“曼哈頓計劃”中的駭人事故

姜森

奧本海默（右）講解核試爆

近期熱映的美國影片《奧本海默》，展示了全球第一款核武器的研發過程。細心的觀眾發現，影片中的科學家沒有做任何防護，甚至連防護手套都沒有戴——他們不擔心遭受核輻射嗎？事實上，特定的歷史條件和環境，導致“曼哈頓計劃”中發生了兩起可怕的核輻射事故。

美國《歷史》雜志在解讀影片《奧本海默》的報道中指出，“曼哈頓計劃”遵循的是被后人稱之為“奇特”的安全觀。科研人員和美國軍方更多地關注該計劃能否一舉成功，從而讓美國擁有碾軋納粹德國和日本的武力，而忽視了真正的安全問題。

“搔弄一條沉睡之龍的尾巴”

《奧本海默》沒有展現出防護服，并非為了影片的觀賞效果——科學家并不是只有穿著西裝才像樣。在真實的歷史中，“曼哈頓計劃”中的科研人員如同搭積木一般設計制造出了核武器。二戰期間形勢嚴峻，任務緊迫，物資相對匱乏。再加上這是人類首次嘗試開發核武器，且放射性物質都處于隔離狀態，所以沒有人想到做個人防護。

根據原子彈的原理，核裂變反應就是重核原子經中子撞擊后，裂變成較輕的原子，同時釋放出更多的中子，由此形成鏈式反應。在核裂變反應中，有亞臨界、臨界和超臨界三種狀態。要促成核裂變反應，當時最簡單的操作就是把钚、鎵兩個半球合并在一起，即進入亞臨界狀態，釋放出大量中子；中子撞擊密閉的反射板回流，引發更多的原子裂變，如此反復，就進入臨界狀態；之后鏈式反應就會發生，即進入超臨界狀態，相當于核彈爆炸，并發出肉眼可見的“死亡藍光”。

當時科研人員用碳化鎢作為反射板。為了既能觀察亞臨界狀態并測定數據，又不會進入災難性的臨界狀態，科研人員在反射板上留下出口，讓中子能夠逃逸出來，同時觀測并計算亞臨界和臨界狀態的數據變化。這些數據對于核武器的使用以及未來核能設施的運用都具有重要意義。

亞臨界和臨界狀態僅一線之隔，風險很大。科學家費米警告說，這樣的實驗猶如“搔弄一條沉睡之龍的尾巴”。需要說明的是，即使實驗室中出現臨界及超臨界狀態，也不會像核彈爆炸那樣產生巨大的破壞力。但這種實驗對于操作者來說，相當于“徘徊在死神身邊”。

近距離遭受核輻射

“曼哈頓計劃”的實施地——洛斯阿拉莫斯發生過兩起重大核輻射事故，都是由名為“惡魔核心”的钚球引發的。

當時美國科學家共制造了4顆钚球，其中兩顆發展為投放到日本廣島和長崎的原子彈。美國當時的計劃是：如果日本仍拒絕投降，就繼續投放原子彈。日本在1945年8月15日宣布無條件投降。剩余的兩顆钚球存放在洛斯阿拉莫斯實驗室，“惡魔核心”繼續供科研人員進行實驗。

引發事故的兩名科學家是哈里·達里安和路易斯·斯羅廷。

先來看哈里引發的事故。1945年8月21日晚上，原本已經下班的哈里在酒吧與同事一起喝酒。他突發靈感，于是返回實驗室做實驗。實驗裝置中有碳化鎢充當反射板。哈里用碳化鎢板圍出密閉空間，僅留下一個小口以供中子逸出。

他手上拿著一片碳化鎢，在出口處測試臨界狀態。突然，哈里的手一抖，碳化鎢片正好掉在僅有的出口處，徹底堵死了中子溢出的通道。大量中子瞬間反射回流，恐怖的“死亡藍光”閃現，示波器的數值爆表——鏈式反應發生了！

哈里見狀一刻也沒有猶豫，直接徒手拿掉了那片碳化鎢。中子得以快速逸出，鏈式反應終止，藍光消失了。

此時，實驗室門口的一名保安并不知道發生了什么事。他聽到哈里弄出了很大響動，于是探身進來問道：“出什么意外了嗎？如果是的話，您記得填表記錄。”哈里癱坐在地上，受到核輻射的他這才意識到，附近還有一名保安。他趕忙大喊：“跑！有多遠跑多遠！”

哈里在拿掉碳化鎢片時，覺得有一股熱浪流經自己的手，沒有其他的不適感。但他知道，自己完了——已經近距離遭受核輻射，身體的免疫系統被摧毀只是時間問題。在入院數小時后，哈里的免疫系統崩潰了，那只移動過碳化鎢片的手開始潰爛。25天后，哈里死于重度核輻射。現場的那名保安也遭受了一定的核輻射，在事故發生33年后死于白血病。

這起事故并沒有讓科研人員產生足夠的警惕，危險的臨界測試還在繼續，而且還是那顆似乎遭到詛咒的“惡魔核心”。

第二起事故是路易斯引發的。他平時老是穿著牛仔褲，行為放蕩不羈，工作風格大膽，喜歡冒險。他放棄了碳化鎢，改用金屬鈹做了由兩個半球組成的罩子，罩住钚球進行實驗，留出縫隙供中子逸出。罩子一旦閉合，亞臨界狀態中的钚球釋放出的中子就會全部反射回流，從而進入臨界狀態，導致發生鏈式反應。

路易斯的方法是把螺絲刀尖卡在鈹罩中間，留出縫隙讓中子逸出。他靠調節手中的螺絲刀來控制縫隙的大小——這其實是很不安全的做法。

哈里引發的事故僅過去了9個月。這一天，路易斯和其他7名科研人員進行亞臨界實驗。路易斯小心翼翼地控制著螺絲刀，調整縫隙大小，其他人記錄測試數據，并進行相關研究。一切似乎都很順利。就在這時，一名科研人員在拿表單時，不小心把一個咖啡杯帶落到地上摔碎了。突出其來的聲響把路易斯嚇了一跳，他手一滑——鈹罩閉合。瞬間，恐怖的藍光照亮了整個實驗室。

首枚用于核試爆的原子彈

路易斯見狀立刻徒手掰開鈹罩，整個事故持續的時間不到一秒鐘。路易斯感覺自己的手被熱浪燙到了。其他人見狀想湊過來，路易斯趕忙叫大家先不要動，然后朝每個人扔了一顆粉筆頭，讓他們標出各自站立的位置，再迅速遠離。

路易斯趁自己意識還清醒，根據距離在黑板上計算出每個人遭受的大致輻射量。做完這些后，他無力地癱坐在地上，喃喃自語道：“我盡力了。”有當時站在遠處的人聽到，路易斯說的是“我死定了”。后來這無法考證了，因為路易斯很快就開始嘔吐，說不出話——他的免疫系統開始瓦解。僅9天后，路易斯死在醫院的氧氣帳篷里。

由于當時路易斯擋住了大部分輻射，所以其他科研人員算是逃過一劫。但離他比較近的兩人，在10多年后有一人死于白血病，另一人死于心肌梗塞。

兩起事故之后，“惡魔核心”不再被允許進行實驗。美軍原本打算把它改裝成原子彈，運到比基尼環礁進行試爆，但由于擔心有殘留的中子輻射，傷及改裝人員，這項計劃沒有實施。最后，“惡魔核心”在嚴密防護的情況下被拆解報廢，其中的核原料被回收用于其他研究。

蒙在鼓里的居民

在美軍選址洛斯阿拉莫斯時，那里并非如影片中展現的一片荒漠，而是住著32戶西語裔居民。當時荷槍實彈的美軍要求他們在48小時內遷出。當地居民無法把牲畜帶走，官方要求“要么放生，要么直接殺掉”。

更具爭議的事情還在后面：在“三位一體”（由奧本海默親自命名）核試爆前，半徑80千米內住著1萬多名居民，他們對此毫不知情，成為全球第一批受到核試爆影響的人。美軍是為了“曼哈頓計劃”的“安全性”才這樣做的，而這里的“安全”指的是嚴防情報外泄。

核試爆后，有放射性的白色粉塵落到居民區。一些不明就里的小孩子還以為下雪了，甚至對粉塵進行把玩。其實當地的輻射值比安全值高出上萬倍。

1945年后的一些調查研究顯示，洛斯阿拉莫斯當地居民受到了一定程度的輻射影響，總體上患癌癥的概率有所增大。因為當時是人類首次進行核試爆，相關法律規定極不完善，致使這些受到影響的居民難以得到賠償。

“只許成功，不許失敗”

在影片《奧本海默》中，核試爆的時間被推遲了。這并非影片為了營造緊張氣氛而設計的橋段。當時在“只許成功，不許失敗”的目標下，一切都是為了安全順利地實施核試爆。

核試爆地點有8個候選位置，但由于執掌“曼哈頓計劃”的萊斯利·格羅夫斯將軍不喜歡和其他軍事基地的指揮官打交道，所以選址新墨西哥州的候選點，即洛斯阿拉莫斯附近。核試爆原計劃在凌晨4時，但因為當時下起暴雨，空中電閃雷鳴，為安全起見只能推遲，試爆時間一拖再拖。據說當時的天氣很不正常，雷雨交加在當地是很少見的，而且附近的很多動物都表現出異樣。待雨小了一些，奧本海默決定在5時30分引爆核彈。當時有兩架B-29轟炸機在空中盤旋觀察，以確保核試爆順利進行——這在影片中并沒有展現出來。

影片展現了一個細節：有科學家計算出核試爆可能點燃大氣層，從而令地球毀滅——這不是為了增加戲劇張力而虛構的。在真實歷史中，科學家確實一度擔心會發生這種情況，并反復進行計算。簡單來說，科學家擔心核試爆產生的高溫會讓空氣和海洋中的氫原子聚合成氦原子，從而引發核聚變反應——地球就成了一枚巨大的氫彈。不過經過計算，科學家認為當核試爆的影響范圍抵達大氣層后，溫度不足以引發鏈式反應，其概率接近于零。如今，全球發生過大大小小2000多次核爆炸，驗證了當時科學家的計算結果。

未能共享安全經驗

早在1939年8月，愛因斯坦和西拉德就給羅斯福寫信，建議美國先于納粹德國進行核武器研發。羅斯福在當年10月要求國家標準局組建“鈾顧問團”，之后更名為“S-1執行委員會”——這就是“曼哈頓計劃”的發端。當時該機構中還沒有奧本海默的身影。

從1939年10月到1941年，美國軍方開展了一些關于核裂變的研究，相關實驗有一部分由美國海軍主導，也有美政府直接撥款的項目。到1941年10月，羅斯福總統決定讓美國陸軍包下整個研發核武器的項目，因為他覺得陸軍比海軍更有經驗。1941年12月7日，日本偷襲珍珠港，美國對日本宣戰，這更加令研制核武器的計劃提上日程。羅斯福大筆一揮，將款項劃撥給美國陸軍，由陸軍少將萊斯利·格羅夫斯領導。

需要指出的是，美國海軍沒有向陸軍分享任何有關前期核研究的經驗，包括安全經驗。由此可見美國各軍種之間的明爭暗斗。因此，“曼哈頓計劃”在安全防護方面可以說是白紙一張。直到這時，奧本海默才開始參與相關工作。

這是由美國陸軍主導的武器研發工作，陸軍參與了該計劃的部分工程建設，工程指揮部設在紐約曼哈頓。在建設洛斯阿拉莫斯小鎮時，美國工程部隊稱那里為“曼哈頓工程區”，久而久之，美軍研制核武器的項目就被稱為“曼哈頓計劃”。其實美國陸軍的這一項目有官方代號——“代用材料發展項目”，顯然“曼哈頓計劃”更易被媒體和公眾所接受。

“曼哈頓計劃”選址洛斯阿拉莫斯的原因，是早年奧本海默曾在那里養病，他很喜歡那里。奧本海默的意見固然重要，但最終確定該地點的是格羅夫斯少將。

除了新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯，田納西州的橡樹嶺實驗室負責安裝工程，以及制造濃縮鈾，芝加哥有提煉钚的先導工廠。這些都是研發核武器所不可或缺的重點項目。美軍在這方面顯然特別注重“信息安全”，要求各個研發基地之間斷絕任何人員交流。

編輯：姚志剛? ?winter-yao@163.com