Кіріспе

Манхэттен жобасының уран байыту қондырғысы

S 50 жобасы – Манхэттен жобасының Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде сұйық термиялық диффузия арқылы байытылған уран өндіруге бағытталған күш-жігері. Бұл Манхэттен жобасында жүзеге асырылған уран байытудың үш технологиясының бірі болды. Сұйық термиялық диффузия процесі бастапқыда Манхэттен жобасында қолдану үшін таңдалған байыту технологияларының бірі емес, оны Филип Х. Абельсон және АҚШ Әскери-теңіз зерттеу зертханасының басқа ғалымдары тәуелсіз түрде әзірледі. Бұл, негізінен, процестің техникалық мүмкіндігіне қатысты күмәндарға байланысты болды, бірақ АҚШ армиясы мен АҚШ Әскери-теңіз күштері арасындағы бәсекелестік те әсер етті. Пилоттық қондырғылар Анакостиа әскери-әуе стансасында және Филадельфия әскери-теңіз кемесарайында, ал өндіріс орны Теннесси штатының Оук-Ридж қаласындағы Клинтон инженерлік жұмыстарында салынды. Бұл – өндіріс көлеміндегі жалғыз сұйық термиялық диффузия қондырғысы еді. Ол уранды атом бомбасында пайдалануға жеткілікті дәрежеде байыта алмады, бірақ Y 12 калютрондары мен K 25 газды диффузия қондырғыларына сәл байытылған шикізат бере алатын. Бағалау бойынша, S 50 қондырғысы Хиросимаға атом бомбасын тастау үшін қолданылған "Литтл Бой" бомбасында пайдаланылған байытылған уран өндірісін бір аптаға үдеткен. S 50 қондырғысы 1945 жылдың қыркүйегінде өндірісті тоқтатты, бірақ 1946 жылдың мамырында қайта ашылды және АҚШ Әскери-әуе күштерінің Ұшақтарды қозғалтуға арналған ядролық энергия (NEPA) жобасында қолданылды. Қондырғы 1940 жылдардың соңында бұзылды.

Өмірбаян

1932 жылы Джеймс Чадвиктің нейтронды ашқаннан кейін, 1938 жылы неміс химиктері Отто Хан мен Фриц Страссманның уранда ядролық бөлінуді табуы, сосын Лиза Митнер мен Отто Роберт Фриштың осы құбылысты теориялық тұрғыдан түсіндіруі (және атау беруі) уранмен ядролық тізбекті реакция жасау мүмкіндігін ашты. Нацистік Германия мен басқа фашистік елдерден қашқан ғалымдар арасында неміс атом бомбасы жобасының ядролық қару жасау қаупіне байланысты алаңдаушылық Эйнштейн-Силард хатында білдірілді. Бұл 1939 жылдың соңында АҚШ-та алдын ала зерттеулер жүргізуге түрткі болды. Нильс Бор мен Джон Арчибальд Уилер ядролық бөліну механизмін түсіндіру үшін атом ядросының сұйық тамшы моделін қолданды. Эксперименттік физиктер ядролық бөлінуді зерттегенде, олар түсініксіз нәтижелерге тап болды. Джордж Плачек Бордан уранның неге жылдам да, баяу да нейтрондармен бөлінетінін сұрады. Уилермен кездесуге бара жатып, Бор төмен энергиядағы бөліну уран-235 изотопына, ал жоғары энергиядағы бөліну негізінен уран-238 изотопына байланысты екенін түсінді. Табиғи урандағы уран атомдарының 0,714 пайызын біріншісі құрайды, шамамен 140-тан біреуі; ал табиғи уранның 99,28 пайызы уран-238. Сонымен қатар, уран-234 0,006 пайыз ғана құрайды. Ұлыбританиядағы Бирмингем университетінде австралиялық физик Марк Олифант екі босқын физик – Фриш пен Рудольф Пейерлске атом бомбасын жасау мүмкіндігін зерттеуді тапсырды, себебі олардың «жау шетелдігі» мәртебесі радар сияқты құпия жобаларда жұмыс істеуіне кедергі келтірді. 1940 жылғы наурыздағы Фриш-Пейерлс меморандумы уран-235-тің сыни массасы шамамен 10 кг екенін көрсетті, бұл сол кездегі бомбалаушы ұшақпен тасымалдауға жеткілікті болатын. Уран изотоптарын бөлу (уранды байыту) қалай жүзеге асыруға болатыны туралы зерттеулер зор маңызға ие болды. Фриштың бұл мәселені шешудің алғашқы ойы сұйық термиялық диффузия болды.

Сұйық термиялық диффузия

Сұйық термиялық диффузия процесі 1856 жылы Карл Людвигтің, ал кейіннен 1879 жылы Чарльз Сореттің жасай білген ашылуларына негізделген. Олар бастапқыда біртекті тұз ерітіндісінде температура градиенті сақталғанда, белгілі бір уақыт өткен соң, ерітіндіде концентрация градиенті де пайда болады деген қорытындыға келді. Бұл құбылыс Сорет эффектісі деп аталады. Дэвид Энског 1911 жылы және Сидни Чэпмен 1916 жылы тәуелсіз түрде екі газдың қоспасы температура градиентінен өтетін кезде, ауыр газдың салқын жағына, ал жеңіл газдың жылы жағына жиналуға бейім екенін түсіндіретін Чэпман-Энског теориясын жасады. Бұл 1916 жылы Чапман мен Ф. В. Дутсон жүргізген тәжірибелермен расталды. Ыстық газдар көтерілуге, ал салқын газдар төмен түсуге бейім болғандықтан, осы қасиет изотоптарды бөлу үшін қолданылуы мүмкін. Бұл процесті алғаш рет 1938 жылы Германияда Клаус Клюзиус пен Герхард Дикель көрсетті, олар неоның изотоптарын бөлу үшін қолданды. Олар ортасында қызған сым орналасқан тік түтікшенің құрамындағы "баған" деп аталатын аппаратты пайдаланды. АҚШ-та Ауыл шаруашылығы департаментіндегі Артур Брамли әртүрлі температурадағы концентрлі түтіктерді қолдану арқылы бұл конструкцияны жетілдірді.

Ғылыми-зерттеу және даму

Филип Х. Абельсон – жас физик, 8 мамыр 1939 жылы Калифорния университетінен PhD дәрежесін алған. Ол ядролық бөлінуді растаған алғашқы американдық ғалымдардың бірі болды, нәтижелерін 1939 жылғы ақпан айында «Physical Review» журналына ұсынған мақаласында жариялады және Эдвин Макмилланмен бірлесіп нептунийді ашты. Вашингтондағы Карнеги институтына оралған ол ондағы лауазымын сақтап, изотоптарды бөлуге қызығушылық танытты. 1940 жылғы шілдеде АҚШ Әскери-теңіз зерттеу зертханасынан (NRL) Росс Ганн оған Гарольд Юридің 1939 жылғы осы тақырыптағы мақаласын көрсетті, содан кейін Абельсон сұйық термиялық диффузия процесін қолдану мүмкіндігіне қызығушылық танытты. Ол Карнеги институтының Жер бетіндегі магнетизм бөлімінде осы процесс бойынша тәжірибелер жүргізе бастады. Калий хлориді (KCl), калий бромиді (KBr), калий сульфаты және калий дихроматы қолданып, калий-39 және калий-41 изотоптарының 1,2 (20 пайыз) бөлу коэффициентіне қол жеткізді. Келесі қадам – тәжірибелерді уранмен қайталау болды. Ол уран тұздарының сулы ерітінділерімен процесті зерттеді, бірақ олар бағанада гидролизденетінін анықтады. Тек уран гексафториді (UF6) ғана қолайлы болып көрінді. 1940 жылғы қыркүйекте Абельсон Ұлттық қорғаныс зерттеу комитетінің (NDRC) Уран комитетінің мүшелері, Ұлттық стандарттар бюросының директоры Росс Ганн мен Лайман Дж. Бриггсқа жүгінді. NRL Абельсонның жұмысын жалғастыру үшін Карнеги институтына 2500 доллар көмектесуге келісті, ал 1940 жылғы қазан айында Бриггс оны жақсы жабдықталған Стандарттар бюросына көшіруді ұйымдастырды. Уран гексафториді оңай қолжетімді болмағандықтан, Абельсон NRL-де уран тетрафторидін фторлау арқылы оны көп мөлшерде өндірудің өзіндік әдісін ойлап тапты. Бастапқыда бұл кішкентай зауыт Колумбия университетіне, Вирджиния университетіне және NRL-ге зерттеу үшін уран гексафторидін жеткізді. 1941 жылы Ганн мен Абельсон Абельсонның әдісін қолдана отырып, Огайо штатының Кливленд қаласындағы Харшоу химиялық компаниясынан уран гексафторидіне тапсырыс берді. 1942 жылдың басында NDRC Харшоуға күніне белгілі бір мөлшерде уран гексафториді өндіруге пилоттық зауыт салуға келісімшарт берді. 1942 жылдың көктемінде Харшоудың пилоттық уран гексафториді зауыты іске қосылды, ал DuPont та процесті пайдалану бойынша тәжірибелерді бастады. Уран гексафторидіне деген сұраныс күрт өсті, сондықтан Харшоу мен DuPont оны қанағаттандыру үшін өндірісті арттырды. Абельсон Стандарттар бюросында диаметрі шамамен бірдей, бірақ биіктігі әртүрлі он бір бағана орнатты. Ол тәжірибелік жұмыстарды калий тұздарымен жүргізді, содан кейін 1941 жылғы сәуірде уран гексафторидімен қайталады. 1941 жылғы 1 маусымда Абельсон NRL қызметкері болып, Анакостия теңіз әуе станциясына көшті. 1941 жылғы қыркүйекте Джон И. Гувер оның орынбасары болып қосылды. Олар 11 метрлік бағаналары бар тәжірибелік зауыт салды. Буды газбен жұмыс істейтін қазандықпен қамтамасыз етті. Олар хлордың изотоптарын бөліп алуға қол жеткізді, бірақ қараша айында көміртек тетрахлоридінің ыдырау өнімдерінен аппарат бұзылды. Келесі сынақ 2,5% бөлінуді көрсетті, ал бағаналардың ең қолайлы арақашықтығы екені анықталды. Абельсон 22 маусымдағы 9,6% нәтижемен сұйық термиялық диффузияның уран гексафторидімен алғашқы сәтті сынағы деп санады. Шілдеде ол 21% көрсеткішке жетті.

Манхэттен жобасымен қарым-қатынастар

1942 жылдың шілдесінде NRL пилоттық қондырғыны бекітті, ол 15 қарашада жұмысын бастады. Бұл жолы олар 15 метрлік 14 бағананы пайдаланды. Пилоттық қондырғы 1942 жылдың 3-17 желтоқсаны аралығында үздіріссіз жұмыс істеді. Манхэттен жобасы деп аталатын жобаны басқаруға тағайындалған (бірақ тағы екі күннен кейін осы лауазымға кіріспейтін) полковник Лесли Р. Гроувз, 21 қыркүйекте Манхэттен округінің инженер-инженерінің орынбасары, полковник-лейтенант Кеннет Д. Николспен бірге пилоттық қондырғыға барды және Ганнмен және NRL директоры, адмирал-лейтенант Харольд Г. Боуэнмен сөйлесті. Гровс жоба жеткілікті қарқынмен жүргізілмей жатқаны туралы ойға келді. Жоба кеңейтілді, және Натан Розен теориялық физик ретінде қосылды. 1942 жылдың 10 желтоқсанында Гроувз пилоттық қондырғыға тағы да барды, бұл жолы МТИ-дың химиялық инженерия профессоры Уоррен К. Льюис және үш DuPont қызметкері болды. Льюис есебінде жұмысты жалғастыруды ұсынды. S 1 Атқару комитеті 1942 жылдың 19 маусымында Уран комитетінің орнын басып, Гуннды құрамынан шығарды. Ол Льюис есебін қарады және ұсынысын Ғылыми зерттеулер және даму басқармасының (OSRD) директоры Ванневар Бушка жіберді, оның құрамына S 1 Атқару комитеті кірді. OSRD пен NRL арасындағы қарым-қатынас жақсы болған жоқ; Боуэн оны NRL-дан қаражатты бұрып алуы үшін сынады. Буш 1942 жылдың 17 наурызындағы президент Франклин Д. Рузвельттің, оның кеңесімен, әскери-теңіз күштерін Манхэттен жобасынан шығару туралы директивасын еске алды. Ол өзінің ықпалы бар Генри Стимсонмен жұмыс істегенді жөн көрді. NDRC және S 1 Атқару комитетінің төрағасы Джеймс Б. Конант, әскери-теңіз күштерінің өз ядролық жобасын жүргізіп жатқанына алаңдады, бірақ Буш бұның зияны жоқ деп ойлады. Ол 1943 жылдың 14 қаңтарында Анакостияда Ганнмен кездесіп, оған жағдайды түсіндірді. Гунн әскери-теңіз күштерінің ядролық су асты кемелерін ядролық қуатпен қамтамасыз етуге қызығушылық танытқанын айтты. Сұйық термиялық диффузия байытылған уранды өндірудің мүмкіндігі бар әдісі болды, оған тек ядролық реактордың дизайны туралы мәліметтер қажет болды, оны Чикагодағы металлургиялық зертхана зерттеп жатқан. Ол олардың жұмыс істеп тұрған 1-ші Чикаго реакторын салғанын білмеді. Буш сұралған деректерді беруге дайын болмады, бірақ Манхэттен жобасын басқаратын Әскери саясат комитетінің мүшесі контр-адмирал Уильям Р. Пурнеллмен Абельсонның жұмысына қосымша қолдау көрсету үшін келісті. Келесі аптада Бриггс, Урей және Эгер В. Мёрфри S 1 Атқару комитетінің Карл Коэн және В. И. Томпсонмен бірге Standard Oil компаниясынан Анакостиядағы пилоттық қондырғыға барды. Олар процестің қарапайымдылығына таң қалды, бірақ қондырғыдан байытылған уран өнімдері алынбағаны үшін көңілі қалды; өндіріс концентрациядағы айырмашылықты өлшеу арқылы есептелді. Олар 90% 235 уранға байытылған уранды күніне 1 кг өндіретін сұйық термиялық диффузиялық қондырғына әрқайсысы 30,7% бөлу коэффициентімен 21,800 36 фут (11 м) бағана қажет екенін есептеп шығарды. Манхэттен жобасының материалдарын пайдалануды ескере отырып, оны салуға 18 ай кетеді. Бұған сыртқы құбырлар үшін жездің аз мөлшері және ішкі құбырлар үшін никель кіреді, олар будың және уран гексафторидінің коррозиясына төтеп беру үшін қажет. Мұндай қондырғыны салуға шамамен 32,6 миллион доллар, ал оны іске қосуға күніне 62,600 доллар жұмсалды. Ұсынысты қабылдамауға себеп, қондырғының тепе-теңдікке жетуіне 600 күн қажет болатындығы, ол уақытқа дейін 72 миллион доллар жұмсалатын еді, оны S 1 Атқару комитеті 75 миллион долларға дейін арттырды. Егер жұмыс дереу басталды деп есептесек, және қондырғы жобаланғандай жұмыс істеді, онда 1946 жылға дейін байытылған уран өндірілмеді. Мерфри 10% 235 уранға байытылған сұйық термиялық диффузиялық қондырғысы газды диффузиялық қондырғысының төменгі сатыларын алмастыруы мүмкін деп ұсынды, бірақ S 1 Атқару комитеті бұған қарсы шешім қабылдады. 1943 жылдың ақпан және шілдесі аралығында Анакостия пилоттық қондырғысы аз байытылған уран гексафторидін өндірді, ол Металлургиялық зертханаға жіберілді. 1943 жылдың қыркүйегінде S 1 Атқару комитеті байытылған уран гексафторидін кәдімгі уран гексафторидімен алмастыра отырып, NRL-ге уран гексафторидін бөлуді тоқтату туралы шешім қабылдады. 1943 жылдың қазан айында Гроувз NRL-дан қосымша уран гексафториді тапсырысын қабылдамады. Әскери-теңіз күштерінің уран гексафторидін өндіру процесін бірінші болып әзірлегені туралы хабарланған кезде, армия наразылықпен тапсырысты орындауға келісті.

Филадельфиялық пилоттық зауыт

Абельсонның зерттеулері тепе-теңдік уақытын қысқарту үшін температура градиентінің әлдеқайда жоғары болуы қажет екенін көрсетті. NRL оны Мэриленд штатының Аннаполис қаласындағы Теңіз инженерлік тәжірибе станциясында салуды қарастырды, бірақ бұл 2,5 миллион долларға бағаланды, бұл NRL үшін тым қымбат деп есептелді. Басқа да орындар қарастырылып, Филадельфия Әскери-теңіз кемежайындағы Теңіз қазандығы және турбиналар зертханасында (NBTL) жаңа пилоттық қондырғы салу туралы шешім қабылданды, онда кеңістік, бу және салқындату суы бар еді, және ең бастысы – жоғары қысымды бумен жұмыс істеу тәжірибесі бар инженерлер жұмыс істеді. Құны 500 000 долларға бағаланды. Пилоттық қондырғыны 1943 жылдың 17 қарашасында Кемелер бюросының орынбасары контр-адмирал Эрл У. Миллс бекітті. Құрылыс 1944 жылдың 1 қаңтарында басталды және шілдеде аяқталды. NBTL бу және салқындату су жүйелерін жобалау, құрылыс және пайдалану үшін жауапты болды, ал NRL бағаналармен және қосалқы жабдықтармен айналысты. Кемелер бюросының капитаны Торвальд А. Солберг жоба жетекшісі болды. Филадельфия пилоттық қондырғысы Делавэр өзеніне жақын, Брод-стриттен батысқа қарай бір блок жерде орналасқан. Қондырғы 15 метрлік 102 бағанадан тұратын, жеті сатыдан тұратын «тізбек» деп аталатын құрылымнан құралды. Қондырғы күніне 6% 235 уранға дейін байытылған бір грамм уран өндіруге арналған. Сыртқы мыс құбырлар олардың арасымен және сыртқы 4 дюймдік болат құбырлармен ағып өтетін сумен салқындатылды. Ішкі никель құбырлар жоғары қысымды бумен қыздырылды және әрбір бағана уран гексафторидінің шамамен мөлшерін ұстады. Бұл бу қысымымен жұмыс істеді; жұмыс істейтін жалғыз бөліктері – су сорғылары болды. Жұмыс істегенде, тізбек 11,6 МВт қуатты тұтынды. Әрбір бағана уран гексафторидінің резервуарына қосылған. Уран гексафторидімен жұмыс істеудің қауіптілігіне байланысты, онымен жұмыс істеудің барлық түрлері, мысалы, тасымалдау цилиндрлерінен резервуарларды толтыру, тасымалдау бөлмесінде жүзеге асырылды. Филадельфия қондырғысындағы бағаналар тізбектей емес, параллель түрде жұмыс істеді, сондықтан Филадельфия пилоттық қондырғысы ақырында 0,86% 235 уранға дейін байытылған уран гексафторидінің белгілі бір мөлшерін өндірді, ол Манхэттен жобасына тапсырылды. Филадельфия пилоттық қондырғысы 1946 жылдың қыркүйегінде таратылды, құтқарылатын жабдықтар NRL-ге қайтарылды, ал қалғандары теңізге тасталды.

Құрылыс

1944 жылдың басында Филадельфиядағы пилоттық зауыттың жаңалықтары Лос-Аламос зертханасының директоры Роберт Оппенгеймерге жетті. Оппенгеймер 1944 жылдың 4 наурызында Конантқа хат жазып, сұйық жылу диффузиясы жобасының есептерін сұрады, оларды Конант жіберді. Барлық адамдар сияқты Оппенгеймер де уран байытуды атом бомбасына жарамды қару-жарақ өндіру процесі ретінде қарастырды, бірақ енді ол басқа мүмкіндікті қарастырды. Егер Филадельфия зауытындағы колонналар қатарлы жұмыс істесе, онда ол күніне 12 кг 1 процентке дейін байытылған уран өндіре алады. Бұл пайдалы болуы мүмкін, себебі электромагниттік байыту процесі табиғи ураннан 40 процентке дейін байытылған уранның 1 грамын өндіре алса, азығы 1,4 процент уранға байытылған болса, күніне 2 грамм 80 процентке дейін байытылған уран-235 өндіруге болады. Бұл табиғи уранның 0,7 пайызынан екі есе көп. 28 сәуірде ол Гроувске «Y 12 зауытының өндірісі шамамен 30 немесе 40 процентқа ұлғайтылуы мүмкін, ал оның тиімділігі K 25 өндірісінің жоспарланған мерзімінен бірнеше ай бұрын жақсартылуы мүмкін» екенін атап көрсетті. Гроувс әскери саясат комитетінен әскери-теңіз күштерімен байланысты жаңаруға рұқсат алды және 1944 жылдың 31 мамырында Мерфри, Льюис және оның ғылыми кеңесшісі Ричард Толманнан тұратын тексеру комиссиясын тағайындады. Тексеру комиссиясы келесі күні Филадельфиядағы пилоттық зауытқа барды. Олар Оппенгеймердің негізінен дұрыс болғанын, бірақ оның бағалауларының оңтайлы екенін хабарлады. Пилоттық қондырғыға қосымша екі тіреу қосу екі айға созылады, бірақ Клинтон инженерлік жұмыстарындағы Y 12 электромагниттік қондырғысының талаптарын қанағаттандыру үшін жеткілікті азық өндірмейді. Сондықтан олар толық көлемді сұйық жылу диффузия зауытын салуды ұсынды. Сондықтан 12 маусымда Гроувс Мерфриден тәулігіне 50 кг уранды 0,9 және 3,0 процент аралығында байытылған уран-235 өндіретін зауыттың құнын есептеуді сұрады. Мерфри, Толман, Коэн және Томпсон 1600 бағаналы зауыттың құны 3,5 миллион долларды құрайтынын есептеді. Гроувс 1944 жылдың 24 маусымында оның құрылысын мақұлдады және әскери саясат комитетіне 1945 жылдың 1 қаңтарына дейін жұмыс істейтінін хабарлады. Уоттс-Бар бөгеті, Масл-Шолс және Детройт қалалары қарастырылды, бірақ оны Клинтон инженерлік жұмыстарында салуға шешім қабылданды, онда суды Клинч өзенінен және буды K 25 электр стансасынан алуға болады. Жылу диффузиясы жобасының кодтық атауы S 50 болды. Манхэттен округі штаб-пәтерінде маусым айында S 50 дивизиясы құрылды. Гроувс Кливлендтегі (Огайо штаты) H. K. Фергюсон компаниясын жұмысты уақтылы аяқтағандығы үшін, атап айтқанда Миссисипидегі Gulf Ordnance Plant, құны және белгіленген ақы шарты бойынша басты құрылыс мердігері ретінде таңдады. H. A. Jones Construction Company компаниясы бу зауытын салады, ал инженер-архитектор ретінде H. K. Фергюсон тағайындалды. Кеңесшілері зауытты салуға алты ай кетеді деп есептегенмен, Гроувс Фергюсонға тек төрт ай берді және ол 75 күн ішінде жұмысты бастауды қалады. Гроувс, Толман, Фокс және Уэллс Н. Томпсон H. K. Фергюсоннан 26 маусымда Филадельфиялық пилоттық зауыттың жобаларын алды. Өндірістік қондырғыда жиырма бір 102 бағаналы тіреулер болады, олар жетіден тұратын үш топқа орналастырылады, барлығы 2142 48 фут (15 м) бағаналар. Әрбір тіреу Филадельфиядағы пилоттық зауыттың көшірмесі болды. Бағаналар ± ішкі никель құбырларының диаметріне және ± ішкі никель құбырлары мен сыртқы мыс құбырларының аралығына толығымен сәйкес болуы керек. Бағаналарға алғашқы тапсырыс 5 шілдеде берілді. 23 компанияға хабарласқанда, Род-Айленд штатындағы Провиденстің Гриннелл компаниясы мен Вашингтондағы Меринг пен Хансон компаниясы бұл ұсынысты қабылдады. 1944 жылдың 9 шілдесінде бұл жерде жер қазылды. 16 қыркүйекте зауыттың үштен бірі аяқталып, бірінші тіреу жұмыс істеді. Қыркүйек пен қазан айларында жүргізілген сынақтарда құбырлардың ағу проблемалары анықталды, сондықтан оларды одан әрі дәнекерлеу қажет болды. Соған қарамастан, барлық тіреулер орнатылды және 1945 жылдың қаңтарында пайдалануға дайын болды. Құрылыс шарты 15 ақпанда тоқтатылды, ал қалған оқшаулау және электр жұмыстары Оук Ридж ауданындағы басқа фирмаларға берілді. Олар қосалқы ғимараттарды, соның ішінде жаңа бу зауытын да аяқтады. Зауыт 1945 жылдың наурыз айында толыққанды жұмыс істеді. Жаңа қазандық зауытының құрылысы 1945 жылдың 16 ақпанында бекітілді. Бірінші қазандық 1945 жылдың 5 шілдесінде іске қосылды, ал 13 шілдеде жұмыс басталды. Жұмыс 1945 жылдың 15 тамызында аяқталды. Жылу диффузиясы процесінің ғимараты (F01) ұзындығы 522 фут (159 м), ені 82 фут (25 м) және биіктігі 75 фут (23 м) болды. Әрбір екі тіреуге бір басқару бөлмесі және бір ауыстыру бөлмесі болды, соңғысынан басқа, ол оқу мақсатында өз басқару және ауыстыру бөлмелеріне ие болды. Төрт сорғы Клинч өзенінен минут сайын салқындату суын тартты. Бу сорғылары Pacific Pumps Inc. компаниясымен әзірленді. Зауыт K 25 электр стансасының барлық өнімді пайдалануға арналған, бірақ K 25 кезеңдері іске қосылғанда осыған бәсекелес болды. Жаңа қазандық зауытын салуға шешім қабылданды. Эсминец эскорттары үшін арналған 12 артық қазандық теңіз күштерінен алынды. Азайтылған бу қысымынан (пилоттық қондырғының есебінен) төмен қызу температурасы операцияның қарапайымдығымен өтелді. Олар маймен жұмыс істегендіктен, 60 күнге жұмыс істеуге жеткілікті сақтауға ие май бактары қосылды. Жылу диффузиясы процесінің ғимараты (F01) және жаңа бу зауыты (F06) ғимараттарына қоса, S 50 аймағындағы құрылымдарға сорғы станциясы (F02), зертханалар, кафетерий, шеберхана (F10), қоймалар, жанармай құю станциясы және су тазарту станциясы (F03) кірді.

Өндіріс

Қауіпсіздік мақсатында Гроувс жаңа зауытты басқаруды Х. К. Фергюсонға тапсырғысы келді, бірақ ол жабық кәсіпорын болды, ал Клинтон инженерлік жұмыстарындағы қауіпсіздік ережелері кәсіби одақтарға рұқсат бермейтін. Осыған орай, H. K. Фергюсон толық құрамындағы еншілес компанияны – Ферклив корпорациясын (Кливлендтегі Фергюсон атынан) құрды, ал Манхэттен ауданы оны зауытты ай сайын 11 000 долларға басқаруға шарт жасады. Жаңа зауыттың операторлық құрамы алдымен Филадельфиядағы сынақ зауытында оқытылды. 1944 жылдың тамызында Гроувс, Конант және Фокс Оук Ридждегі Арнайы инженерлік жасақтың (SED) он сарбазынан еріктілер сұрады, жұмыстың қауіпті екенін ескертті. Барлығы он сарбаз ерікті болып келісті. Брэггке 1993 жылдың 21 маусымында қайтыс болғаннан кейін Әскери-теңіз күштерінің Еңбегі сіңген азаматтық қызметкер сыйлығы табысталды. Манхэттен ауданының медициналық бөлімінің бастығы полковник Стаффорд Л. Уоррен қаза болғандардың ішкі органдарын алып, Оук Риджге талдауға жіберді. Олар органдарызсыз жерленді. S 50 зауыты Хиросимаға тасталған "Литтл Бой" бомбасында қолданылған байытылған уран өндірісін бір аптаға үдеткені есептелді. "Егер мен жылулық диффузияның мүмкіндіктерін дұрыс бағалаған болсам, біз оны көп бұрын іске қосқан болар едік, зауыттың жобасына көбірек уақыт жұмсап, оны әлдеқайда үлкен және жақсырақ жасаған болар едік. Оның 1945 жылдың маусым және шілде айларында U 235 өндірісіне тигізер әсері айтарлықтай болар еді", – деп жазды Гроувс кейін.

Соғыстан кейінгі жылдар

Соғыс 1945 жылғы тамызда аяқталғаннан кейін көп ұзамай, бөлінетін материалдар өндіруге жауапты Манхэттен округінің офицері, подполковник Артур В. Петерсон S 50 зауытын күшін жоғалту режиміне қоюды ұсынды. Манхэттен округі 1945 жылдың 4 қыркүйегінде зауытты жабуға бұйрық берді. Бұл – ең ірі өндірістік көлемде салынған сұйық термиялық диффузия орнатылысы болды, бірақ оның тиімділігі газды диффузия орнатылысымен бәсекелесе алмады. Жұмысшылар байытылған уран мен графиттен блоктар да жасады. S 50 зауыты 1940 жылдардың соңында демонтаждалды. Жабдықтар К25 электр стансасы аумағына әкелінді, онда оларды пайдалануға беру немесе жерлеу алдында сақталды.