美国第一个原子反应堆的研制工作

费米反应堆的建造为原子弹的研制提供了大量有用的数据，但制造核弹仍然存在许多技术难点。 主要问题是铀的提纯。 当时人们认为最好的裂变材料是铀235，但这种铀的天然含量很低，仅占0.7%。 铀235必须以某种方式分离才能获得高含量的铀235。当时有几种分离方法可用。 美国政府决定同时测试多种方法，不计成本地尽快分离出足够的高纯度铀235。

由于分离铀的成本太高，后来发现元素钚239也是一种很好的裂变材料。 钚是由铀238嬗变而来，因此分离剩下的大量铀238可以用来制造钚。

原子弹的研制是由美国物理学家奥本海默领导，在新墨西哥州一处名叫洛斯阿拉莫斯的荒凉高地上秘密进行的。 1942 年 11 月 25 日，洛斯阿拉莫斯被占领。 1943年3月，第一批原子科学家搬到这里。 7月份，从全国各地高校运来的设备开始陆续抵达。 与此同时，奥本海默被任命为洛斯阿拉莫斯实验室主任。

1945年春，制造了三颗原子弹。 1945年7月12日至13日，原子弹的内爆机械部件被逐步运送到被称为“死亡区”的试验场。 这是一片沙漠，原子弹安装在沙漠中心的一个高高的钢架上。 14日和15日，在洛斯阿拉莫斯工作的所有人员都被召集开会。 他们被告知原子武器实验即将开始。 这是他们中的许多人第一次知道他们所做的事情的真正目的。 会议结束后，与会人员驱车四个小时到达测试地点。 他们聚集在距原子弹爆炸处16公里处。 他们每个人都穿着特制的衣服，戴着黑色的防护眼镜，脸上还涂着防辐射药膏。 爆炸原定于16日凌晨4点进行，但因天气状况恶化而推迟。 5点10分，奥本海默的副手发出倒计时信号。 所有人顿时跪倒在地。 人们静静等待，内心却十分紧张。 5时30分，第一颗铀原子弹爆炸成功。 巨大的火球冲天而起，将天空照得一片白。 有的人激动得忘了戴口罩，下了车，但两三秒后，就失去了视力。 这惊心动魄的一幕，让在场的所有人都感到无比的恐惧。 奥本海默靠在观测站的一根柱子上第一颗原子爆炸时间，脑海中浮现出一首古印度赞美诗中的一段话：

天空布满了奇怪的光芒

就像圣灵炫耀他的力量

只有一千个太阳

只有这样我们才能和他竞争

三十秒后，风暴向人们冲来，恐怖的轰鸣声惊天动地，仿佛世界末日来临了。 亲身体验过挑战诸神的滋味，不少科学家在这惊心动魄的一幕面前都不知所措。 据说，费米此后已经没有力气开车了。 这次试验的爆炸威力相当于2万吨TNT炸药，效果比原来预计的大10倍甚至20倍。 居住在200公里外的居民看到天空中出现强烈的闪光。 为保密，军方发布新闻稿称，一弹药库不幸发生爆炸，但没有造成人员伤亡。

不到4年时间，美国试制成功原子弹，完全取决于两个因素。 首先，希特勒将一大批极其有才华的欧洲核物理学家赶到了美国，让美国拥有了当时世界上最强大的科学家队伍。 其次，由于战争的需要，美国政府投入了巨大的人力、物力。 为了完成曼哈顿计划，美国政府动员了超过50万人（其中科研人员15万人），花费了22亿美元，占用了全国近三分之一的电力。 为了分离高纯铀，同时尝试了电磁分离、气体扩散和热扩散三种方法，并为每种方法建造了大型工厂。 第一个电磁分离工厂耗资超过3亿美元建成，有2万多人在这里工作。 原子弹的研制是20世纪大科学的典型例子。

参考