防苏甚于防德——你所不知道的曼哈顿计划细节

源济

防苏甚于防德——你所不知道的曼哈顿计划细节 

2016-08-03 烽火君 空军之翼

1945年使用的哈顿计划臂章，白色代表蘑菇云，黄色圆圈代表原子

曼哈顿计划的非官方徽章，图中有“曼哈顿计划”和“炸弹”字样，城堡象征美国陆军工程兵团

　　77年前的今天(美国时间8月2日)，第二次世界大战爆发前夕，美英法等国仍对纳粹德国抱有幻想。然而，了解德国原子能发展趋势的爱因斯坦当天上书罗斯福总统，建议美国抓紧原子能研究，防止德国抢先掌握原子弹。但是，直到1941年日本偷袭珍珠港后，这封信才真正促成了美国“曼哈顿工程”的实施。凭借强大的战时动员能力，美国在短短几年内成功研制了世界首颗原子弹。值得一提的是，除了多名伟大的科学家和美国政府官员，被一同载入史册的还有数百万默默奉献的美国普通民众。据维基百科资料介绍，曼哈顿计划共雇用了超过13万名工作人员，受厂房建设搬迁问题影响的普通民众更是不胜其数。

　　起源

　　“曼哈顿工程”由莱斯利·格罗夫斯将军领导、美国陆军工程兵团参与、物理学家罗伯特•奥本海默担任洛斯·阿拉莫斯实验室主任开展实体研究。计划的真正实施时间为1942年到1946年，项目由美国主导，英国和加拿大提供了部分技术和原材料支持。与“曼哈顿工程”相关的理论及可行性研究于1939年完成：德国化学家奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼在1938年发现了核裂变现象，奥托·弗里希验证了发展原子弹的可行性。

“爱因斯坦-西拉德”信件

　　1939年8月，美国物理学家莱奥·齐拉特和尤金·维格纳起草了著名的“爱因斯坦-西拉德”信件，敦促美国采取措施获得铀矿储备，抢在纳粹德国之前发展核武器。读完信之后的罗斯福召集了时任国家标准局局长的莱曼·布里格斯对信中提出的铀问题进行调查。布里格斯于1939年10月21日召开会议，并在11月提交给罗斯福的报告中指出了铀物质的“巨大破坏前景。”

　　布里格斯在报告中提出，美国国防研究委员会(国家发改委)应该出资167000美元研究铀物质--尤其是铀-235同位素--以及不久前发现的钚。1941年6月28日，美国总统罗斯福签署了第8807号行政令，成立了科学研究和发展办公室(OSRD)，负责美国的铀项目研究，出于安全考虑，“铀”这个字很快就被剔出项目代号。

　　项目组织

　　1942年6月，参与这一计划的首席工程师尤金·雷博尔德少将选择詹姆斯·马歇尔上校负责涉军部分。华盛顿特区还为马歇尔创建了一个联络处，不过其临时总部设在纽约的百老汇270号18楼。

曼哈顿项目组织机构示意图，项目总部位于架构高层，曼哈顿地区在中间，核试验现场办公室位于底部

　　英国参与

　　曼哈顿计划早期吸收了英国的研究成果。1939年6月，英国伯明翰大学的弗里希和鲁道夫·佩尔斯的临界质量铀-235研究取得了突破性进展。1940年7月，英美两国开始交流研究成果后，不过最初并没有形成合力。

　　项目主要用地分布

　　维基百科资料显示，曼哈顿计划共涉及美国、英国和加拿大的30多处场地。其中铀浓缩活动大部分在美国田纳西州的橡树岭进行。与铀浓缩同时进行的还有钚物质的合成。橡树岭和华盛顿洲的汉福德反应堆--都负责了铀到钚的转化。

　　1.橡树岭国家实验室(原称克林顿实验室)

　　主要有Y-12浓缩铀项目、“X—10”石墨反应堆项目。修建该实验室引发了征地搬迁问题，这里人口分布密集，征地影响到了大约1000个家庭，遭到了当地居民的谴责与反对。

1943年10月克林顿镇，仍在在建设中的克林顿实验室“X—10”石墨反应堆项目

Y-12浓缩铀项目的α1“跑道”状铀235电磁分离装置

　　2.洛斯·阿拉莫斯实验室

进入洛斯·阿拉莫斯实验室的警示标志

　　在充分考虑交通以及供水问题后，1942年11月25日，美国政府授权440000美元购买了54000英亩(22000公顷)的场地。出于保密需要，洛斯▪阿拉莫斯被称为“Y工厂”。洛斯·阿拉莫斯实验室主要负责为奥本海默和其他的军队研究人员创建实验室。

新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯工厂(1943 - 1945年)

　　3.阿尔贡物理实验室：钚试验工厂

　　4.汉福德核电站

等待领取工资的汉福德核电站员工

　　1942年12月，考虑到橡树岭工厂太靠近人口分布中心(诺克斯维尔)，美国于1943年成立了汉福德工程师研究中心，代号“W”。不过，直到1946年曼哈顿计划结束，这里的征地补偿问题都没有结束。

　　5.加拿大英属哥伦比亚

　　不列颠哥伦比亚省的特雷尔主要负责开展电解氢项目。这里的重水生产从1944年1月开始，一直持续到1956年。

　　6.加拿大安大略省的乔克里弗反应堆

1945年的乔克里弗化工厂

　　7.加拿大西北地区

　　镭锭港的埃尔拉多矿区是铀矿主要来源。

　　8.俄勒冈州的铀浓缩工厂

　　铀是原子弹本身需要的钚的原材料，1940年，主要有四个已知的铀矿床:科罗拉多州，加拿大北部、捷克斯洛伐克的Joachimstal和比属刚果。除了Joachimstal，其余三个都在盟军手中。加拿大政府获得了当时几大铀矿开采商的控股权。

　　“三位一体”核试爆

1945年“三位一体”核试爆后的奥本海默和莱曼·布里格斯

　　1944年7月，奥本海默选择内爆方案并加速代号为“胖子”的爆炸设计，并于1944年8月全面重组了洛斯·阿拉莫斯实验室。1945年7月16日，新墨西哥州的阿拉莫戈多进行了有史以来的第一次核爆。

　　人员

　　据维基百科介绍，曼哈顿计划成本近20亿美元(相当于2016年的260亿美元)。超过90%的资金用在了兴建工厂和生产裂变材料上，只有不到10%的部分用于武器研制。1944年6月，曼哈顿计划雇佣的员工约达到了129000人，其中有84500是建筑工人，40500负责核电站运营，1800人为军事人员。一年后，负责建筑活动的员工减少到100000人，军事人员的数量则增加到5600人。

　　保密性和苏联间谍情报工作

1945年4月，盟军士兵拆除德国海格尔洛的实验性核反应堆

　　在项目初期，美国还通过代号为“阿尔索斯”(Alsos)的任务团深入敌后，收集德国核武器项目情报材料。尽管曼哈顿计划采取了严密的安全措施，但是仍然遭到了苏联间谍的渗透。此外，在项目成立初期，有人对奥本海默的安全状态提出了质疑--因为他的许多同事是共产主义者，包括他的兄弟。据称，知道这一计划的可能不超过几十人，了解曼哈顿计划全部意义的甚至可能只有一千人。项目时常会出现设备故障，多数人认为是出于粗心或员工的不满。没有证据表明轴心国集团参与了破坏。直到1943年，美国才发现，苏联试图渗透这一项目。

　　曼哈顿计划的遗产

美国海军“尼米兹”号核动力航母 (CVN-68)

　　曼哈顿计划对美国和苏联的核能发展产生了深远影响，尤其是在军事领域的广泛应用。以美国海军的核动力推进系统最甚：曼哈顿计划实施的过程中，美国海军研究实验室对舰船的核能推进系统非常感兴趣，并试图创建自己的核项目。1946年5月，当时的海军作战部长尼米兹提出，海军应该与曼哈顿计划。一些海军军官被派往橡树岭参与了核能研究，这为美国海军后续的核动力研究奠定了基础。

为纪念这一伟大举创，美国于2015年11月10日宣布成立曼哈顿计划国家历史公园。