1900:游走在欧洲的物理学霸 第1143节

  由此可见,德国当时真是伤透了犹太科学家的心。

  罗斯福不懂物理,他理解不了怎么可能存在那么恐怖的“新型超威力炸弹”。

  而且当时也没有什么先例,德国的计划也只是捕风捉影,没有实质进展。

  因此,他很纠结。

  不过,罗斯福在详细咨询了军方和科学家团体后,最终还是同意了爱因斯坦的建议。

  但是他为了稳妥,刚开始只是成立一个“铀顾问委员会”来主抓这件工作,进行前期调研。

  然而,随着调研的深入和对德国行为的监控,比如德国突然宣布捷克斯洛伐克境内的铀矿禁止交易。

  美国越来越意识到原子弹的重要性。

  于是在1940年6月,铀顾问委员会升级,被划入国防部重点科研项目。

  但哪怕到了这个时候,美国的投入依然很小,罗斯福只批准了几十万美元用于前期的基础实验。

  这笔钱甚至只够费米和西拉德购买铀和石墨的。

  而且整个计划也没有什么强力的机构系统负责,比较佛系。

  就在这时,英国主动找上门来。

  “原子弹的威力非常恐怖!德国距离成功只有一步之遥了!世界马上就要毁灭了!”

  “我们一起合作吧!”

  美国在看完了英国提供的研究资料后,认识到研发原子弹的消耗远远比想象中大无数倍。

  于是,美国开始动真格了。

  1942年6月,罗斯福正式批准原子弹计划,并且大手一挥,拨下了4亿美元的财政支持。

  英国科学家听到这个消息后,羡慕的眼泪都流出来了。

  因为英国从开始研究到和美国计划合并,三年时间只凑出来50万英镑.

  美国的财大气粗可见一斑。

  这时候,原子弹计划由军方全权负责,并且被命名为“代用材料发展实验室”。

  美国陆军军事工程部的马歇尔上校担任负责人。

  然而,马歇尔这个人循规蹈矩,脾气又很臭,导致那帮科学大佬们根本不鸟他。

  项目进展得非常缓慢。

  没办法,事情没成功时,科学家都是爷,只能哄着。

  1942年9月,美国国防部命令格罗夫斯上校代替马歇尔,并且在他赴任前,提拔其为准将。

  格罗夫斯这个人确实牛逼,他在上任后48小时之内,就把原子弹计划的优先级成功升级到了最高级。

  这意味着,一切资源都要向原子弹倾斜。

  如果要征用公民的地,只需出示一张纸,对方立刻就得搬走。

  什么美式民主也不好使了。

  接着,格罗夫斯亲自找到奥本海默,希望对方能负责原子弹的研发部分。

  “科学方面的事情,我一概不管。”

  这句话打动了奥本海默。

  有了这句话,奥本海默才能管理好那些桀骜不驯的科学大佬们。

  于是,美国的原子弹计划有了两个领导,一个是行政领导格罗夫斯,一个是科研领导奥本海默。

  最后,格罗夫斯嫌弃原本的“代用材料发展实验室”代号不好听。

  当时军方的指挥总部就位于曼哈顿区,于是,他便随口取了个“曼哈顿计划”。

  “嗯,朗朗上口,很好听!”

  在格罗夫斯的大刀阔斧改革和对科学家的最高尊重下,曼哈顿计划的进展堪称神速。

第698章 揭秘曼哈顿计划!铀分离工厂!核反应堆!设计和制造实验室!

  曼哈顿计划之所以能那么快成功,并不是因为没有遇到什么研发困难。

  相反,奥本海默等人遇到了很多技术性方面的难题。

  但是这些问题在美国政府疯狂砸钱,从4亿美元追加到20亿美元的情况下,就变得不难了。

  “钱能解决的问题都不是问题!”

  “有任何想法立刻去试!”

  科学家如果拥有无限的资源,确实能爆发出可怕的力量。

  从一张图就能看出曼哈顿计划的复杂和庞大。

  1942年9月,格罗夫斯上任之后,首先在美国田纳西州橡树岭购买了第一块土地⑤。

  这里建成了曼哈顿计划的核心工厂之一:铀235分离工厂。

  对于武器级铀而言,其纯度必须达到90%以上,否则无法进行链式反应。

  而天然存在的铀元素,其中铀235的丰度只有0.7%。

  从0.7%到90%,这是何等恐怖的提纯倍率!

  当时,科学家们一共提出了三种分离提纯方法。

  第一种是路易斯的学生尤里提出的“气体扩散法”:

  首先将铀单质(包含三种同位素)变成氟化铀气体,然后让这些气体钻过有很多细孔的板子。

  根据热力学知识,当氟化铀气体通过细孔时,较轻的铀235分子的扩散速度比较重的铀238要快一点。

  因此,气孔板一侧的铀235含量就会提高。

  按照这种方法,让这些气体分子连续通过5000道板子,铀235的纯度就能大大提高了。

  这种方法效率很高,一次性可以同时分离很多铀。

  但缺点也很明显,铀235的纯度很难达到90%,因为气体的扩散是杂乱无章的,总会混杂铀234/238。

  第二种是劳伦斯提出的“电磁分离法”:

  该方法原理很简单,那就是将铀单质置于回旋加速器之中。

  由于铀235的质量和铀234/238有细微的区别,因此,三种同位素的旋转半径不同。

  通过控制电磁场就能单独分离出铀235原子,并将其从加速器中引导出来。

  这种方法的优点就是铀235的纯度很高很高,甚至能达到95%以上。

  但是缺点也很明显,那就是效率实在太低了。

  因为回旋加速器一次性不能添加太多材料,否则很容易出问题。

  这时,聪明的你肯定想到了:

  “那把两种方法结合起来啊。”

  没错,当时的科学家发现这点后,首先用气体分离法进行“粗浓缩”,然后把粗浓缩后的铀再利用电磁分离法进行“细浓缩”。

  如此一来,不仅铀分离的效率提高了,铀235的纯度也大幅提高,满足原子弹的要求。

  第三种是艾贝尔森提出的热扩散法。(原理和气体扩散法类似,只不过改成热驱动)

  当时,由于不知道哪一种方法好,美国政府当即拍板:

  “三种方法同时进行!”

  这三种方法,每一种都需要建造单独的工厂,配备庞大的机器设备,而且耗资巨大。(见图)

  美国的财力和决心可见一斑。

  于是,橡树岭铀分离工厂就变成了一座超级庞大的工厂群,常规工人数量就超过8万人。

  它也是曼哈顿计划投资最多的部分。

  很快,随着不断试错,最终热扩散法被淘汰。

  铀分离工厂决定采用气体扩散和电磁分离混合法。

  而这两种方法,每一个都是超级耗电大户,两者一起占据美国同年总用电量的1/6。

  曼哈顿计划的三年时间内,橡树岭铀分离工厂一共消耗了几千吨铀矿石,最终只分离出70多公斤的铀235。

  原料问题搞定后,另一个问题迫在眉睫。

  “要如何用铀实现可控核裂变呢?”

  原子弹本身虽然是不可控核裂变,但是研究它却需要进行可控的实验。

  而铀235又如此珍贵,一点不能浪费。

  这时候,费米临危受命。

  他负责在芝加哥大学建造核反应堆③。

  顺便提一下,格罗夫斯非常尊敬这些科学家,甚至允许他们在自己的学校工作。

  因此你会发现,格罗夫斯领导的行政总部在东海岸的曼哈顿①,奥本海默领导的科学总部却在西海岸的伯克利②。

  而费米领导的核反应堆又在中部的芝加哥。

  三地交流起来很不方便,但是格罗夫斯依然同意了。

  而这一切,只因为奥本海默的一句话:

  “我们更喜欢在学校的氛围。”

  费米在芝加哥大学率领包括西拉德在内的几十名顶级科学家,开始了可控核反应堆的建造。

  而康普顿则负责项目的监管,对外宣称这个项目就是普通的科研项目。

  当时,康普顿在得知费米想直接在芝加哥大学内部建造核反应堆时,尿都吓出来了。

  “费老弟,万一控制不住,整个芝加哥都会灰飞烟灭。”

  然而,费米只是霸气地说道:

  “我不会让它发生的。”

  核反应堆的建造也不是一帆风顺的。

  要进行可控的核链式反应,那就必须能控制中子的速度。

  还记得费米之前发现:水中的氢可以减慢中子速度吗?

  费米认为如果用重水,效果可能会更好。

  大佬提出要求了,美国政府当即斥资2600万美元,在加拿大境内建造重水生产工厂⑦。

  然而,费米用重水试验后,发现效果并没有想象中那么好。

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