Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
того, первые несколько миллиграммов произведенного в реакторе плутония поступили в Лос-Аламос лишь в январе 1944 года. Первая поставка плутония массой в 1 грамм была сделана в феврале 1944 года, а значительные количества плутония стали поступать в Лос-Аламос только в мае 1945 года.
С самого начала было понятно, что очистка плутония - наиважнейшая задача для сотрудников химико-металлур-гического отделения Лос-Аламоса. Для успеха проекта существенным было достижение первоначально установленного предела примесей (порядка нескольких частей на 10 миллионов по массе для каждого из самых легких элементов примесей). Предполагали, что эта задача будет чрезвычайно трудной. Чтобы не возникло преждевременной детонации, нам нужен был плутоний высокой чистоты. Скорость испускания а-частиц из плутония очень высока, более чем в 1000 раз выше, чем из обогащенного урана. При столкновении а-частиц с ядром примеси (особенно с ядром легкого элемента) возникают нейтроны. Если содержание каждой примеси не уменьшить примерно до 10% от уже очень низких ранее установленных уровней, получающийся в результате фон нейтронов повысит вероятность возникновения цепной реакции деления в плутонии намного раньше того, как будет получено запланированное условие максимальной надкритичности в момент работы. В результате произойдет преждевременная детонация, или 4'шипение” (44пшик”), при этом, до того как разлетится вся сборка, разделится малое количество активного вещества.
Хотя мы и хорошо понимали, что существует проблема примесей, мы мало исследовали ее в течение первых 8-9 месяцев, поскольку в это время плутония поставлялось недостаточно. Однако почти сразу же начались другие работы - проектирование и сооружение объекта, на котором можно было бы выполнять плановые химико-металлур-ги чес кие работы с минимальным загрязнением активных материалов частицами пыли легких элементов, оседающих из воздуха. Этот объект был назван 4'Здание D”. В мае 1943 года, после того как комиссия под председательством Льюиса приняла решение о сооруже-
Number 26 2000 Los Alamos Science
49
Укрощение 449’-го
22 —
21
20
19 —
• Ва/ВеО
Последнее восстановление в центрифуге
18
17
&16 —
о 15
14
Магель 2 і
Магель 11
Рентген
• • Рентген» • CaZThO2
• Рентген
Девять восстановлений в центрифугах
13 —
Рентген
12 —
11 —
¦ Лос-Аламос
• Металлургическая лаборатория
10
Окт Ноя Дек Янв Фев Март Апр Май
-------------1943----------------------------------------------1944----------------------------
Изменения в измеренных значениях плотности металлического плутония стали убедительным доказательством полиморфизма плутония (существования шести аллотропических фаз)
нии этого объекта, старшему персоналу химико-металлургического отделения при сотрудничестве с архитектором и С. А. Томасом2 вменили в обязанность оказывать помощь в определении технических характеристик здания, участвовать в конструкторской работе и впоследствии осуществлять контроль над фазой строительства. В результате появилась лаборатория, защищенная от пыли настолько, насколько позво-
2 Томас, заместитель директора по научным вопросам химической компании Monsanto, был назначен генералом Гроувсом координатором работы по очистке плутония, выполнявшейся в рамках всего Манхэттенского проекта.
ляла имевшаяся в то время технология очистки воздуха. Здание начало функционировать в декабре 1943 года.
Работая до марта 1944 года, когда это отделение стало официальной структурой, сотрудники химико-металлур-гического отделения занимались разнообразными задачами, большинство из которых уже описано в других статьях, посвященных ранним работам Лаборатории. Однако интересно прокомменти-
ровать первые 8-10 месяцев существования отделения в целом. Апрель, май и июнь 1943 года ушли в основном на подбор персонала, оборудования и материалов, на организационные мелочи и на
приведение в действие узкоспециализированных лабораторий. Дж. В. Кеннеди был назначен руководителем химико-ме-таллургического отделения, а С. С. Смит выполнял в отделении функции руководителя по вопросам металлургии. Первоначально в этом отделении было около 20 химиков и металлургов, которым вскоре стали помогать примерно столько же техников (к концу года численность сотрудников отделения увеличилась примерно вдвое). В это же время начала вырисовываться функциональная структура отделения. Двумя основными организационными единицами были, безусловно, химия и металлургия, но в пределах этого разделения вскоре были созданы небольшие специализированные группы. В области химии, например, возникла явная потребность специализации по радиохимии, аналитической химии, химии очистки, общей и прикладной химии. Затем, в дополнение к синтезу материалов, которые требовались для других работ по проекту, сотрудники химико-металлургического отделения должны были изготовлять эти материалы в различных формах. Определялись физико-химические свойства материалов и их нужно было подтверждать. Задачи, которые включали восстановление соединений очищенного плутония до металлического плутония и окончательную переплавку, литье и изготовление металлического плутония в нужной форме, выполнялись металлургической и аналитической группами.
