Главным центром «Манхэттенского проекта» вскоре стал городок ОкРидж в 
долине реки Теннеси, население которого за несколько месяцев выросло до 79 
тысяч человек. Здесь в короткий срок был построен первый в истории завод по 
производству обогащенного урана. Тут же в 1943 году был пущен промышленный 
реактор, вырабатывавший плутоний. В феврале 1944 года из него ежедневно 
извлекали около 300 кг урана, с поверхности которого путем химического 
разделения получали плутоний. (Для этого плутоний сначала растворяли, а потом 
осаждали.) Очищенный уран после этого вновь возвращался в реактор. В том же 
году в бесплодной унылой пустыне на южном берегу реки Колумбия началось 
строительство огромного Хэнфордского завода. Здесь размещалось три мощных 
атомных реактора, ежедневно дававших несколько сот граммов плутония.
      Параллельно полным ходом шли исследования по разработке промышленного 
процесса обогащения урана. Рассмотрев разные варианты, Гровс и Оппенгеймер 
решили сосредоточить усилия на двух методах: газодиффузионном и 
электромагнитном. Газодиффузионный метод основывался на принципе, известном под 
названием закона Грэхэма (он был впервые сформулирован в 1829 году шотландским 
химиком Томасом Грэхэмом и разработан в 1896 году английским физиком Рейли). В 
соответствии с этим законом, если два газа, один из которых легче другого, 
пропускать через фильтр с ничтожно малыми отверстиями, то через него пройдет 
несколько больше легкого газа, чем тяжелого. В ноябре 1942 года Юри и Даннинг 
из Колумбийского университета создали на основе метода Рейли газодиффузионный 
метод разделения изотопов урана. Так как природный уран — твердое вещество, то 
его сначала превращали во фтористый уран (UF6). Затем этот газ пропускали через 
микроскопические — порядка тысячных долей миллиметра — отверстия в перегородке 
фильтра. Так как разница в молярных весах газов была очень мала, то за 
перегородкой содержание урана235 увеличивалось всего в 1, 0002 раза. Для того 
чтобы увеличить количество урана235 еще больше, полученную смесь снова 
пропускают через перегородку, и количество урана опять увеличивается в 1, 0002 
раза. Таким образом, чтобы повысить содержание урана235 до 99%, нужно было 
пропускать газ через 4000 фильтров. Это происходило на огромном 
газодиффузионном заводе в ОкРидж.
      В 1940 году под руководством Эрнста Лоуренса в Калифорнийском 
университете начались исследования по разделению изотопов урана 
электромагнитным методом. Необходимо было найти такие физические процессы, 
которые позволили бы разделять изотопы, пользуясь разностью их масс. Лоуренс 
предпринял попытку разделить изотопы, используя принцип массспектрографа — 
прибора, с помощью которого определяют массы атомов. Принцип его действия 
сводился к следующему: предварительно ионизированные атомы ускорялись 
электрическим полем, а затем пропускались через магнитное поле, в котором они 
описывали окружности, расположенные в плоскости, перпендикулярной направлению 
поля. Так как радиусы этих траекторий были пропорциональны массе, легкие ионы 
оказывались на окружностях меньшего радиуса, чем тяжелые. Если на пути атомов 
размещали ловушки, то можно было таким образом раздельно собирать различные 
изотопы.
      Таков был метод. В лабораторных условиях он дал неплохие результаты. Но 
строительство установки, на которой разделение изотопов могло бы производиться 
в промышленных масштабах, оказалось чрезвычайно сложным. Однако Лоуренсу в 
конце концов удалось преодолеть все трудности. Результатом его усилий стало 
появление калутрона, который был установлен на гигантском заводе в ОкРидже.
      Этот электромагнитный завод был построен в 1943 году и оказался едва ли 
не самым дорогостоящим детищем «Манхэттенского проекта». Метод Лоуренса 
требовал большого количества сложных, еще не разработанных устройств, связанных 
с высоким напряжением, высоким вакуумом и сильными магнитными полями. Масштабы 
затрат оказались огромны. Калутрон имел гигантский электромагнит, длина 
которого достигала 75 м при весе около 4000 тонн. На обмотки для этого 
электромагнита пошло несколько тысяч тонн серебряной проволоки.
      Все работы (не считая стоимости серебра на сумму 300 миллионов долларов, 
которое государственное казначейство предоставило только на время) обошлись в 
400 миллионов долларов. Только за электроэнергию, затраченную калутроном, 
министерство обороны заплатило 10 миллионов. Большая часть оборудования 
окриджского завода превосходила по масштабам и точности изготовления все, что 
когдалибо разрабатывалось в этой области техники.
      Но все эти затраты оказались не напрасными. Издержав в общей сложности 
около 2 миллиардов долларов, ученые США к 1944 году создали уникальную 
технологию обогащения урана и производства плутония. Тем временем в 
ЛосАламосской лаборатории работали над проектом самой бомбы. Принцип ее 
действия был в общих чертах ясен уже давно: делящееся вещество (плутоний или 
уран235) следовало в момент взрыва перевести в критическое состояние (для 
осуществления цепной реакции масса заряда должна быть даже заметно больше 
критической) и облучить пучком нейтронов, что влекло за собой начало цепной 
реакции. По расчетам, критическая масса заряда превосходила 50 килограмм, но ее 
смогли значительно уменьшить. Вообще на величину критической массы сильно 
влияют несколько факторов. Чем больше поверхностная площадь заряда — тем больше 
нейтронов бесполезно излучается в окружающее пространство. Наименьшей площадью 
поверхности обладает сфера. Следовательно, сферические заряды при прочих равных 
условиях имеют наименьшую критическую массу. Кроме того, величина критической 
массы зависит от чистоты и вида делящихся материалов. Она обратно 
пропорциональна квадрату плотности этого материала, что позволяет, например, 
при увеличении плотности вдвое, уменьшить критическую массу в четыре раза. 
Нужную степень подкритичности можно получить, к примеру, уплотнением делящегося