Шрифт:
Закладка:
На помощь проекту пришел Юджин Вигнер. Ферми обнаружил в реакторе СР-1 более высокое, чем он ожидал, значение k. Реактор на стадионе Стэгг-Филд был собран в основном из оксида урана. Графит, который в нем использовали, был разного качества, причем оно повышалось по ходу работы. Производственный реактор из чистого металлического урана и высококачественного графита должен был дать еще более высокое значение k – достаточно высокое, как рассчитал Вигнер, чтобы в нем можно было использовать водяное охлаждение.
Группа Вигнера спроектировала реактор в форме лежащего на боку графитового цилиндра размерами 8,5 на 11 метров[2133], через который проходили в продольном направлении более тысячи алюминиевых трубок. Эти трубки заполняются урановыми стержнями размером со стопку монет по четверть доллара, суммарная масса которых составляла 200 тонн. Цепная реакция урана, окруженного 1200 тоннами графита, вырабатывает 250 000 киловатт тепла. Охлаждающая вода, протекающая под давлением через алюминиевые трубки вокруг урановых стержней со скоростью 284 000 литров в минуту, рассеивает это тепло. Стержни не находятся в потоке неприкрытыми; по замыслу Вигнера каждый из них должен был быть заключен в отдельную алюминиевую оболочку. По истечении достаточно долгого – стодневного – периода работы, за который приблизительно один атом из каждых 4000 превращается в плутоний[2134], облученные стержни можно вытолкнуть через заднюю сторону реактора, просто загрузив с его передней стороны новую партию стержней. Горячие стержни падают в глубокий резервуар с чистой водой, которая надежно удерживает в себе интенсивное, но короткоживущее излучение продуктов распада. Через 60 суток их можно вынуть из воды и отправить на химическую обработку.
Конструкция Вигнера отличалась изящной простотой. У Гринуолта оставались вопросы инженерного плана – в частности, было неясно, не закупорит ли коррозия алюминиевых труб каналы, в которых течет охлаждающая вода, – и до середины февраля он допускал возможность использования и водяной, и гелиевой систем. Исследования коррозии дали многообещающие результаты. «Данные показывали, что при высокой чистоте воды, – пишет Артур Комптон, – в этой области не должно возникнуть серьезных трудностей»[2135]. Гринуолт выбрал водяное охлаждение. Вигнер, бывший, по словам Лео Сциларда, «совестью Проекта с самого начала до самого конца»[2136], постоянно тревожился о развитии германской программы и сердито спрашивал, почему компании Du Pont понадобилось целых три месяца на то, чтобы осознать ценность системы, которую он и его группа признали наилучшей еще летом 1942 года.
После принятия этого основополагающего решения в Хэнфорде можно было начинать строительство. Три производственных реактора должны были расположиться вдоль реки Колумбии с интервалами в десять километров, два выше и один ниже по течению от 90-градусного поворота реки. В 16 километрах к югу, на участке, прикрытом горой Гейбл, компания Du Pont должна была построить четыре установки химического выделения плутония, распределенные парами по двум площадкам. Бывший городок Хэнфорд становился центральным лагерем строителей, работавших на всех пяти стройплощадках.
Работа шла медленно, с постоянными задержками и затруднениями. Во время войны страна достигла полной занятости и перешла в состояние острой нехватки рабочей силы, и найти людей, готовых жить в походных условиях, посреди забытой богом пустоши вдалеке от крупных городов, было непросто. Бичом этой местности были частые пыльные бури, пишет Леона Вудс, которая вышла к тому времени замуж за Джона Маршалла, коллегу-физика из группы Ферми, и стала Леоной Маршалл. «Местные бури, возникавшие из-за того, что при прокладке дорог снимался верхний слой пустынного грунта, душили стройплощадки. Песок, принесенный ветром, покрывал лица, волосы и руки, забивался в глаза и в рот… После каждой такой бури число уволившихся вырастало, может быть, вдвое против среднего. Во время особо сильных бурь автобусы и другой транспорт останавливались до тех пор, пока сквозь серо-черные облака пыли можно было снова разглядеть дорогу»[2137]. Те стоики, которые все же оставались на объекте, называли пыль «убийственным порошком».
«Важнее всего привезти с собой висячий замок, – зловеще предупреждала брошюра, рекламирующая работу в этом проекте. – Также важно иметь полотенца, вешалки для одежды и термос. Не берите с собой фотоаппаратов и огнестрельного оружия»[2138]. Хэнфорд, говорит Маршалл, «был городом суровым. После работы не было никаких развлечений, кроме драк, так что наутро в мусорных баках иногда находили трупы»[2139]. Компания Du Pont построила несколько салунов с окнами на специальных шарнирах – чтобы было удобнее забрасывать внутрь гранаты со слезоточивым газом. В конечном счете в пыли пустыни трудились приблизительно 5000 строителей, для размещения которых компания Du Pont возвела более 200 бараков. Ограничения на выдачу мяса на территории комплекса не действовали; в огромных столовых Хэнфорда не было никаких «постных вторников», что сильно помогало вербовке рабочих. В свою очередь, водящиеся в этих местах серые койоты отъелись на кроликах, убитых легковыми машинами и грузовиками на дорогах нового комплекса.
К августу 1943 года начались работы по строительству водоочистных станций для трех реакторов. Их мощности хватило бы на снабжение города с миллионным населением. 4 октября компания Du Pont утвердила в Уилмингтоне, штат Делавэр, сборочные чертежи реактора, а 10 октября ее инженеры разметили у реки Колумбии фундамент первого реактора, 100-В. Когда котлован был вырыт, сообщает официальная хроника работ, «строительные бригады начали укладку 390 тонн конструкционной стали, 13 300 кубометров бетона, 50 000 бетонных блоков и 71 000 бетонных кирпичей, из которых состояли здания реакторов. Начав с фундамента реактора и расположенных за ним глубоких водяных резервуаров для сбора облученных элементов после вывода из реактора, уже к концу года строители значительно превысили нулевой уровень»[2140]. Однако тот двенадцатиметровый[2141], лишенный окон бетонный монолит, который они возводили, был пустым: установка реактора В началась только в феврале 1944 года.
«Переход от чикагского реактора к хэнфордскому был существенным изменением масштаба, – отмечает Лаура Ферми. – Как сказал бы Ферми, это были разные звери»[2142]. То же можно было сказать и о чудовищных размерах