Лесли Гровс - Теперь об этом можно рассказать; История Манхэттенского проекта
К моменту начала проектирования завода в Ханфорде мы умели отделять плутоний от урана лишь в микроскопических количествах и только лабораторными методами. Единого мнения о том, какой способ наиболее пригоден для этого, не было. Еще меньшая ясность была в отношении необходимого оборудования. Тем не менее, работа над проектом завода не останавливалась.
Проектирование, приобретение материалов и строительство должны были вестись одновременно с разработкой процесса выделения и его усовершенствованием по ходу накопления знаний. Главная задача заключалась в получении достаточного количества облученного урана, нужного для разработки технологии его обработки. Причем завод в Ханфорде должен был быть в основном построен до получения результатов в Клинтоне.
В компании "Дюпон" все работы по плутонию были поручены специальной секции отдела взрывчатых веществ, возглавляемой Р. Уильямсом. Инженерному отделу компании было поручено выполнять все заказы этой секции.
Информация об исследованиях, ведущихся в Чикаго, передавалась компании "Дюпон" по различным каналам. Сотрудники компании часто приезжали в Чикаго и Клинтон для обсуждения проектов и получения подробных данных. В Чикаго и Клинтоне постоянно находилось несколько сотрудников компании "Дюпон", осуществлявших постоянную связь ученых с практиками. Каждая существенная деталь установки должна была получить одобрение сотрудников Комптона. В дополнение к обычному окончательному утверждению руководством округа чертежи, имевшие отношение к самому процессу, предварительно одобрялись Чикагской лабораторией.
Соображения секретности накладывали специальные условия на обращение с чертежами, отчетами и всякой другой документацией, которой обменивались наши учреждения. Поэтому приходилось прилагать большие усилия, чтобы избежать всевозможных административных задержек. Для ускорения строительства чертежи расчленялись таким образом, чтобы по ним нельзя было установить общее назначение сооружения. Благодаря этому удавалось избежать засекречивания многих чертежей, что было особенно важно при их использовании субподрядными фирмами и персоналом на строительной площадке.
Еще до привлечения компании "Дюпон" Чикагская лаборатория начала разрабатывать черновой проект реактора, охлаждаемого гелием, мощностью во много раз меньшей, чем мощность основных реакторов. Детальный отчет об этом проекте был передан впоследствии компании, которая продолжала его разрабатывать в течение декабря 1942 г. и января 1943 г. Одновременно инженеры компании начали интенсивно изучать сравнительные преимущества гелиевой и водяной систем теплосъема для реакторов.
К февралю 1943 г. нам пришлось окончательно расстаться с планами использования гелия в реакторах, поскольку всем стало ясно, что, хотя теоретически эта система и была более совершенной, она сулила нам множество практических неудобств, связанных с очисткой больших количеств радиоактивного газа. Главным аргументом при этом была трудность осуществления и эксплуатации герметичного корпуса реактора. Большие неприятности сулила также проблема перегрузки такого реактора под давлением. Как только стало ясно, что водяную систему охлаждения будет проще и дешевле изготовить, все работы по освоению гелиевого метода были остановлены.
В период выбора площадки в Ханфорде мы считали, что отвод тепла будет осуществляться гелием, но не упускали из виду и вероятность использования водяного охлаждения, поэтому выбирали площадку с учетом этой возможности. Впоследствии, когда стали ясны преимущества водяной системы охлаждения, обнаружилось, что при этом, кроме больших резервов холодной воды, важна и ее чистота. К счастью, вода Колумбии содержала растворенные соли в количествах даже меньших, чем требовалось, что значительно облегчило ее использование.
Однако вплоть до запуска первого реактора существовали опасения, что для успешной работы реактора чистота охлаждающей воды должна быть почти такой, как дистиллированной. Чтобы гарантировать работоспособность хотя бы одного реактора, если эти опасения оправдаются, пришлось предусмотреть строительство крупной установки для деионизации воды.
Однажды вечером в Ханфорде я обсуждал целесообразность такого строительства с сотрудником компании "Дюпон" Ридом, когда в комнату вошел доктор Хилберри. Я тотчас же поинтересовался его мнением по этому вопросу.
-- Установка для деионизации воды, -- ответил он, -- вероятно, не понадобится, однако если она все же будет нужна, то ее отсутствие сорвет все наши планы. Я повернулся к Риду:
-- Начинайте строить.
-- Во сколько может обойтись это строительство? -- спросил Хилберри.
-- Около восьми миллионов долларов.
-- Слава богу, что я не знал этого, когда высказывал свое мнение.
Подобный способ оперативного решения проблем применялся мной, конечно, не всегда. Обычно ему предшествовали настолько тщательные исследования, насколько это допускалось отпущенным временем. Тем не менее, зачастую приходилось принимать решения, когда неизвестных факторов было намного больше, чем известных. Мы построили только одну деионизационную установку, и, к счастью, ее не пришлось использовать.
Мы рассчитывали, что в воде после ее прохождения через систему охлаждения реактора будут содержаться радиоактивные вещества со сравнительно коротким периодом полураспада. По проекту предполагалось направлять эту воду сначала в бассейн для выдерживания. Эта мера была предпринята, чтобы исключить вредное влияние радиоактивности на рыбу в реке. Мы были уверены, что после перемешивания в реке эта вода будет совершенно безвредна для населения, живущего вниз по течению.
Вскоре после выбора площадки я беседовал с Робинсом, инженером, строившим рыбопроводы на гидроэлектростанции в Бонневиле, и рассказал ему, какие меры мы принимаем, чтобы защитить лососей. Долго после беседы с ним я вспоминал его слова: "Каковы бы ни были ваши достижения, вы навлечете на себя вечное проклятие всего Северо-Запада, если повредите хотя бы одну чешуйку на одном лососе". К счастью, нам удалось этого избежать.
Бетонные стены бассейна выступали над землей на высоту, необходимую для защиты от радиации всякого приблизившегося к ним. Чтобы избежать возникновения турбулентности в течении реки, сбросные трубы были направлены под углом, поэтому поток был сходящимся. Скорость воды в трубах была выбрана около 30 километров в час, чтобы рыба не могла заплыть в бассейн. При этом все сбросные воды непрерывно проверяли на радиоактивность.
Конструкция реакторов определялась четырьмя важнейшими факторами. Во-первых, опасностью для окружающих, возникающей из-за утечки радиоактивных газов в результате механических повреждений или дефектов конструкции; во-вторых, критической величиной выделяющегося тепла в реакторе, которое может превысить нормальные пределы, скажем, из-за колебаний в подаче воды; в-третьих, качеством конструкционных материалов самого реактора, обусловливающих требования, предъявляемые к качеству охлаждающей воды, и, в-четвертых, совершенно неизученным тогда влиянием длительного нейтронного облучения на прочность конструкционных материалов.
Для максимального выхода плутония облучение урана в реакторе должно продолжаться несколько месяцев, лишь после этого можно начинать его отделение от невыгоревшего урана и продуктов деления.
Рабочая зона реактора состояла из тщательно обработанных блоков графита высокой чистоты, в которые были заделаны алюминиевые трубы, загруженные ураном в виде небольших цилиндров или брусков. Реактор охлаждался водой, поэтому нас крайне беспокоила проблема коррозии, так как мы знали, что выход из строя даже малой части труб будет означать остановку всего реактора.
Проект должен был удовлетворять трем главным требованиям: быть неуязвимым для известных или неизвестных источников опасности; обеспечивать надежность в работе и быстроту достижения запланированного уровня производства плутония. Трудности, возникавшие на нашем пути, не поддаются описанию -- ведь многие детали конструкций весом более 100 тонн нужно было собирать с точностью, соответствующей производству прецизионных механизмов. Лишь благодаря поддержке промышленных фирм компании "Дюпон" удалось преодолеть эти неслыханные трудности.
Теперь невозможно представить, сколь сложны были многие стоявшие перед нами задачи. Достаточно показателен пример с изготовлением алюминиевых труб. Чтобы разработать технологию их изготовления, крупнейшей фирме "Алуминиум компани оф Америка" потребовалось семь месяцев напряженных исследований.
Мы быстро и, как нам казалось, своевременно начали изучать технологию изготовления оболочек для урана. Однако исследования удалось завершить лишь за несколько месяцев до пуска первого реактора.
