Проектът „Манхатън“ (Неразказаната история за атомната бомба и нейните създатели)

16.

От една година мисис Мансън Бенедикт виждаше все по-рядко своя съпруг в дома им в Уестфийлд, Ню Джърси. Работата му в лабораториите на компанията „Келог“, където той отговаряше за усъвършенстването на процесите, беше нараснала неимоверно — освен шестте дни, сега той й посвещаваше и три вечери седмично.

И тази вечер на семейство Бенедикт премина по установения вече ред. Току-що бяха седнали да вечерят и телефонът звънна.

— Пак ли? — простена отчаяно мисис Бенедикт.

Мъжът й стана от масата и примирено се запъти към телефона. И двамата знаеха кой се обажда — това се случваше почти всяка вечер.

— Кажете, мистър Кийт — каза Бенедикт, без да дочака да разбере кой се обажда.

Боботещият глас на Доби Кийт изпълни стаята. По нищо не личеше, че неуморният вицепрезидент на „Келог“ вече е прекарал изнурителен десетчасов работен ден, изпълнен с отговорности и трудни решения. Почти всяка вечер той с увлечение правеше „извънредното“ си обаждане на Мансън Бенедикт и на другите двама важни членове от групата — Кларънс Джонсън и Джон Арнолд.

— Как беше днес? Какви са резултатите? — както винаги попита Кийт.

Нетърпеливият тон на гласа му създаваше впечатление, че не само собствената му съдба, но и ходът на цялата война зависят от отговора. Той задаваше такива въпроси и за опити, чийто резултати още не бяха отчетени. Това изглеждаше безсмислено, но мнозина подозираха, че Кийт го прави нарочно, за да поддържа непрекъснато напрежение сред работещите по програмата.

Той самият даваше пример. Едва ли някой можеше да работи толкова много и да влага толкова жар в своята работа, както неизтощимото тексаско динамо. Беше от хората, които се радват на предизвикателствата и не се страхуват от отговорности и рискове.

— Такива като Доби не получават язва — казваха неговите подчинени. — Те създават язви!

Мансън Бенедикт отговаряше за индустриалното проектиране на едромащабната газово-дифузионна инсталация. Той носеше отговорността за създаването на работеща каскада от хиляди дифузионни единици, през които ще преминава под налягане урановият газ, за да се обогати постепенно с U–235, докато накрая се получи чист изотоп. Газова дифузия на уран не беше изпитвана досега и никой не знаеше дали изобщо можеше да се извърши.

Проектирането на каскадата беше решаващо. Без него компанията „Келог“ не можеше да даде отговор на правителството дали газово-дифузионният процес е възможен в промишлени мащаби. Доби Кийт беше много доволен, че с това се занимава Бенедикт. Нямаше по-добър от него в тази област и Кийт го бе избрал лично.

Високият и сериозен на вид тридесет и четири годишен доктор Мансън Бенедикт започнал работа в „Келог“ през 1938 г. По това време компанията имала трудности с производството на някои въглеводородни смеси и наела много млади хора с опит в петролната промишленост да решат проблема. Скромният и тихоговорещ Бенедикт решил задачата блестящо и за невероятно кратко време.

Доби Кийт разпознаваше талантите от пръв поглед.

— Мозъкът на това кротко момче от Масачузетския технологичен институт работи не както при повечето хора — казал той, когато наблюдавал как младият учен свежда сложните проблеми до прости и подредени решения.

Оттогава, щом възникнеше някакъв проблем, Кийт изпращал Бенедикт да го реши на място. Ученият спокойно се хващал на работа, прецизен и методичен като компютър, и много скоро се появявало радикално, или както казват учените, „елегантно“ решение.

Маниерите и видът на Мансън Бенедикт не биеха на очи. Стотици лица като неговото можеха да се видят в колежите и лабораториите, обикновено скрити зад дебели технически книги в тихите читални и библиотеки. Баща му бил главен металург на компанията „Хекла“ в Калюмет край езерото Линдън, Мичиган, където единственият поминък идвал от медната мина. Момчето четяло много. То израснало в скромно семейство от средната класа. Най-голямото откритие в детството му била книгата на Слосъм „Творческа химия“. Той я прочел много пъти, а някои пасажи знаел наизуст. Мансън и брат му си направили химична лаборатория в мазето, обзаведена с химикали и стъклария, донесени от баща им. Напуснал градчето за първи път на 16 години, за да учи в подготвително училище за момчета, след това се записал в Корнелския университет, а по-късно специализирал в Масачузетския технологичен институт.

За Мансън Бенедикт химията беше смисъл на живота му. Той й се бе посветил както монах на своя орден — с цялото си сърце и завинаги.

Дифузионната каскада, естествено, не беше негово изобретение. Принципът бил добре известен още от 1829 г., когато немският химик Густав Херц успял да раздели неоновите изотопи, като ги прекарвал през многобройни последователни дифузионни стъпала. Принципът е много прост: когато газ под налягане се пропуска през пореста мембрана, леките изотопи преминават през нея по-лесно от тежките.

В САЩ колумбийската група на Джон Дънинг беше най-напреднала в проучванията върху газовата дифузия на урановия хексафлуорид (UF–6). Подпомаган от Юджийн Бут, Аристид Грос и други, Дънинг проектира още в началото на 1942 г. каскада, в която урановият газ UF–6 (който съдържа само 0,7% от изотопа U–235), се прекарва с помощта на помпи през хиляди дифузионни стъпала, докато накрая U–235 се концентрира от едната страна на каскадата, а U–238 — от другата. По това време все още не бе открита подходяща бариера, нито съществуваха помпи и тръбопроводи, които могат да устоят на разяждащото действие на UF–6. Експериментите в Колумбийския университет се извършваха с други газове и в много малък лабораторен мащаб. Поне теоретично методът на Дънинг — Бут беше осъществим.

Когато компанията „Келог“ се нагърби с газово-дифузионния проект, единственият източник за информация беше Колумбийският университет. Между учените от групата на Дънинг и инженерите на „Келог“ се установи много плодотворно сътрудничество, но тъй като проблемите на индустриалното мащабиране далеч надхвърляха възможностите на университетските лаборатории, Кийт реши да състави собствена научна група, оглавявана от Бенедикт, която да проектира каскада за промишлени цели.

Трудностите бяха невероятни. Природният уран съдържа над 99% от тежкия изотоп U–238 и само 0,7% от лекия U–235, който единствено може да се използва за атомната бомба. Следователно през първите стъпала на каскадата трябваше да се изпомпват огромни обеми уранов хексафлуорид, за да се получат накрая малки количества чист U–235. Помпите, бариерите и тръбопроводите на различните стъпала на каскадата трябвало да бъдат с различни размери и капацитет. Необходими бяха много сложни математически изчисления, преди да се започне самото проектиране.

В това отношение решителна помощ оказа един блестящ математик и приятел на Юри — Карл Коен, от Колумбийския университет. Преди още инженерите на „Келог“ да започнат да проектират, той не само изчисли какъв трябва да бъде броят на стъпалата на каскадата — 5 000 — но пресметна и обемите на газа, който ще преминава през всяко стъпало, и изрази графично очакваните резултати.

Не беше възможно да се проектира инсталация, която да се състои от хиляди различни типа помпи и клапи за всяко стъпало. Коен и Бенедикт се заеха да опростят схемата, придържайки се към изискванията на теоретичния проект на каскадата, изготвен още през 1942 г. Преди да се стигне до промишлено производство, трябваше да се справят със сериозни трудности, най-непреодолими от които изглеждаха бариерите и помпите, осигуряващи циркулацията на газа през стъпалата на каскадата.

Учените от Колумбийския университет, лабораториите на „Бел“ и на компанията „Келог“ отчаяно, но все още безуспешно се опитваха да решат ребуса с бариерата. Планиращата група на Еджър Мърфри от комитета S–1 възложи на един от своите членове — Доби Кийт — да проучи коя компания би могла да се заеме с проектиране на високоскоростни помпи (компресори) без никакви течове. В Колумбийския университет един много изобретателен учен, Хенри Бурс, правеше твърде обещаващи изследвания върху нов тип реципрочни помпи.

Нови и все по-трънливи проблеми възникваха почти всеки ден. За различните стъпала на каскадата бяха нужни хиляди компресори с различни размери. Те трябваше да работят със свръхзвукова скорост и да са направени от материал, устойчив на корозивното действие на UF–6, който разяжда почти всички известни метали. При тях не можеха да се използват никакви масла и грес, защото урановият газ става избухлив в контакт с масло. Компресорите трябваше да са така добре уплътнени, че никога да не дават течове. Не се предвиждаше и никаква възможност за ремонтирането им, след като започнат да действат. Такива помпи просто не съществуваха. Кийт опита при всички производители, но никой не се нае да ги изработи. Повечето компании отговаряха, че това е невъзможно. Накрая Кийт успя да убеди компанията „Ингерсол-Ранд“ да се заеме със задачата и тя неохотно започна да проучва конструкция на центрофужна помпа, без да се надява на кой знае какви резултати.

През 1942 г. в продължение на дълги месеци Мансън Бенедикт, главният му помощник Артър Скуиърс и останалите от групата си „играеха“, както казваха те, в лабораторията на „Келог“ в Джърси Сити. Това означаваше да се направят много проекти — 10, 20 или 30 — и след това да ги раздробят, за да изпробват всички възможни комбинации между все още несъществуващите машини. Те не знаеха при каква температура и налягане ще работят, нито дали да предвидят голям брой малки машини, или напротив — малък брой големи.

Трябваше да се избира между голям брой независими променливи, което изисква сложни изчисления и много точна оценка. Тази работа се нарича „оптимизиране“. До декември 1942 г. цялата група в „Келог“ се занимаваше само с оптимизиране.

Заедно с Бенедикт работеха Артър Скуиърс, ръководителят на инженерните процеси Чарлс Кинг, математиците Елиът Монтрол и Джоузеф Лейнър и още дузина помощници. Те започнаха на основата на теорията на колумбийската група, но скоро продължиха съвсем независимо в приятелско съревнование с тях. Непрекъснато се срещаха и си разменяха доклади и всеки постигнат резултат незабавно се изпращаше в Колумбийския университет. Учените всъщност не изследваха инженерните аспекти на каскадата и не проектираха завод. Техният подход бе по-скоро научен и аналитичен — те се интересуваха повече от теоретичните и математични страни на проблема.

Бенедикт решаваше същите проблеми чисто прагматично. Много важен бе въпросът за ефективността на бариерата — как да се сравни поведението на хиляди квадратни метри бариера в реални заводски условия с това на лабораторен модел с площ от няколко квадратни сантиметри? Хората на „Келог“ решиха тази задача с познатите в инженерната химия емпирични методи. По същото време в Колумбийския университет Карл Коен използва за решаването на задачата една от най-сложните теории на хидродинамиката — теорията на Карман за граничните слоеве. Неговото учудване бе огромно, когато показа резултатите на групата от „Келог“ и видя, че те са стигнали до същите изводи с далеч по-скромни средства.

През целия период на „оптимизиране“ моторът на групата на Бенедикт беше Кийт с неговите непрекъснати телефонни обаждания, питания и настояване за ускоряване на работата. Отношенията между импулсивния и вечно забързан инженер и хладния интелектуално вглъбен учен — двама души с коренно различни характери — почиваха на взаимното им уважение. Бенедикт се възхищаваше от интуицията и смелостта при вземане на решения на великия инженер, а Кийт смяташе младия учен за гений и разчиташе много на него при разгадаването на сложните теоретични проблеми.

Доби Кийт не понасяше хора, които „нямат идеи“. Самият той беше пълен с идеи и в работата си разчиташе на импулсивната си интуиция, затова не можеше да понася подредените и добре организирани бюрократи. Когато искаше да разбере нещо, той пренебрегваше всички установени правила и се обаждаше направо на подчинените си в лабораториите или по домовете им. Това понякога предизвикваше конфликти с главния му помощник Албърт Бейкър. Едър и жизнен мъж, с огромна енергия, Бейкър имаше не по-слаб характер от Кийт, но методите му бяха съвсем различни. Той твърдо вярваше в организацията и реда. Неговата прецизност и методичност го караха често да се възмущава от кипящия и хаотичен начин на ръководство от страна на Кийт и от честата промяна на заповеди и изисквания.

Задължението на Бейкър като ръководител на проекта беше да контролира реализацията на идеите на Кийт и неговия мозъчен тръст. Той осъществяваше на практика всяко решение. На всяка стъпка обаче беше прескачан от Кийт, за когото всички йерархии, доклади, съвещания и утвърдени канали бяха просто бюрокрация и губене на време. За щастие проектът Х на „Келог“ се ръководеше от такива изключителни личности като Кийт и Бейкър, но съвместното им плаване не беше безбурно.