气体扩散法同时进行 自从铀235 被分离出以来,气体扩散的研究不断取得进展。到1942年春天,分 离铀同位素已经有了三种方法:英国气体扩散法,美国气体扩散法和离心力法。现 在这三种方法都已经达到了“工程阶段”。 气体扩散法是一个崭新的方法。这种方法是:把铀气体——如被高压泵打出的 六氟化铀气体——喷射到一块多孔的阻挡板上,气体中较轻的铀 235会比较重的铀 238 更快地穿过去。这一方法的的关键部位是阻挡板,就是我们前面讲过的西蒙发 现的“荷兰布“。它是一块多孔的金属薄板或薄膜,每平方英寸上有上百万个微孔。 这些金属板被做成管子,然后被密封在容器中。整个装置被称为扩散器。当气体, 即六氟化铀被泵打进这些管子时,六氟化铀气体就开始被分离。由于六氟化物中铀 238 和铀235 之间质量差别极小,一个步骤的扩散并不能得到太多的分离,因此, 这种分离便逐级进行,不得不用好几千道步骤,从而达到最终的分离。 上面发生的事情使我们看到,格罗夫斯让“曼哈顿工程”承担建造一座价值一 亿美元的气体扩散工厂的时候,还没有研制出切实可用的阻挡板来。美国扩散法比 英国方法需要有更精细孔隙的材料,而且这种材料必须相当坚实才能顶得住腐蚀性 重气体的高压。 哥伦比亚大学曾使用铜隔板进行试验,但这种尝试在1942年底放弃了,进而改 用镍。因为只有镍才能抵御六氟化铀的腐蚀。用压缩镍粉制造的阻挡板解决了坚实 的问题,但它也有自己的弱点:孔隙不够精细。后来改用电沉镍网,精细微孔的问 题解决了,它却变得不坚实了。后来这种镍网经过逐步改进,不坚实的问题才得到 解决。 1943 年1 月,阻挡板的研制达到了成批生产的水平,于是格罗夫斯批准全 面生产阻挡板。工程由霍戴尔一赫尔希公司承包。 镍是稀有金属,整个管子都用镍来制造,那么,美国全国生产的镍全部用光也 难以满足需要。这样,人们就想到,只把镍用在管子的内壁上,即在钢管子的内壁 上镀上一层镍。 这是一项新工艺,操作困难,得把管子内部灌上镍溶剂,然后在电镀进行中边 镀边旋转着管子。但无论工艺多么复杂,操作多么困难,技术工人们在工程师的指 导下,这一硬骨头总算被啃了下来。 制造阻挡板的材料已经不是大的问题,但出现了新的问题:六氟化铀猛烈地冲 击着有机材料,在长达数英里的管道中,任何一处都不允许有一滴油脂渗入到气体 中,也不允许管道中任何一处发生漏气,否则就会使整个系统报废。 为此,需要研制一种不漏气和不沾油的泵密封垫。