Лесли Гровс - Теперь об этом можно рассказать; История Манхэттенского проекта
Весьма серьезный вопрос, связанный с газодиффузионным заводом, возник, когда научный совет по технике безопасности предупредил нас о возможности случайного взрыва делящегося материала при скоплении его где-либо внутри системы. Этим опасениям было уделено самое пристальное внимание, хотя лично я сомневался в их оценке этой опасности. Меня поддержали Николе, Конэнт и Толмен. Совет, по нашему мнению, преувеличивал опасность. После обсуждения этого вопроса еще с Фелбеком и Кейтом мы решили игнорировать мнение совета.
Очистка оборудования перед его установкой имела решающее значение, поэтому мы стремились производить ее по нормам, принятым в хирургии. Она состояла в полном удалении с изделий грязи, жира, окиси, окалины и других посторонних примесей. Присутствие любой из них, даже в ничтожных количествах, могло привести к полному провалу всей программы.
Методы очистки были разработаны компанией "Крейслер". Каждый из этих методов был известен и раньше, но применение их всех в определенной комбинации и последовательности было совершенно необычным. В зависимости от типа деталей применялось до десяти операций очистки. Некоторые детали очищались на фабрике под наблюдением сотрудников филиала "Келлекс". Большую часть их, однако, надо было очищать непосредственно перед монтажом, и поэтому на заводе К-25 пришлось построить специальный цех очистки.
Наряду с тщательной очисткой деталей и узлов оборудования общие требования к чистоте при монтаже были столь строги, что поначалу они даже мешали темпам строительства. Все рабочие перед входом в соответствующие здания должны были переодеваться в чистую одежду. Первое время этому требованию должны были подчиняться все без исключения. Мы должны были подчиняться этому правилу, даже если просто выходили погулять на несколько минут.
Делалось все возможное, чтобы полностью избавиться от грязи и пыли. Для уборки помещений вместо метел и тряпок применяли пылесосы и мокрые губки. Однако в дальнейшем по мере накопления опыта строгость этих норм оказалось возможным несколько ослабить.
При составлении графика строительства мы наметили пять основных этапов:
1) сооружение одной секции в главном каскаде;
2) окончание сооружения целого производственного корпуса;
3) сдача в эксплуатацию значительной части всего завода, позволяющей получать слегка обогащенный материал (сроком для третьего этапа, принятым 1 января 1944 г., мы назначили 1 января следующего года);
4) окончание строительства остальных корпусов завода, что должно было обеспечить получение максимального количества урана-235 для его использования в первой бомбе;
5) окончание строительства всего завода и достижение его проектной мощности.
Получить слегка обогащенный уран к 1 января 1945 г. не удалось. Зато остальные намеченные задачи были выполнены точно в срок (в разгар строительных работ штат объекта К-25 составлял около 25 тысяч человек. Стоимость проектирования, конструкторских работ и оборудования на конец 1946 г. составила 253 миллиона долларов. Полная стоимость работ, выполненных по договорам, равнялась 275 миллионам долларов).
В том виде, в каком газодиффузионный процесс был осуществлен, он представлял полностью американское достижение. Англичанам были сообщены только некоторые общие его характеристики. Следует напомнить, что первые работы в этом направлении начались в Англии, хотя они и не вышли за пределы теории и лабораторных экспериментов.
Весной 1942 г. в США было проведено несколько предварительных конференций с участием представителей Англии Эйкерса, Саймона и Пайерлса, на которых обсуждались основные закономерности метода газовой диффузии и возможные типы производственных установок. Однако английская точка зрения на проект завода сильно отличалась от нашей, как и предлагаемые ими методы и оборудование. По этим причинам обсуждение не могло иметь для нас сколько-нибудь серьезного значения.
Осенью 1943 г. англичане прислали в США группу ученых и инженеров для ознакомления с нашими планами работ по газодиффузионному методу. Они пробыли у нас с сентября до конца 1943 г., изучив в деталях наши проекты, и не согласились с тем путем, который мы избрали. По мнению большинства наших специалистов, это объяснялось тем, что наш проект был основан не на их теоретических разработках. Проблема выбора материала для мембран обсуждалась с англичанами также во всех деталях, однако это не повлияло на наш выбор.
В декабре 1943 г. англичане предложили рассмотреть возможность осуществления кругового цикла, т. е. направления полученного продукта вновь в первую секцию каскада. Теоретически такое предложение выглядело очень привлекательно, так как оно позволяло существенно сократить число секций. Однако оно было связано с повышением требований к мембранам, которые к тому времени, несмотря на годы исследований, так и не были разработаны. Это предложение сильно усложняло конструкцию конвертора и эксплуатацию отдельных секций.
Я категорически возражал против любых серьезных изменений в проекте, ибо это задержало бы строительство завода.
Английская группа предложила также проект завода в виде каскада каскадов. По этому проекту завод должен состоять не из одного длинного каскада, а из нескольких частей, каждая из которых представляет отдельный каскад, определенным образом соединяющийся с соседними частями. Такая схема была слишком сложна и поэтому имела ряд недостатков. Американский вариант проекта казался нам вполне удовлетворительным. Мы, правда, изучили предложения англичан во всех деталях, чтобы убедиться в правильности нашего решения. Обсуждение с ними вопросов конструкции завода было особенно полезно для поисков способов регулирования и ликвидации нарушений в режиме эксплуатации завода.
Англичане вносили и другие предложения, но ни одно из них не было принято. Основная польза от этих предложений сводилась к стимулированию мышления и деятельности инженеров "Келлекса".
С февраля по май 1944 г. несколько ученых из английской группы оказали нам некоторую помощь в решении некоторых теоретических вопросов. Это были Пайерлс, Киртон, Скайрн и Фукс. Они жили в Нью-Йорке и пользовались правом разъезжать по всей стране.
Я уже упоминал, что первым процессом разделения урана, с которым я познакомился после моего назначения, был процесс жидкостной термодиффузии. Процесс происходит в колонне, представляющей собой длинную вертикальную трубу, охлаждаемую снаружи и содержащую внутри нагретый цилиндр. Эффект разделения изотопов в такой колонне обусловлен тем, что более легкая фракция накапливается у горячей поверхности внутреннего цилиндра и движется вверх вследствие закона конвекции.
С практической точки зрения этот метод не годился в качестве основного, поскольку он требовал громадного количества пара. По грубым минимальным подсчетам стоимость такого производства достигала сумм порядка двух миллиардов долларов, но и она не казалась мне достоверной. Я лично бы увеличил ее до трех миллиардов, если бы пришлось осуществлять этот процесс. Масштабы исследовательских работ, проведенных в этом направлении Абельсоном, хотя и на достаточном научном уровне, были весьма ограничены.
Он начал свои работы в Институте Карнеги в Вашингтоне и уже летом 1941 г. добился получения некоторого количества урана-235. Интерес военно-морского флота к его работам был связан с надеждой на получение нового источника энергии. Поэтому военно-морской флот сразу стал поддерживать его исследования сначала в Институте Карнеги, а затем предоставил ему возможность работать в своей исследовательской лаборатории. Здесь эти работы велись в течение ряда лет.
ОСРД, а впоследствии МЕД, внимательно следили за развитием работ Абельсона. Сам способ и результаты неоднократно обсуждались компетентными научными совещаниями. Никто из участников не был, однако, особенно восхищен возможностями этого метода.
Тем не менее, в июне 1944 г. Оппенгеймер высказал предположение, что метод термодиффузии было бы неплохо применить на первой стадии разделения для получения слегка обогащенного продукта, который затем использовать в качестве исходного материала на других заводах. Насколько мне известно, Оппенгеймер был первым, кто оценил преимущества такого приема. Я не колеблясь решил, что эта идея достойна того, чтобы испытать ее на практике.
Почему никто об этом не подумал раньше, я затрудняюсь сказать. Вероятно, это произошло потому, что, когда мы изучали метод термодиффузии, мы рассматривали его в качестве единственного, забывая о возможности комбинирования различных процессов. Подобный шаг был сделан позднее, когда мы решили ограничить степень обогащения продукта газодиффузионных заводов и использовать его как исходный материал для бета-стадии электромагнитного способа.
