返回第698章 揭秘曼哈顿计划!铀分离工厂!核反  1900:游走在欧洲的物理学霸首页

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“现在铀材料有了,核反应堆的原理也搞定了,可以开始设计和制造原子弹了。”

“但是这些工作总不能在大学内部进行吧。”

奥本海默想想也对,确实需要建造一个专门的实验室来研究。

1943年3月,美国新墨西哥州的一片沙漠中,洛斯阿拉莫斯实验室正式建成4。

格罗夫斯亲自到场坐镇,带领3000名全副武装的士兵保护实验室的安全。

洛斯阿拉莫斯实验室的保密性要求极高。

整个实验室位于山谷之中,与世隔绝,只有一条小路能够进出。

每个工厂和居住区都有代号,往来的任何邮件都要受到严格审查。

实验室内的每一个研究人员的祖上三代都被查了个底朝天。

哪怕是在此工作的普通工人,也要经过严格的筛选。

每个人只能了解自己职责范围内的一点事情,不知道自己到底在干什么,工作有什么意义。

有位工人曾回忆道:

“我的工作就是打开阀门。”

“当数字从0移动到100时,就要打开一次;当数字从100又回到0时,再打开另一个阀门。”

“一整天就过去了。”

“第二天继续如此。”

而且任何人不允许提问或者异议,否则直接被带走隔离审查。

格罗夫斯把这种严格的要求同样带到了橡树岭铀分离工厂。

比如气体扩散分离装置中,有一个关键器件叫滤镜。

当时有一大批女工专门负责加工滤镜的原材料。

奇怪的是,这些女工每个人一旦来了例假,就必须立即上报,绝对不能隐瞒。

例假期间的女工会被安排到另外的小组去工作,等结束后再回来。

女工们虽然很好奇,但没有谁敢问为什么,只能老老实实照做。

原来,女性在例假期间,排汗量会增多,所以手中的汗珠容易污染滤镜原材料,导致纯度不够。

这就是曼哈顿计划的保密性和严格性。

真实历史上,一共只有12个人了解曼哈顿计划的全貌。

甚至于连后来新上任的杜鲁门总统都不知道这个计划具体干什么。

加州大学校长看见奥本海默去了那里,还以为对方在研究“死光”武器呢。

总之,铀分离工厂、芝加哥一号堆等这些都是前置工作。

最终的目的就是要在洛斯阿拉莫斯实验室设计和制造原子弹。

奥本海默成为实验室主任。

cp-1也从芝加哥转移到实验室,并且被重新改进优化为cp-2,满足实验所需。

刚开始,奥本海默信心十足,霸气地说道:

“我只需要6名物理学家和100多名技术工程师,就能造出原子弹。”

然而,原子弹的难度还是超越了他的想象。

很快,研究团队就超过了1000人,当时美国几乎所有物理学家都参与进来了。

实验室中最重要最核心的就是理论部,费曼、费米、玻尔、泰勒、冯·诺依曼等大佬都在这里。

该部门负责研究和计算原子弹的爆炸原理,部门主任为37岁的贝特。

贝特是索末菲的博士生,因为犹太血统被迫从德国逃到美国。

他在量子力学、核物理、粒子物理、天体物理领域都有突破性贡献,获得1967年的物理诺奖。(非常牛逼的一个人,但是他的牛逼不好写,过于专业)

理论部的第一项任务,就是计算铀235的临界质量。

所谓的临界质量,就是指能维持链式反应所需的最小裂变材料的质量。

因为如果铀的质量很小,意味着体积也很小,那么中子就很容易穿透材料,跑到外面去,导致裂变停止。

因此,原子弹内的铀材料质量必须超过临界质量。

此外,铀材料的形状、纯度等性质,都会影响临界质量的数值。

而要想做成原子弹,铀材料肯定会经过各种结构设计,因此临界质量也会发生轻微的变化。

所以,理论部的物理学家们就计算了一种最简单的情况:完美球形铀材料。

海森堡当时凭借自己一己之力算错了。

但是理论部有十几位超级大佬,几十位大佬,算错的可能性为零。

最后得出结果为50公斤。

就算因为最后的结构设计不同,导致临界质量变化,也不过是增减几公斤而已。

看到这个结果,奥本海默等人顿时心凉了半截。

根据橡树岭铀分离工厂传来的数据,三年之内,他们只能提纯70多公斤的铀235。

换言之,铀材料只够制造出一枚原子弹!

那还怎么试爆呢?

不试又怎么能确定理论和设计正确呢?

万一投了一个哑弹,那估计会被樱族给笑死。

就在众人一筹莫展、焦头烂额之际,西博格(不是西拉德哈)忽然想到自己曾创造的94号元素钚。

“钚239同样能发生核裂变。”

“为何不用它试试?”

众人大喜。

经过计算,钚239的临界质量只有区区5公斤。

而且制造钚239的工艺很成熟,所用的原材料正是之前铀分离工厂不需要的铀238。

中子照射铀238即可得到钚239。

很快,西博格按照费米的经验,带领团队制造出钚反应堆,验证了钚链式反应的机理。

接着,美国政府大笔一挥,耗资3.9亿美元,在华盛顿州汉福特城又建造了一个钚239制造工厂6。

顺便提一下,后来橡树岭铀分离工厂也开始提纯钚239。

根据汉福特城工厂的进度反馈,钚239的量足够制造出2枚原子弹的。

至此,奥本海默等人终于放下心来。

紧接着,理论部要攻克第二项任务,也是最关键的任务:

“原子弹的结构到底怎么设计?”

如果不考虑任何因素,左手拿一块30公斤的铀235,右手也拿一块30公斤的铀235。

双手只要一合并,核链式反应就启动了。(因为空气中也存在游离中子,可能引发核反应。)

这种方式估计是恐怖分子最爱。

但是要想制造成原子弹这种可控的武器,那么要考虑的东西就复杂了。

随着大佬们的深入研究和计算,这时,出现了两种截然不同的设计方法。

奥本海默思考后,大手一挥:

“理论部划分为两个小组,同时研究这两种设计原理!”

(本章完)

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