第20章 曼哈顿计划

1945年8月6日，美国在日本广岛投下了人类史上第一颗用于实战的原子弹。

原子弹投下后，在离地面600米处爆炸，瞬间就产生了一个巨大的蘑菇云。

之后，火海和浓烟笼罩了全城，6000多度的高温把一切都化为灰烬。处在爆心极点影响下的人和物像原子分离那样分崩离析。离中心远一点的地方，可以看到在一刹那间被烧毁的男人和女人以及儿童的残骸，更远一些的地方，有些人虽然侥幸还活着，但不是被严重烧伤，就是双目被烧成两个窟窿。在16公里以外的地方，人们仍然可以感到闷热的气流。这颗原子弹当天就造成了广岛8.8万人死亡，5.1万人受伤和失踪，对广岛这座城市来说是一个灭顶之灾。

历史上，虽然美国是最先拥有原子弹的国家。但其实最先开始这项研究的却是德国。

1939年8月2日，受纳粹迫害流亡到美国的爱因斯坦，给时任美国总统罗斯福的经济顾问萨克斯写了一封信。

爱因斯坦在信中说：“希特勒可能正在研制一种新型炸弹，这种炸弹的威力非常大，可以在瞬间摧毁整座城市。因此，他希望萨克斯把这封信转交给白宫，并建议罗斯福总统务必抢在纳粹德国之前造出原子弹”。

爱因斯坦的这封信到了萨克斯手上后，压了十个星期才转交给罗斯福。在此期间，德国闪击波兰，第二次世界大战爆发。

1939年10月，罗斯福看到信的内容非常重视，因为爱因斯坦在当时的学术界已经有很高的地位，被誉为“物理学之父”，所以罗斯福随即便成立了一个由咨询委员会。

但是搞核能研发必然要耗费巨大的人力和物力。而当时的美国人只关心卖资源、卖武器赚大钱，巴不得欧洲是越乱越好，根本没人有兴趣研发什么核武器。如此一来，核武器的开发工作便荒废了两年。

据传闻，由咨询委员会成立后，华盛顿当局只批了6000美元的经费，这跟打发叫花子差不多，根本就不够用。不过，随着形势发展，德国横扫欧陆，并通过占领欧洲国家，具备了制造原子弹的铀矿、加速器、重水等必要原料。更重要的是，当时的德国还有着名物理学家、量子力学的主要创始人海森堡。

看这架势，德国马上就要造出原子弹了。在这种情况下，华盛顿当局终于对核武器的研发重视了起来。

1941年12月6日即日本偷袭珍珠港的前一天，美国正式制定了代号为“曼哈顿”的绝密计划，调动了一大批科学家秘密启动的原子弹的研究。罗斯福对曼哈顿计划非常重视。当时美国经济已经转向战争，没有一家工业公司能在短期内完成有关生产设施的建设。于是罗斯福便将原子弹的研制和生产管理全部移交给军队，并给予这一计划以高于一切行动的特别优先权。

曼哈顿计划上马后，牵头人有两位，一个是军方代表格罗夫斯上校，一个是物理学家奥本海默。

格罗夫斯负责由同位素分离工厂和其他的研制生产基地的建设，奥本海默负责主持技术研发。

二战时期的美国科学家知道原子弹的原理，即利用核裂变链式反应放出的能量造成杀伤破坏。但知道原理和做出核武器是两码事。奥本海默主持技术研发之初，对困难估计不足，认为只要六名物理学家和100多名工程技术人员就足够了。但项目进行到1945年时，实验室的人员规模达到了2000多名文职研究人员和3000多名军事人员，其中包括1000多名科学家。

为什么核武器的研发制造这么困难呢？

因为引发核裂变的铀有三种同位素，即铀234、铀235和铀238，其中的铀234和铀238不会发生核裂变，中子轰击它没用，只有铀235这种同位素原子才能被中子炸开，引发核裂变。

但自然界中的铀矿大部分都是铀238，铀235少的可怜，要怎么把少的可怜的铀235从铀矿中筛出来，这是个难题。

当时铀235的提纯有三种方法及离心法气体扩散法和激光法。科学家不知道哪种方法最好，只得用三种方法同时进行裂变工作。这其中的离心法是将油变成气体，因为铀238比铀235重了那么一点点，于是科学家便用回旋加速器让这个气体高速旋转，被甩飞出去的部分就是纯的铀235。

科学家在提纯铀235期间还发现238也有利用价值，并非不堪一用的废物，在中子的轰击下，它可以变成由239，由239衰变后转为镎239，镎239衰变后又变成钚239，而钚239与铀235一样是可以裂变的。因此，铀238也可以做原子弹的原材料。

解决了材料问题，曼哈顿计划的科学家们又发明了两种核弹构型，一种叫枪式构型，一种叫内爆式构型。

1945年8月6日，美军投在日本广岛的小男孩就是枪式构型。

这种设计通俗点讲就是将两块处于亚临界状态的裂变材料分别放在弹头和弹体两端，引爆时，在化学炸药爆炸力的推动下，两块核燃料迅速合拢，形成超临界状态，引发核反应，从而产生核爆炸。

内爆式构型又叫压紧型结构，内爆式的原理比枪式复杂，后来美军投在日本长崎的第二颗原子弹胖子就是这种结构。

胖子的最中心部分是一个直径只有40毫米大小的中子引发器，这个小玩意儿负责发射内部链式反应所需要的中子，包裹中子引发器的外层材料是由六公斤的钚组成的球体。钚239是一种高放射性元素，它比铀235更加容易裂变，对过早点火特别敏感。所以枪式结构只能用铀235，不能用钚239布的外层。还有一层用大量铀238包裹的球体，这层材料的作用是在钚239裂变时吸收逃逸出来的中子，并把它反射回钚球中，以此来提高裂变的效率。

铀238外是一层硼塑料，这层材料的作用是吸收缓慢移动的中子，防止胖子过早爆炸。硼塑料外还有一层厚厚的铝球，铝能吸收外层炸药包爆炸所产生的冲击波，并向内转换为压力，均匀压缩内部的核燃料，起到一个推进器的作用。而铝外层还有一层由快速炸药与慢速炸药组成的炸药包，每一块炸药包都插入一根电雷管。炸药包外层就是钢壳，由于是层层包裹的球体，所以便被称为胖子。

这枚核弹在引爆是利用弹体前端的供电单元点火装置，将电流输送至每一根电雷管上。雷管引爆外层的快速炸药包冲击波向内爆炸，又引爆慢速炸药包。由快慢炸药爆炸产生的凹型冲击波压碎着最中心的中子发射器，并向包裹它的钚239球体释放出大量的中子。钚239受到中子后，会分裂出两个钚原子与三个中子，分裂后的三个中子又会继续去撞击其他的钚原子。与此同时，包裹钚239外层的铀238能吸收逃逸出来的中子，然后把它反射回钚239球体内，提高裂变效率，然后继续分裂，继续撞击，威力惊人。

1945年7月16日，人类首颗原子弹瘦子在新墨西哥州的荒漠中成功炸响，一团巨大的火球升上天空，美国的整个西部都听到了声响，很多人都惊奇的以为太阳提前升起来了。

瘦子其实并不瘦，它的结构和胖子一样，都是较为复杂的内爆式，威力大，效率高。

首枚原子弹试爆成功后，奥本海默当场念了两句诗：“如果天际有1000个太阳同时闪耀，也许才堪比他的辉煌。现在我变成了死神，世界的毁灭者”。

当时罗斯福已经去世，继任总统杜鲁门得知试爆成功后非常高兴。尽管科学家们此时只能证明内爆式的钚弹试爆成功，对枪式构型的铀弹还没有把握，但杜鲁门决定不等了，他相信采用枪式构型的铀弹一定可以炸响。对此，杜鲁门决定拿日本做试验场，试试小男孩的威力。

好了，这就是着名的曼哈顿计划。美国人制造出来三枚原子弹，全都成功炸响，也扔到了他该扔的地方，处决了他该处决的对象。

这三枚原子弹的出现，促进了第二次世界大战的结束。但是我们要明白，原子弹的出现就像是潘多拉打开了魔盒。用爱因斯坦的话说，如果我知道德国人无法成功开发原子弹，我就不会做任何事情。我们因此走向难以想象的灾难。

二战结束后，核武器的巨大威力被全世界所熟知，随之而来的就是可怕的核军备竞赛。

1949年8月29日，苏联人引爆了他们的第一颗原子弹。其后，在相互确保摧毁的战略思想影响下，美苏两个超级大国疯狂制造核武器，给全世界人民造成了抹不去的阴影，与此同时，核武器的泛滥也让人类明白，如果爆发第三次世界大战，将没就胜者只有自我毁灭。

幸运的是，无论是美国、苏联还是后来居上的拥核国家，大家都足够理智。虽然后来的科学家们又制造出了很多的原子弹和威力更大的氢弹，但这些大杀器从来没有真正使用过。

人类唯二用于实战的核弹就是美国送给日本的两颗，一直到现在。