水反应堆来生产钚239。
1942年6月17日，布什送给罗斯福一份原子弹计划现状的报告，他在报告中指出。制造用于战争的核武器在技术上是可以实现的，并详细说明了生产这种武器的方法，在报告的最后，布什建议“及时把它制造出来以影响当前战争的结局。”罗斯福批准了该报告。次日美国陆军后勤部参谋长斯泰尔少将指定工兵上校马歇尔主管建设一个工程区，来“执行陆军在原子能发展方面的职责”。从这一天开始，“曼哈顿工程”正式启动。当然，此时该工程还不叫这个名字，而是叫“代用材料发展实验室”。直到该年8月，项目负责人之一格罗夫斯上校担心这个名字会引起人们的好奇，建议以马歇尔上校的办公室所在地曼哈顿命名，于是“曼哈顿工程区”就这样诞生了。
经过一系列协商，美国财政部同意提供价值3亿多美元的4。7万吨银币和3。9万吨银锭，条件是在战争结束后6个月之内归还同等数目的白银。这些银币和银锭从西点银库中提出来，在严密的保护下运到美国金属精炼公司铸造为短银条，道奇铜制品公司把这些银条做成导流带、磁铁线圈以及类似的各种部件。最后交给阿利斯查尔默斯公司制造电磁铁。
在工厂投产的最初几个月里。格罗夫斯等人发现了一系列技术问题：磁铁铁芯的银带缠绕得过密，再加上用于冷却的循环油中混进了铁屑，造成了线圈短路；老鼠跑进了真空操作箱；鸟儿、暴风、雷击使得电线短路……最后格罗夫斯不得不加强保卫及废物回收措施，防止怠工者进行破坏，同时规定每4周清理一次a车间，每两周清理一次β车间。
气体扩散工厂的开工时间比电磁分离工厂晚得多。因为s1委员会将其优先度排在了电磁分离厂和钚工厂之后。该工厂的核心是几千个分级过滤设备，每套设备里都有用金属滤膜制成的管子。由于涉及到许多当时最先进的化工技术，所以美国最大的化工公司之一联合碳化物公司被指定为生产滤膜及级联过滤设备的主要承包商。扩散泵则由阿利斯－查尔默斯公司生产。由于需要多种频率的电源，更重要的是担心供电线路遭到破坏，k25工厂没有使用田纳西河流域管理局提供的电力，而是单独建立了一座火力发电厂。为了确保安全，在几百英里的管道中一个气孔都不能有，而且这些管道在投产前都经过了外科手术级的清洁工作，格罗夫斯为此又建立了专门的焊接和清洗车间……这样，在投产之前，k25工厂已经花了2亿美元。
工厂还建设了液体热扩散车间，作为气体扩散的辅助生产手段。海军随后资助了这一试验，并在费城海军船厂建了一个实验工厂。建立一整套热扩散生产设备的话，大约需要20到30亿美元，但是该工艺可以作为取得低浓缩铀的第一步工序，这样就省钱得多。1944年夏天，代号s50的液体热扩散工厂在k25工厂旁边开工，前者利用后者的蒸汽，后者利用前者的粗制产品进一步提炼浓缩铀。这样，橡树岭就能为曼哈顿工程提供足够的铀，用于制造原子弹。
“依照当前已掌握的工艺，钚生产是可以实现的，其成功的或然率为99％，炸弹的成功或然率为90％……在时间上，假设能够得到连续不断的全方位支持，1944年将会交出第一颗原子弹，1945年将达到每个月制造1颗的生产率……”阿瑟？康普顿在给罗斯福的报告中这样写道。
第619章 罗布泊里的奇异闪光
广袤荒芜的大漠深处，无边的黑暗笼罩着一片死亡之海——那就是罗布泊，一个人迹罕至的生命禁区。。“天上无飞鸟，地上不长草。千里无人烟，风吹石头跑。”戈壁滩肆无忌惮地向来到这里的人们呈现着它特有的禀性。
这里的白天骄阳似火，烈日当空，无垠的戈壁滩地表温度高达40c以上，晚上又冷得出奇。一支支小分队穿梭于营区与洞口之间，一阵阵番号声在大山与戈壁间回荡。
位于北山的指挥部响起了嘹亮的军号声，沉寂了数小时的北山核试验场又热闹了起来。战士们迅速把早已收拾好的铁皮柜、桌椅、床等用品搬到操场上，炊事班把锅碗瓢盆都拿出来了，一双双红肿但有神的眼睛相互诉说着不眠之夜的情思。这里面不仅有将亲眼目睹核爆炸的激动，更多的老兵则怀着对试验场的留恋，因为这是中国第一次地面核试验。能亲身经历中国核试验事业这一历史性的时刻，怎么能不令他们激动呢？
此时戈壁滩上还是漆黑一片，营部电话通知各连作好装车准备。负责转场的车队已到了甘草泉哨所，还有10分钟就到营区了。车队到达之后，在昏暗的灯光下，各连都在紧张有序地组织装车。汽车团的司机因为赶早还没吃早饭，炊事班又把收拾好的餐具拿出来，为兄弟单位的战友做了一顿早餐。
一切准备就绪，天也微微透亮了。站在北山指挥部眺望的人群出现了骚动，只见远远的甘草泉哨所一条拖着烟尘的长龙向北山方向疾驶，那是由一辆辆高级轿车组成的车队，是政府要员，各大军区、省、自治区、直辖市负责人和参加此次核试验的专家们组成的观礼团来了。没过多久，北山指挥部发出了登车的命令，6辆大轿车和数十辆大卡车相继发动，一时间车流滚滚，马达轰鸣。尘土漫天。
坐在轿车里的伊莲妮，望着车窗外漫天的烟尘，心中满是激动和兴奋。
因为她即将亲眼见证中国第一颗原子弹的爆炸。
中国的科学家和工程师已经制造出了第一颗原子弹。并准备在今天进行爆炸试验，这颗原子弹是内爆式炸弹，裂变材料为钚。
早在1943年4月，中国核计划工程人员就讨论了原子弹的两种爆炸方式：比较简单的方式是直接把一块裂变物质射到另外一块中。从而在瞬间达到临界质量，这个速度要非常快，快到100万分之1秒的程度，否则在绝大多数裂变物质产生反应前，就可能发生小规模爆炸。浪费掉其余的装药。为研究这种精密的引爆结构，中国核计划投入了30多名专家级工程师和3年的精力，直到1944年5月才研制成功。
亲身参加中国核计划的钱文长博士提出了另一种方法：把普通烈性炸药的爆炸向内导到一定质量的裂变物质上，将其挤成非常致密的状态。由于裂变物质的临界质量与其密度平方的倒数近似成正比，因此密度越大，临界质量越小，这样，处于亚临界状态的裂变物质将被压缩达到临界状态。从而引发链式反应。
中国核计划人员在1943年底发现。根据当时的技术水平，在枪式原子弹里不能很安全地使用钚，因为金属钚中含有另外一种同位素钚240，后者有很高的中子自发射率，临界质量很低，因此钚对提前点火非常敏感。极易造成哑弹。内爆式原子弹的缺点是引爆器电池使用寿命只有几天，需要经常更换。而更换时需要拆下大部分零件，这个问题在最初没有得到解决。后来还是根据杨朔铭的“天才创意”。才得到了最终解决。
中国核计划的科学家还讨论过第三种爆炸理论，即1922年就被发现的核聚变效应。1942年5月杨朔铭要求他手下的科学家对这种爆炸方式进行可行性研究，但是经过仔细讨论，科学家们认为任何这种超级炸弹都要有裂变武器发出的高热才能爆炸，所以把研究核聚变的优先度排在了原子弹研究之后。另一方面，由于这种核聚变炸弹在理论上具有非常大的军事潜力，中**方又舍不得在战时将其完全抛弃，于是授权科学家们对此继续展开研究。
到1944年下半年的时候，枪式原子弹的设计工作早已完成，只等待各个“冶金工厂”运来足够的铀235便可以组装。内爆式原子弹则在弹体结构上遇到了技术困难：炸药爆炸的能量无法聚合到一个点上。最后科学家们从陆军部请来了两名爆破专家，协助设计了一种球形的装药方式，由干酪一样的黄色tnx炸药组成球体，终于解决了爆炸能量波聚合问题。钱文长得到了杨朔铭的指示，一旦拿到足够的裂变材料就立刻装配原子弹。
这个日期在1944年6月来到了。 人类历史上第一颗原子弹名叫“椰子”，其裂变材料为7。2公斤钚239，旁边放着被称为“栗子”的中子源。中子源有台球那么大，里面包含钋210和铍两种元素，钋210是一种半衰期138天的放射性金属，它每放出100万个a粒子，就会在铍中产生30个中子。钚装药和“栗子”的外面是铀238组成的中子反射层，将逃逸的中子反射回裂变材料中。起爆时由重约2318公斤的复合型b炸药向内爆炸，将其压缩到核桃大小，以达到致密的超临界状态。“椰子”的核装药、反射层和高爆炸药装在12块五边形的球壳上，用螺栓将它们组合为球体。
为了确定内爆式原子弹是否能够爆炸，同时也是为了给已经为中国核计划拨款十几亿银元的中国国会一次交代，中国核计划必须进行一次实爆试验，这次试验代号“人造太阳”，试验计划早在1944年春天就已经开始制定。当时杨朔铭和中国的科学家们设想爆炸要在一个容器里进行，这样如果没有发生爆炸，或者爆炸威力很小，那么还可以回收全部或大部分贵重的钚，中国核计划为此向中国最大的锅炉制造商“汉阳钢铁公司”订购了一个很大的钢制容器，该容器又大又重。内径为3。12米，壳壁厚130毫米，两头端盖之间长7。75米，两头焊上盖后再用0。98米厚的钢带缠绕。重量达240吨。为了把它从中国东部的制造厂运到实验基地，特地改装了一节车皮，又特制了一辆36个轮胎的平板车将它运到新疆省东南部的沙漠试验场——罗布泊。
如果不是杨朔铭的极力反对，科学家们很可能就把第一颗原子弹的爆炸试验场设在离敦煌很近的地方了。杨朔铭反对的原因之一是考虑到文物古迹敦煌莫高窟的安全问题，其二是因为罗布泊一带再也没有可以利用的大片荒地。考察了几处合适的地点后。认定罗布泊最令人满意的地址，该地有铁路通过，又在空军基地范围之内，周围也没有当地农民的保留地。
到10月15日，中国核计划的科学家和工程师几乎已经全部搬到了罗布泊，原子弹已经组装完毕，吊在一个30米高的铁塔上，地面乱七八糟到处是电缆和传感器。一切工作都已准备就绪。但是天气情况却不利于爆炸。为试验提供天气预报的陆军气象观测员此前预报得都很准，但10月15日新疆南部的天气突然变坏，狂风怒吼，电闪雷鸣，还下了阵雨。为避免放射性尘埃因雨水而过度富集在一片面积狭小的地区，核爆炸必须在晴天进行。此外执行观测任务的飞机在恶劣的天气下不适合起飞，而且试验用的电路和仪器也有受潮短路的危险。
在离原子弹铁塔16公里远的罗布泊试验基地营房内。钱文长的许多助手力劝他把试验推迟24小时，钱文长沉默不语。杨朔铭见状把他和几名高级助手叫到办公室里。平心静气地向他们解释说爆炸必须按照原定时间进行，原因之一是核爆炸成功与否对这场战争的进程以及中国未来的国际地位极为重要，其次是核试验每推迟一天，就意味着战争要多拖延一天，最后，全体试验人员和保卫人员均已精疲力尽，若是将试验推迟，就要一口气推迟3到5天，好让这些人休息过来。最后钱文长同意按照原定时间进行试验，两人在午夜时动身前往离爆炸现场8公里的掩蔽指挥所。
当预定的爆炸时刻——10月16日凌晨4时到来时，天气仍没有好转，多云夹有小雨，空气湿度很高。钱文长将爆炸时间推迟了1小时。5点的时候，天气转晴，钱文长决定30分钟后起爆。守卫在原子弹铁塔下的5名士兵接到杨朔铭的电话，打开事先安装好的探照灯，将铁塔和装有“椰子”的小屋照得雪亮，然后分乘几辆吉普车前往8公里外的掩蔽指挥所。杨朔铭把钱文长留在了那里，自己赶回基地营房。与钱文长一道留在掩蔽指挥所里的王金昌博士脸上、手上、胳膊上涂满防晒油，与一群年轻的科学家打赌原子弹能不能爆炸，钱文长也参加了这场押宝游戏，他那顶著名的软礼帽里很快就塞满了赌注。
凌晨5时39分15秒，南开大学的物理学家陆宇鸣博士扳动了主传导器的开关，接着开动了第二、第三级传送器，电流信号传到了“椰子”的计时引爆器中，人们开始紧张地计算时间。杨朔铭趴在张孝准和蔡锷之间，心里盘算着这颗宝贝炸弹要是不能爆炸，中国国会大概就会在战后召开有史以来最严厉的一次听证会，质询那十多个亿的银元究竟都花到什么地方去了。他半开玩笑地对蔡锷说：“想不想跟我一块儿在国会大厦附近买间房子？很可能咱们下半辈子就要在国会度过了。”蔡锷大笑起来，张孝准则笑着说：“国会的人肯定会吃了我们。”
杨朔铭的担心随着读数到零时迅速发生的爆炸而消失了。“椰子”爆炸的时间是1944年10月16日上午5时40分，爆炸当量为2。6±3。2万吨tnt炸药。当时目睹了这次壮观奇景的德意志帝国公主伊莲妮在日记里这样写道：“它就像人类前所未见的一次日出。一轮巨大的绿色太阳，在不到1秒的时间里就升到8000多英尺的高度……把大地与周围天空照得通明。一个直径大约1英里的巨大火球向上升去，颜色不断变化，从深紫色变为橙黄色，扩散了，变大了……一种被禁锢了千万年的自然力量从自身的桎梏中解放了出来……我似乎亲耳听得见开天辟地时上帝说：让世间有光。于是就有了光……”
甚至连不那么夸张的张孝准将军也在一份写给陆军部的报告中这样描述了这次爆炸：“整个原野被一种强度比正午的太阳大许多倍的刺眼光芒照得通亮，那是金色的、深红色的、紫色的、灰色的和蓝色的光芒，它以无法形容的清晰和华美照亮了每一座戈壁。每一道沟谷……爆炸后30秒，先是冲来了气浪，猛烈地冲击着人和物。几乎立即就随之响起强烈、持久而可怕的怒吼，似乎在预示着世界的末日……”
有一些人只看见了闪光，却没听到爆炸的巨响。这些人是负责另外一个试验的人员，他们手里握着一些