Атомная энергия для военных целей - [56]

8.69. Одно из производившихся исследований относилось к метеорологии. Было важно узнать, распространяются ли в Клинтоне и в Хэнфорде вместе с отходящими газами радиоактивные продукты деления в опасных концентрациях. Так как поведение этих газов сильно зависит от атмосферных условий, то в течение многих месяцев производились соответствующие исследования в местах расположения обоих заводов, после чего были установлены определенные требования к обработке отходящих газов.

МЕДИЦИНСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

8.70. Так как и объем и разнообразие видов излучения в этом предприятии совершенно беспрецедентны, то были применены все возможные меры предосторожности. Однако, для определения достаточности этих предосторожностей не было никаких надежных средств. Необходимо было сколь возможно пополнить прежние знания. Для этой цели был намечен и проведен ряд опытов над животными в трех главных направлениях по обширной программе: (1) облучение нейтронами и α-, β- и γ-излучением, (2) введение внутрь организма урана, плутония и продуктов деления, (3) вдыхание урана, плутония и продуктов деления. Эти эксперименты проводились в Чикаго, в Клинтоне и в Калифорнийском университете, главным образом, д-рами Колом и Гамильтоном под общим руководством д-ра Стоуна. Были получены многочисленные и ценные результаты.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ

8.71. Как объем книги, так и ограничения, налагаемые секретностью, не допускают детализации отчета по работе лабораторий и заводов в отношении выработки плутония.

8.72. Для работы установки основными являются два типа поглощения нейтронов: (1) поглощение ураном-235, приводящее к делению, являющееся источником новых нейтронов, и поддерживающее цепную реакцию, (2) поглощение ураном-238, приводящее к образованию плутония.

8.73. Ход ядерной цепной реакции в гетерогенном котле с графитовым замедлителем можно описать, проследив одно поколение нейтронов. Первоначальное число быстрых нейтронов немного увеличивается благодаря делениям на быстрых нейтронах, затем уменьшается ввиду резонансного поглощения в U-238 и, далее, еще уменьшается вследствие поглощения тепловых нейтронов в графите и в других материалах, а также вследствие вылета. Оставшиеся медленные нейтроны вызывают деления в U-235, которые в свою очередь создают новое поколение быстрых нейтронов, подобное предыдущему.

8.74. Окончательный продукт плутоний должен быть отделен с помощью химических процессов от сравнимого с ним количества продуктов деления и от много большего количества урана. Процесс отделения, выбранный из нескольких возможных, состоит из ряда реакций, включающих осаждение с носителями, растворение, окисление и восстановление.

8.75. Цепная реакция изучалась на котле малой мощности в Аргоннской лаборатории с начала 1943 года. Как цепная реакция, так и химические процессы отделения, исследовались также в Клинтонской лаборатории, начиная с ноября 1943 года, причем там было получено заметное количество плутония.

8.76. Постройка главной промышленной установки в Хэнфорде (шт. Вашингтон) началась в 1943 году. а первый большой котел был введен в действие в сентябре 1944 г. С лета 1945 г. работала уже вся установка, причем все котлы и химико-разделительные устройства работали лучше, чем это можно было предвидеть.

8.77. Многочисленные исследования были проведены по применению тяжелой воды в качестве замедлителя; в Аргоннской лаборатории был построен экспериментальный котел с тяжелой водой в качестве замедлителя. От планов постройки производственной установки, применяющей тяжелую воду, пришлось отказаться.

8.78. Секция охраны здоровья действовала по трем главным направлениям: (1) медицинский осмотр персонала, (2) советы, касающиеся опасности облучения, и постоянный контроль в рабочих условиях и (3) исследования влияния излучений. Тщательное планирование и исчерпывающая исследовательская работа этой секции привели к выдающимся достижениям в области охраны здоровья в Хэнфорде и в других местах.

Глава IX. Общее рассмотрение вопроса о разделении изотопов

9.1. Возможность изготовления атомной бомбы из U-235 была установлена до того. как был открыт плутоний. Так как давно было ясно, что разделение изотопов урана явится прямым и главным этапом в производстве такой бомбы, то методы разделения изотопов урана были предметом тщательных исследований в течение по меньшей мере шести лет. В то же время, как только было установлено, что выделение дейтерия тоже имеет большое значение, стал изучаться вопрос о разделении не только изотопов урана, но и изотопов водорода. В настоящей главе рассматриваются общие проблемы разделения изотопов. Последующие главы представляют собой подробное описание отдельных процессов.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ

9.2. По определению, изотопы элемента отличаются своими массами, но не химическими свойствами. Точнее говоря, хотя массы ядер изотопов и их строение различны, заряды ядер одинаковы, и поэтому наружные электронные оболочки практически тождественны. Таким образом, для большинства практических целей изотопы какого-либо элемента можно разделить только при помощи процессов, зависящих от массы ядра.