Генри Смит - Атомная энергия для военных целей
ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ, ПОСТРОЙКА И ПРОИЗВОДСТВО С 1942 ПО 1945 г
ПРОИЗВОДСТВО ПЕРЕГОРОДОК10.26. Еще до 1942 г. были разработаны перегородки, которые казались удовлетворительными. Однако эти перегородки, предложенные Э. Т. Бутом, Г. К. Пэкстоном и К. Б. Слэйдом, никогда не применялись в производственных масштабах вследствие малой механической прочности и слабой устойчивости к коррозии. В 1942 г. под общим руководством Бута и Ф.Дж. Слэка совместно с различными учеными, в том числе Ф. К. Никсом (телефонные лаборатории Бэлла) были изготовлены перегородки различных типов. Одно время считались достаточно удовлетворительными для применения на производстве перегородки, построенные Э. О. Норрисом и Э. Адлером. Перегородки другого типа были разработаны на основе предложений нескольких работников Колумбийских лабораторий (ныне называемых лабораториями SAM), организации Келлекс, телефонных лабораторий Бэлла, фирм Bakelite Corporation, Houdaille-Hershey Corporation и др. Первые образцы перегородки типа, выбранного для общего применения на установке, были изготовлены К. А. Джонсоном (Келлекс), затем они были усовершенствованы под общим наблюдением X.С. Тэйлора. Вариант этой перегородки, предложенный лабораториями SAM, был заметно лучше других; теперь он применяется в большом количестве ступеней установки. В 1945 г. необходимо было уже не только удовлетворять минимальным требованиям, но добиваться улучшений, приводящих к большей производительности или большей экономичности эксплоатации.
10.27. В общем, история разработки перегородки напоминает автору историю проблемы защиты урановых блоков в проекте по плутонию. В обоих случаях методы широко испытывались, казалось бы, с удовлетворительными или почти удовлетворительными результатами; однако, и в том и в другом случае окончательное решение не было найдено до последней минуты, а затем принятый метод оказывался гораздо лучшим, чем предполагалось ранее.
НАСОСЫ И УПЛОТНЕНИЯ10.28. Первые работы по насосам проводились, главным образом, под руководством Г. А. Бурса (Колумбийский университет). Когда на сцене появилась Келлекс, в 1942 г., ее инженеры, особенно Дж. В. Ватс, Дж. С. Свиринген и О. К. Брюстер, заняли руководящее положение в разработке насосов и уплотнений. Необходимо помнить, что эти насосы должны работать при пониженном давлении, не должны допускать утечки, не корродировать и иметь насколько возможно малый объем. Было испытано много различных типов центробежных (газодувных) и поршневых насосов. В одном из разработанных типов насосов (для начальных ступеней) рабочее колесо приводится во вращение через муфту, содержащую уплотняющее приспособление совершенно нового, весьма остроумного типа. Другой тип центробежного насоса совершенно герметичен, его диск и ротор приводятся во вращение извне индукционным способом.
РАЗРАБОТКА РАЗЛИЧНЫХ ВОПРОСОВ10.29. Как и в случае проблемы плутония, так и здесь, было много вопросов относительно коррозии и т. п., подлежащих исследованию. Новые охлаждающие и смазочные вещества была разработаны А. Л. Хеном и его помощником Дж. Г. Кэйди, В. Т. Миллером с сотрудниками, Э. Т. Макби с помощниками и учеными различных фирм, в том числе Дюпон, Hooker Electrochemical Co. и Harshaw Chemical Co. Исследование и разработка этих веществ, а также определение потребности производства в этих и других химикатах, согласовывались Р. Розеном, сначала работавшим в ОСРД, затем перешедшим к Келлекс. Были разработаны методы предварительной обработки поверхностей для защиты против коррозии. Среди различных приборов, сконструированных или приспособленных для использования в Проекте, особого упоминания заслуживает масс-спектрограф. Проект много обязан помощи А. О. Нира (Миннезотский университет), который настолько усовершенствовал методы анализа изотопов с помощью масс-спектрографа, что они оказались чрезвычайно ценными для Проекта при анализах проб обогащенного урана. Масс-спектрографы также применялись для предварительного испытания вакуумных деталей на натекание и для определения загрязнений в рабочем газе.
ОПЫТНЫЕ УСТАНОВКИ10.30. Строго говоря, опытной установки не было, т. е. не была пущена в ход разделительная установка небольшого масштаба с такими же нагнетателями, перегородками, креплениями перегородок, охлаждением и т. п… какие должны были быть применены на основной установке. Такая установка не могла быть осуществлена потому, что до начала постройки самой промышленной установки нельзя было получить ряда необходимых. деталей. Строительство промышленной установки при таких условиях требовало предусмотрительности и смелости.
10.31. Однако, был осуществлен целый ряд так называемых вспомогательных установок, предназначенных для испытания различных частей или групп частей конечной установки. Вспомогательная установка #1 представляла собою 12-ступенчатую модель с перегородками, несколько похожими на перегородки, применяемые на заводе большого масштаба, но материал перегородки не был изготовлен в форме, принятой для промышленной установки, и насосы были использованы поршневые с сильфонным уплотнением, а не центробежные. Работа на этой установке в 1943 г. позволила испытать не только перегородки и общие системы разделения, но и дала сведения, касающиеся регулирующих клапанов, измерения давления, трубопровода и т. д. Установка #2 — расширенное издание установки #1, но только с 6 ступенями — была использована в конце 1943 и начале 1944 г., особенно для испытания приборов. Вспомогательная установка #3-a с центробежными насосами и глухими диффузорами была также предназначена главным образом для испытания приборов. Установка #3-b послужила опытной установкой для одной из секций промышленной установки.
УТВЕРЖДЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ УСТАНОВКИ10.32. В декабре 1942 г. фирма Келлог была уполномочена продолжать предварительное проектирование установки, а в январе 1943 г. была разрешена постройка завода.
МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ УСТАНОВКИ10.33. 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.
ДАТА НАЧАЛА ПОСТРОЙКИ10.36. 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.
ЭКСПЛОАТАЦИЯ10.37. 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.
