第618章 美國人的核反應堆

芝加哥鏈式反應實驗室命名為“冶金實驗室”,不過裏面一個冶金專家也沒有。從紐約搬到芝加哥後,反應堆的高度增加了,但卻仍然沒有達到預期的效果,費米認為,石墨這種多孔物質中有很多空氣,而空氣中的氮起著吸收中子的作用,如果能在反應堆周圍造成真空,也許能增進反應堆的性能。受食品罐頭的啟發,費米讓芝加哥倫比亞大學學的鐵匠制造了一個巨大的鐵罐,抽出裏面的空氣,但中子逸失的現象還是很嚴重。有人建議用甲烷代替空氣,但甲烷存在爆炸的危險,而費米的實驗室已經發生過兩次危險的爆炸事故了(一次釷粉爆炸,一次鈹粉和鐳粉爆炸),他最後否決了這個主意,決定建造一個更大的反應堆。

康普頓為這個反應堆找到的最理想的地方是芝加哥倫比亞大學學體育場(斯塔格體育場)西看台底下的一個室內網球場,這間屋子寬9米,長18米,高近8米,自從美國參戰以後就被廢棄了。物理學家們希望有更大的地方,但是其它幾處更適於安裝反應堆的地方都被芝加哥日益增多的軍隊部門征用了。

在新反應堆等待石墨和鈾的同時,費米的助手安德森去固特異輪胎橡膠公司定制了一個正方形的氣球,固特異公司的人用驚異的目光瞪著這個纖瘦的年輕人,因為他們還從來不曾聽說過有正方形的氣球。安德森把精確的規格要求講了出來之後,固特異的人勉強答應用膠化織物制作一個正方形氣球,不過固特異公司“不能擔保這玩意兒飛得起來”。費米並不需要讓它飛起來。兩個月後,這個巨大的氣球運到了芝加哥倫比亞大學學,費米小組七手八腳把它搬到室內網球場,用腳手架和升降機將它固定在室內,只留下一個供人員出入的扇形吊門,隨後開始在裏面組裝核反應堆。從已經完成的無數試驗中,費米對於這個反應堆到底應該是個什麽樣子已經有了一定的概念:它是一個直徑7.9米的圓球,用一個正方形的木架支撐,外面罩著那個正方形氣球。氣球的作用是在必要的時候抽成真空,不過費米小組後來一直沒有這麽做。自願來幫忙的中學生在室內網球場和附近的木工棚之間川流不息,搬來做好的木塊,然後帶走下一塊木頭支架的圖紙。當物理學家們開始擺弄聯合碳化物公司送來的純石墨磚時,樣樣東西都變成了黑的:首先是網球場的墻壁和那個氣球,接著是地面,石墨粉末鋪滿了地板,光滑得好像舞廳的地板一樣,漆黑的人影在上面滑行著,他們的工作套衣和防護鏡也是漆黑一片。氣球裏面,一堵高大的石墨黑墻正在迅速地增長,墻上還插著7根鎘棒和3根硼鋼棒,以控制中子增殖的數目。

隨著反應堆的增高,費米進行了各種測試,那個石墨球的最上面幾層始終沒有加上去,因為反應堆達到臨界大小的時間比預料的來得要快,從安放第一層石墨磚起僅僅過了6個星期,就到了12月2日淩晨。當時給反應堆做掃尾工作的是安德森,如果當時他抽出鎘棒的話,那麽他就會開動核反應堆,從而成為美國實現人工自持鏈式反應的第一個人,不過他決定把這個榮譽讓給費米。

天亮之後,費米、康普頓及其助手們雲集在網球場裏,耐心地等待著最後一刻。在場的人中有一位是“冶金實驗室”以外的人物:杜邦財團的克勞福德?格林沃爾特先生,他有希望成為杜邦的董事長,而在歷史性的那一天清晨,他恰好和杜邦公司的其他人在附近的一個房間裏同軍方的高級官員舉行會談,康普頓把他拉出來領到了現場。

格林沃爾特和杜邦公司的人當時正處於一種為難的境地:他們不知道怎樣才能和軍方達成協議。美國軍方在1942年8月就接管了“鈾計劃”,並將其命名為“曼哈頓工程”。9月,美國陸軍工兵上校格羅夫斯被任命為“鈾計劃”或“曼哈頓工程”的負責人。該工程包含著比核研究更多的東西,包括生產石墨和鈾(既包括金屬鈾又包括氧化鈾),還有鈾同位素的分離,以及一種新元素——鈈的生產。杜邦公司被告知在鈾的裂變過程中會產生鈈,而鈈或許適合於制造原子彈,於是格林沃爾特及其同事就被軍方請到加州大學伯克利分校參觀已完成的鈈研究工作,然後飛往芝加哥與軍方談判制造用於生產鈈的核反應堆事宜。格林沃爾特對是否接受這一合同猶豫不決,畢竟這是一筆價值十多億美元的大合同,而且他的公司也願意幫助打贏戰爭,可是……這是在說反應堆和鈈啊!鬼知道這是些什麽東西!

康普頓覺察出格林沃爾特的猶豫不決,於是決定打破常規,把他拉到網球場,讓他親眼目睹反應堆的第一次運轉。康普頓認為格林沃爾特的歲數較小,“可以在更長的歲月中親身向後人講述這一不平凡的時刻”。他們登上了網球場北端的看台,除了三個呆在反應堆上的人之外,費米和他的助手們也在那裏。這三個年輕人被稱為“自殺隊”,其任務是一旦鏈式反應失控就將一桶桶的鎘溶液澆到反應堆裏。此外還有一個叫喬治?韋爾的年輕物理學家站在地面上一根鎘棒的旁邊。其他的鎘棒和硼棒都早已抽出來,現在整個鏈式反應就被這根鎘棒制止著。