Принцип действия такой установки прост. Изотоп уран-235 немного легче, чем изотоп уран-238, так как в ядре первого заключено на три нейтрона меньше. Поэтому если уран в какой-либо газообразной форме будет проникать через фильтр с ничтожно малыми отверстиями, то изотоп уран-235 пройдет несколько быстрее, чем более тяжелый изотоп; газ по ту сторону фильтра будет содержать несколько больше урана-235 по сравнению с газом, не прошедшим еще сквозь фильтр. Разница эта мала, и ясно, что необходимо заставлять газ проходить через очень большое количество фильтров, или мембран, как их назвали, чтобы получить ощутимый результат. Это. конечно, не более чем очень упрощенный набросок принципиальной схемы. Трудности обращения с ураном в газообразном виде, точность определения степени обогащения газа ураном-235 на каждой стадии, проектирование аппаратуры, способной давать продукцию в нужных количествах,— все это было только одной стороной дела. Каждая проблема представляла собой техническую задачу, которую можно было бы считать непреодолимой, если бы не требования войны. Следует вспомнить, что в это время «Мауд Комитти» еще не существовал, не было еще официальной поддержки исследований по любому проекту, связанному с бомбой, и решение проверить идею Симона было принято благодаря частной инициативе работников Кларендонской лаборатории.
Первое, что следовало сделать, это испытать сам метод. Испытания показали, как мало знали в то время о газовой диффузии. Никто тогда еще не имел ни малейшего представления о том, какие оптимальные температуры и давления требовались для работы аппаратуры. Никто не знал, какой материал наиболее подходящи для мембран. Кроме того, возникали затруднения при определении размеров отверстий: если бы они были слишком велики, то это повело бы к снижению производительности всей системы разделения; если бы они были чересчур малы, то, очевидно, уменьшили бы скорость процесса.
«Первое, что мы попробовали,— рассказывает Карти,— было «голландское полотно», как его, кажется, называют,— очень тонкая медная сетка с несколькими сотнями отверстий на дюйм. Эти отверстия, конечно, значительно больше тех, которые мы использовали позже, но нам казалось, что на этом материале можно испробовать различные варианты рабочих процессов». Далее следовало найти подходящий материал для испытаний, так как гексафторид урана, от которого, как предполагали, можно в конечном счете отделить два изотопа, имелся лишь в малых количествах и с ним чрезвычайно трудно работать. «Нужен был такой материал, который имел в своем составе компоненты двух совершенно различных молекулярных весов,— говорит Карти. — Мы решили воспользоваться смесыо водяного пара и углекислоты, другими словами, чем-то очень напоминающим обычную комбинацию «сода — вода». Эта смесь проходила сквозь элементарные мембраны при различных условиях после того, как Армс собственноручно отбил молотком «голландское полотно» так, что его отверстия стали еще меньше. Эксперименты повторялись в надежде найти на основе принципа «пробуй — ошибайся, ошибайся — пробуй» наиболее подходящие размеры отверстий».
