Стефан Груев
Проектът „Манхатън“ (51) (Неразказаната история за атомната бомба и нейните създатели)

47.

През пролетта на 1944 г. въпреки някои много сериозни технологични успехи положението в Оук Ридж продължаваше да е критично — никакви количества U–235 не бяха още произведени.

Изключително скъпите електромагнитни инсталации като че ли се оказаха прекалено бавни, за да дадат навреме материал за бомбата. А другият процес, газовата дифузия, продължаваше да бъде спъван от липсата на подходяща бариера и докато този проблем не бъде решен, целият завод К–25 — най-големият в света — щеше да лежи в горите край Оук Ридж като безжизнено чудовище. Това главозамайващо технологично чудо все още не служеше за нищо.

В Лос Аламос трескаво работеха върху урановата бомба и създаваха модел след модел, но все още не разполагаха с достатъчно разпадащ се уран. Най-големият проблем на проекта „Манхатън“ продължаваше да бъде пречистването на изотопа U–235, който единствено можеше да се използва за бомбата. Мнозина започнаха да се замислят дали не време да се изостави целият уранов проект и усилията да се съсредоточат върху създаването на плутониева бомба. Точно в този момент едно неочаквано предложение вдъхна нови надежди на урановата програма. Опенхаймер попита генерал Гроувс:

— Защо в Оук Ридж не опитат друг тип пречистване — термодифузионния метод?

Тази идея се възприе като откритие.

— Как не сме се сетили досега? — възкликна Гроувс. — Естествено, това трябва да се направи!

Защо проектът „Манхатън“ не използваше термодифузията — метод, разработван от флота от почти три години? Както Комитетът S–1, така и отдел „Манхатън“ знаеха много добре за съществуването на този метод. В случая генерал Гроувс нямаше право да крещи и да хвърля вината върху разсеяните учени и върху своите подчинени. Той не можеше да каже, че не е чувал за програмата на флота. Точно обратното, една от първите лаборатории, които генералът посети веднага след назначаването му през септември 1942 г., беше флотската изследователска лаборатория край река Потомак. Там, под ръководството на доктор Рос Гън, един млад физик на име Филип Абелсън се опитваше да раздели урановите изотопи по метод, съвсем различен от тези, предложени от Комитета S–1, и възприет по-късно от проекта „Манхатън“.

Флотската изследователска програма върху термодифузията беше съвсем самостоятелна и нямаше нищо общо със Службата за научни изследвания и развитие, ръководена от Ваневар Буш. Флотската изследователска лаборатория не се опитваше да създаде бомба, а търсеше по-добри начини за задвижване на подводниците. Когато през 1939 г. се разнесла новината за постигнатото разпадане на урана в Германия, доктор Рос Гън организирал изследователска група, която да работи върху създаването на ядрен двигател за подводници. Флотът разработваше термодифузионния метод за нуждите на ядрените подводници, а не за създаване на атомна бомба.

Първото впечатление на Гроувс от този метод не беше добро, въпреки че създателят на метода, Филип Абелсън, 29-годишен учен от щата Вашингтон, изглеждаше много компетентен и енергичен. Генералът беше силно впечатлен, когато разбра, че той, заедно с Едуин Макмилън, бяха откривателите на първия трансуранов елемент — нептуний^[1]. Въпреки това Гроувс сметна, че термодифузионният метод е неизползваем за проекта „Манхатън“.

Методът беше изключително прост. Инсталацията представляваше две дълги, концентрично разположени тръби, затворени в общ цилиндър. Вътрешната тръба се нагрява отвън, а външната се охлажда отвътре. Втечненият уранов хексафлуорид циркулира в пространството между горещата и студената тръба и по-лекият изотоп се натрупва близо до горещата повърхност. За изненада на физиците този съвсем прост метод даваше добри резултати. Главният му недостатък беше, че се нуждае от огромно количество гореща пара и, респективно, фантастични количества въглища. Производствените разходи за получаването на достатъчно количество чист уран–235 биха били астрономични — 2 до 3 милиарда долара!

При своето кратко посещение във флотската изследователска лаборатория Гроувс усети също, че отношенията между нейния шеф Рос Гън и членовете на Комитета S–1 са изострени и добро сътрудничество е невъзможно. Генералът имаше чувството, че Рос Гън, бивш член на първоначалния Уранов комитет (предшественик на Комитета S–1), е обиден на Конант и Буш, задето при реорганизациите е оставен извън комитета, и предпочита да работи самостоятелно. От своя страна както Конант, така и Буш, бяха скептично настроени към флотския метод на пречистване.

След посещението си в лабораторията на Гън генерал Гроувс назначи една комисия от видни учени и те дадоха отрицателна оценка за проекта. Той прие тази оценка и препоръча термодифузионният метод да не се използва в проекта „Манхатън“. По-късно някои подхвърлиха, че отношението на генерала се диктувало от старото съперничество между армия и флот.

— Глупости — отговори сърдито той. — Съперничеството между армията и флота се изчерпва с годишния футболен мач между тях.

Така или иначе, членовете на Комитета S–1 бяха единодушни — термодифузионният метод е непрактичен, прекалено скъп и в крайна сметка — неприложим.

През пролетта на 1944 г. положението беше различно. Проектът „Манхатън“ отчаяно се нуждаеше не толкова от съвършено чист уран–235, какъвто термодифузионният метод не можеше да осигури, а от всякакъв пречистен до някаква степен уран. Беше установено, че добивът от електромагнитните инсталации в Оук Ридж рязко се покачва, ако се захранват с леко обогатен материал. С други думи, заводът Y–12 би успял да произведе достатъчно чист материал за бомбата, ако се захранва не с естествен уран (който съдържа само 0,7% U–235), а с частично обогатен материал. Проблемът беше пределно ясен — трябваше да се намери начин за масово производство на донякъде обогатен уран, който да послужи за суровина при електромагнитния процес.

Самият Филип Абелсън непряко беше подсетил Опенхаймер за електромагнитния метод на флота. Информацията се промъкнала през завесата за сигурност, тъй като Абелсън, подобно на много други непосветени в тайната физици, беше в непрекъснат контакт със своите колеги и подозираше, че в Лос Аламос и Оук Ридж се създава атомно оръжие^[2]. Освен това, след откриването на новия трансуранов елемент нептуний той бил за известно време технически съветник на Лайман Бригс, председател на първия Атомен комитет във Вашингтон. Тогава Абелсън произвел неколкостотин килограма уранов хексафлуорид, който бил изпратен в Колумбийския университет за нуждите на неговата изследователска програма.

От свои колеги в Колумбийската група Абелсън научи, че те не са много доволни от електромагнитното пречистване на урана, докато при термодифузията имало обнадеждаващи резултати. Абелсън написа доклад до флота, в който описваше своите постижения, а през пролетта на 1944 г. този доклад попаднал при Едуард Телър, който работеше в Лос Аламос. Телър сподели това с Опенхаймер и той веднага съзря възможността чрез термодифузия да се произведе обогатен уран за захранване на газовата дифузия. Опенхаймер се обади на Гроувс, който реагира мигновено. Това, че трябва да преразгледа собственото си решение отпреди 20 месеца, въобще не го тревожеше. Той просто прие, че навремето е сбъркал, тъй като не беше човек, склонен да разсъждава върху миналите си грешки и да защитава погрешните си решения докрай. За него бе важно да се напредва, и то бързо. Първата му работа бе да осигури подкрепата на адмирал Ърнст Кинг, който веднага издаде необходимите нареждания.

На 25 юни 1944 г. генерал Гроувс се срещна в своя кабинет с мисис Фъргюсън. След смъртта на съпруга й преди около 6 месеца високата представителна жена на около 40 години беше застанала начело на компанията „Фъргюсън“. Придружаваше я главният инженер на компанията Уелс Томпсън. След като им описа накратко плановете за строеж на термодифузионна инсталация, Гроувс ги помоли да представят оферта.

Още на следващата сутрин офертата беше готова и Гроувс сключи с тях договор, подчертавайки изключително спешния характер на задачата. Същия следобед той уреди среща във флотската въздушна база в Анакостия между представителите на „Фъргюсън“ с доктор Абелсън, на която изпрати и своя пълномощник за процеса подполковник Марк Фокс. Още същата вечер Фокс разпрати приоритетни заявки за стратегически материали до различни компании. Инженерното проектиране започна веднага в седалището на „Фъргюсън“ в Кливланд, а само след три седмици, за голям ужас на инженерите, генерал Гроувс съкрати предварително уговорения пусков срок от шест на четири месеца.

По това време беше пред завършване собствена пилотна инсталация за термодифузия на флота във военноморските докове на Филаделфия. За да се пести време, Гроувс помоли компанията „Фъргюсън“ да копира буквално флотската инсталация, вместо да я проектира отново, и след това да пристъпи към строителството на промишления вариант. Нямаше време да се внасят подобрения в доста примитивния проект на Абелсън, направен без съветите на инженери от промишлеността. По заповед на адмирал Кинг чертежите на флотската инсталация веднага заминаха за компанията „Фъргюсън“.

Инсталацията на Абелсън във филаделфийските докове беше съвсем проста. Тя се състоеше от сто вертикални колони с височина по 14 метра, наподобяващи тръбите на църковен орган. Всяка колона съдържаше тънка никелова тръба с диаметър под 5 см, поместена във вътрешността на по-широка медна тръба. Двете от своя страна бяха поставени в трета тръба от галванизирана стомана с диаметър 10 см. Никеловата тръба се нагряваше с пара до 280° С, а медната се охлаждаше до 70° с вода, която течеше в пространството на най-външната, стоманена тръба.

Принципът на разделянето беше прост — при преминаване на уранов хексафлуорид в кухината между никеловата и медната тръба лекият изотоп се натрупва до горещата никелова тръба и се издига нагоре, а тежкият изотоп се спуска надолу по повърхността на студената медна тръба. Всяка колона действаше самостоятелно, но обикновено група колони се обединяваха във функционална единица. Молекулите на U–235 дифундираха към горещата вътрешна стена и се издигаха нагоре под действието на конвекцията. Обогатеният с уран–235 материал се събираше в горната част на колоната, където се отделяше, а ненужният уран се изсмукваше от долната част на колоната.

Този процес позволяваше натрупването на леко обогатен уран. В своята малка вашингтонска инсталация Абелсън и неговият помощник, Джон Хувър, успяха да постигнат двойно обогатяване на урана — от 0,7 на 1,4%. Това беше, разбира се, съвсем недостатъчно за бомбата, но чудесно можеше да се използва за захранване на електромагнитния процес.

Построяването на голяма термодифузионна инсталация поставяше сериозни проблеми. Откъде да се вземат огромните количества гореща пара? Гроувс помисли за парната електростанция в Оук Ридж, която щеше да влезе в действие след няколко седмици, за да обслужва газодифузионния завод К–25. Защо да не се използва нейната пара, докато заводът К–25 все още не е завършен? Решиха да построят термодифузионния комплекс в близост до К–25 и му дадоха кодовото наименование S–50.

Флотската пилотна инсталация във Филаделфия имаше сто колони. Компанията „Фъргюсън“ беше инструктирана да я копира точно и да я „умножи“ по 21. S–50 трябваше да се състои от три групи, всяка от които да съдържа по 7 редици от по 102 колони — общо 2 142, високи по 14 метра и изработени с максималната възможна точност. Производството на тръбите беше изключително трудно и 21 фирми една след друга отказаха да го поемат, след като се запознаваха със спецификациите — тръби със съвършена окръжност при толеранс за никеловите и медните тръби не повече от 0,005 см. Освен това, повечето специалисти се съмняваха, че е възможно изтеглянето на тръби с дължина по 14 метра.

Накрая две фирми се осмелиха да приемат предизвикателството — компаниите „Меринг и Хансън“ от Вашингтон и „Гринел“ от Провидънс, Род Айлънд. Те успяха да създадат методи за заваряване на по-къси тръби от никел и от мед и преодоляха проблемите, възникващи при напасването на горещи никелови със студени медни тръби.

На 9 юли 1944 г. „Фъргюсън“ започнаха разчистването на строителната площадка за S–50, намираща се на брега на река Клинч в Оук Ридж, и към края на месеца бяха готови основите. Монтажът на завода започна с лудо темпо, като че ли строителите бяха решили да подобрят всички рекорди в тази област. Гроувс ги притискаше безмилостно. Сега той твърдеше, че дори четиримесечният срок е прекалено дълъг.

— Трябва да влезе в действие след 90 дни! — настояваше генералът.

Хората на „Фъргюсън“ все още не бяха се освободили от шока, предизвикан от новия срок, а Гроувс писа на своя представител при тях, подполковник Фокс: „След като прецених различните фактори, мисля, че предлаганият срок за завършването на строежа е напълно разумен… Струва ми се дори, че вие бихте могли да го съкратите.“

Главното здание на завода S–50 — огромна черна постройка, дълга 158 метра, широка 25 метра и висока 22 метра, се издигна с невероятна бързина. През септември тя беше превзета от цял батальон майстори по тръбите, заварчици и електротехници. Техниците на „Фъргюсън“ инсталираха отоплителната система и работеха в адския шум, заобиколени от облаци пара. Абелсън пристигна в Оук Ридж, за да дава напътствия на строителите от „Фъргюсън“ и да съветва при нужда полковниците Никълс и Фокс.

Междувременно „Фъргюсън“ създадоха филиал — корпорация „Фърклев“, който да експлоатира завода. Операторите бяха без всякакъв опит и се налагаше да се обучават едновременно с монтажа на завода. Грешките бяха неизбежни и при една авария във Филаделфия загинаха двама души и няколко бяха сериозно наранени. Положението не беше розово и мнозина изпитваха съмнения и недоверие, но Гроувс и Никълс не искаха и да чуят за намаляване на темповете. Подполковник Фокс също не беше човек, който би дал на монтажниците и операторите време да си поемат дъх.

Затова и той не беше изненадан, когато поиска от Гроувс свободни почивни дни, за да се ожени, и чу следната заповед:

— Добре, излизате в отпуск в събота вечерта след работа и се явявате отново в понеделник рано сутринта!

В събота следобед генерал Гроувс позвъни на Фокс в канцеларията му към 4,15.

— Полковник Фокс отсъства — отговори секретарката.

— Къде е?

— Но, генерале, той се жени!

— Знам, знам! — промърмори Гроувс. — Налагаше ли се да замине толкова рано?

На 16 септември 1944 г. бяха готови едва 320 от общо 2 142 колони и строителството бе изпълнено само до 1/3 от предвидения обем, но колоните от редица 21 бяха пуснати в действие. „Фъргюсън“ и подполковник Фокс гордо докладваха, че са подобрили даже невъзможния 90-дневен срок, установен от генерал Гроувс. Бяха изминали само 69 дни от започване на строителството.