傳奇-28

06-30

美國人開始加緊曼哈頓工程的進度了，他們可是在跟德國人賽跑，其實他們也不知道德國那邊還漫不經心的搞，一點實質性的進展也沒有。這個曼哈頓工程太過龐大，首先就要測試一下，看能不能實現傳說中的鏈式反應，那就要先搞個反應堆來做實驗，這事就落到了費米的頭上。費米領著一幫人馬在哥倫比亞大學裡搞反應堆，後來美國當局覺得大家在各大學和研究機構分散著不太好，辦事效率也不高，就讓大家集中一下，於是全部集中來到了芝加哥大學，一大批科學家都來到了芝加哥大學，比如氫彈之父愛德華·泰勒也在。不過泰勒這個人平時心高氣傲，他總想搞大事，他的主攻方向是在核聚變上。費米剛領著一幫子人搞核反應堆，費米溜達來溜達去，就看中了一個廢棄體育場的看台，在看台底下有個大房間，這地方用來搞反應堆剛剛好。於是一幫子科學家們就扎進了這個體育場的看台底下，康普頓、費米、希拉德在一起搞，這幾個科學家都是實驗物理學的高手。

芝加哥一號堆專家組

建造芝加哥反應堆這個過程是「曼哈頓工程」中最臟最累的工作，因為他們當時是用石墨作減速劑。石墨那東西黑乎乎的，而且又軟，身體蹭上就黑了一大塊，所以這就是最髒的東西。這個裝置又很龐大，尺寸是長10米、寬9米、高5.6米。反應堆顧名思義就是把一堆的東西堆在一起進行反應，裡面一共裝了52噸的核反應材料，其中裡面6噸是金屬鈾，另外的46噸是氧化鈾。它的結構就像千層餅一樣，石墨塊層和核材料層交替鋪墊。其中石墨塊都是帶孔的，橫向的孔里插核材料，縱向的孔裡面插控制棒，就這樣總共堆了足足有57層。鈾元素受到中子源的照射之後就開始發生核反應了，鈾235原子核會發生裂變，原子核被打碎放出中子，由於有石墨的存在，這些放出的中子在石墨的作用下中子被減速變成慢中子。但是鈾235的量太少了，大部分都是鈾238。鈾238吸收了中子以後就變成了一些超鈾元素，所謂超鈾元素就是指在元素周期表上排在鈾後邊的那些元素。控制棒是由一些能夠吸收中子的金屬製成的，比如鎘元素。以前在鋰電池還沒普及之前，大家充電電池都用的是鎳鎘電池，裡面的鎘就是這個鎘元素。把鎘元素做成棒狀金屬插進反應堆，如果多插一點，吸收中子就會變多，那麼鏈式反應就會變慢。而反過來，少插點鏈式反應就會變快，就是用這個方法來控制反應堆的反應速度。

這幫美國人花150萬美元來造核反應堆，世界頂尖的科學家們在干著體力活，他們輪班24小時搬石墨塊，最後堆出了一個500噸的大傢伙。一幫科學家就站在安全區域，這安全區域也是所謂的安全區域，其實大家也不知道這地方到底安不安全，因為畢竟反應堆是頭一次搞，也沒人知道到底怎麼回事，反正離遠點准沒錯。費米就拿著個計算尺同時看著中子計數器的讀數。1942年12月2日上午10:37，費米下令把控制棒提出來。隨著控制棒被提出來，核反應堆就開始了第一次的運轉。隨著控制棒一點一點被提起來，中子計數器就開始噼里啪啦的作響，聲音也越來越大，而且噼啪聲也越來越密集，記錄紙帶上的筆畫出了一條向上的曲線。其實大家心裡都沒底，首先一個問題是鏈式反應到底能不能持續下去，會不會噼啪響一陣子最後沒反應了。還有一個更大的問題是假如說反應能夠持續進行下去，那會不會愈演愈烈最後失控，反應堆最後炸了怎麼辦。現在大家心裡都沒底，而為了預防這種情況，由一群年輕人組成的敢死隊就站在核反應堆上，手裡拎著幾大桶含有鎘元素的溶液，萬一反應堆失控的話，先把溶液澆進去再說，理論上含鎘的溶液直接倒進去會大量吸收中子，這樣反應堆就會停。費米拿個計算尺推推拉拉好好算了一通，然後指著曲線說，到達這個數值以後曲線應該會變平，反應堆不會失控，沒事的。而事實果然就像費米所說的那樣，反應到達他說的那個數值之後開始變平穩了。費米一看覺得這是個好跡象，就下令再把控制棒拔出來一點，隨著控制棒再一次被拔出來一點，曲線果然開始再次上升，過了一會，又穩定在了另外一個數值上。這說明在1942年12月2日下午3:25人類第一次實現了可控的核反應，這是劃時代的一刻，意味著原子能被人類馴服了。

芝加哥一號堆紀念雕像

費米打響了第一槍，他的反應堆證明鏈式反應是可靠的，可以輸出巨大的能量，而且反應堆還有一個功能是生產一些自然界不存在的核材料。比如說鈾238在俘獲了中子以後就會變成鈾239，但鈾239這東西不穩定，半衰期只有24分鐘，也就是說在24分鐘以後鈾239就有一半會衰變成為鎿239，而鎿239也不穩定，半衰期只有2.35天，也就是說2.35天後就有一半的鎿239衰變成為鈈239，生成的鈈239是一種可以造原子彈的核材料。也就是說鈾238在反應堆裡面放上一段時間進行充分的核反應，之後拿出來，放在一個大水池裡邊泡著，就等著鈾239變成鎿239，最後變成鈈239。反正這些核材料放上幾個月就會產生不少的鈈239。鈈和鈾是兩種不同的元素，鈾238和鈈239混在一起了，怎麼把它們分開呢？用化學萃取的辦法，因此用鈈來製造核彈要比鈾要方便一些，畢竟要提取鈾235極其困難，因為鈾238跟鈾235的化學性質一模一樣，只能靠物理手段進行分離，那就太難太難了。

反應堆生產鈈239

費米的反應堆運行了28分鐘，到下午4：04實驗結束。根據費米的計算，要想提取出足夠的鈈元素用來做核彈大概需要6個大型反應堆來生產，而且每個反應堆都要比費米的反應堆大好多倍，這麻煩事就擺到了格羅夫斯的案頭，格羅夫斯要找個地方來建大型的核反應堆。那麼這些反應堆建哪比較好呢？這時候就有人提議建到田納西州的橡樹嶺，但是格羅夫斯馬上就否決了這個提議，因為那已經沒空餘的地方了。田納西州的橡樹嶺是鈾工廠的所在地，在那裡電磁分離工廠的第一期工程已經完工，那有有史以來最大的電磁鐵，每個磁鐵重達3000噸到10000噸。要造那麼大的電磁鐵就需要很多的銅線來繞制，可是哪有那麼多銅啊，要知道那時候是戰爭時期，銅是緊俏物資，子彈啊炮彈啊電線啊的原料都是銅。沒辦法啊，最後只能向美國國庫借錢，而且不要鈔票只要銀子。國庫也真是給力，咬咬牙先後拿出了1.4萬噸的白銀。那些巨型的電磁線圈都是銀線繞出來的。橡樹嶺工廠是靠電磁分離分開鈾235和鈾238。要造原子彈有兩條路徑，一個是靠鈾元素，而提取鈾235要靠物理辦法，比如說電磁分離、氣體擴散、離心機等等。一個是靠鈈元素，鈈元素也可以造原子彈，而製造鈈元素需要動用核反應堆和化學方法。一般來講，相比鈾235，鈈元素更容易搞。窮國要想搞原子彈一般會先從鈈元素下手，比如說印度、巴基斯坦他們一開始就是這樣，但是其實鈈元素造核彈有無數的坑在後面。那些想得到原子彈的後發國家，比如印度、巴基斯坦等國就被這條路坑的不淺。

美國人最後找來找去，在華盛頓州的漢福德找到了地方，在那裡建了大型的核反應堆，專門生產鈈元素。順便提一句漢福德最近這個地方經常上科技媒體，因為最近引力波探測器比較的火，美國有兩座大型激光干涉儀，其中一座就在漢福德。1944年9月初，就在漢福德地下建了三個核反應堆，這三個反應堆中的的第一個反應堆「反應堆B」也已經準備就緒，因為「反應堆A」就是費米建的那個。直到9月27日凌晨兩點，反應堆已經在不停地生產運轉著，可在那天凌晨三點，「反應堆B」突然死機了。清晨六點半，反應堆還是沒有絲毫活過來的跡象。科學家們困惑不已，不知道究竟是什麼原因造成反應堆死機，「反應堆B」看上去更像一堆價值300百萬美元的垃圾。

漢福德核工廠

第二天，當這群沮喪萬分的科學家們拚命尋找事故原因時，反應堆就像它當初神秘死去一樣又神秘復活了。隨後，反應堆又時不時地鬧罷工，然後沒過多長時間又活過來了。於是，一大批科學家被召集到一起給「反應堆B」診斷毛病，後來查來查去，他們發現是一種氣體搞的鬼，是一種名為氙135的氣體，它的半衰期是9.4小時，這氣體一多反應堆就不行了，可是它半衰期只有9個小時，慢慢就越來越少，反應堆就又活過來了。費米經過仔細計算，他提出將反應堆的鈾裝載量增加25%就可能解決氙氣中毒現象。結果按照費米的建議，「反應堆B」果然再也沒有出錯。不久後，經過一系列反應、分離程序，漢福德的工廠終於生產出了第一塊鈈金屬。

金屬鈈

好了，現在鈾元素和鈈元素都有著落了，兩座大型基地正在開足馬力生產核材料。那麼原子彈的總體設計和總裝放在哪裡呢？那就放在奧本海默負責的洛斯阿拉莫斯國家實驗室。在那一大堆的科學家定期開會彙報工作，總體進度都是這裡控制的，怎麼把原子彈點著了點炸了就是這負責的。後來費米等等一大幫子科學家都集中到了洛斯阿拉莫斯實驗室。玻爾也在那裡，參加了核計劃。不過玻爾老爺子只是顧問，他是顧問但是他的學生惠勒可是核心人員之一。惠勒帶了他自己的一班學生也來參加曼哈頓工程，其中有一個二十來歲的年輕人叫費曼。那費曼見到玻爾，那是徒孫見師爺啦。玻爾一個電話就把費曼給叫過去了，兩個人一聊天，波爾發現這個年輕人很不一般。別看費曼在玻爾面前聊天有點兒放不開，誠惶誠恐的樣子。畢竟玻爾是量子力學的祖師爺啊，但是一談到具體的物理問題，那費曼是一步不讓，直接敢反駁玻爾的意見。玻爾也是出了名的死杠頭，連愛因斯坦都扛不住，而且他在哥本哈根的時候還鬧的薛定諤大病一場，是很能死纏的人。結果這一老一少吵起來就沒完沒了了，但是玻爾最後還是稱讚費曼，這小夥子有見識，是個物理學奇才。其實洛斯阿拉莫斯國家實驗室的能人多了去了，大牌的物理學家和炸藥獎得主一大把，但是他們見了玻爾都是恭恭敬敬的。玻爾後來評論道，不能只聽這幫子人的，這幫子人只會說：「是，玻爾先生」。大家需要聽一聽這些小夥子的意見，他們會說：「你瘋了！」

不過這個費曼也有點太頑皮了。他住在營區的外圍，有些人不想繞個大圈子從正門進去，就把鐵絲網搞出個大洞，就從大洞裡面進出。這個費曼就開始玩行為藝術啦，他總是從大洞進去然後從大門去，然後再從大洞鑽進去，然後再從大門出去，一直是這樣干，來迴繞圈子。直到門口的警衛人員納悶兒，怎麼只見這個人出去，不見這個人進來。這是怎麼回事兒啊？最後警衛發現不對勁，趕快報告了領導，結果費曼就被抓起來了，人家一問他，他說後邊有個大洞。當然這不是啥大事，費曼又被放出來了。後來費曼又發現，他們辦公室的柜子不牢靠，一把小鎖捅咕捅咕就能搞開，甚至你不把鎖捅開，從柜子底下的一個洞裡面也能把文件拿出來。有一次開會的時候，他就抱怨，這柜子不保險。當時泰勒也在座，他說自己都把文件放在桌子抽屜里，不放柜子里。泰勒問費曼，是不是比柜子安全。費曼說不知道，沒看過泰勒的抽屜，那就不管了，這會就繼續開，泰勒坐前排，費曼坐後排。結果費曼趁人不注意就偷偷溜出去，奔泰勒的抽屜就去了。他到泰勒桌邊一看，發現泰勒的抽屜根本連鎖都不用打開，從後邊能伸手從抽屜後面把文件全抽出來。他就一伸手把文件全抽出來了放在桌子旁邊，然後溜回去接著開會。會議結束，他追著泰勒，非要看看泰勒的抽屜。泰勒很自信啊，自己抽屜還是很安全的。結果他打開抽屜的時候，嚇得臉都綠了，文件全沒了。當然費曼一邊偷著樂去了。這個費曼經常搞這類的惡作劇。但是，主管的格羅夫斯將軍還是沒把他怎麼樣，因為格羅夫斯也知道費曼這號人能幫助他們發現所有安保漏洞，也就不大追究他了。費曼還做了一件事兒，他受命把工程的目的告訴了做數學計算的那幫子人，那幫數學計算的人算了半天都根本不知道自己搞的東西是啥，一點積極性都沒有。當他們知道自己搞的是原子彈，目標是打敗法西斯的時候，他們的工作效率立馬提高了一倍。所以這就是種道義的感召，告訴了他們在做什麼，他們就會做的更好。別以為費曼只會搞惡作劇。人家後來在量子力學上做了非常大的貢獻。他的很多趣聞都是他記錄下出來的，有一本書叫《別鬧了，費曼先生》講述的就是這些事。大家有興趣，可以自己去看，基本上就相當於他自己的自傳。

《別鬧了，費曼先生》

早在1943年，奧本海默他們搞理論就搞出了兩種原子彈的構型，一種叫做槍法型，一種叫做內爆型。鈾235的產量很少，只夠做一顆原子彈。但是鈈元素相對較多，其實是因為鈈的臨界質量相對較低，幾公斤就夠用了，鈾要十幾公斤才行。但是，本宇宙的基本法則是出來混總要還的。鈾235雖然提取困難，但是可以用構型比較簡單的槍法型構型來做原子彈，技術原理非常簡單，造起來非常方便，所以這個東西就不用做實驗了，保證能成功。鈈元素雖然用量小，而且提取相對方便，但是必須用複雜的內爆型構型。這個內爆型構型比較複雜，必須要做實驗，說白了必須試爆一顆，奧本海默心裡才有底啊。所以大家都在奔這個目標去，大家都在努力，努力的提取核材料，要攢夠需要的數量，在1944年，那還遠遠做不到，這事要到1945年才湊足，而且1945年都已經很晚了。但是1944年，發生了一件大事，那就是美英聯軍諾曼底登陸，美英盟軍反攻歐洲大陸成功。隨著美軍的戰線不斷推進，一個小組開始在歐洲大陸搜尋德國核計劃核研究的所有情報。他們到了法國就開始不斷的找尋，他們的代號叫阿爾索斯小組。第一站就到了巴黎，到了巴黎以後先來找約里奧·居里，因為這是法國物理研究的大本營啊，而且約里奧居里留在了巴黎，她跟德國人還有聯繫，一方面德國人騷擾她，搞的他的同胞都想她是不是叛徒。但是約里奧要洗刷自己，最後參加了解放巴黎的戰鬥，親自上陣扔炸彈。阿爾索斯小組的負責人來找到他的時候，她先是一愣，這人自己見過，他是誰呢？請看下回分解。