Создание атомной бомбы - Ричард Роудс

Летом Вудс заканчивала свою диссертацию, но иногда помогала Андерсону искать в Чикаго строительный лес. Ферми планировал построить реактор СР-1 – это название было сокращением от слов Chicago Pile («Чикагский котел») – сферическим, так как эта форма лучше всего максимизирует значение k. Поскольку составляющие реактор слои графитовых блоков должны были концентрически расширяться по мере приближения к экватору сферы, ей нужны были внешние опоры, а из дерева было просто собрать легкий каркас нужной формы. «Я стал закупщиком большого количества пиломатериалов, – говорит Андерсон. – Помню компанию Sterling Lumber и то удивление, которое вызывали у ее сотрудников мои заказы, всегда высшей категории срочности. Тем не менее они исправно поставляли лес, не задавая никаких вопросов. У нас не было почти никаких ограничений ни по деньгам, ни по возможности заказывать все, что мы хотели»[1888].

Одним субботним днем, поехав на верховую прогулку в лесной заказник округа Кук километрах в тридцати к юго-западу от Чикаго, Артур и Бетти Комптон нашли уединенный и живописный участок для строительства реактора, конечную ледниковую морену, заросшую боярышником и дубом падуболистным: это место называлось Аргоннским лесом. Николс от имени армии договорился с округом о предоставлении права использования участка; компания Stone & Webster начала планировать строительство.

Семейство Ферми сняло дом у бизнесмена, переехавшего по военным делам в Вашингтон; поскольку они были враждебными иностранцами, им было запрещено иметь коротковолновый радиоприемник. Хозяину дома пришлось заблокировать в стоявшей в гостиной на третьем этаже большой всеволновой радиоле марки Capehart коротковолновые диапазоны, но она по-прежнему могла принимать танцевальную музыку во время вечеринок. Ферми очень злило, что его почту вскрывают и просматривают; он подавал возмущенные жалобы, пока эта практика не прекратилась (или не стала более скрытной). Комптоны устроили несколько приемов для вновь прибывающих сотрудников Металлургической лаборатории. «На каждом таком вечере, – пишет Лаура Ферми, – гостям показывали английский фильм “Близкий родственник” (Next of Kin). Он изображал в самых черных красках, к чему приводят небрежность и легкомыслие. Портфель, оставленный на полу в общественном месте, похищает шпион. Английские военные планы становятся известными неприятелю. В результате – бомбежка, разрушенные жилые здания, громадные потери на фронте, которых можно было бы избежать… Мы с готовностью приняли к сведению этот намек и поддерживали знакомство только с группой “металлургов”»[1889][1890]. Комптон, называвший себя «одним из тех, кому необходимо обсуждать важные вопросы с женой»[1891], добился допуска к секретным материалам только для Бетти Комптон. Считалось, что все остальные жены ничего не знают о работе своих мужей. Лаура Ферми, как и многие другие, узнала обо всем только в конце войны.

В середине августа группа Ферми смогла объявить о вероятном значении k для реактора из графита и оксида урана, «близком к 1,04»[1892]. Они разрабатывали конструкцию регулирующих стержней и определяли характеристики герметичной оболочки из листового металла и из аэростатной ткани. Использовать ткань в качестве возможной альтернативы металлического кожуха реактора, который не пропускал бы в него поглощающий нейтроны воздух, предложил Андерсон. Идея оказалась осуществимой, и Андерсон занялся ее воплощением: «Я обратился за аэростатной тканью в компанию Goodyear Rubber в Акроне, штат Огайо. У них был большой опыт изготовления дирижаблей и надувных плотов, но заказ на кубический воздушный шар со стороной 7,5 метра показался им несколько странным». Тем не менее компания его выполнила «без лишних вопросов»[1893]. Такая изоляция должна была увеличить значение k еще на один процент[1894].

Кроме того, между 15 сентября и 15 ноября Андерсон, Зинн и их сотрудники последовательно построили под западной трибуной стадиона Стэгг-Филд шестнадцать экспоненциальных реакторов для измерения чистоты разных партий графита, оксида урана и металлического урана, которые они начали получать в огромных количествах. Уран не всегда был достаточно высокого качества. Но химический завод Mallinckrodt в Сент-Луисе, специализирующийся на работе с эфиром, необходимым для очистки графита, начал производить по тридцать тонн высокочистого бурого оксида в месяц, а компания National Carbon и еще один, более мелкий, поставщик значительно повысили качество поставляемого графита, используя в качестве сырья очищенный нефтяной кокс и удвоив время выдержки в печи (при производстве графита используют кокс, который формуют, а затем пережигают в высокотемпературной электродуговой печи в течение долгих часов, пока он не кристаллизуется и из него не испарятся все посторонние включения). К сентябрю начали регулярно прибывать закрытые грузовики с этими материалами. Физики взяли на себя дополнительные обязанности грузчиков: они разгружали грузовики и переносили брикеты и канистры под западную трибуну для окончательной обработки.

Уолтер Зинн взял на себя подготовку материалов для реактора. Графит поступал от разных производителей в виде необработанных балок сечением 10 на 10 сантиметров и длиной от 45 до 125 сантиметров. Чтобы балки плотно прилегали друг к другу, их нужно было отшлифовать и обрезать до стандартной длины около 42 сантиметров. Приблизительно в четверти балок также нужно было высверлить гнезда для кусков урана, которые предполагалось в них установить. В некоторых нужны были сквозные пазы, которые должны были образовать каналы для регулирующих стержней. Оксид урана нужно было спрессовать в брикеты, которые физики называли «псевдосферами», – приземистые цилиндры с закругленными торцами. Для этого предыдущей зимой в Чикаго переправили пресс, найденный на свалке в Нью-Джерси.

В свою команду Зинн набрал с полдюжины молодых физиков, высококвалифицированного плотника и человек тридцать старшеклассников, бросивших школу и зарабатывавших себе на карманные расходы в ожидании призыва в армию. Это были ребята из опасных районов, расположенных за чикагскими скотобойнями, и Зинн, командуя ими, сильно усовершенствовался в сквернословии.

Механическая обработка графита была похожа на заточку тысяч гигантских карандашей. Зинн использовал электрические деревообрабатывающие станки. Сначала две грани каждого графитового брикета делали перпендикулярными и гладкими на фуговальном станке; на рейсмусовом станке отшлифовывали две другие грани; для обрезки брикета до нужной длины использовали маятниковую пилу. Через такую обработку каждый день проходили 14 тонн графитовых брикетов; каждый брикет весил 8,6 килограмма.

Для высверливания глухих отверстий диаметром 83 миллиметра с закругленным дном для урановых псевдосфер – в каждом брикете должно было быть два таких отверстия – Зинн приспособил тяжелый токарный станок. Он закрепил в патроне станка – там, куда обычно устанавливают обрабатываемую деталь, – перовое сверло на 83 миллиметра и прижимал к нему графитовый блок, установленный на каретке станка. Возникла