вынуждены были создавать производство, не располагая достаточными данными. Они не могли опаздывать, чтобы не сорвать всей программы. И они, действительно, ни разу нас не подвели.
Газодиффузионный процесс (позднее получивший условное название проект К—25), гигантский по масштабам многоступенчатый метод отделения урана-235 от урана-238, основанный на явлении молекулярной диффузии, был совершенно новым. Он основывался на явлении, заключающемся в том, что если газообразное соединение урана прокачивать через пористую перегородку, то более легкие молекулы, в состав которых входит изотоп урана с атомным весом 235, будут проникать через перегородку быстрее более тяжелых молекул, содержащих уран-238. Основой всего метода была, следовательно, перегородка — пористая тонкая металлическая мембрана, имевшая несколько миллионов микроскопических отверстий на квадратный сантиметр. Эти мембраны сгибали в трубы и помещали в герметическую полость — диффузионную камеру. Когда через каскад таких камер прокачивался газообразный гексафторид урана, последний постепенно обогащался легкой фракцией. Однако разность масс молекул гексафторида урана-238 и урана-235 столь мала, что для достижения заметного обогащения этот процесс надо было повторять тысячи раз.
Основные научные исследования были выполнены лабораторией Колумбийского университета с условным названием СЭМ (спешиэл эллой мэтириэлс — специальные сплавы), которую возглавляли Юри и Даннинг. В ноябре 1942 г. эти исследования были признаны комитетом С—1 следующими по важности после электромагнитного и плутониевого проектов. В следующем месяце был заключен официальный контракт с компанией М. У. Келло на проведение ею научной разработки, проектирования, обеспечения оборудованием и строительства завода по получению урана-235 с производительностью и степенью обогащения, достаточными для создания бомбы. Для удобства и обеспечения секретности эта компания организовала отдельный специальный филиал «Келлекс», которому и была поручена вся работа по проекту. Между «Келлексом» и Колумбийским университетом установилась тесная связь. «Келлекс» получил от университета основные теоретические данные о процессе и на их основе организовал проектирование промышленного предприятия.
Филиал «Келлекс» возглавлял высококвалифицированный инженер Кейт. Первоначально предполагалось поручить «Келлексу» и строительство завода, однако я, учитывая объем необходимых научных проектных работ, воспрепятствовал этому. Контракт на строительство был заключен с фирмой «Джонс компани» из штата Северная Каролина, известной мне ранее отличным исполнением работ для армии. Эксплуатацию предполагалось поручить компании «Юнион карбайд». Общее руководство нашими работами в этой компании осуществляли ее вице-президент Дж. Рэферти и Л. Блисс, а эксплуатацией непосредственно руководил Фелбек.
Мы знали, что потребность в энергии завода К—25 будет высокой. Многие месяцы как до сооружения, так и после сооружения завода мы ошибочно были убеждены, что если подача электроэнергии прекратится хотя бы на долю секунды, то завод нельзя будет пустить снова в течение многих дней. Некоторые называли даже срок порядка двух с половиной месяцев. Как оказалось впоследствии, это предположение было неправильным. Тем не менее все наши проекты были построены с его учетом. В частности, по этой причине мы не решились полагаться только на гидроэлектростанцию Теннесси, линия передачи которой получалась довольно длинной и, следовательно, подверженной различным случайностям. Дополнительно в Ок-Ридже была построена специальная тепловая электростанция, которая попутно удовлетворяла еще, правда, не столь большую потребность завода в электроэнергии нестандартной частоты. Использование тока нестандартной частоты было довольно частым явлением на заводах Манхэттенского проекта. Мы не могли идти на облегчение задачи, используя оборудование, рассчитанное на использование тока стандартной частоты, так как это означало бы риск.
Для защиты нашего энергоснабжения от случайностей электроэнергия от теплоэлектроцентрали к газодиффузионному заводу подавалась по подземному кабелю. Несмотря на эти предосторожности, один случай вредительства все-таки был. Форма его, правда, была одной из примитивных: в резиновую оболочку силового кабеля был забит гвоздь. Преступника нам так и не удалось найти. Вероятнее всего, это было сделано каким-то озлобленным рабочим.
Основная трудность при строительстве этого завода, которую мы не могли устранить почти до конца 1944 г., была связана с изготовлением материала для мембран, являвшихся основой всего процесса. Задержка с получением этого материала мешала нам монтировать оборудование завода. Чтобы дать представление о степени этой неприятности, достаточно сказать, что на строительство и заказ специального оборудования уже было израсходовано 200 миллионов долларов, а еще никто не знал, сможем ли мы располагать достаточным количеством материала для мембран. Все же, несмотря на такую серьезную опасность, мы форсировали строительство крупнейшего в истории завода, одни только помещения которого занимали площадь более четырех тысяч гектаров.
Первое успешное разделение изотопов урана методом газовой диффузии было осуществлено в Колумбийском университете в январе 1942 г., а первая большая лабораторная установка была собрана лишь к октябрю. Мембрана этой установки была не больше серебряной монеты в один доллар. Для испытания отдельных узлов завода впоследствии строили различные опытные установки, однако полная полупромышленная модель завода так и не была создана. Ок-риджский завод был уникальным в этом отношении. Его проект был создан на основе опыта эксплуатации установки с мембранной площадью меньше 13 квадратных сантиметров. Однако ценность даже этого опыта стала очень сомнительной, когда обнаружилось, что использованный в опытной установке материал не удастся применить в условиях завода. Основная заслуга компании «Юнион карбайд» в период проектирования и строительства завода заключалась как раз в разработке удовлетворительного материала для мембран и в организации его массового производства через десять месяцев после создания.
Проблема разработки и изготовления насосов для прокачивания газа через диффузионные секции была решена компанией «Эллис-Чалмерс». Кейт буквально обшарил всю промышленность США и пришел к выводу, что единственной нашей надеждой может быть только эта компания. При первом разговоре ее представители не были склонны браться за работу главным образом из-за перегруженности другими военными заказами. Тогда Кейт попросил нескольких специалистов из «Юнион карбайд» и меня поехать в Милуоки, чтобы убедить «Эллис-Чалмерс» принять наш заказ. Эта компания уже участвовала в работах проекта, занимаясь производством гигантских магнитов для электромагнитного завода, и ее президент весьма нежелательно отнесся к нашим новым просьбам. Но в конце концов он дал согласие на переговоры с главным инженером. Каково же было наше удивление, когда главный инженер заявил о возможности выполнения этого заказа: компания уже производила насосы такого типа, правда, несколько меньшей мощности. Договор компания выполнила безупречно.