Лесли Гровс - Теперь об этом можно рассказать; История Манхэттенского проекта
От конструкции реакторов до охраны промысловых рыб состояния женской обуви -- таков диапазон вопросов, которыми приходилось заниматься в Ханфорде. Эти проблемы, конечно, были не одинаковы по важности, но все они были связаны со скорейшим достижением намеченной цели.
ГЛАВА ВОСЬМАЯ.
ОК-РИДЖ.
Другим центром по получению материалов для бомбы, кроме Ханфорда, был Ок-Ридж. Здесь были расположены все наши заводы, где ничтожные количества урана-235 отделялись от основного изотопа -- урана-238.
В принципе существовало несколько способов для осуществления этого процесса, однако пригодными с точки зрения наших планов оказались только два: электромагнитный газодиффузионный (методы жидкостной термодиффузии и центрифугирования еще не были разработаны). Строительство соответствующих заводов было утверждено в конце 1942 г., т. е. почти одновременно с началом строительства плутониевого завода в Ханфорде. В 1944 г. мы решили построить еще один термодиффузионный завод в Ок-Ридже.
Подробная история заводов в Ок-Ридже и тех исследований, в результате которых они были созданы, заняла бы несколько томов. Я постараюсь нарисовать лишь общую картинy этого гигантского комбината, известного в те времена под названием Клинтонского инженерного завода, и рассказать об основных трудностях на пути к получению делящихся материалов для бомбы, способной положить конец войне.
Сначала мы решили, что отдельные урановые заводы в Ок-Ридже нужно располагать как можно дальше один от другого, ибо если один из них постигнет катастрофа, другие не пострадают от взрыва или загрязнения. Поэтому электромагнитный и газодиффузионный заводы были расположены в лощинах на расстоянии 27 километров друг от друга. Позднее, однако, когда строился термодиффузионный завод, мы пренебрегли этими соображениями и построили его в непосредственной близости от парогенерирующей станции газодиффузионного завода, чтобы использовать пар максимально высокой температуры.
Электромагнитный завод (его условное название Y-12) занимал площадь около 330 гектаров в юго-восточной части запретного района, недалеко от Ок-Риджа. По количеству рабочих этот завод был самым большим в комбинате. Его строительство было начато (в феврале 1943 г.) и закончено (первая очередь в ноябре 1943 г.) раньше других. В течение года он был единственным действующим заводом, а до 31 декабря 1946 г. оставался единственным, где получали готовый продукт -- полностью обогащенный уран, т. е. такой, какой необходим для бомбы.
Электромагнитный процесс был важнейшим звеном Манхэттенского проекта. Назначение процесса состояло в выделении урана-235 из природного урана в количествах и концентрации, достаточных для создания оружия. По своему существу это больше физический, чем химический, процесс, хотя в приготовлении материала химия играла большую роль. В принципе идея метода основана на том факте, что более тяжелый ион описывает в магнитном поле дугу большего радиуса, чем менее тяжелый. Таким путем можно разделить различные изотопы одного элемента.
Чтобы реализовать этот способ в крупных масштабах, пришлось провести колоссальные физические и химические исследования и, кроме того, выполнить множество исследований в сопряженных областях науки, таких, как металлургия, биология и медицина. Мы должны были спроектировать, построить и наладить эксплуатацию громадного завода с оборудованием невероятной сложности, не располагая при этом опытом полупромышленного характера. Идея создания полупромышленной установки из-за недостатка времени была оставлена с самого начала. По этой же причине исследования, проектирование и строительство велись почти одновременно и не могли основываться на каком-либо опыте.
Мы никогда не решились бы на столь рискованный эксперимент, если бы не глубочайшее доверие, которое мы испытывали к способностям и энергии Э. Лоуренса. Еще в самом начале атомных работ Лоуренс убедился, что электромагнитное разделение осуществимо, однако его оптимизм мало кто разделял. Этот метод требовал использования огромного количества исключительно сложных, еще не разработанных устройств, связанных с высокими напряжениями, высоким вакуумом и сильными магнитными полями. Для крупномасштабного производства этот метод казался почти неприемлемым. Дж. Фелбек, руководивший разработкой газодиффузионного процесса по заданию фирмы "Юнион карбайд", однажды сказал, что электромагнитное разделение напоминает ему поиски иголки в стоге сена человеком в боксерских перчатках. Правда, для получения небольших количеств чистого урана-235 пригодность этого метода не вызывала сомнений. Мы все же воспользовались этим методом, ибо надеялись, что он обеспечит нам получение необходимого продукта в больших количествах.
Дальнейшие события подтвердили правильность нашего решения. Только благодаря ему мы смогли получить первые образцы урана-235 для экспериментов в Лос-Аламосе и несколько позднее для бомбы, сброшенной на Хиросиму. Без этого урана мы запоздали бы и с изготовлением плутониевой бомбы.
Еще задолго до начала необходимых исследований и до разработки основного оборудования мы начали проектировать и строить здание завода. Строительство вела фирма "Стоун и Вебстер". За научную разработку процесса отвечала Радиационная лаборатория Калифорнийского университета, возглавляемая Лоуренсом, и, наконец, эксплуатацию завода мы поручили фирме "Истмэн-Кодак", филиал которой "Теннесси Истмэн" имел большой опыт в химических производствах.
Во всей стране было всего три фирмы, которым мы могли, по нашему мнению, доверить изготовление электротехнического оборудования завода. Чтобы не перегружать каждую из них, мы распределили заказы между ними: "Дженерал электрик" поручалось производство электросилового оборудования, "Эллис-Чалмерс" -- производство магнитов и "Вестингауз" -- производство вакуумных камер.
Создание и эксплуатация такого завода вызвали много новых инженерных проблем, поскольку лабораторные методы обработки граммовых количеств урана нужно было приспособить для обработки тонновых. Успешность операции зависела от согласованности работы ученых, конструкторов, инженеров, строителей и наладчиков. Все привлеченные фирмы имели в Беркли столько своих представителей, сколько им было необходимо. Около 50 ведущих специалистов было переброшено из Беркли в фирму "Теннесси Истмэн". Еще одна большая группа ученых и инженеров из этой лаборатории постоянно находилась в Ок-Ридже, оказывая помощь в установке и наладке оборудования.
Нам с самого начала было ясно, что масштабы и стоимость завода будут гигантскими. Первая очень приблизительная оценка расходов выразилась в сумме порядка 12--17 миллионов долларов. Скоро она увеличилась до 35 миллионов. Эти подсчеты относились, правда, к проекту завода, значительно меньшего, чем тот, который был окончательно построен. В своем первом докладе президенту Рузвельту в начале декабря 1942 г. Военно-политический комитет определил стоимость всего проекта в 400 миллионов долларов.
В то время мы считали, что на электромагнитный процесс из этой суммы придется порядка 100 миллионов. Все эти расчеты были лишь приблизительными, так как никто не имел ясного представления о производительности такого завода и его масштабах. Стоимость сооружения завода за вычетом стоимости необходимого нам серебра, взятого взаймы в государственном казначействе, на 31 декабря 1946 г. составила 304 миллиона долларов. На научные исследования было истрачено 20, на сооружение -- 6 и на эксплуатацию -- 204 миллиона долларов. Только стоимость электроэнергии составила около 10 миллионов долларов.
Приступая к строительству зданий, мы предполагали, что необходимую степень обогащения урана может обеспечить двухстадийный технологический процесс. Эти отдельные стадии процесса мы назвали альфа и бета-стадиями. На альфа-стадии исходным продуктом будет естественный уран. Однако степень получаемого здесь обогащения могла оказаться недостаточной для бомбы. Необходимого обогащения мы рассчитывали достичь на второй, бета-стадии. Первоначальная конструкция разделительной установки для альфа-стадии имела вид большого овала, состоящего из 96 магнитов и 96 приемных камер. Почти сразу кто-то из калифорнийских ученых придумал для нее название "рейстрек" (т. е. гоночный трек), которое за ней и закрепилось.
Разделительные установки для бета-стадии должны были работать на продукте, получаемом на альфа-стадии. Конструктивно они должны были напоминать альфа-установки, и поскольку не было твердой уверенности в том, что они нам будут необходимы, мы решили сначала построить установки для альфа-стадии.
В окончательном виде завод Y-12 состоял из пяти альфа-установок (каждая из девяти рейстреков), трех бета-установок с восьмью рейстреками по 36 магнитов, химических и других вспомогательных корпусов. Установки были огромные. Например, два здания для альфа-установок занимали площадь по 18 тысяч квадратных метров каждое; внутри они представляли собой сложнейший лабиринт из труб и другого оборудования. Большая часть оборудования превосходила по масштабам и точности изготовления все, что до сих пор когда-либо разрабатывалось. Многие узлы были созданы заново. Из-за трудностей в снабжении и кадрах, постоянной спешки и перегруженности фирм-поставщиков другими заказами все это уникальное оборудование изготовлялось в тяжелейших условиях.
