Стефан Груев
Проектът „Манхатън“ (26) (Неразказаната история за атомната бомба и нейните създатели)

22.

Когато влакът пристигна във Вашингтон, вече минаваше 10 ч вечерта, но указанията на генерал Гроувс бяха категорични.

— Ще ми се обадите веднага, щом пристигнете, независимо в колко часа — беше казал той на полковник Франклин Матайъс, когато го изпращаше предишния ден в Уилмингтън. Задачата му беше доста неопределена. Гроувс го беше помолил да присъства на едно съвещание в „Дюпон“, да слуша внимателно и да му докладва, като се върне.

Запасният офицер на активна служба Матайъс беше прекарал целия 14 декември 1943 г. да слуша странните и неразбираеми приказки на учените от Чикаго и инженерите от „Дюпон“. Той разбра много малко от това, за което се говореше — плутоний, неутрони, реактори — все думи, които не беше чувал преди това. Все пак успя да схване, че участниците в съвещанието се опитват да уточнят изискванията за един завод — например източници на вода, енергия, железопътна връзка и разстояние до други градове.

Матайъс влезе в една телефонна кабина на гарата и се обади на Гроувс. Генералът беше още в кабинета си.

— Чакайте на гарата — му нареди той. — Ще ви взема оттам.

„Малко странно — помисли си Матайъс, — генерал да си прави труд да посреща по-младши офицер на гарата.“ Но доста от нещата, които правеше Гроувс, изглеждаха необикновени.

Няколко месеца преди това, когато Матайъс работеше по зданието на Пентагона, генералът му беше възложил да направи описание на външния вид на газово-дифузионен завод въз основа на един тайнствен научен доклад. Гроувс му беше обяснил, че описанието е нужно на Военновъздушните сили, които търсят подобен завод в Германия. По-късно Матайъс беше помолен да прегледа един доклад за избор на заводска площадка, означена като Лос Аламос, отново без да му се обясни за какво производство става дума. И в двата случая Гроувс беше останал доволен от работата на Матайъс, въпреки че не обичаше да изказва похвали.

Матайъс беше енергичен тридесетгодишен мъж, израснал в една ферма в Уисконсин. С много труд успял да следва в колеж и да получи диплом на инженер по хидравлика. Приятелите му го наричаха Фриц. Този прякор му бил лепнат от един негов вуйчо още от детските години, по време на Първата световна война. В онези дни прякорът бил обиден и докарвал момчето до плач.

Генералът пристигна с колата си на гарата и Матайъс се качи до него.

— Кажете ми какво стана — попита Гроувс, докато караше.

— На съвещанието бяха полковник Никълс, група учени, водени от Артър Комптън, и няколко души от „Дюпон“. А това, за което си говореха, ми заприлича на фантастичен роман от Бък Роджърс, сър! — Матайъс описа, доколкото можа, разговорите на съвещанието, и изброи изискванията за заводската площадка.

Гроувс каза замислено:

— Добре, утре сутринта се обаждате на Гилбърт Чърч и Ал Хол — двамата инженери от „Дюпон“, които са присъствали днес — и започвате да търсите площадка за този завод.

— Утре?

— Да, утре сутринта. Поговорете с генерал Робинс и с нашите специалисти по електрозахранване. Намерете къде в САЩ има едновременно вода, електроенергия и мястото да е изолирано. Според мен, такова място трябва да се търси в Далечния запад, по бреговете на река Колумбия.

Колата спря пред къщата на Матайъс и там през тази студена декемврийска нощ той чу за първи път за секретния проект.

На другия ден подполковник Франклин Матайъс беше прехвърлен в отдел „Манхатън“, а следващата вечер инженерите на „Дюпон“ Чърч и Хол заминаха със самолет за Спокейн, щата Вашингтон. Матайъс трябваше да ги последва по-късно. Времето беше лошо и вместо да кацнат в Спокейн, където ги чакаше офицер по нареждане на дивизионния инженер Ричард Парк, те се приземиха в Сиатъл и още същата нощ се наложи да се върнат с влак до Спокейн.

Гроувс беше дал нареждане на всички инженери от Отдела да оказват помощ, без да им обяснява защо толкова спешно трябва да се намери заводската площадка. Капитан Джордж Хопкинс от инженерните части, който посрещна Чърч и Хол в Спокейн, познаваше района като джоба си и в продължение на две седмици им показа всичките възможни места. Те бяха избрани от местните представители на инженерните войски и се намираха в Орегон, Калифорния и Вашингтон. При обиколките инженерите от „Дюпон“ бяха представяни като волнонаемни служители на армията.

Матайъс видя за първи път селцето Ханфорд, когато летеше на юг с един военен самолет. Чърч и Хол го бяха посетили при пътуването им към Якима — мястото беше третото в техния списък. Когато тримата се събраха по-късно във военновъздушната база „Ел Паско“, веднага постигнаха съгласие — Ханфорд беше идеалният участък за заводска площадка.

Малкото селце се състоеше от 30 — 40 къщи с черква и училище. То се намираше на западния бряг на река Колумбия в центъра на обширен пустинен район, обрасъл с див пелин и покрит с пясъци. Мястото бе близо до два големи енергийни центъра — Боунвил и хидроцентралата „Гранд Куули“. Климатът беше прекрасен — в тази част на щата Вашингтон вали рядко, но пълноводната река Колумбия е прохладна и чиста. В долината живееха много малко хора — само няколко фермери край реката. Те бяха ветерани от Първата световна война, получили земя от правителството, и се бореха с бедността, като обработваха напояваните градини край реката.

Матайъс, Чърч и Хол пристигнаха същата нощ в Портланд и се обадиха на генерал Гроувс във Вашингтон. Матайъс беше много възбуден.

— Намерихме го — обяви той въодушевено на Гроувс. — Няма нужда да търсим други площадки.

Гроувс настоя да огледат и другите места, включени в списъка им.

— Трябва поне да ги видите — каза той, — за да не приказват после. Някои учени настояват да разположим завода край езерото Съпериър, защото водата там била много студена. Белята е, че на това място не може да се строи през зимата. Нали знаете, повечето учени не разбират нищо извън своята област.

Тройката продължи обиколката, след което се върна във Вашингтон. Окончателният доклад, представен на Гроувс на 1 януари 1943 г., беше категоричен — най-добрата площадка за строежа на завода се намира в Ханфорд, щата Вашингтон. След няколко дни заключението на доклада беше потвърдено, а след две седмици самият Гроувс замина да огледа мястото. То му хареса, но все пак забеляза един недостатък единствената железопътна връзка беше една рядко използвана теснолинейка, отклоняваща се от главната линия Чикаго — Милуоки — Сейнт Пол.

Когато колата му наближи железопътния прелез, той чу далечна локомотивна свирка.

— По-добре да спрем и да почакаме — каза Гроувс на шофьора. — Не мога да си представя нещо по-глупаво от това да ни блъсне влак, който минава само два пъти седмично в тази пустиня.

Гроувс се обади веднага във Вашингтон, за да предприемат необходимите операции по придобиване на собственост върху терена. Щом се върна във Вашингтон, той извика Матайъс в кабинета си.

— Започваме строителство — каза той бодро. — Трябва да намерим някой да ръководи работата на място. Началникът на Инженерната служба ми обеща да ми предостави всеки офицер, който си избера. Огледайте се и ми препоръчайте някого.

Матайъс се готвеше да напусне кабинета на Гроувс, но генералът го спря.

— Ако не можете да изберете подходящ кандидат, помислете дали не бихте се заел с тази работа.

Матайъс се обърна.

— Генерале, не мога да ви препоръчам никого.

Отговорът на Гроувс също беше бърз.

— Тогава поемайте работата!

Същия ден подполковник Франклин Матайъс беше назначен за районен инженер на проекта „Ханфорд“. Когато го попитаха защо точно Матайъс е избран за тази длъжност, Гроувс отговори без колебание:

— Много просто. Ако, не дай си боже, стане катастрофа, има само един човек, който ще запази самообладание и ще евакуира хората — Матайъс.

Подполковникът си мислеше, че Гроувс въобще не го забелязва. Той не подозираше, че той го е наблюдавал от месеци и е проучвал реакциите му при различни случаи. Едва години след края на войната той научи колко високо мнение е имал за него генералът.

Когато беше дадена заповед да се започне строежът на Ханфордския завод, проектирането на атомните реактори се намираше все още в началната фаза. Наистина, успехът на малкия реактор в Чикаго, построен от Ферми, потвърди теорията, но построяването на голяма индустриална инсталация беше съвсем друго нещо. Редица научни въпроси все още бяха нерешени. Например ще продължават ли да се умножават неутроните в реактора или броят им ще намалява, докато реакцията затихне? В досегашните си опити учените бяха направили всичко възможно, за да разберат това, но използваните уреди бяха с малки мащаби и не даваха еднозначен отговор. Физиците се придвижваха напред, разчитайки на вярата си, че „всичко ще бъде наред“.

Предстоеше тепърва да се решат огромни проблеми и да се преодолеят неподозирани препятствия. След като преглътнаха първоначалната обида от поверяването на строежа и експлоатацията на плутониевия проект на „Дюпон“, чикагските учени постепенно се примириха с мисълта, че ролята на инженерите ще бъде поне толкова важна, колкото и тяхната. Напрежението между Чикаго и Уилмингтън изчезна и „докторите“ от Металургичната лаборатория на Артър Комптън заработиха в тясно сътрудничество с „Отдел TNX“ на „Дюпон“, ръководен от Роджър Уилямс.

В Чикаго проектирането на реактора се извършваше под ръководството на Ферми и Уигнър. Ключовата роля в проучванията върху методите за пречистване се изпълняваше от откривателя на плутония Глен Сийбърг. Вечно пълният с идеи Лео Зилард пое функцията на „научна щръклица“, като обикаляше неуморно лабораториите, задаваше въпроси, прекъсваше работата и правеше блестящи предложения. В Уилмингтън Роджър Уилямс постави начело на производствената организация на проекта Ар. Ем. (Монти) Евънс, а Техническият отдел се ръководеше съвместно от бившия член на Ревизионния комитет Крауфорд Грийнуолт и от Джордж Грейвс. Друг член на ревизионния комитет, темпераментният самоук инженер Том Гари, предостави на Фред Пардий цяла нова група от своя Проектантски отдел, посветена изцяло на атомните реактори.

Половината от площта на 13-я етаж в „Немур Билдинг“ в Уилмингтън по нареждане на службата за сигурност беше изолирана и поставена под строг режим на секретност. Проектантският отдел изхождаше от принципите и спецификациите, дадени от групата на Уигнър, и се опитваше да ги приложи към промишлените мащаби. С увеличаването на проблемите и трудностите групата на Пардий нарасна до 400 инженери и чертожници. Те не знаеха каква е крайната цел на работата им (въпреки че някои се досещаха), а и не бяха склонни да обсъждат този въпрос помежду си. Всеки от тях имаше право да знае само за своята част от проекта. Шефът на отдела, тридесет и шест годишният инженер-химик Фред Пардий, беше чувал за плутониевия проект, но нямаше представа какво се правеше в Лос Аламос или в Оук Ридж.

На вратите на всички чертожни зали имаше табелки „Влизането е забранено“. Между работещите в „Дюпон“ се носеше мълва, че на тринадесетия етаж се създава някакъв нов вид найлон, подобен на току-що пуснатия от компанията продукт на пазара.

Гроувс беше казал на Том Гари:

— Искам мерките за сигурност да се прилагат спрямо всички!

— Генерале, знам ги тези работи от 1917 г., когато вие още сте бил в „Уест Пойнт“! — отвърна му нетърпеливо Гари. — Не ми обяснявайте какво е секретност.

Гроувс се усмихна и промени темата. Няколко месеца по-късно той се втурна веднъж в кабинета на Гари и се оплака:

— Не ме пускат в чертожната зала!

— Имате ли пропуск? — попита Гари дяволито.

— Не, остана в другата ми униформа.

— В такъв случай, генерале, не можете да влезете. Вие сам заповядахте да не пускаме никого без пропуск.

Гроувс се намръщи, но след малко прихна да се смее. Той много добре се разбираше с Гари — прям и откровен човек като самия него.

Всички контакти между проектантския отдел на „Дюпон“ и чикагските учени се осъществяваха от Крауфорд Грийнуолт. Ферми и Уигнър бяха посетили Уилмингтън само няколко пъти, но непрекъснато си разменяха информация с инженерите на „Дюпон“ чрез Грийнуолт, който действаше като връзка. Негово задължение бе да приема информацията от учените и да я „превежда“ на разбираем от инженерите език. Той участваше винаги при вземане на решения от „Дюпон“ и въпреки че живееше в Уилмингтън, прекарваше половината от седмицата в Чикаго.

Учените трудно проумяваха някои от действията на „Дюпон“, например, когато компанията реши, без да го провери на пилотна инсталация, да избере един от няколкото възможни методи за пречистване. В „Дюпон“ имаха голям опит и знаеха, че нямат време да разработват три или четири алтернативни метода, затова решиха да заложат на един от тях. Те се спряха на този, който им се виждаше най-работоспособен, и хвърлиха всичките си усилия в него, надявайки се, че изборът им е правилен. Това беше нагледен пример за решаване на труден проблем чрез поемане на добре пресметнат риск.

Учените имаха склонност да решават проблемите по коренно различен начин. Веднъж Ферми каза на Грийнуолт:

— Вървите по грешен път. Трябва най-напред да построите един реактор и ако той не заработи, ще се открие каква е причината. Тогава следващият реактор вече ще бъде работоспособен.

— Енрико — отговори Грийнуолт, — нямаме време за опити! Още първият реактор трябва да заработи — ако това въобще е възможно. При тези големи мащаби, с вложени милиони долари и липса на време, не можем да правим безкрайни опити.

Повечето недоразумения възникваха поради пълната липса на промишлен опит при учените. Светският и дипломатичен Грийнуолт винаги успяваше да укроти топката. Гроувс не се намесваше — той беше дал всички пълномощия на компанията и винаги я подкрепяше. Генералът беше разбрал, че нормалните процедури не могат да се спазват в този случай и напълно споделяше мнението на инженерите от „Дюпон“, че най-важното е да се върви бързо напред, дори ако лабораторните данни са все още недостатъчни.

Налагаше се спешно да се избере методът за охлаждане. При работата си реакторът отделя огромно количество топлина и би било немислимо да се работи по проектирането, без да е решен въпросът с охлаждането. Повечето учени предпочитаха използването на хелий като охлаждаща течност, но групата на Уигнър разработваше водна охладителна система. Неудобството се състоеше в това, че водата поглъща силно неутроните и може да забави или дори напълно да спре реакцията.

Изборът се затрудняваше, защото се налагаше да се извършат допълнителни инженерни работи, за да се разбере кой от методите е най-ефективен. Лео Зилард предложи течен бисмут за охлаждане, но идеята му нямаше много привърженици. Другият възможен вариант беше въздушното охлаждане, избрано за пилотния реактор, който се строеше в Оук Ридж.

През февруари 1943 г. започна строителството на графитен реактор с кодовото име Х–10. Юридически той принадлежеше на Чикагския университет, но строителният екип бе съставен почти изцяло от персонал на „Дюпон“. Строителството беше дълбоко засекретено и всички необходими материали се доставяха под кодови названия. На английски кодовата дума за урана беше „tuballoy“ (сплав за тръби) и местен шегобиец предложи торият да бъде наречен „Мирна Лой“^[1]. Уран–233, –235 и –238 бяха означени съответно като „23“, „25“ и „28“, а плутоний–239 стана „49“. Настъпи известно объркване, когато три високоволтови електропровода близо да строежа бяха отбелязани със знаци за допустимата височина на транспортните машини, носещи цифрите 23, 28 и 49 (височина във футове), а наблизо бе поставено и ограничение на максималната скорост с табелка 25 мили.

Реакторът Х–10 все още се строеше, когато от „Дюпон“ внезапно решиха да преминат към водно охлаждане и да разработят модела, предложен от групата на доктор Юджийн Уигнър. Това важно решение бе обявено от Грийнуолт след задълбочено проучване на всички методи. Работата върху хелиевото охлаждане спря и всички усилия се хвърлиха върху модела на Уигнър.

Плутониевият проект се осъществяваше по много странен начин — изследването и проектирането вървеше едновременно със строителството на промишления реактор и на пилотната инсталация. Х–10 беше завършен едва през ноември и данните, получени от него, не можаха да бъдат използвани за ханфордските реактори. Произведените малки количества плутоний обаче се оказаха много полезни за учените при изследователската им работа в Лос Аламос.

 

 

В началото на 1943 г. двадесет и три годишният инженер-химик Даниъл Фрийл, току-що завършил университета „Джонс Хопкинс“, имаше намерение да се жени. Той работеше за „Дюпон“ едва от пет месеца, когато внезапно му заповядаха още на следващия ден да замине за Чикаго.

— Разбрах, че ще се жените? — попита го Чарлс Купър, докато пътуваха във влака. Купър беше човекът за връзка на компанията с учените от Чикаго.

— Да, след няколко дни. Искам да си взема две седмици отпуска за медения месец.

Купър поклати глава.

— Съжалявам, но ще се наложи да поработите с мен в Чикаго. Можете да използвате почивния ден, за да се ожените.

Фрийл беше прекалено млад, за да възрази на новия си шеф. Щом пристигнаха в Чикаго, Купър го отведе в кабинета си.

— Имаме нужда от експерт по оптика — му каза той поверително. — Вие сте добър инженер-химик, така че ще се наложи да ви преквалифицираме на оптик.

Фрийл не виждаше никаква логика в това, но изслуша внимателно Купър, който му обясни проблема. Трябва да се намери начин операторите на реактора да наблюдават процеса през дебелите бетонни стени, без да се излагат на опасната радиоактивност. Те ще трябва да извършват и прости операции зад защитната стена — да отворят кран, да повдигнат някакъв предмет, да вземат разпилян по пода радиоактивен материал. Би било добре, ако може да се наблюдава плутоният в контейнерите и тръбите.

— Трябва да създадем уреди за наблюдение на отдалечените участъци на реактора, за да можем да контролираме изхвърлянето на радиоактивните продукти след обработката — обясни Купър. — Трябва да можем също да наблюдаваме пречистването и отделянето на плутония от другите материали при ядрената реакция. Ще трябва да направим и уреди, с които да виждаме какво става в тръбите и във водните резервоари.

— Но аз нищо не разбирам от оптика — възрази Фрийл.

— Нито пък аз — отговори Купър. — Но тук има един специалист по оптика, доктор Джордж Мънк, той ще ви научи.

Фрийл замина, за да се ожени в Балтимор, и след меден месец само от два дни се върна в Чикаго за ускорения курс по оптика. В продължение на няколко месеца той работеше усилено с доктор Мънк и слушаше лекциите по теория на реактора на Ферми, Уигнър, Зилард и Алвин Уайнбърг. Мънк и Фрийл преработиха някои съществуващи оптични уреди в специални инструменти за наблюдение. Оптичните компании бяха затрупани с военни поръчки и нямаха възможност да разработват изцяло нови системи, поради което се налагаше Мънк и Фрийл да изобретят нови уреди и да създадат нови методи. Когато дойде време да изпробват създадените от тях прибори, в реактора се случи нещо непредвидено — стъклото потъмня. За този неуспех Фрийл и Мънк нямаха никаква вина. Нито един оптик не беше работил дотогава при радиоактивни условия и те не можеха да знаят, че стъклото почернява при облъчване.

Най-сериозната трудност при построяването на реактора с водно охлаждане по проекта на Уигнър се оказа опаковането на радиоактивните отливки в алуминиеви тръби. Хилядите уранови пръчки бяха поставени в специално пробити отвори в графитните блокове и трябваше непрекъснато да се охлаждат. Водата течеше принудително в тесните цепнатини между урановите пръчки и дупките в графита, но не биваше да влиза в контакт с урана. Налагаше се урановите пръчки да се поставят в тънкостенни алуминиеви тръби, плътно прилягащи към тях, за да може топлината от реакцията лесно да се отдава на водата.

Ако пръчките не лягаха плътно в алуминиевите тръби, тънкият слой въздух би действал като изолатор и ще затруднява топлоотдаването. Следователно трябваше да се създаде плътна „металургична“ връзка между урана и алуминия, а евентуалната цепнатина между тях да се запълни с алуминиев припой. Другата възможност беше алуминиевата обвивка да се обработи с такава точност, че да прилегне към урановата пръчка без никакъв луфт.

Тези трудности започнаха да хвърлят съмнения върху приложимостта на водното охлаждане. Чист уран почти нямаше и свойствата на този метал бяха съвсем непознати. Металурзите не знаеха как да го обработват — те дори не познаваха плътността му^[2]. Не само че ще трябват тонове уран, но металът трябваше да бъде обработен с максимална точност.

Неуспешно бяха изпитани различни методи. Най-добра връзка между пръчката и опаковката се постигаше, когато в нея предварително се налее малко разтопен припой и след това пръчката се вкара със сила. Припоят изпълваше плътно свободното пространство и често изгонваше напълно въздуха от него. Понякога това не ставаше и въздушните мехурчета нарушаваха плътната връзка.

По това време другите големи трудности бяха преодолени и строежът на плутониевия град напредваше бързо. Но дори когато започна да пристига обслужващият персонал от „Дюпон“, възловият проблем с опаковането на урановите пръчки все още не беше решен. Типично за целия проект „Манхатън“ — работата вървеше с пълна скорост, независимо от нерешените проблеми, с надеждата, че някой ден, дори в последния момент, ще се намери изход.