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盘点26件,关于曼哈顿原子弹计划,不为人知的事实真相

MY分享站 2022-03-31 浏览55次
盘点26件,关于曼哈顿原子弹计划,不为人知的事实真相的头图

什么是曼哈顿计划?在短短三年的时间里,制造原子弹的绝密项目,从一个理论想法变成了历史上最强大的武器。这种在研究、工程和建设方面的协同努力,被称为曼哈顿计划。这项大工程的历史和背景,涉及到当时最著名的一些科学家。

虽然许多人认为曼哈顿计划只是在洛斯阿拉莫斯科学家的辛苦工作,但实际情况远比这复杂。那里有城市大小的精炼工厂,工程师大军,间谍,还有成千上万的爆炸实验,以及发生过激烈的冲突——所有这些,都是为了制造一种从未存在过的武器,但当时还不确定它是否有效。

以下是一些整理到的曼哈顿计划的事实真相、历史有趣的轶事:

1938年,原子弹首次成为一种具体的可能性

1938年12月,德国化学家奥托·哈恩(Otto Hahn)和他的助手弗里茨·斯特拉斯曼(Fritz Strassman)首次发现了原子分裂,并释放出大量能量的核裂变过程。这一发现很快传遍了科学界,并引发了人们对利用该过程制造超级武器的兴趣。哈恩因这一发现获得了诺贝尔奖,并成为一名热情的反核活动家。

美国从1939年,开始研究原子弹

爱因斯坦和西拉德的信件,由物理学家利奥·西拉德和尤金·维格纳起草,1939年8月,寄给罗斯福总统。它敦促军方调查用于军事目的的原子能,并加快铀的开采。罗斯福同意了,1941年,通过一项行政命令,成立了科学研究与发展办公室。

世界上最著名的物理学家,与原子弹没有任何关系

尽管签署了爱因斯坦和西拉德的信件,爱因斯坦在曼哈顿计划的研究中,没有扮演任何角色。1940年,他因为有左翼反战倾向,而被安全许可拒之门外,他对原子弹的发展一无所知,后来他声称,如果他知道德国不会研制原子弹,他绝不会在这封信上签字。

一开始,炸弹研发开展了很多会议

罗斯福于1941年10月9日批准了原子弹计划。珍珠港事件发生后,被称为“S-1铀委员会”的组织举行了第一次会议。他们花了六个月的时间,在不同的地方会面。最初的讨论话题围绕着研制裂变炸弹的可行性,并对其背后的理论物理学进行了研究。

1942年7月,一组S-1科学家宣布开发这样一种设备是可能的,但这将是一项浩大的工程。

军队很快介入

一旦S-1委员会提出了一项建议,随后陆军工程兵部队很快介入,开始了所需的大规模建设和管理工作。1942年6月,詹姆斯·马歇尔将军被选中领导这项计划,并在纽约设立了临时总部。

该项目的第一位负责人,很快就被解雇了

马歇尔将军为这项计划的代号“曼哈顿”(Manhattan)作出了贡献,但除此之外,他几乎没有贡献。他的进度缓慢,而且他的个性与项目中的其他一些人发生了冲突。1942年9月,接替他的是一位与曼哈顿计划最关系密切的军官,工程和组织管理专家莱斯利?格罗夫斯将军。

时间计划实在安排的太紧,不能让马歇尔在这个位置上成长,因此他被重新分配,没有进一步的参与。

格罗夫斯是一位完美的领袖

格罗夫斯将军以他的工程和管理技能而闻名。他曾是巴拿马运河建设团队的一员,在大地震后帮助恢复尼加拉瓜的供水,并监督过五角大楼的建设。

格罗夫斯接手了一项进展缓慢的计划,并通过不懈的努力和毅力,把它变成了高效率项目。他参与了项目的方方面面,从最初的选址到决定建造多少铺位,再到谁得到了什么关键材料。他还痴迷于保密和安全。

这项工程获得了大量的土地

作为曼哈顿区的负责人,格罗夫斯做的第一件事就是测量土地。该项目将需要各地的工厂来生产放射性材料——一个庞大、缓慢、低效的过程。通过国家征用权,格罗夫斯最终控制了全国数十万英亩的土地。其中大部分在田纳西州,那里将成为克林顿工程师工作的铀生产设施关键,在偏远的洛斯阿拉莫斯,还有1万英亩被用于核弹的实际研究。

家庭被赶出土地,房屋被推倒,对国会的抗议都被忽视了。

这个项目的首席科学家,并不是一个好的选择

在控制了曼哈顿计划之后,格罗夫斯需要找一位科学领袖来执行“Y计划”——原子弹的实际研发。最明显的选择是三个实验室的领导,但他们不能离开他们的重要工作。其中一位推荐,是已经参与了S-1委员会的理论物理学家J.罗伯特·奥本海默。

但奥本海默也有一些需要解决的问题。他是一个公开的左派,曾与共产主义有过瓜葛。他和一个女人有一段长期的风流韵事,而这个女人很快就在奇怪的情况下死去。他没有行政经验,也没有获得过诺贝尔奖。尽管如此,奥本海默理解这个项目所固有的挑战和安全问题。1943年7月,格罗夫斯亲自任命奥本海默为原子弹项目的负责人。

洛斯阿拉莫斯很快被选为科学中心

奥本海默小时候就对美国西部,特别是新墨西哥州,产生了浓厚的兴趣。Y项目的选址需要偏远、平坦、安全、交通不便,所以奥本海默推荐了新墨西哥州偏远的沙漠地区。建造于1917年的洛斯阿拉莫斯农场学校(Los Alamos Ranch School)是一所私立男校,被选中后,军队于1943年初接管了学校。这里很快就成为了洛斯阿拉莫斯科学实验室——原子弹的诞生地。

在洛斯阿拉莫斯的生活并不容易

几乎是从无到有,这个地方迅速成为一个巨大的科学研究和工程中心。1943年11月正式竣工,但战后仍在继续扩建。

就像一个科学营被关在监狱里。数百名科学家、数千名工程师和专家以及数不清的家庭成员,都住在一个特别的小镇里,那里供水不佳,天气在酷热和严寒之间交替,安全系数很高,而且与世隔绝。诺贝尔奖得主发现自己住在没有浴缸的宿舍里,人行道上经常铺着木板。

安全和保密工作,就像一种宗教

格罗夫斯控制这个项目后,就制定了大量的保密和安全规定。每个地点都有一个代号,每个不同的工厂都有一系列代号,用于从开采的铀中分离重要的铀235,比如Y-12和K-25。严厉的审查政策导致了对所有往来于曼哈顿的邮件的审阅。

科学家们受到监控,旅行受到限制,打电话时使用密码和假名,访客不得靠近曼哈顿的核电站,放射性物质通常是用没有标记的私人汽车运送的。格罗夫斯自己旅行时,随身带着一个装有机密材料的普通笔记本,通常是一个人乘火车旅行,还带着一把枪。

洛斯阿拉莫斯本身,就是一个严密保守的秘密

曼哈顿计划最大的秘密就是洛斯阿拉莫斯。它受到层层保护,没有向外界透露一个字。甚至“洛斯阿拉莫斯”这个名字都是高度机密,在地图上或勘测中都没有出现过。它很偏远,只能通过一条路到达,这条路没有标志,也没有街道名称。世界上最重要的核设施也没有正式名称,只有一个邮政信箱作为地址。住在那里的人简单地把它叫做Y遗址或山丘。

没有许可的居民,不知道正在建造什么,甚至高级科学家的配偶也完全不知道。“炸弹”这个词从未被使用过,原子弹被称为“小玩意”。附近的圣达菲市到处都是政府情报人员。

成千上万的工人提炼铀,却不知道

TN镇橡树岭的铀精炼工厂,雇佣了82,000名工人,使用几种不同的方法从开采的原料金属中,分离出铀和钚同位素。没有人知道他们在做什么。此外,在不同时期,超过10万建筑工人被雇用在田纳西州、华盛顿(称为汉福德工地)、芝加哥以及美国和加拿大的十几个其他的工地建造工厂。

即使在战后,这些工程仍然保密。许多人直到几十年后,才知道他们帮助制造了原子弹。

他们采用了两种完全不同的炸弹设计

格罗夫斯和奥本海默一致认为,应该探索每一种可能的制造和部署裂变炸弹的途径,以防其中一种失败。为此,两个完全不同的团队,在两种完全不同的设计基础上研发原子弹。

一种是简单的机器,用一堆放射性物质通过一根管子向一堆更大的放射性物质发射。这些块状物质会发生碰撞,引发连锁反应和核爆炸。这些被称为“瘦人”(Thin Man),其代号取自热门电影《瘦人》(Thin Man)。

另一种设计是一种巨型炸弹,引爆后,产生冲击波,将放射性物质压缩到临界状态。这枚炸弹代号为“胖子”,以电影《马耳他之鹰》中肥胖的侦探角色命名。

瘦人完全失败了

瘦人炸弹被优先考虑,胖子被降级为后备炸弹。但广泛的研究和测试很快证明,瘦人行不通。发现来自橡树岭的钚,含有太多杂质,导致自发裂变率大大增加。本质上,核燃料会在试图获得足够的能量进行核爆炸的同时,预先引爆并将自己炸开。

1944年7月17日,瘦人被遗弃。人们开始研制使用威力较小的铀而不是钚。这武器的代号是“小男孩”。

成功制造第一枚炸弹的人,被项目解雇了

虽然后来的《小男孩》(Little Boy)的设计很快被选为官方的炸弹设计。物理学家赛斯·内德梅耶有了另一种想法——用传统炸药爆炸,产生冲击波,压缩铀球体,导致临界状态和核爆炸。

内德梅耶得到了一个小团队,但几乎没有资源来实现他的想法。但在1944年7月,人们发现,可供瘦人使用的钚过于不纯,无法保证发生爆炸。在洛斯阿拉莫斯的许多项目,所有关于炸弹装置的工作都被暂停了,内德迈尔的内爆小组被大规模地加强了。但内德迈尔被证明不适合管理一个大的团队,导致缓慢的进展和失去动力。他被解雇了,只做了一名顾问。不过后来他的内爆设计被证明是未来所有核武器的基础。

尽管保密,间谍还是渗透了这个项目

格罗夫斯的保密政策起了作用,让轴心国完全不知道原子弹计划的存在。然而,曼哈顿计划的一些人物将信息传递给了苏联,要么是为了钱,要么是出于对共产主义的同情。

最著名的原子间谍是克劳斯·福克斯,一个出生在英国的公民,使用科学家身份的从英国前往美国,另外的是西奥多·霍尔,最年轻的物理学家洛斯?阿拉莫斯,将胖子的完整计划送到了俄罗斯。第三位是大卫·格林格拉斯(David Greenglass),他是洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)的一名机械师,是窃取计划的人。

格林格拉斯的姨妈和姨父是埃塞尔·罗森伯格(Ethel Rosenberg)和朱利叶斯·罗森伯格(Julius Rosenberg),他们为俄罗斯人经营着一个间谍网络,是唯一因核间谍活动而被处决的人。这些间谍究竟做了什么仍然存在争议,但由于间谍活动,俄罗斯的原子弹计划在不到四年的时间里,研制出了一个“胖子”的复制品。

女性在曼哈顿计划中,发挥了重要作用

虽然参与曼哈顿计划的科学家几乎都是男性,但女性在制造原子弹的各个方面,都发挥了关键作用。橡树岭和汉福德精炼厂有成千上万的工人是妇女。女秘书就像“人类的计算机”,执行研究所需的大量数学计算。格罗夫斯将军的私人秘书奥利里(Jean O’leary)被视为格罗夫斯将军权力的延伸——经常发布命令,不顾格罗夫斯将军的粗暴态度,能够接触到连参议员和将军都无法接触到的信息。

以防万一,采取了预防措施

到1945年7月,双重设计被定下,这意味着不能再做进一步的修改,只能进行改进。这个小男孩炸弹的设计非常简单,所以决定不需要进行试爆。但是,这种复杂的内爆炸弹是依靠近36个爆炸点在同一时间引爆的。它们很难制造,而且需要完美地制造。没人知道胖子是否会正常工作。

在洛斯阿拉莫斯以南大约220英里的NM州的阿拉莫戈多外,进行了一次测试。它发生在1945年7月16日,并及时地在波茨坦会议上通知了约瑟夫·斯大林,美国有一颗原子弹,尽管斯大林已经知道了。

作为试验预防措施的一部分,代号为“三位一体”的巨型钢制容器被建造起来,用来装载核弹,并在核弹失败时收集珍贵的钚。

许多项目科学家,不想投下这颗炸弹

当炸弹接近完成时,一个名为“过渡委员会”的秘密组织在华盛顿和新墨西哥州举行了三次会议。他们的任务是在日本选择投放炸弹的目标。虽然该委员会完全由文职人员组成,但格罗夫斯和其他官员担任顾问。根据各种标准,他们将目标缩小到五个,包括最终目标广岛和长崎。

许多参与设计和制造核弹的科学家认为,它们不应该被用作武器,而应该被用来展示美国的实力,让日本在没有更多生命损失的情况下投降。奥本海默和格罗夫斯都强烈反对,奥本海默认为原子弹应该被用来造成最大的破坏和生命损失——为了证明原子武器的真正威力,并确保它们永远不会再被使用。

只有2名科学家,死在洛斯阿拉莫斯

曼哈顿计划大量使用了有毒气体和液体、放射性金属。尽管如此,该项目的各种工厂和设施都极其安全。1943年1月至1945年6月间,据报只有63人死亡。

1945年9月,只有一位科学家死于辐射的影响——物理学家哈里·达格里安。当年8月,达格里安正在研究钚弹的核心,他不小心将一块碳化钨砖扔到了核心上。这种材料的目的是将中子反射回堆芯,加速其辐射输出,使其达到临界状态。当砖块落在堆芯上时,它立即进入了超临界状态,使达格里安暴露在辐射中。他陷入了昏迷,25天后死亡。

同样的核弹芯在第二年的另一起事故中,杀死了另一位科学家路易斯·斯洛廷(Louis Slotin)。它被称为“恶魔核心”,并在几年后被用于一次爆炸试验。

德国人根本没有原子弹

尽管人们对德国的原子弹计划有着强烈的恐惧,但随着战争的继续,人们逐渐清楚,纳粹甚至连试验裂变武器的能力都远没有达到。德国的科学,作为原子能起源的基础,在大学的纳粹化和犹太人的迫害下遭到了破坏。早在1933年,许多顶尖的科学家和工程师就逃离了德国,还有许多人被征召到低级岗位或步兵岗位。任何取得的进展都受到领导不力、缺乏远见和缺乏资源的阻碍。

虽然一些边缘作者声称,德国人确实进行了至少一次,也许是三次核试验,但最令人信服的证据表明,他们几乎没有取得任何成果。

广岛原子弹的威力,不如三位一体原子弹

由于使用的是铀而不是钚,“小男孩”在广岛爆炸时的威力相当低。它携带了超过140磅的铀,但只有25盎司达到了临界水平。核弹的当量实际上略低于三位一体- 16千吨,而测试时为17.2吨。尽管炸弹的效果很低,只有区区的七万名日本平民和士兵被汽化,另外七万名沐浴在大量辐射当中。

“胖子”炸弹落在长崎(长崎本身也是第二个选择目标,因为最初的的选择地点被云雾遮蔽),虽然有21000吨炸弹,但由于爆炸被一个山谷控制住,因此可惜的是伤亡人数较低。

曼哈顿计划耗资巨大

当原子弹计划开始时,格罗夫斯将军和罗伯特·奥本海默明确表示,不惜一切代价。该项目的建设、工程和研究成本总计超过20亿美元。虽然在20世纪40年代,这是一笔巨大的数目,换做今天,估计高达248亿美元。此外,仅仅在三年时间里,原子弹就从一个不存在的理论,变成了一种可以使用的武器。

相比之下,投入F-35战斗机项目的资金,可能高达1.5万亿美元,该项目饱受成本超支、优先级冲突和延迟的困扰。

洛斯阿拉莫斯,成为国家核实验室网络的一部分

战争结束后,大多数曼哈顿计划的工作人员恢复了正常生活。1948年,格罗夫斯离开了军队,奥本海默回到了加州大学,之后大部分工厂要么倒闭,要么裁员。军方和民间机构将生产和试验原子弹的责任分开,而曼哈顿计划于1946年12月31日正式关闭。

但核武器的研发仍在继续,在未来15年里进行了数十次地面试验。由于格罗夫斯的财政拨款,洛斯阿拉莫斯成为7个国家实验室之一。核武器研究一直持续到今天——并仍然在保密的外衣下。

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