“曼哈顿计划”中的骇人事故

姜森

奥本海默（右）讲解核试爆

近期热映的美国影片《奥本海默》，展示了全球第一款核武器的研发过程。细心的观众发现，影片中的科学家没有做任何防护，甚至连防护手套都没有戴——他们不担心遭受核辐射吗？事实上，特定的历史条件和环境，导致“曼哈顿计划”中发生了两起可怕的核辐射事故。

美国《历史》杂志在解读影片《奥本海默》的报道中指出，“曼哈顿计划”遵循的是被后人称之为“奇特”的安全观。科研人员和美国军方更多地关注该计划能否一举成功，从而让美国拥有碾轧纳粹德国和日本的武力，而忽视了真正的安全问题。

“搔弄一条沉睡之龙的尾巴”

《奥本海默》没有展现出防护服，并非为了影片的观赏效果——科学家并不是只有穿着西装才像样。在真实的历史中，“曼哈顿计划”中的科研人员如同搭积木一般设计制造出了核武器。二战期间形势严峻，任务紧迫，物资相对匮乏。再加上这是人类首次尝试开发核武器，且放射性物质都处于隔离状态，所以没有人想到做个人防护。

根据原子弹的原理，核裂变反应就是重核原子经中子撞击后，裂变成较轻的原子，同时释放出更多的中子，由此形成链式反应。在核裂变反应中，有亚临界、临界和超临界三种状态。要促成核裂变反应，当时最简单的操作就是把钚、镓两个半球合并在一起，即进入亚临界状态，释放出大量中子；中子撞击密闭的反射板回流，引发更多的原子裂变，如此反复，就进入临界状态；之后链式反应就会发生，即进入超临界状态，相当于核弹爆炸，并发出肉眼可见的“死亡蓝光”。

当时科研人员用碳化钨作为反射板。为了既能观察亚临界状态并测定数据，又不会进入灾难性的临界状态，科研人员在反射板上留下出口，让中子能够逃逸出来，同时观测并计算亚临界和临界状态的数据变化。这些数据对于核武器的使用以及未来核能设施的运用都具有重要意义。

亚临界和临界状态仅一线之隔，风险很大。科学家费米警告说，这样的实验犹如“搔弄一条沉睡之龙的尾巴”。需要说明的是，即使实验室中出现临界及超临界状态，也不会像核弹爆炸那样产生巨大的破坏力。但这种实验对于操作者来说，相当于“徘徊在死神身边”。

近距离遭受核辐射

“曼哈顿计划”的实施地——洛斯阿拉莫斯发生过两起重大核辐射事故，都是由名为“恶魔核心”的钚球引发的。

当时美国科学家共制造了4颗钚球，其中两颗发展为投放到日本广岛和长崎的原子弹。美国当时的计划是：如果日本仍拒绝投降，就继续投放原子弹。日本在1945年8月15日宣布无条件投降。剩余的两颗钚球存放在洛斯阿拉莫斯实验室，“恶魔核心”继续供科研人员进行实验。

引发事故的两名科学家是哈里·达里安和路易斯·斯罗廷。

先来看哈里引发的事故。1945年8月21日晚上，原本已经下班的哈里在酒吧与同事一起喝酒。他突发灵感，于是返回实验室做实验。实验装置中有碳化钨充当反射板。哈里用碳化钨板围出密闭空间，仅留下一个小口以供中子逸出。

他手上拿著一片碳化钨，在出口处测试临界状态。突然，哈里的手一抖，碳化钨片正好掉在仅有的出口处，彻底堵死了中子溢出的通道。大量中子瞬间反射回流，恐怖的“死亡蓝光”闪现，示波器的数值爆表——链式反应发生了！

哈里见状一刻也没有犹豫，直接徒手拿掉了那片碳化钨。中子得以快速逸出，链式反应终止，蓝光消失了。

此时，实验室门口的一名保安并不知道发生了什么事。他听到哈里弄出了很大响动，于是探身进来问道：“出什么意外了吗？如果是的话，您记得填表记录。”哈里瘫坐在地上，受到核辐射的他这才意识到，附近还有一名保安。他赶忙大喊：“跑！有多远跑多远！”

哈里在拿掉碳化钨片时，觉得有一股热浪流经自己的手，没有其他的不适感。但他知道，自己完了——已经近距离遭受核辐射，身体的免疫系统被摧毁只是时间问题。在入院数小时后，哈里的免疫系统崩溃了，那只移动过碳化钨片的手开始溃烂。25天后，哈里死于重度核辐射。现场的那名保安也遭受了一定的核辐射，在事故发生33年后死于白血病。

这起事故并没有让科研人员产生足够的警惕，危险的临界测试还在继续，而且还是那颗似乎遭到诅咒的“恶魔核心”。

第二起事故是路易斯引发的。他平时老是穿着牛仔裤，行为放荡不羁，工作风格大胆，喜欢冒险。他放弃了碳化钨，改用金属铍做了由两个半球组成的罩子，罩住钚球进行实验，留出缝隙供中子逸出。罩子一旦闭合，亚临界状态中的钚球释放出的中子就会全部反射回流，从而进入临界状态，导致发生链式反应。

路易斯的方法是把螺丝刀尖卡在铍罩中间，留出缝隙让中子逸出。他靠调节手中的螺丝刀来控制缝隙的大小——这其实是很不安全的做法。

哈里引发的事故仅过去了9个月。这一天，路易斯和其他7名科研人员进行亚临界实验。路易斯小心翼翼地控制着螺丝刀，调整缝隙大小，其他人记录测试数据，并进行相关研究。一切似乎都很顺利。就在这时，一名科研人员在拿表单时，不小心把一个咖啡杯带落到地上摔碎了。突出其来的声响把路易斯吓了一跳，他手一滑——铍罩闭合。瞬间，恐怖的蓝光照亮了整个实验室。

首枚用于核试爆的原子弹

路易斯见状立刻徒手掰开铍罩，整个事故持续的时间不到一秒钟。路易斯感觉自己的手被热浪烫到了。其他人见状想凑过来，路易斯赶忙叫大家先不要动，然后朝每个人扔了一颗粉笔头，让他们标出各自站立的位置，再迅速远离。

路易斯趁自己意识还清醒，根据距离在黑板上计算出每个人遭受的大致辐射量。做完这些后，他无力地瘫坐在地上，喃喃自语道：“我尽力了。”有当时站在远处的人听到，路易斯说的是“我死定了”。后来这无法考证了，因为路易斯很快就开始呕吐，说不出话——他的免疫系统开始瓦解。仅9天后，路易斯死在医院的氧气帐篷里。

由于当时路易斯挡住了大部分辐射，所以其他科研人员算是逃过一劫。但离他比较近的两人，在10多年后有一人死于白血病，另一人死于心肌梗塞。

两起事故之后，“恶魔核心”不再被允许进行实验。美军原本打算把它改装成原子弹，运到比基尼环礁进行试爆，但由于担心有残留的中子辐射，伤及改装人员，这项计划没有实施。最后，“恶魔核心”在严密防护的情况下被拆解报废，其中的核原料被回收用于其他研究。

蒙在鼓里的居民

在美军选址洛斯阿拉莫斯时，那里并非如影片中展现的一片荒漠，而是住着32户西语裔居民。当时荷枪实弹的美军要求他们在48小时内迁出。当地居民无法把牲畜带走，官方要求“要么放生，要么直接杀掉”。

更具争议的事情还在后面：在“三位一体”（由奥本海默亲自命名）核试爆前，半径80千米内住着1万多名居民，他们对此毫不知情，成为全球第一批受到核试爆影响的人。美军是为了“曼哈顿计划”的“安全性”才这样做的，而这里的“安全”指的是严防情报外泄。

核试爆后，有放射性的白色粉尘落到居民区。一些不明就里的小孩子还以为下雪了，甚至对粉尘进行把玩。其实当地的辐射值比安全值高出上万倍。

1945年后的一些调查研究显示，洛斯阿拉莫斯当地居民受到了一定程度的辐射影响，总体上患癌症的概率有所增大。因为当时是人类首次进行核试爆，相关法律规定极不完善，致使这些受到影响的居民难以得到赔偿。

“只许成功，不许失败”

在影片《奥本海默》中，核试爆的时间被推迟了。这并非影片为了营造紧张气氛而设计的桥段。当时在“只许成功，不许失败”的目标下，一切都是为了安全顺利地实施核试爆。

核试爆地点有8个候选位置，但由于执掌“曼哈顿计划”的莱斯利·格罗夫斯将军不喜欢和其他军事基地的指挥官打交道，所以选址新墨西哥州的候选点，即洛斯阿拉莫斯附近。核试爆原计划在凌晨4时，但因为当时下起暴雨，空中电闪雷鸣，为安全起见只能推迟，试爆时间一拖再拖。据说当时的天气很不正常，雷雨交加在当地是很少见的，而且附近的很多动物都表现出异样。待雨小了一些，奥本海默决定在5时30分引爆核弹。当时有两架B-29轰炸机在空中盘旋观察，以确保核试爆顺利进行——这在影片中并没有展现出来。

影片展现了一个细节：有科学家计算出核试爆可能点燃大气层，从而令地球毁灭——这不是为了增加戏剧张力而虚构的。在真实历史中，科学家确实一度担心会发生这种情况，并反复进行计算。簡单来说，科学家担心核试爆产生的高温会让空气和海洋中的氢原子聚合成氦原子，从而引发核聚变反应——地球就成了一枚巨大的氢弹。不过经过计算，科学家认为当核试爆的影响范围抵达大气层后，温度不足以引发链式反应，其概率接近于零。如今，全球发生过大大小小2000多次核爆炸，验证了当时科学家的计算结果。

未能共享安全经验

早在1939年8月，爱因斯坦和西拉德就给罗斯福写信，建议美国先于纳粹德国进行核武器研发。罗斯福在当年10月要求国家标准局组建“铀顾问团”，之后更名为“S-1执行委员会”——这就是“曼哈顿计划”的发端。当时该机构中还没有奥本海默的身影。

从1939年10月到1941年，美国军方开展了一些关于核裂变的研究，相关实验有一部分由美国海军主导，也有美政府直接拨款的项目。到1941年10月，罗斯福总统决定让美国陆军包下整个研发核武器的项目，因为他觉得陆军比海军更有经验。1941年12月7日，日本偷袭珍珠港，美国对日本宣战，这更加令研制核武器的计划提上日程。罗斯福大笔一挥，将款项划拨给美国陆军，由陆军少将莱斯利·格罗夫斯领导。

需要指出的是，美国海军没有向陆军分享任何有关前期核研究的经验，包括安全经验。由此可见美国各军种之间的明争暗斗。因此，“曼哈顿计划”在安全防护方面可以说是白纸一张。直到这时，奥本海默才开始参与相关工作。

这是由美国陆军主导的武器研发工作，陆军参与了该计划的部分工程建设，工程指挥部设在纽约曼哈顿。在建设洛斯阿拉莫斯小镇时，美国工程部队称那里为“曼哈顿工程区”，久而久之，美军研制核武器的项目就被称为“曼哈顿计划”。其实美国陆军的这一项目有官方代号——“代用材料发展项目”，显然“曼哈顿计划”更易被媒体和公众所接受。

“曼哈顿计划”选址洛斯阿拉莫斯的原因，是早年奥本海默曾在那里养病，他很喜欢那里。奥本海默的意见固然重要，但最终确定该地点的是格罗夫斯少将。

除了新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯，田纳西州的橡树岭实验室负责安装工程，以及制造浓缩铀，芝加哥有提炼钚的先导工厂。这些都是研发核武器所不可或缺的重点项目。美军在这方面显然特别注重“信息安全”，要求各个研发基地之间断绝任何人员交流。

编辑：姚志刚   winter-yao@163.com