В воскресенье Гровс составил от имени Дональда Нельсона, гражданского руководителя Управления военного производства, письмо, присваивающее Манхэттенскому инженерному округу наивысший приоритет – ААА. Гровс лично отвез это письмо Нельсону. «Он ответил решительным отказом; однако его мнение быстро изменилось, когда я сказал, что мне придется сообщить президенту, что проект следует закрыть, потому что Управление военного производства не желает выполнять его указания»[1879]. Гровс блефовал, но не его угрозы повлияли на решение Нельсона; к этому времени с ним, вероятно, уже связывались Буш и Генри Стимсон. Он подписал письмо. «В течение почти целого года, – отмечает Гровс, – у нас не было никаких крупных затруднений в отношении приоритетного снабжения»[1880].
В тот же день Гровс утвердил директиву о приобретении земельного участка площадью более 210 квадратных километров вдоль реки Клинч на востоке штата Теннесси; этот документ пролежал на столе его предшественника в течение всего лета. В Металлургической лаборатории этот участок назвали «Площадкой Х». Пока начальником инженерного округа был Маршалл, он собирался купить землю после того, как существование цепной реакции будет доказано на опыте.
В следующую среду, 23 сентября, присвоение Гровсу звания бригадного генерала было официально утверждено. Не успел он привинтить на погоны новые звездочки, как ему пришлось присутствовать на созванном в кабинете военного министра командном совещании обойденного Комитета по военной политике Буша: там собрались Стимсон, начальник Генерального штаба армии Джордж Маршалл, Буш, Конант, Сомервелл, Стайер и оказавшийся под рукой адмирал. Гровс изложил свои планы. Стимсон предложил создать управляющий комитет из девяти человек. Гровс считал, что комитет из трех человек будет более работоспособным, и настоял на своем. Дискуссия пошла дальше. Внезапно Гровс объявил, что должен уйти: как он объяснил, ему нужно было успеть на поезд в Теннесси, чтобы осмотреть Площадку Х. Изумленный военный министр согласился его отпустить, и Лесли Ричард Гровс, та новая метла, которой предстояло чисто вымести Манхэттенский инженерный округ, отбыл на вокзал Юнион-стейшн. «Вы выставили меня в самом выгодном свете, – с благодарностью сказал Сомервелл Гровсу, когда тот вернулся в Вашингтон. – Я сказал им, что, если дело поручить вам, оно на самом деле пойдет»[1881]. И дело пошло.
Энрико Ферми начал проектировать полномасштабный котел для цепной реакции в мае 1942 года, когда один из экспоненциальных реакторов, сооруженных его группой под западными трибунами стадиона Стэгг-Филд, показал коэффициент k, дающий в экстраполяции на бесконечность значение 0,995[1882]. Металлургическая лаборатория искала более высококачественный графит и организовывала производство чистого металлического урана, более плотного, чем оксид; эти и другие усовершенствования должны были привести к получению k, большего 1,0. «Я помню, как говорил об этом эксперименте в Индианских дюнах[1883], – рассказал Ферми жене уже после войны, – именно тогда я впервые увидел дюны… Дюны мне понравились: день был ясный, и туман не приглушал цвета… Мы вылезли из воды и гуляли по берегу»[1884].
Как вспоминает Леона Вудс, этим летом, начиная подготовку к работе, они – с Гербертом Андерсоном и Ферми – купались «каждый день в пять часов вечера в ледяном озере Мичиган, возле огромного каменного волнолома в конце 55-й улицы»[1885]. В то время она еще была стеснительной двадцатидвухлетней аспиранткой. «Однажды вечером Энрико пригласил в гости Эдварда и [Мици] Теллер, Хелен и Роберта Малликен (Роберт был моим научным руководителем), а также Герба Андерсона, Джона Маршалла и меня». Они играли в модную тогда игру «Убийство». «В этот вечер, как только погасили свет, я забилась в угол и с изумлением слушала, как эти блестящие, успешные, знаменитые, умудренные люди вопили, толкались и целовались в темноте, как маленькие дети»[1886]. Все хорошие люди стеснительны, утешал ее Ферми, когда они познакомились поближе; его самого тоже всю жизнь угнетала стеснительность. Она вспоминает его лукавую самоиронию: «Как он часто говорил, он сам поражался, когда думал, какой он стеснительный»[1887].
Летом Вудс заканчивала свою диссертацию, но иногда помогала Андерсону искать в Чикаго строительный лес. Ферми планировал построить реактор СР-1 – это название было сокращением от слов Chicago Pile («Чикагский котел») – сферическим, так как эта форма лучше всего максимизирует значение k. Поскольку составляющие реактор слои графитовых блоков должны были концентрически расширяться по мере приближения к экватору сферы, ей нужны были внешние опоры, а из дерева было просто собрать легкий каркас нужной формы. «Я стал закупщиком большого количества пиломатериалов, – говорит Андерсон. – Помню компанию Sterling Lumber и то удивление, которое вызывали у ее сотрудников мои заказы, всегда высшей категории срочности. Тем не менее они исправно поставляли лес, не задавая никаких вопросов. У нас не было почти никаких ограничений ни по деньгам, ни по возможности заказывать все, что мы хотели»[1888].
Одним субботним днем, поехав на верховую прогулку в лесной заказник округа Кук километрах в тридцати к юго-западу от Чикаго, Артур и Бетти Комптон нашли уединенный и живописный участок для строительства реактора, конечную ледниковую морену, заросшую боярышником и дубом падуболистным: это место называлось Аргоннским лесом. Николс от имени армии договорился с округом о предоставлении права использования участка; компания Stone & Webster начала планировать строительство.
Семейство Ферми сняло дом у бизнесмена, переехавшего по военным делам в Вашингтон; поскольку они были враждебными иностранцами, им было запрещено иметь коротковолновый радиоприемник. Хозяину дома пришлось заблокировать в стоявшей в гостиной на третьем этаже большой всеволновой радиоле марки Capehart коротковолновые диапазоны, но она по-прежнему могла принимать танцевальную музыку во время вечеринок. Ферми очень злило, что его почту вскрывают и просматривают; он подавал возмущенные жалобы, пока эта практика не прекратилась (или не стала более скрытной). Комптоны устроили несколько приемов для вновь прибывающих сотрудников Металлургической лаборатории. «На каждом таком вечере, – пишет Лаура Ферми, – гостям показывали английский фильм “Близкий родственник” (Next of Kin). Он изображал в самых черных красках, к чему приводят небрежность и легкомыслие. Портфель, оставленный на полу в общественном месте, похищает шпион. Английские военные планы становятся известными неприятелю. В результате – бомбежка, разрушенные жилые здания, громадные потери на фронте, которых можно было бы избежать… Мы с готовностью приняли к сведению этот намек и поддерживали знакомство только с группой “металлургов”»[1889][1890]. Комптон, называвший себя «одним из тех, кому необходимо обсуждать важные вопросы с женой»[1891], добился допуска к секретным материалам только для Бетти Комптон. Считалось, что все остальные жены ничего не знают о работе своих мужей. Лаура Ферми, как и многие другие, узнала обо всем только в конце войны.
В середине августа группа Ферми смогла объявить о вероятном значении k для реактора из графита и оксида урана, «близком к 1,04»[1892]. Они разрабатывали конструкцию регулирующих стержней и определяли характеристики герметичной оболочки из листового металла и из аэростатной ткани. Использовать ткань в качестве возможной альтернативы металлического кожуха реактора, который не пропускал бы в него поглощающий нейтроны воздух, предложил Андерсон. Идея оказалась осуществимой, и Андерсон занялся ее воплощением: «Я обратился за аэростатной тканью в компанию Goodyear Rubber в Акроне, штат Огайо. У них был большой опыт изготовления дирижаблей и надувных плотов, но заказ на кубический воздушный шар со стороной 7,5 метра показался им несколько странным». Тем не менее компания его выполнила «без лишних вопросов»[1893]. Такая изоляция должна была увеличить значение k еще на один процент[1894].
Кроме того, между 15 сентября и 15 ноября Андерсон, Зинн и их сотрудники последовательно построили под западной трибуной стадиона Стэгг-Филд шестнадцать экспоненциальных реакторов для измерения чистоты разных партий графита, оксида урана и металлического урана, которые они начали получать в огромных количествах. Уран не всегда был достаточно высокого качества. Но химический завод Mallinckrodt в Сент-Луисе, специализирующийся на работе с эфиром, необходимым для очистки графита, начал производить по тридцать тонн высокочистого бурого оксида в месяц, а компания National Carbon и еще один, более мелкий, поставщик значительно повысили качество поставляемого графита, используя в качестве сырья очищенный нефтяной кокс и удвоив время выдержки в печи (при производстве графита используют кокс, который формуют, а затем пережигают в высокотемпературной электродуговой печи в течение долгих часов, пока он не кристаллизуется и из него не испарятся все посторонние включения). К сентябрю начали регулярно прибывать закрытые грузовики с этими материалами. Физики взяли на себя дополнительные обязанности грузчиков: они разгружали грузовики и переносили брикеты и канистры под западную трибуну для окончательной обработки.