神秘的曼哈顿工程

2022-04-13 08:32:54 | 浏览次数:

zoޛ)j馝}i}]vky计划。在这个计划中,政府大量拨款用于研发和制造原子弹。计划一旦启动,这个带着隆隆响声的“列车”就要开始艰苦而神奇的旅程。1942年6月,布什再次致信罗斯福,建议美国陆军的工兵部队参与修建生产原子弹的工程。

由于修建工厂的工程庞大,组织这些工程的机构就要起个名字。当时,有人称之为“代用材料发展实验室”。由于名称之中的“代用材料”不利于保密,当时工程的参与者和领导者莱斯利·R·格罗夫斯并不同意。后来,格罗夫斯到纽约曼哈顿区办事,他发现一个办公室挂了一块牌子,写着“曼哈顿工程区”。格罗夫斯灵机一动,索性就把原子弹的研制计划叫“曼哈顿工程区”吧!这个名称也常常被简称为“曼哈顿工程”或“曼工区”。又过了一个月,格罗夫斯走马上任,成为“曼哈顿工程”的总负责人。

“曼哈顿工程”启动

能用于核裂变的材料主要是铀-235,但与它的同位素铀-238相比,其存储量极低。为了能获得更多的核裂变材料,就需要另觅途径。早在1940年夏季,美国物理学家麦克米伦就已经发现,铀-238在俘获一个中子后能得到一种新的放射性元素——镎-239。也是在1940年,核化学家西伯格发现,镎-239经过衰变(即释放一个电子)就得到另一种新的元素——钚-239。钚-239的性质类似于铀-235,可以实现核裂变。

生产铀-235还是钚-239,都需要建造核反应堆,以获得必要的数据。1942年11月,来自意大利的物理学家恩里科·费米看上了芝加哥大学体育场看台下的一个小球场,他与西拉德在这里主持建成了世界上第一座核反应堆。其中使用的裂变材料是铀-235,减速剂是石墨。

在实验工作不断取得进展的同时,为了获得铀-235或钚-239,美国人先在田纳西州的克林顿镇建立中间试验工厂的核反应堆,以从工艺上保证钚的生产和分离。为了生产足量的钚,又在华盛顿州靠近哥伦比亚河的汉福德地区建立了一座秘密的原子城。汉福德地区后来又建成了3座大型核反应堆,曾有6万人在这座原子城中工作。

任用奥本海默

为了能装配成原子弹,1943年,美国在西部新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯建立了实验室。在实验室建立之初,一些人对奥本海默担任负责人很不以为然。主要的反对意见是,奥本海默缺乏领导一个大型实验室的经验,更何况他的头上并没有诺贝尔奖的光环。最后,“曼哈顿工程”总负责人格罗夫斯力排众议,坚持推荐奥本海默。这样,在1943年7月,不惑之年的奥本海默被任命为洛斯阿拉莫斯实验室主任。

奥本海默是一位著名的理论物理学家。他因与丹麦物理学家玻尔发明了处理分子的“奥本海默-玻尔方法”而闻名。1941年10月,物理学家康普顿组织了一个原子武器研讨会,奥本海默在会上提出了制造一枚原子弹所需要的铀-235的量。1942年秋,奥本海默向格罗夫斯建议,把美国、英国和加拿大的原子物理学家集中起来,加强协作,使理论研究、实验研究及工程技术的开发结合起来。这样,科学家的作用将会极大地发挥出来,并且还有利于保密。奥本海默的这个建议得到格罗夫斯的支持,并且最终促成了洛斯阿拉莫斯实验室的建立。

实验室建立后,临时从4所大学调来4台粒子加速器,后来又新建了3台粒子加速器、2座小型核反应堆。在奥本海默的领导下,科学家的才能被充分调动起来,特别是英国物理学家把钚装料原子弹的内爆原理解决之后,使原子弹的最后装配取得了突破。在克服了理论、方法、材料以及技术工艺上的种种难题后,到1945年7月,他们造出了3颗原子弹。一颗原子弹的核装料是铀-235,被称为“小男孩”,另外两颗原子弹的核装料是钚-239,被称为“胖子”。奥本海默认为,铀装料的原子弹似乎没有什么问题,可以不经过试爆就投入实战,只是它的威力有多大,尚无把握。对于钚装料的原子弹,能否投入实战是需要试爆的,因为它的内爆原理比较复杂,需要安排试爆。为此,奥本海默将这次试爆命名为“三位一体”。他们还找到一块试验场地,由于这个地方极度缺水,因而被称为“死亡地带”。

未来的爆炸点也正在施工,主要任务是在混凝土的基座上竖起一座高达30多米的铁塔。由于要把原子弹安放在塔顶,所以塔中安装了一台价值2万美元的电动绞车。不过,爆炸试验前的工作并不顺利,主要是一些设备没能按时送达。为此,相关负责人把原定于1945年7月6日的试爆时间推至7月16日。

“曼哈顿工程”大功告成

试爆时间定于7月16日凌晨4时,然而凌晨2时暴风雨突然降临,这使在场的人们顿时紧张起来。引爆的时间不得不推迟了。不多时,气象人员报告,暴风雨将在5时30分消失。相关负责人便把引爆时间推迟到5时30分,并开启倒计时器。

5时30分,只见一个巨大的火球腾空而起,亮如白昼已经无法形容当时的景象。随之而来的是一声巨响,据说,在370千米之外的人也能听到。大地的震动异常剧烈,就像引发了一场震级为10级的地震。不久,在试验场上空出现“蘑菇云”,高达万米。“永远不可能从记忆中抹去这丑恶狰狞的一幕”,“养在深闺人不识”的原子弹今天“一举成名天下知”……现场人员的脑海中都对原子弹的爆炸留下了难以磨灭的印象。

奥本海默还想起古印度圣诗“勃哈加瓦基达”,他不禁吟诵起:“漫天奇光异彩,有如圣灵逞威;只有一千个太阳,才能与其争辉。”当看到冉冉升起的蘑菇云,他又接续上这首诗中的另两句:“我是死神,是世界的毁灭者!”

在原子弹爆炸的当天,身穿防护衣的科学家乘坐密封的坦克进入了现场。科学家通过潜望镜看不到原来耸立的高塔和绞车,只看到那个基座的残骸。原来铺好的柏油路地面已与底下的沙土熔为一体了,呈现着翡翠般的样子,碧绿透明。他们用坦克的机械手舀起一些碎片。后经人们对这些碎片进行放射性分析,确定了这颗原子弹的爆炸当量相当于1.86万吨的梯恩梯炸药,与科学家拉比的估计非常接近。

在和平时期,一个科学家是属于全世界的,但在战争时期,他却属于他的祖国。当科学家遇上战争,科学家不用像士兵一样冲锋陷阵,但是他们也会为战争做出特殊的贡献。也许,参加“曼哈顿工程”的科学家就是这样一群做出特殊贡献的人士,他们完成了自己的科学任务,但却无法决定这些科学成果的最终命运。人们期待用原子弹结束战争,然而却很难想象和平代价到底有多么昂贵。

(摘自《百科知识》2015年第7期A )

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