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《日本的崩溃》银线缠绕的巨型磁铁


1943年11月,在田纳西州的橡树岭,一项错综复杂的大型工程即将完工结出胜利的果实。劳伦斯的电磁分离工厂的第一期工程也已竣工,这个项目的核心部分是那些缠绕着从美国国库借来的银线圈的巨型磁铁。这是有史以来最大的磁铁,每个磁铁重达3000吨到10000吨不等,它们各自缠绕的银线圈重量少则12吨,多则21吨。这些巨型磁铁具有威力无穷的吸引力,它们会从那些不小心的工人手中吸走铁锤或其他工具,如果工人们躲闪不及还会受伤——淤血或是擦破皮肤。女雇员们一旦靠得太近,她们的发卡就会被吸走,那时她们精心梳理的头发会变得一团糟。磁铁的巨大吸力带来的副作用越来越明显,当140吨重的钢槽被吸力拖离原点三英寸时,与钢槽连接的铅锤测量线就会突然变松。

当第一期工程开始工作时,人们遇到了更为严重的挫折。巨型磁铁吸收能量不久之后,就出现了短路和停滞不动的现象。研究者们找不到问题的症结,于是,格罗夫斯下令切开放置磁铁的铁盒,结果发现很多铁锈微粒和金属碎屑渗到了用来冷却机器的循环油里。格罗夫斯暴怒不已,一开始他怀疑有人蓄意破坏,随后他又责骂工人们工作懒散、不负责任。最终,他们不得不将这些磁铁运回维斯康星州重新清洗和缠绕线圈,因而橡树岭的工程进度受到了拖延。

1944年9月初,在汉福德地下的三个核反应堆中的第一个反应堆已经准备就绪。在给反应堆装进铀元素之前,格罗夫斯从华盛顿打电话给当地的总工程师富兰克林·马赛厄斯:“上校,我给你一个忠告。当实验开始时,你最好待在那儿。如果反应堆发生爆炸,你就从中间跳起来——那会把你从一大堆麻烦中解救出来。”

这个命名为“反应堆B”的反应堆并没有爆炸。但是,反应堆平静启动后不久,出现了令人困惑的活动迹象。恩里科·费尔米就和在芝加哥一样,拿着计算尺站在一旁,监督技术人员们装载反应堆。“反应堆B”不像芝加哥反应堆那样直接把铀棒插入石墨砖块中,而是芝加哥反应堆的铀燃料直接镶嵌在石墨砖上,与此不同,反应堆B则应被数百个滑动的铝外壳的铀装载,填入已经被石墨和外部防护所分割的小孔之中。

9月13日装载工作正式开始。头两天反应堆开始产生一些热量,费尔米于是下令插入控制杆。随后几天,运转一切正常。直到9月27日,费尔米一直在小心翼翼地等待反应堆聚集能量。因为每个环节都运转良好,费尔米于是下令加快核反应。哥伦比亚河刺骨的冷水在反应堆的冷却管道里不断地循环流动,后半夜,控制杆升了起来。凌晨两点,链式反应远没有达到反应的高峰期,但是反应堆已经在不停地生产出比以往任何链式反应都要强大的能量。 那天凌晨三点,“反应堆B”突然莫名其妙地失去了能量。清晨六点半,反应堆冰凉安静没有丝毫活动的迹象,好像完全没有了生命。科学家们困惑不已,不知道究竟是什么原因造成反应堆“死机”:有人蓄意破坏?某个地方漏水了?还是河水受到了污染?没人能解释清楚反应堆是如何毁于一旦的,但是事实上它的确不工作了,“反应堆B”看上去更像一堆价值300百万美元的垃圾。

第二天,当这群沮丧万分的科学家们拼命寻找事故原因时,反应堆就像它当初神秘死去一样又神秘复活了。没有人碰过它,它迅速恢复活力并生产出9000千瓦能量,这个数字与前一天生产出的能量持平。随后,反应堆又出其不意地冷却下来,变得一片死寂。

于是,一大批科学家被召集到一起给“反应堆B”诊断毛病。其中有一位普林斯顿的物理学家约翰·惠勒,他虽然年纪不大却已是尼尔斯·波尔的合作伙伴了。惠勒仔细研究了“反应堆B”的活动曲线图,想弄清楚是否有一些短期的分裂物质会毒死反应堆或者使反应堆自身中毒。他把他的想法告诉了费尔米,之后他们一起寻找某种放射性气体,这种气体可能是反应堆产生的,其放射速率或者说半衰期正好处于核反应堆死亡和复活的间隙。

他们发现了这种名为氙135的气体,它的半衰期是9.4小时。费尔米经过仔细计算,提出将反应堆的铀装载量增加25%就可能解决氙气中毒现象。他们照此实验,“反应堆B”果然没有出错。圣诞节晚上,反应堆产出了第一块具有放射性的铀块。1945年1月,这批铀块被运送到分离工厂,科学家们通过遥控装置从铀块中分离出新的钚金属。


分类:抗战史 书名:日本的崩溃 作者:[美]基斯·惠勒