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第五部分：洛斯阿拉莫斯实验室给科学家们上“入门”课
奥本海默决定要他在加利福尼亚的学生、削瘦而腼腆的罗伯特·塞伯担当讲课的任务。别看罗伯特·塞伯腼腆，讲起来那口气却是权威性的。他的课概括了伯克利夏季研究中所得出的结论，并且综合了去年的实验性的裂变工作。
由于分隔而被蒙在鼓里的化学家们和实验物理学家们被塞伯的讲课震惊了。科学家们听课后，才真正知道了“货真价实的东西”。过去，他们只凭猜想或道听途说而知道的一些事，现在，有的被证实了，有的被否定了。
罗伯特·塞伯的讲义经过洛斯阿拉莫斯实验室副主任沃尔夫冈·泡利的修订，成为被称为《洛斯阿拉莫斯入门》的文件。这个文件后来被发给所有新到这个技术区的人。就这样，24页油印的《入门》，成为建造第一批原子炸弹的实验室工作的启蒙教材。
在洛斯阿拉莫斯，科学家们找到了自己的良师益友。第一批科学家平均年龄只有25岁。奥本海默、泡利、贝蒂、特勒、麦克米伦、赛格雷等人，都成了“老前辈”了。其实，当年，奥本海默只不过39岁，贝蒂36岁，特勒37岁，麦克米伦38岁，如此等等。
现在，费米、劳伦斯、西博格等，都已经归属了洛斯阿拉莫斯。只是，这边的实验设备没有弄好之前， 他们仍需在各自的原有设备前为洛斯阿拉莫斯继续工作。
年轻的科学家们看到，最终他们也能奉献他们自己了。在这种令人振奋的新的自由中，他们很少注意到诸如围墙、铁丝网等等。
相比之下，这些科学家们的妻子们思想沉闷些。她们看到了围墙，看到了铁丝网，她们感到自己受到了禁锢。还有一层，奥本海默和格罗夫斯决定，不许让她们知道来这里的真相，就是说，她们谁也不晓得自己的男人来这个被禁锢的地方干什么事情，因此，她们的日子比男人们不好过，就不难理解了。
泡利向科学家们发表了概括性讲演，他说：“我们整个计划的目标，是生产出一种实用的军用武器，样子像一枚炸弹，其能量，是从一种或多种已知的能显示核裂变的材料被中子轰击后产生的链式反应中释放出来的。”
塞伯说，一公斤铀235大约等于20000吨TNT。他还指出，大自然禁不起人类的干预已经几乎把所有的核秘密展示了出来。
塞伯向大家讲了裂变截面、二次中子能谱、每一裂变的平均二次中子数、临界质量、铀238俘获中子从而导致钚产生的过程以及为什么普通铀是安全的等问题。讲演中，他第一次称原子弹为 “小玩意儿”，此后在山上成了原子弹的别名。五、扩大了实验项目，
洛斯阿拉莫斯变得更挤了前不久，热核理论在奥本海默和特勒的推动下被热烈地讨论起来。格罗夫斯建议将热核弹的理论研究以第二位的优先地位继续下去，从属于裂变弹的工作。这意味着，这项重大研究课题归属了洛斯阿拉莫斯。他还提议，对化学工作计划做一次重大改革：把钚的最后纯化工作放在“山”上来。他的理由是：这种珍稀的新元素在几个月里积累到足够的数量来装配一枚炸弹之前，将在实验中被一再使用并需要经常加以纯化，洛斯阿拉莫斯最适合负起对钚弹的性能的最终责任。
格罗夫斯的两项建议都被批准了，而这就要求“山”上的人事编制立即增加一倍。
实际情况是，从那以后一直到战争结束，洛斯阿拉莫斯的从业人口每九个月就翻一番。建筑的尘埃从来没有停息过，住房永远紧张，水电总是短缺。钱花多了，但在文职人员的舒适方面，格罗夫斯绝不肯多花一分钱，他只限于这批人得到基本的生活保证。
第五部分：洛斯阿拉莫斯实验室研究进展
1943年的4月14日，哈佛的回旋加速器的底座磁极被安放妥当。5月15日，范德格拉夫静电加速器运转达到了400万伏的能量级。6月的第一周，掌管回旋加速器的科学家和工程师在奥本海默面前显示了电子束的信号。6月10日，200万伏的短箱加速器装好，并调试完毕。
7月，洛斯阿拉莫斯进行了第一次物理实验，人们数了钚239在裂变时所释放的第二代中子数。洛斯阿拉莫斯技术史记载说：“在这一实验中，中子数是从几乎看不见的一丁点儿钚那里测量出来……这一实验于是确立了迄今尚未证实的东西，尽管加速器不惜血本地造得那么匆忙。”这再次证明，钚能够发射足够的第二代中子束造成链式反应。
这一丁点儿——200毫克——的钚是格林·西博格的冶金实验室的产品，月初由西博格亲自送达。
七、引爆和投掷实验同时进行
这时，布什向格罗夫斯推荐了一名军官——威廉·帕森斯海军上校，安纳波利斯海军学院1922年级毕业生，43岁，当时在布什手下工作。他精力充沛，酷爱整洁。格罗夫斯喜欢上了这个人。奥本海默面试后，他被入选了。随后，帕森斯同妻子马莎·克卢维里厄斯带着两个金发女儿和一只西班牙长耳狗，坐着一辆红色敞篷汽车来到洛斯阿拉莫斯。马莎·克卢维里厄斯愿意到这个不毛之地来可真是不容易——她是瓦瑟学院毕业生，一位海军上将的女儿。
帕森斯的第一件大事是搞钚炮——启动钚的链式反应引起爆炸的装置。
另一项任务——想一种办法把未来的炸弹送达目标并且投掷下去——交给了帕森斯手下担任炸弹投送组组长的年轻的哥伦比亚物理学家诺尔曼 ·F·拉姆赛——一个高个子，一位将军的儿子。
1943年的6月份拉姆赛同美国空军进行了联系，寻找一种能装载17英尺长炸弹的作战飞机。
最后了解的情况是，在美国，B…29是惟一有能力携带这样一种炸弹的美国飞机。而即使这种飞机，也需要做相当的改装，以便将这样的炸弹装进弹仓去。但是，B…29这种超级堡垒是刚刚完成设计，投入试生产，严重问题还相当多。第一架试飞型机在当年早些时候试验时摔下来撞上了西雅图一家包装厂，整个机组人员和工厂的19名工人因此死于非命。
当拉姆赛在6月份开始他的飞机调查的时候，一架服役试验型机还没有改装完毕。
实际上空军知道，当时，世界上有一种现成的飞机可以胜任这一任务，这就是英国的“兰开斯特”。但是，运载并投掷这种威力无穷的新式炸弹，是一种风光的事，美国空军绝对不会借此把一架英国飞机介绍给全世界。
拉姆赛制造了一个原子弹模型，它比要求的实际模型要小些。由于那架服役试验型机尚在改装中，只能用其他飞机进行试投。
1943年8月13日，在达尔格伦海军试验场第一次由一架海军TBF飞机试投了这枚模型。
结果，酿成了一次不祥的惊人失败：投出后，炸弹以水平旋转方式下坠。过去很少有人见到过这种景象。这说明，模型尾部过小过轻，整个装置重心失衡。改进之后，后来试投时，“炸弹”下落就平稳了。
到了秋天，当洛斯阿拉莫斯的杨树变成金黄色的时候，投放实验重新进行。
空军十分积极，不但完成了那架服役试验型机的改装，而且还改装了另一架B…29备用。
为了保密，大家把它们分别称为“瘦子”和“胖子”。这样，电话谈话中让人听来像是改装一架为载送罗斯福（瘦子）和丘吉尔（胖子）用的飞机。
内爆——这是引爆原子弹的另一种实验，办法是将两块核材料迅速合在一起，达到临界质量从而引起链式反应，即原子弹起爆——也在实验之中。埃德温·麦克米伦是这方面的专家，协助他的有来自加州理工学院的物理学家塞思·内德迈耶。他们在方山的南端建立了一座小型研究站。1943年独立日，他们在一个旱谷里点着了第一批试验装置：一根铁管放进装满TNT的罐子里，引爆后，看看铁管会出现什么状况。试验不可能很精细……它们却的确显示，可以把金属管子向内挤压成一个实心的棒……
从一开始就清楚的是，用内爆把一只空心的钚壳压挤成一只实心球可以有效地“装配”成临界质量。
第五部分：洛斯阿拉莫斯实验室橡树岭：克林顿工厂
建在田纳西州东部荒野橡树岭中的克林顿工厂是“曼哈顿工程”的第二个组成部分。这一规模宏大的工厂是把铀235与铀238分离开来，以便得到纯的铀235。以后我们会看到，美国制造的称为“小男孩”的投向广岛的那颗原子弹所用的材料，就是从这里生产出来的。
一、开垦·建设我们记得，1942年格罗夫斯上台后；首先办的一件公事，就是将在田纳西州东部沿克林奇河的59000英亩半荒地弄到手。这块地从坎伯兰山脚下向西南延伸，形成一系列平行的脊谷。格罗夫斯喜欢这片土地。它可以使他的事业单位与世隔绝。
这片新的保留地几乎和洛斯阿拉莫斯一样原始。田纳西河的支流克林奇河弯弯曲曲，是这片保留地的东南部和西南部的边界。往东20英里，是有10万人口的诺克斯维尔城。再往东，是大斯莫基山国家公园的围墙。
这个区域之内有5条乡间土路通向四方。
可以这样讲，这个区域一贫如洗，山脊环抱，使人们无法窥探。格罗夫斯看中的正是这一点。他决定在这片土地上修建工厂，把铀235从铀238 里分离出来，达到足够造一枚原子弹的数量。
要建工厂，先得改善交通和兴建一座城市。1942年冬和1943年春，承包商波土顿的斯通和韦伯斯特工程公司在这里的红色粘土上修建了55英里长的铁路路基和300英里铺有沥青的公路。在紧紧催逼下，公司赶着设计了一个城市建设计划。这座新城初步计划容纳13000工人。该城占据西北山谷的一长条叫橡树岭的地块， 也就被起名橡树岭。
橡树岭附近有一个不出名的村庄，名叫克林顿。这个村庄的名字也成了整个保留地的名称。这就是随后兴建的大型的分离铀235工厂名称的来由。
整个区域四面用铁丝网围了起来，留有7个出入口，都有警卫把守。
1943年4月1日起，出入口全部对公众关闭。
第五部分：洛斯阿拉莫斯实验室最奢侈、最豪华的导线
这里分离铀235将采用电磁分离法。这种方法只在伯克利采用小型的设施实验过。最后，人们为这里设计了一组装置，其形状看上去很容易让人联想到田径场上的“跑道”。“跑道”最核心的部件是分离箱，每个“跑道”由100个分离箱组成。
经过洛斯阿拉莫斯科学家的计算，要保证到1945年生产足够的浓缩铀，得建造20个“跑道”，分离箱2000个。
但是，建造2000个箱大大超出了承包商的能力，因此最后格罗夫斯决定把数量削减为500个。
那么，这么少的设备如何能够生产出足够的产品呢？
格罗夫斯说：“工艺和科学在不断地进步，等到工厂建成时，肯定能够保证高得多的生产率。”
还有材料问题。“跑道”需要导线做线圈。导线很粗，需要量很大。格罗夫斯上台后几乎什么事都想到了，但就是没有想到铜的问题。实际上，即使他想到了，他也无法得到它。
当时美国缺铜，就是把全国的铜统统给了格罗夫斯，也满足不了“跑道”的需要。
怎么办？
有人想到用别的金属代替，有人还具体想到了白银。这使格罗夫斯开了窍。他立即寻求白银。最后他找到了财政部，经交涉，财政部提出愿意借给银锭，用后收回。
格罗夫斯高兴得要死，遂派尼科尔斯去和财政部副部长丹尼尔·贝尔谈判借银之事。副部长问需要多少？尼科尔斯说需要5000到10000吨。副部长乐了，说：“中校，在我们财政部，银从不讲多少吨多少吨，我们的单位是英两。’”
最后，从银库运出395亿英两白银，约合13540吨。
这样，银锭先是被铸成圆柱形，然后轧成一根根长40英尺、横断面为一平方英尺的银导线。在密尔沃基城的阿利斯—查尔默斯工厂里，它们被绕到了铁芯上。
这批银子价值超过了3亿美元。世界上出现了最奢侈当然也是最豪华的导线。
但格罗夫斯对于银子一两一两地都有交代，几乎是和处理用这些银条帮助分离出来的可裂变同位素一样仔细。
第五部分：洛斯阿拉莫斯实验室安 装
1943年2月18日，承包商斯通和韦伯斯特公司破土建造第一座安装“跑道”的建筑物时，手边只有地基图。格罗夫斯起初曾批准建造三座建筑，安装五套“跑道”。3月间，他又批准上马第二级即“贝塔”分离装置。这些分离器可以把“跑道”生产出来的铀235纯度提高到90％。这样，单是“跑道”和“贝塔”两批建筑物所占的面积，就比20个足球场还要大。这些建筑物都散布在山谷里松树岭和栗树岭之间。作业要由大型泵把分离器的中心抽成真空，真空的体积比当时世界上任何其他地方的真空体积的总和都大。最后，“克林顿工程”综合体共有268幢大大小小的永久性建筑，包括钢材和砖瓦结构的分离器厂房、化学实验室、蒸馏水工厂、废水处理工厂、泵机房、铸造车间、发电站、8个变电站、19个水冷却塔、商店、加油站、仓库、自助餐厅，而这一切，全都是为了每天最多能生产的以克计的产品。当年5月，当劳伦斯来到这里视察时，它的规模甚至也令这位视察者感到可畏。
8月间，已有两万名建筑工人拥挤在这片土地上进行着这项特殊的开垦。一台“跑道”设备试运转成功。
夏天，洛斯阿拉莫斯对铀235有了新的临界质量数据：一枚原子弹大概需要40公斤。
劳伦斯敦促格罗夫斯把“跑道”工厂增加一倍。这样，80天就可以得到一颗原子弹的弹芯了。
格罗夫斯采纳了劳伦斯的建议，在已批准的一亿美元基础上，投资追加了15亿美元。
工厂开足了马力，每周开工7天，每天运转24小时。
第五部分：洛斯阿拉莫斯实验室重新设计安装造成的尴尬
安装在“跑道”上的大型方磁铁上缠着银线圈，被包在焊封的钢箱里。箱内循环流动的油，对线圈进行绝缘并降温。10月底，第一批装置进行试运转。结果发现多处磁铁漏电。工程师们对问题进行了分析：如果是循环用的油的水分造成线圈短路，因此出现漏电现象，那么，等到正常生产时，由于产生热量从而把油里的水分蒸发掉，这一问题就可自然得到解决。承包公司继续对设备进行调试，结果又发现了新问题：分离器真空箱漏气，而且漏气的地方难以找到——一个监督员为找到一处漏气竟花了一个月的时间。设备体积过大，分离箱需要安装在两块巨大的电磁铁中间，箱和电磁铁还要保持应有的距离。而巨大的电磁铁的磁力，会一下子把重达14吨的分离箱从其固定的位置推移到3英寸以外。操作员没有经验，一时难以掌握分离箱保持稳定的技能。为解决被推移的问题，人们不得不把这些“箱”用重型钢条焊牢在它们应该呆的位置上。
经测试，磁铁中的水分没有了，但依然漏电。
一定是存在着什么严重问题。于是，1943年的 12月初，已经建成的“跑道”被整个关掉了。承包公司的工程师们要把箱打开，对银线圈进行检查。结果发现，线圈有重大损伤。受损的线圈必须送回阿利斯一查尔默斯工厂重新制造。
这还称不上灾难。检查人员发现了更严重的问题：第一，设计上，把电流负荷很大的银条缠得太密了。第二，循环油中锈和其他脏物含量太大。这两方面的问题合在一起，就造成银条之间间隔太窄，脏物又将缝隙堵住，因此，短路是必然的。
格罗夫斯紧张地于12月15日从华盛顿来到工厂，设计上的缺陷迫使这位将军不得不下令将48块磁铁全部运回工厂进行清洗，并重新缠上银线圈。这样，工厂至少损失了一个月的生产。
更换设备期间，承包公司的4800名职工没事可干了，可他们必须依旧去工厂上班。厂里乱七八糟，死气沉沉。公司担心这些人因厌烦而跑掉，就安排大家上课、开会、听报告、看电影，做游戏。这样，一批穿着整齐的公司职员，这次满脸正经地跑到田纳西州各处去采购的，不再是与 “跑道”有关的物品，而是诸如象棋、跳棋、康乐棋、电影放映机，等等。
总而言之，1943年底的克林顿工厂犹如死水一潭，开支浩大，却一克铀235也没能生产出来。
第五