与此同时，工程的建设工作在迅速进行了。4月15日，实验室正式开始 工作，当天奥本海默主持了落成仪式，会上为新来的全体科研人员作了一系 列介绍研究情况的报告。
奥本海默把整个实验室分为四个部：理论部、实验物理部、化学与冶金 部和军械部。于是研制工作全面展开。后来有关部门又把发展提炼纯环的特 殊方法的工作也归并到洛斯阿拉莫斯实验室内来进行。由于增加了这项任 务，同时军械发展的工作量也越来越大，使得洛斯阿拉莫斯的规模又扩大了 一倍。还只在6个月之前，奥本海默还曾设想这个实验室只需要雇佣100人 就够了，而现在这里的总人数已经超过3000。
曼哈顿计划在很短时间内就变成了历史上规模最大的一项科学研究计划 之一。
五、主持曼哈顿计划
在最初几个星期内，各条战线都开展了工作。奥本海默从一个关键部门 走向另一个关键部门，去解决各种问题。他从一开始就决心保证科学家之间 尽可能自由地交换意见，现在洛斯阿拉莫斯与外界已完全隔绝了。他发现， 即使在实验室内部，在陆军以及由它任命的保安官员中对进行这种交流还存 在若干阻力；尽管在这种情况下，至少在这个区域内，或多或少还是可以保 证有一定自由的。不过，要想与洛斯阿拉莫斯以外的任何研究组织进行技术 讨论，陆军方面坚决不予同意。
格罗夫斯非常关切间谍活动所造成的危险，他已经发现，当曼哈顿计划 开展起来以后，计划的领导权不可避免地会转移到高级科学家，如奥本海默 手中，他决定以加强保安手段对计划实施领导。这样，奥本海默从一开始统 治处于一种非常微妙的地位：一方面，他是最机密的军事研究计划的负责人 之一；另一方面，他本人却仍未取得保安认可，没有涉密的权利。不仅如此， 负责曼哈顿计划的保安官员对他愈来愈不放心。奥本海默不断地受到保安部 门的审查。尽管连续不断地监视、审查和讯问最终都没有确凿的证据证明奥 本海默与苏联及共产党员保持联系，但一些人仍坚持认为奥本海默是一个危 险人物与不忠诚分子。
在4月15日实验室落成仪式上，一位年青物理学家塞思·内德迈尔提出 了一种完全不同的原子弹结构。这种结构不像枪式装置，他建议采用所谓“内 爆”式原理。将可裂变的物质加工成为空心球状，周围包以炸药。当炸药被 点燃后，它迫使空心球向中心“内爆”，形成一个超过临界质量的实心球， 从而引起核爆炸。这种压紧方式几乎可以在一瞬间就完成。因此它肯定会比 枪式装置的速度要快得多。尽管这一想法受到许多科学家的质疑，但奥本海 默却站出来支持这个建议，并且提出让内德迈尔进行这项研究工作，以便发 展他的新概念。
在洛斯阿拉莫斯实验室四周陡峭的峡谷中，内德迈尔进行着小规模的内 爆试验。由于他认为球形几何的内爆现象过于复杂，无法进行测量，所以决 定由圆柱形开始试验。他在一段又一段的厚壁金属管的周围包上炸药，外面 再装入惰层。当炸药爆炸后，观察冲击波压缩的金属管的变形，藉以研究爆 炸的效果。如果表面上的炸药不能对内产生一个完全对称的冲击波，那么这 个球体就会被炸药炸碎，还没有来得及产生核爆炸就飞散了 （即“提前起 爆”）。内德迈尔本人首先承认，通过这些试验只提出了内爆方法所面临的 许多问题，而没能提供任何解决办法。
奥本海默以一种偏爱的态度支持与鼓励内德迈尔进行这些试验。他认 为，内德迈尔的想法对路，富于首创精神和敏锐的思想。而且，在开始试验 的几个月中，内爆只是备用方案，这种情况还无碍大局。实验室的主要力量 放在改进“枪式”方面，而且早期的试验全部表明，这种方法看来是可行的。
1943年11月，回旋加速器小组证实了铀—235的一项重要性质，即当它 的原子裂变时，次级中子几乎在十亿分之一秒内全部放出，这样快的中子释 放速度，利用枪式制造原子弹，足以保证在炸弹本身被炸碎前就已发生了猛 烈的链式反应。这一实验表明，采用枪式结构肯定能制成铀弹。
此时，特勒通过计算指出，内爆具有另一种优点，即巨大的压力可以大 大减小临界质量，节省宝贵的可裂变金属，因而内德迈尔的实验受到更大的 重视。1943年秋季，奥本海默决心促进内爆的研究工作，要求内德迈尔加快 进度。内德迈尔本来可以在奥本海默的支持取得充分的人力与物质支援来开 展工作，但由于内德迈尔缺乏领导才能，仅仅增聘6个人，实验工作与以前 一样进行缓慢。
从工厂生产出的少量钚样品中，科学家发现，除含有钚—239外，还有 微量的钚—24O存在。不久，科学家又证明，钚—240是一种α射线发射体， 也是产生本底中子的源。由钚—240产生的本底中子之多，使得钚弹在采用 枪式压拢时，无论如何其速度也不够快，达不到克服提前起爆的速度。在这 种情况下，只有等待内爆方法试验成功，才有可能制造出钚弹来。
奥本海默认识到：由于铀—235供应量有限，如果内爆试验不能成功， 那么到1945年7月只能制成一枚用枪式压拢的铀弹。所以，实现完全对称的 理想内爆过程是当务之急。奥本海默陷入进退两难的境地。他不得不承认自 己选错了人选。为了改变现状，他聘请哈佛大学的化学家兼炸药专家乔治·基 斯塔科夫斯基作顾问，负责协调内爆技术的全部研究工作，但基斯塔科夫斯 基发现他很难介入内德迈尔的工作，只好向奥本海默提出辞职请求。
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