曼哈顿计划和制造炸弹

谈论战争的科学，而不谈论结束战争的科学，是一种疏忽。1945年8月15日，在日本广岛和长崎被投下两颗原子弹后，第二次世界大战结束。来自新泽西州史蒂文斯理工学院的核历史学家亚历克斯·韦勒斯坦告诉亚当·墨菲为什么他们决定进行这样的研究……

亚历克斯:在发现核裂变之后，也就是说你可以用中子分裂铀原子，许多科学家和许多不同的国家开始怀疑你是否可以将其应用于武器目的。直到1942年他们得到了一份来自英国的报告英国科学家得出结论对于像美国这样的国家来说制造核武器是非常可行的相对快速和相对便宜这导致了曼哈顿计划的开始。另一方面，他们一开始非常害怕德国人可能会制造原子弹，任何可以制造原子弹的迹象，他们不仅认为这是他们可以制造的迹象，而且认为德国人可能正在制造原子弹。他们假设，一方面因为核裂变是在德国发现的，另一方面因为他们认为假设最坏的情况是最安全的，他们在德国人后面。后来他们才知道事实并非如此，但直到很久以后才知道。

亚当:所有的原子都有一个被称为原子核的核心，里面充满了质子和中子，但有时原子核太满了，会使原子不稳定。那种原子是放射性的。随着时间的推移，它会分解成更稳定的元素，每次分解，它都会释放出一点点能量。但是你要如何把这一点点能量变成可以夷平城市的炸弹呢?

亚历克斯:所以要制造核弹，最困难的部分是获得核弹的燃料。这就是所谓的可裂变物质。它是一个足够高的原子浓度，可以随意地分裂和分裂其他原子。这是浓缩铀，这是钚。所以这两项构成了这个项目的大部分工作，无论是花费、努力、劳动力还是时间，都是为了建造能够生产这种炸弹燃料的设施。你还需要很多科学家。在这项工作的早期，军方首脑格罗夫斯将军正在寻找一位科学家，他可以管理整个企业，并成为他的得力助手。最后他选择了罗伯特·奥本海默。他是加州大学伯克利分校的理论物理学家，也在加州理工学院任教，他是一个不寻常的选择，因为他以前从未做过任何大规模的管理项目。他不是那种科学家。 He was a chain smoking cigarettes while drawing equations on a Blackboard in a small room with 10 students kind of scientist. But he ended up being quite able to the task and quite accomplished at it. They had quite an array of scientific luminaries, both American and foreign involved in the project. And this was part of its success was having sort of the cream of the crop, not only of the United States, but the cream of the crop of many European countries, including many people who had fled the Germans and had very strong vested interests in making sure that the Germans did not win the war or get an atomic bomb before the Americans.

亚当-放射性的概念是几十年前玛丽和皮埃尔·居里在他们的实验室发现的。那么，从事曼哈顿计划的科学家们真的了解他们必须做的事情的范围吗?

Alex -他们进入整个领域的时候，对如何在工业规模上做这些工作知之甚少。所以他们的任务是从这些基本的概念证明到全面的应用，基本上是一步完成的。这对科学家和工业界来说都是极不寻常的。结果是，比如，如果你像他们那样扩大反应堆的规模，它们会工作一段时间，然后就会停止工作。所以这是一种困难，大多数这些问题，这些规模化的问题，它们正是如果你试图在这么短的时间内把任何东西规模化会发生的事情。他们并不完全了解所有这些材料对健康的影响。因此，他们在制定安全指南的同时，也在开发新的人造物质，这些物质以前从未被创造出来，他们不知道它们对健康的影响。所以他们做了很多事情，在一个更理想的情况下，你会放慢一些速度。弄清楚，比如说，钚的毒性有多大，然后提出安全准则。所以他们在做这些非常危险的实验——他们称之为“挠龙尾实验”，在这个实验中，你基本上是尽可能地接近一个你无法控制的连锁反应，然后远离它。 And they did have several accidents even during the war. After the war, they had two accidents that actually killed people. But even during the war there's, in their files, they have amazing writeup of how they're trying to figure out the critical mass of enriched uranium in water, and it got much more radioactive than they expected. They concluded that everything was fine, it didn't blow up or burn anything down, but one of the hair of the scientist who was working on it did fall out. And you read that in retrospect you think, wow, that's, that's really not very safe. That's not much margin for error at all. If your hair is falling out, it's a pretty bad sign. So these are just some of the examples, but take those couple examples and multiply them by a thousand and you get a sense for how much unknown there was across the entire edifice of this project.

亚当-那他们对这东西的作用知道多少呢?它会夺去生命，夷平城市，还有死于放射性物质泄漏的人。

亚历克斯-他们知道这会引起很多火灾。他们知道爆炸压力会造成很大的破坏。他们大致知道哪个区域会受到影响，但还有很多事情他们不知道。奥本海默估计的伤亡人数太低了。他估计广岛可能会有2万人死亡，更确切地说是10万人，后来他说，这个错误让他很困扰。他们严重低估了辐射的影响。他们真的认为，如果你离得足够近，会受到辐射的伤害，你无论如何都会死于爆炸和火灾，辐射不会产生太大的影响。他们错了。原因是，你知道，现实生活比某种物理的，简单的物理模拟要复杂得多。有时候，你可能会在某种程度上幸免于所有其他影响，但辐射是你将面临的主要影响。 And so their later estimates is that maybe as many as 20% of the deaths were directly attributable to the radiation.