Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Место первой самоподдерживающейся ядерной реакции
Stagg Field Reaction.jpg
Chicago Pile-1 находится в Большом Чикаго.
Чикаго Пайл-1
Место расположенияЧикаго , Иллинойс, США
Координаты41 ° 47′33 ″ с.ш. 87 ° 36′4 ″ з.д. / 41.79250 ° с.ш. 87.60111 ° з.д. / 41.79250; -87.60111 Координаты: 41 ° 47′33 ″ с.ш. 87 ° 36′4 ″ з.д.  / 41.79250 ° с.ш. 87.60111 ° з.д. / 41.79250; -87.60111
Построено1942 [2]
NRHP ссылка  No.66000314 [1]
Знаменательные даты
Добавлено в NRHP15 октября 1966 г. (66000314) [1]
Назначенный НХЛ18 февраля 1965 г. [2]
Обозначенный CL27 октября 1971 г. [3]
Чикаго Пайл-1 (CP-1)
Концепция реактораИсследовательский реактор
Разработано и построеноМеталлургическая лаборатория
Оперативный1942-1943 гг.
Положение делРазобран
Место расположенияЧикаго, Иллинойс
Основные параметры активной зоны реактора
Топливо ( делящийся материал )Природный уран
Состояние топливаТвердые (пеллеты)
Энергетический спектр нейтроновИнформация отсутствует
Первичный метод контроляУправляющие стержни
Главный модераторЯдерный графит (кирпичи)
Теплоноситель первого контураНикто
Использование реактора
Основное использованиеЭкспериментальный
Критичность (дата)2 декабря 1942 г.
Оператор / владелецПроект Чикагского университета / Манхэттен
ЗамечанияChicago Pile-1 (CP-1) был первым в мире искусственным ядерным реактором.

Chicago Pile-1 ( CP-1 ) был первым в мире искусственным ядерным реактором . 2 декабря 1942 года первая самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция была инициирована человеком в CP-1 во время эксперимента под руководством Энрико Ферми . Секретная разработка реактора была первым крупным техническим достижением Манхэттенского проекта , усилий союзников по созданию атомных бомб во время Второй мировой войны . Разработано Металлургическая лаборатория в Университете Чикаго , он был построен под просмотром западного стоит оригинального Stagg Field. Хотя гражданские и военные руководители проекта опасались возможности катастрофической побеговой реакции, они доверились расчетам Ферми по безопасности и решили, что могут провести эксперимент в густонаселенном районе. Ферми описал реактор как «грубую груду черных кирпичей и деревянных бревен». [4]

Реактор был собран в ноябре 1942 г. группой , которая включала Ферми, Силард (который ранее сформулированную идею для не-цепной реакции деления ), Leona Woods , Herbert L. Anderson , Walter Зинн , Мартин Д. Whitaker , и Джордж Weil . В реакторе использовался природный уран. Для достижения критичности требовалось очень большое количество материала, а также графит, используемый в качестве замедлителя нейтронов . Реактор содержал 45000 блоков сверхчистого графита весом 360 коротких тонн (330 т) и работал на 5,4 коротких тоннах (4,9 т) урана.металла и 45 коротких тонн (41 т) оксида урана . В отличие от большинства последующих ядерных реакторов, у него не было системы радиационной защиты или охлаждения, поскольку он работал на очень малой мощности - около половины ватта.

Погоня за реактором была вызвана опасениями, что нацистская Германия имеет существенное научное преимущество. Успех «Чикаго Пайл-1» стал первой яркой демонстрацией возможности военного использования ядерной энергии союзниками и реальности опасности того, что нацистская Германия может преуспеть в производстве ядерного оружия. Раньше оценки критических масс были грубыми расчетами, что приводило к неопределенности порядка величины в отношении размера гипотетической бомбы. Успешное использование графита в качестве замедлителя проложило путь к прогрессу в усилиях союзников, тогда как немецкая программа приостановилась отчасти из-за веры в то, что для этой цели придется использовать дефицитную и дорогую тяжелую воду .

В 1943 году CP-1 был перемещен в Red Gate Woods и преобразован в Chicago Pile-2 (CP-2). Там он эксплуатировался для исследований до 1954 года, когда был разобран и захоронен. Трибуны на Стагг Филд были снесены в августе 1957 года; теперь это место является национальным историческим памятником и достопримечательностью Чикаго .

Истоки [ править ]

Идея химической цепной реакции была впервые предложена в 1913 году немецким химиком Максом Боденштейном для ситуации, в которой две молекулы реагируют с образованием не только конечных продуктов реакции, но и некоторых нестабильных молекул, которые могут далее реагировать с исходными веществами, вызывая больше реагировать. [5] Концепция ядерной цепной реакции была впервые выдвинута венгерским ученым Лео Сцилардом 12 сентября 1933 года. [6] Сцилард понял, что если ядерная реакция производит нейтроны или динейтроны, что затем вызвало дальнейшие ядерные реакции, процесс мог бы быть самовоспроизводящимся. Сциллард предлагал использовать смеси более легких известных изотопов, которые производят нейтроны в больших количествах, а также допускал возможность использования урана в качестве топлива. [7] В следующем году он подал патент на свою идею простого ядерного реактора. [8] Открытие деления ядер немецкими химиками Отто Ханом и Фрицем Штрассманном в 1938 г. [9] [10] и его теоретическое объяснение (и обозначение) их соавторами Лизой Мейтнер и Отто Фришем , [11] [12]открыла возможность создания ядерной цепной реакции с ураном, но первоначальные эксперименты не увенчались успехом. [13] [14] [15] [16]

Для того, чтобы произошла цепная реакция, делящиеся атомы урана должны были испустить дополнительные нейтроны, чтобы реакция продолжалась. В Колумбийском университете в Нью-Йорке итальянский физик Энрико Ферми с американцами Джоном Даннингом , Гербертом Л. Андерсоном , Юджином Т. Бутом , Дж. Норрисом Глазо и Фрэнсисом Слэком провели первый эксперимент по ядерному делению в Соединенных Штатах 25 декабря. Январь 1939 г. [17] [18] Последующая работа подтвердила, что быстрые нейтроны действительно производятся при делении. [19] [20] Сциллард получил разрешение от главы физического факультета Колумбийского университета,Джордж Б. Пеграм использовал лабораторию в течение трех месяцев и убедил Уолтера Зинна стать его сотрудником. [21] Они провели простой эксперимент на седьмом этаже Pupin Hall в Колумбии, используя радий-бериллиевый источник для бомбардировки урана нейтронами. Они обнаружили значительное размножение нейтронов в природном уране, доказав, что цепная реакция возможна. [22]

Ферми и Сцилард все еще считали, что для создания атомной бомбы потребуется огромное количество урана , и поэтому сосредоточились на создании управляемой цепной реакции. [23] Ферми призвал Альфреда О.К. Ниера разделить изотопы урана для определения делящегося компонента, и 29 февраля 1940 года Ниер выделил первую пробу урана-235 , которая после отправки по почте Даннингу в Колумбию была подтверждена изолированный делящийся материал. [24] Когда он работал в Риме, Ферми обнаружил, что столкновения между нейтронами и замедлителями нейтроновможет замедлить нейтроны и, таким образом, повысить вероятность их захвата ядрами урана, вызывая уран деление. [25] [26] Сциллард предложил Ферми использовать углерод в виде графита в качестве замедлителя. В качестве запасного плана он рассматривал тяжелую воду . Он содержал дейтерий , который не поглощал нейтроны, как обычный водород, и был лучшим замедлителем нейтронов, чем углерод; но тяжелая вода была дорогой и трудной в производстве, и ее могло потребоваться несколько тонн. [27] Ферми подсчитал, что делящееся ядро ​​урана производит в среднем 1,73 нейтрона. Этого было достаточно, но требовалась тщательная разработка, чтобы минимизировать потери. [28][29] (Сегодня известно, что среднее количество нейтронов, испускаемых на делящееся ядро ​​урана-235, составляет около 2,4). [30]

Сциллард подсчитал, что ему потребуется около 50 коротких тонн (45 тонн) графита и 5 коротких тонн (4,5 тонны) урана. [27] В декабре 1940 года Ферми и Сциллард встретились с Гербертом Г. Макферсоном и Виктором К. Хамистером из National Carbon, чтобы обсудить возможное наличие примесей в графите и возможность приобретения графита такой чистоты, которая никогда не производилась в коммерческих целях. [31]Химическая компания National Carbon пошла на необычный для того времени шаг, наняв Макферсона, физика, для исследования угольных дуговых ламп, которые в то время были основным коммерческим применением графита. Из-за своей работы по изучению спектроскопии угольной дуги Макферсон знал, что основным соответствующим загрязняющим веществом является бор, как из-за его концентрации, так и из-за его способности поглощать нейтроны [31], подтверждая подозрения Сцилларда. [32] Что еще более важно, Макферсон и Хамистер считали, что могут быть разработаны методы производства графита достаточной чистоты. Если бы Ферми и Сцилард не проконсультировались с Макферсоном и Хамистером, они могли бы прийти к неверному выводу, как это сделали немцы, что графит непригоден для использования в качестве замедлителя нейтронов. [32]

В течение следующих двух лет MacPherson, Hamister и Lauchlin M. Currie разработали методы термической очистки для крупномасштабного производства графита с низким содержанием бора. [31] [33] Полученный продукт был обозначен компанией National Carbon как графит AGOT (« Обычная температура графита Ачесона »). Графит AGOT с сечением поглощения нейтронов 4,97 мбарн считается первым графитом ядерной чистоты . [34] К ноябрю 1942 года National Carbon отправила 255 коротких тонн (231 т) графита AGOT в Чикагский университет [35], где он стал основным источником графита, который будет использоваться при строительстве Chicago Pile-1.[36]

Государственная поддержка [ править ]

Сциллард подготовил конфиденциальное письмо президенту Франклину Д. Рузвельту , в котором предупреждает о немецком проекте ядерного оружия , объясняет возможность создания ядерного оружия и поощряет разработку программы, которая может привести к его созданию. С помощью Юджина Вигнера и Эдварда Теллера в августе 1939 года он обратился к своему старому другу и соратнику Альберту Эйнштейну и убедил его подписать письмо, придавая этому предложению престиж. [37] Эйнштейн-Сцилард письмо привело к созданию исследований ядерного деления правительства США. [38] Консультативный комитет по уранубыла основана Лайманом Дж. Бриггсом , ученым и директором Национального бюро стандартов . На его первом заседании 21 октября 1939 года присутствовали Сциллард, Теллер и Вигнер. Ученые убедили армию и флот выделить Сциларду 6000 долларов на закупку материалов для экспериментов, в частности, графита. [39]

Pupin Hall в Колумбийском университете

В апреле 1941 года Национальный комитет оборонных исследований (NDRC) создал специальный проект, возглавляемый Артуром Комптоном , лауреатом Нобелевской премии, профессором физики Чикагского университета , по урановой программе. В докладе Комптона, представленном в мае 1941 года, предсказывались перспективы разработки радиологического оружия , ядерных двигателей для кораблей и ядерного оружия с использованием урана-235 или недавно открытого плутония . [40] В октябре он написал еще один отчет о практичности атомной бомбы. Для этого отчета он работал с Ферми над расчетами критической массы.урана-235. Он также обсудил перспективы обогащения урана с Гарольдом Ури . [41]

Нильс Бор и Джон Уиллер предположили, что тяжелые изотопы с нечетными атомными массовыми числами являются делящимися . Если так, то скорее всего плутоний-239 . [42] В мае 1941 года Эмилио Сегре и Гленн Сиборг получают 28 мкг плутония-239 в 60-дюймовый (150 см) циклотрона в Университете Калифорнии , и обнаружили , что он имел в 1,7 раза больше тепловых нейтронов сечение захвата урана -235. В то время на циклотронах производились только такие ничтожные количества плутония-239, и таким способом было невозможно произвести достаточно большое количество плутония. [43]Комптон обсудил с Вигнером, как плутоний может быть произведен в ядерном реакторе , и с Робертом Сербером о том, как этот плутоний можно отделить от урана. В его отчете, представленном в ноябре, говорилось, что бомба возможна. [41]

В окончательном проекте отчета Комптона за ноябрь 1941 года плутоний не упоминался, но после обсуждения последних исследований с Эрнестом Лоуренсом Комптон пришел к убеждению, что плутониевая бомба также возможна. В декабре Комптон был назначен руководителем плутониевого проекта. [44] Его целями было производство реакторов для преобразования урана в плутоний, поиск способов химического отделения плутония от урана, а также разработка и создание атомной бомбы. [45] [42] Комптону выпало решить, какие из различных типов конструкции реакторов следует использовать ученым, даже если успешный реактор еще не был построен. [46]Он предложил график достижения управляемой цепной ядерной реакции к январю 1943 г. и создания атомной бомбы к январю 1945 г. [45]

Развитие [ править ]

В четвертую годовщину успеха команды, 2 декабря 1946 года, члены команды CP-1 собрались в Чикагском университете. Задний ряд слева: Норман Хилберри , Сэмюэл Эллисон , Томас Брилл, Роберт Ноблс, Уоррен Найер и Марвин Уилкенинг. Средний ряд: Гарольд Агнью , Уильям Штурм, Гарольд Лихтенбергер , Леона Вудс и Лео Сцилард . Первый ряд: Энрико Ферми , Уолтер Зинн , Альберт Ваттенберг и Герберт Л. Андерсон .

В ядерном реакторе критичность достигается, когда скорость образования нейтронов равна скорости потерь нейтронов, включая как поглощение нейтронов, так и утечку нейтронов. Когда атом урана-235 подвергается делению, он выделяет в среднем 2,4 нейтрона. [30] В простейшем случае неотраженного однородного сферического реактора критический радиус был рассчитан приблизительно и равным: [47]

,

где M - среднее расстояние, которое проходит нейтрон до того, как он поглощается, а k - средний коэффициент размножения нейтронов . Нейтроны в последующих реакциях будут усилены в k раз , второе поколение событий деления произведет k 2 , третье k 3 и так далее. Для того чтобы произошла самоподдерживающаяся ядерная цепная реакция , k должно быть по крайней мере на 3 или 4 процента больше 1. Другими словами, k должно быть больше 1 без пересечения мгновенного критического порога, который приведет к быстрому экспоненциальному увеличиватьпо количеству событий деления. [47] [48]

Ферми назвал свой аппарат «грудой». Эмилио Сегре позже вспоминал, что: [49]

Какое-то время я думал, что этот термин использовался для обозначения источника ядерной энергии по аналогии с использованием Вольта итальянского термина « пила» для обозначения его собственного великого изобретения источника электрической энергии. Меня разочаровал сам Ферми, который сказал мне, что он просто использовал обычное английское слово pile как синоним слова heap . К моему удивлению, Ферми никогда не думал об отношениях между своей стопкой и стопкой Вольты.

Еще один грант, на этот раз в размере 40 000 долларов, был получен от Комитета по урану S-1 для закупки большего количества материалов, и в августе 1941 года Ферми начал планировать строительство подкритического узла, чтобы проверить с меньшей конструкцией, будет ли работать более крупная. . Так называемая экспоненциальная свая, которую он предложил построить, была 8 футов (2,4 м) в длину, 8 футов (2,4 м) в ширину и 11 футов (3,4 м) в высоту. [50] Это было слишком большим, чтобы поместиться в Лаборатории физики Pupin. Ферми напомнил, что: [51]

Мы пошли к декану Пеграму, который в то время был человеком, который мог применять магию в университете, и объяснили ему, что нам нужна большая комната. Он осмотрел кампус, и мы пошли с ним в темные коридоры, под различные трубы отопления и так далее, чтобы посетить возможные места для этого эксперимента, и в конце концов в Шермерхорн-холле была обнаружена большая комната.

Одна из по крайней мере 29 экспериментальных свай, которые были построены в 1942 году под Западными трибунами Стагг Филд. Каждый проверенный элемент включен в окончательный дизайн.

Котел был построен в сентябре 1941 года из графитовых блоков 4 на 4 на 12 дюймов (10 на 10 на 30 см) и жестяных железных банок с оксидом урана. Банки представляли собой кубы размером 8 на 8 на 8 дюймов (20 на 20 на 20 см). При заполнении оксидом урана каждый весил около 60 фунтов (27 кг). Всего было 288 банок, и каждая была окружена графитовыми блоками, так что все они образовывали структуру кубической решетки. Источник нейтронов радий-бериллиевого был расположен вблизи дна. Оксид урана нагревали для удаления влаги и упаковывали в еще горячие банки на встряхиваемом столе. Затем банки были запаяны. В качестве рабочей силы Пеграм заручился услугами футбольного клуба Колумбии.команда. В то время у футболистов был обычай выполнять случайную работу в университете. Они с легкостью манипулировали тяжелыми банками. Окончательный результат оказался разочаровывающим, равным 0,87. [48] [52]

Комптон чувствовал, что наличие команд в Колумбийском университете, Принстонском университете , Чикагском университете и Калифорнийском университете создает слишком много дублирования и недостаточного сотрудничества, и решил сосредоточить работу в одном месте. Никто не хотел переезжать, и все выступали за свое местоположение. В январе 1942 года, вскоре после того, как Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну, Комптон выбрал себе место в Чикагском университете, где, как он знал, он пользовался безоговорочной поддержкой университетской администрации. [53] У Чикаго также было центральное расположение, и ученые, техники и оборудование были более доступны на Среднем Западе , где военные работы еще не забрали их. [53]Напротив, Колумбийский университет занимался обогащением урана под руководством Гарольда Юри и Джона Даннинга и не решался добавить третий секретный проект. [54]

Перед отъездом в Чикаго команда Ферми сделала последнюю попытку построить рабочую сваю в Колумбии. Поскольку банки поглощали нейтроны, от них отказались. Вместо этого оксид урана, нагретый до 250 ° C (480 ° F) для его высыхания, был запрессован в цилиндрические отверстия длиной 3 дюйма (7,6 см) и диаметром 3 дюйма (7,6 см), просверленные в графите. Затем вся свая была герметизирована путем пайки листового металла вокруг нее, а ее содержимое было нагрето выше точки кипения воды для удаления влаги. В результате k = 0,918. [55]

Выбор сайта [ править ]

Плотник Август Кнут в процессе соединения деревянного бруска для деревянного каркаса.

В Чикаго Сэмюэл К. Эллисон нашел подходящее место под трибунами в Стэгге , расположенное немного ниже уровня земли, 60 футов (18 м) в длину, 30 футов (9,1 м) в ширину и 26 футов (7,9 м) в высоту. Поле изначально построено как площадка для игры в ракетки . [56] [57] Стагг-Филд практически не использовался с тех пор, как Чикагский университет отказался от игры в американский футбол в 1939 году, [47] [58], но ракетные площадки под Западными трибунами по-прежнему использовались для игры в сквош и гандбол . Леона Вудс и Энтони Л. ТуркевичВ 1940 году здесь играли в сквош. Поскольку он был предназначен для физических упражнений, здесь не было отопления и зимой было очень холодно. На близлежащих северных трибунах на первом этаже располагалась пара ледовых катков, которые, хотя и не охлаждались, зимой редко таяли. [59] Эллисон использовала площадку для игры в ракетки, чтобы построить экспериментальную сваю длиной 7 футов (2,1 м) до прибытия группы Ферми в 1942 году. [56]

США Инженерный корпус армии взяли под свой контроль программы создания ядерного оружия в июне 1942 года и Комптона Металлургическая лаборатория стала частью того , что пришел называться Manhattan Project . [60] Бригадный генерал Лесли Р. Гровс-младший стал директором Манхэттенского проекта 23 сентября 1942 года. [61] Он впервые посетил Металлургическую лабораторию 5 октября. [62] В период с 15 сентября по 15 ноября 1942 года группы под руководством Герберта Андерсона и Уолтера Зинна построили 16 экспериментальных свай под трибунами Стагг Филд. [63]

Ферми разработал новую сваю, которая будет иметь сферическую форму для максимального увеличения k , которое, согласно прогнозам, будет около 1,04, что позволит достичь критичности. [64] Леоне Вудс было поручено создать детекторы нейтронов на основе трехфтористого бора , как только она защитит докторскую диссертацию. Она также помогла Андерсону найти необходимое большое количество бревен размером 10 на 15 см на лесных складах в южной части Чикаго . [65] Прибыли партии высокочистого графита , в основном от National Carbon, и высокочистого диоксида урана от Маллинкродта в Сент-Луисе, который теперь производил 30 коротких тонн (27 т) в месяц. [66]Металлический уран также стал поступать в больших количествах - продукт новых разработок. [67]

25 июня армия и Управление научных исследований и разработок (OSRD) выбрали площадку в Аргоннском лесу недалеко от Чикаго для экспериментальной установки по плутонию; это стало известно как «Сайт А». 1025 акров (415 га) были арендованы у округа Кук в августе [68] [69], но к сентябрю стало очевидно, что предлагаемые помещения будут слишком обширными для этого участка, и было решено построить пилотную установку в другом месте. [70]Докритические сваи представляли небольшую опасность, но Гроувс счел разумным разместить критическую сваю - полностью функциональный ядерный реактор - в более удаленном месте. В Аргонне началось строительство экспериментальной котла Ферми, завершение которого намечено на 20 октября. Из-за производственных споров строительство отстало от графика, и стало ясно, что материалы для новой сваи Ферми будут в наличии до того, как новое сооружение будет завершено. В начале ноября Ферми приехал в Комптон с предложением построить экспериментальную сваю под стендами на Стагг Филд. [71]

Строящийся КП-1: 4-й ярус

Риск строительства работающего реактора, работающего в режиме критичности, в густонаселенном районе представлял серьезную проблему, поскольку существовала опасность катастрофического ядерного расплавления, покрывающего один из крупных городских районов Соединенных Штатов радиоактивными продуктами деления. Но физика системы предполагала, что котел может быть безопасно отключен даже в случае неуправляемой реакции . Когда атом топлива подвергается делению, он испускает нейтроны, которые ударяют другие атомы топлива в цепной реакции. [71] Время между поглощением нейтрона и делением измеряется в наносекундах. Сциллард заметил, что эта реакция оставляет после себя продукты деления.которые также могут испускать нейтроны, но делают это в течение гораздо более длительных периодов времени, от микросекунд до минут. В медленной реакции, подобной той, что происходит в котле, где накапливаются продукты деления, эти нейтроны составляют около трех процентов от общего потока нейтронов . [71] [72] [73]

Ферми утверждал, что, используя запаздывающие нейтроны и тщательно контролируя скорости реакции по мере увеличения мощности, котел может достичь критичности при скоростях деления, немного ниже, чем при цепной реакции, полагающейся исключительно на мгновенные нейтроны из реакций деления. Поскольку скорость высвобождения этих нейтронов зависит от событий деления, происходящих некоторое время раньше, между любыми всплесками мощности и более поздним событием критичности существует задержка. На этот раз у операторов есть свобода действий; если наблюдается всплеск потока мгновенных нейтронов, у них есть несколько минут, прежде чем это вызовет неконтролируемую реакцию. Если в любой момент в течение этого периода будет введен поглотитель нейтронов или нейтронный яд , реактор остановится. Следовательно, реакцию можно контролировать с помощьюэлектромеханические системы управления, такие как регулирующие стержни . Комптон посчитал, что этой задержки было достаточно, чтобы обеспечить критический запас прочности [71] [72], и позволил Ферми построить Чикагскую сваю-1 на Стэг-Филд. [74] [72]

Позже Комптон объяснил, что: [74]

Как ответственный сотрудник Чикагского университета, согласно всем правилам организационного протокола, я должен был довести дело до моего начальника. Но это было бы несправедливо. Президент Хатчинс был не в состоянии сделать независимую оценку связанных с этим опасностей. Исходя из соображений благосостояния Университета, единственный ответ, который он мог бы дать, был бы - нет. И этот ответ был бы неправильным.

Комптон сообщил Гроувсу о своем решении на заседании Исполнительного комитета S-1 14 ноября. [72] Хотя Гроувс «серьезно сомневался в мудрости предложения Комптона», он не вмешивался. [75] Джеймс Б. Конант , председатель NDRC, как сообщается, побелел. Но из-за срочности и уверенности в расчетах Ферми никто не возражал. [76]

Строительство [ править ]

Строящийся КП-1: 7-й ярус

Чикаго Пайл-1 был заключен в воздушный шар, чтобы воздух внутри мог быть заменен углекислым газом . У Андерсона был темно-серый воздушный шар, произведенный Goodyear Tire and Rubber Company . Воздушный шар в форме куба длиной 25 футов (7,6 м) был несколько необычным, но рейтинг приоритета Манхэттенского проекта AAA гарантировал быструю доставку без лишних вопросов. [63] [77] полиспаста был использован , чтобы буксировать его на место, с вершиной , прикрепленной к потолку и с трех сторон к стенам. Оставшаяся сторона, обращенная к балкону, с которого Ферми руководил операцией, была свернута, как навес. На полу был нарисован круг, и утром 16 ноября 1942 года началась укладка графитовых блоков [78].Первый размещенный слой был полностью составлен из графитовых блоков без урана. Слои без урана чередовались с двумя слоями, содержащими уран, поэтому уран был заключен в графит. [78] В отличие от более поздних реакторов, у него не было системы радиационной защиты или охлаждения, так как он был предназначен только для работы на очень низкой мощности. [79]

Работа выполнялась в двенадцатичасовую смену: дневная смена у Зинна и ночная смена у Андерсона. [80] В качестве рабочей силы они наняли тридцать бросивших школу, которые стремились заработать немного денег, прежде чем их призвали в армию. [81] Они обработали 45 000 графитовых блоков, содержащих 19 000 кусков металлического урана и оксида урана. [82]Графит поступал от производителей в виде стержней размером 4,25 на 4,25 дюйма (10,8 на 10,8 см) различной длины. Их разрезали на кусочки стандартной длины по 16,5 дюймов (42 см), каждая весом 19 фунтов (8,6 кг). На токарном станке просверливали отверстия диаметром 3,25 дюйма (8,3 см) в блоках для управляющих стержней и урана. На гидравлическом прессе из оксида урана сформировали «псевдосферы» - цилиндры с закругленными концами. Сверла нужно затачивать после каждых 60 отверстий, что получалось примерно раз в час. [78] Вскоре графитовая пыль заполнила воздух, сделав пол скользким. [74]

Другая группа, возглавляемая Волни К. Уилсоном, отвечала за приборы. [80] Кроме того, они изготовлены на управляющие стержнях , которые были кадмиевые листы прибивают к плоским деревянным полосам, кадмий является мощным поглотителем нейтронов, и катитесь линией, веревка манильской , что при разрезании упадет управляющий стержень в кучу и остановить реакцию . [81] Ричард Фокс, который сделал механизм управления стержней для ворса, заметил , что ручное управление скоростью , что оператор имел более стержней был просто переменный резистор , контролируя электрический двигатель , который будет SPOOL на бельевой веревкепровод над шкивом, к которому также были прикреплены два грузика, чтобы гарантировать отказоустойчивость и возвращение в нулевое положение при отпускании. [83]

Строящийся СР-1: 10-й слой

За смену укладывали около двух слоев. [78] Счетчик нейтронов трехфтористого бора Вудса был вставлен в 15-й слой. После этого в конце каждой смены снимали показания. [84] Ферми разделил квадрат радиуса котла на интенсивность радиоактивности, чтобы получить показатель, который отсчитывается до единицы по мере приближения котла к критичности. На 15-м уровне 390; на 19-м было 320; 25-го числа было 270, а к 36-му - только 149. Первоначальный дизайн был сферической сваей, но по мере продолжения работы стало ясно, что в этом нет необходимости. Новый графит был чище, и 6 коротких тонн (5,4 т) очень чистого металлического урана начали поступать из проекта Эймса в Университете штата Айова , [85]где Харли Вильгельм и его команда разработали новый процесс производства металлического урана. Ламповый завод Westinghouse поставил 3 короткие тонны (2,7 т), которые он произвел в спешке с помощью импровизированного процесса. [86] [87]

2,25-дюймовые (5,7 см) металлические урановые цилиндры, известные как «яйца Спеддинга», были сброшены в отверстия в графите вместо псевдосфер из оксида урана. Заполнять баллон углекислым газом не потребуется, и можно обойтись без двадцати слоев. Согласно новым расчетам Ферми, обратный отсчет достигнет 1 между 56-м и 57-м слоями. Таким образом, полученный ворс был более плоским сверху, чем снизу. [78] Андерсон остановился после размещения 57-го слоя. [88] После завершения деревянная рама поддерживала структуру эллиптической формы, высотой 20 футов (6,1 м), шириной 6 футов (1,8 м) на концах и 25 футов (7,6 м) в середине. [81] [89]Он содержал 6 коротких тонн (5,4 тонны) металлического урана, 50 коротких тонн (45 тонн) оксида урана и 400 коротких тонн (360 тонн) графита при ориентировочной стоимости 2,7 миллиона долларов. [90]

Первая ядерная цепная реакция [ править ]

Chianti облом приобрел Юджин Вигнер , чтобы отпраздновать первую самоподдерживающейся, контролируемой цепной реакции. Его подписали участники.

На следующий день, 2 декабря 1942 года, все собрались для эксперимента. Присутствовали 49 ученых. [a] Хотя большая часть Исполнительного комитета S-1 находилась в Чикаго, по приглашению Комптона присутствовал только Кроуфорд Гринволт . [92] Среди присутствующих высокопоставленных лиц были Сциллард, Вигнер и Спеддинг. [91] Ферми, Комптон, Андерсон и Зинн собрались вокруг пульта управления на балконе, который изначально предназначался как смотровая площадка. [93] Сэмюэл Эллисон стоял наготове с ведром концентрированной селитры кадмия, которое он должен был бросить в кучу в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Запуск начался в 09:54. Уолтер Зинн снял молнию, стержень аварийного управления и закрепил его. [93] [94]Норман Хилберри стоял наготове с топором, чтобы перерезать линию схватки, чтобы застежка-молния могла упасть под действием силы тяжести. [94] [95] Пока Леона Вудс громко вызывала счет детектора трифторида бора, Джордж Вейл , единственный на полу, вынул все стержни, кроме одного. В 10:37 Ферми приказал Вейлю удалить все, кроме 13 футов (4,0 м) последней тяги управления. Вейл извлекал его по 6 дюймов (15 см) за раз, измеряя при каждом шаге. [93] [94]

Процесс был внезапно остановлен повторной вставкой стержня автоматического управления из-за слишком низкого уровня срабатывания. [96] В 11:25 Ферми приказал снова вставить управляющие стержни. Затем он объявил, что пришло время обеда. [93]

Эксперимент возобновился в 14:00. [93] Вейль работал над последним управляющим стержнем, в то время как Ферми внимательно следил за нейтронной активностью. Ферми объявил, что свая стала критической (достигла самоподдерживающейся реакции) в 15:25. Ферми переключил шкалу на самописце, чтобы приспособиться к быстро возрастающему электрическому току от детектора трифторида бора. Он хотел проверить цепи управления, но через 28 минут раздались тревожные звонки, чтобы уведомить всех о том, что поток нейтронов превысил заданный уровень безопасности, и он приказал Зинну расстегнуть молнию. Реакция быстро прекратилась. [97] [94] Стопка проработала около 4,5 минут при мощности около 0,5 Вт. [98] Вигнер открыл бутылку Кьянти , которую они пили из бумажных стаканчиков.[99]

Комптон уведомил Конанта по телефону. Разговор велся в импровизированном коде: [100]

Комптон: Итальянский мореплаватель приземлился в Новом Свете.
Конант: Как там были туземцы?
Комптон: Очень дружелюбный.

Более поздняя операция [ править ]

12 декабря 1942 года выходная мощность CP-1 была увеличена до 200 Вт, достаточной для питания лампочки. Из-за отсутствия какой-либо защиты она представляла радиационную опасность для всех, кто находился поблизости, и дальнейшие испытания продолжались при мощности 0,5 Вт. [101] Эксплуатация была прекращена 28 февраля 1943 г. [102], и сваю демонтировали и переместили на Зону А. в Аргоннском лесу, ныне известном как Лес Красных Ворот . [103] [104] Там исходные материалы были использованы для постройки Чикаго Пайл-2 (CP-2). Вместо сферической формы новый реактор был построен в форме куба, высотой около 25 футов (7,6 м) с основанием площадью около 30 футов (9,1 м) квадратным. Он был окружен бетонными стенами толщиной 5 футов (1,5 м), которые действовали какрадиационная защита с верхней защитой от 6 дюймов (15 см) свинца и 50 дюймов (130 см) дерева. Было использовано больше урана, поэтому он содержал 52 короткие тонны (47 т) урана и 472 короткие тонны (428 т) графита. Никакой системы охлаждения не было, так как она работала всего на несколько киловатт. СР-2 вступил в строй в марте 1943 г., коэффициент k составлял 1,055. [105] [106] [107] Во время войны Зинн позволял СР-2 работать круглосуточно, и его конструкция подходила для проведения экспериментов. [108] К CP-2 присоединился Chicago Pile-3 , первый тяжеловодный реактор, который вышел из строя 15 мая 1944 года. [106] [107]

Памятный валун на площадке А

Реакторы использовались для проведения исследований, связанных с оружием, таких как исследования свойств трития . Военные эксперименты включали измерение сечения поглощения нейтронов элементами и соединениями. Альберт Ваттенберг напомнил, что каждый месяц изучается около 10 элементов, а в течение года - 75. [109] Несчастный случай с применением порошка радия и бериллия привел к опасному падению количества лейкоцитов в его крови, которое продолжалось три года. По мере того как опасность таких вещей, как вдыхание оксида урана, становилась все более очевидной, были проведены эксперименты по изучению воздействия радиоактивных веществ на лабораторных подопытных животных. [69]

Хотя это и держалось в секрете в течение десяти лет, Сциллард и Ферми совместно запатентовали эту конструкцию с первоначальной датой подачи заявки 19 декабря 1944 года как нейтронный реактор № 2,708,656. [110] [111] [112]

Вудс Ред-Гейт позже стал первоначальным местом расположения Аргоннской национальной лаборатории , которая сменила Металлургическую лабораторию 1 июля 1946 года, и Зинн стал ее первым директором. [113] CP-2 и CP-3 проработали десять лет, прежде чем изжили себя, и Зинн приказал закрыть их 15 мая 1954 года. [69] Их оставшееся пригодное к употреблению топливо было перевезено в Чикаго Пайл-5 в Аргоннской национальной лаборатории. новая площадка в округе Дюпейдж , а реакторы CP-2 и CP-3 были демонтированы в 1955 и 1956 годах. Некоторые из графитовых блоков из CP-1 / CP-2 были повторно использованы в отражателе реактора TREAT . Высокоактивные ядерные отходы, такие как топливо и тяжелая вода, были отправлены вОк-Ридж, штат Теннесси , для утилизации. Остальное заключенный в бетоне и захоронены в 40 футов глубины (12 м) в траншее , что теперь известен как сайт A / участок M удаление сайт . Он отмечен памятным валуном. [69]

Лео Сцилард (справа) и Норман Хилберри под мемориальной доской в ​​честь Чикагской сваи-1 на западных трибунах Олд-Стэг-Филд. Позже трибуны были снесены, а теперь мемориальная доска находится на месте памятника.

К 1970-м годам общественность усилила озабоченность по поводу уровней радиоактивности на участке, который местные жители использовали в рекреационных целях. Исследования, проведенные в 1980-х годах, обнаружили стронций-90 в почве на участке М, следовые количества трития в близлежащих скважинах, а также плутоний, технеций, цезий и уран в этом районе. В 1994 году Министерство энергетики США и Аргоннская национальная лаборатория уступили давлению общественности и выделили 24,7 миллиона долларов и 3,4 миллиона долларов соответственно на восстановление объекта. В рамках очистки 500 кубических ярдов (380 м 3 ) радиоактивных отходов были удалены и отправлены на площадку Хэнфорд для захоронения. К 2002 г. Министерство здравоохранения Иллинойсаустановил, что остальные материалы не представляют опасности для здоровья населения. [69]

Значение и память [ править ]

Успешное испытание CP-1 не только подтвердило возможность создания ядерного реактора, но и продемонстрировало, что коэффициент k был больше, чем первоначально предполагалось. Это сняло возражения против использования воздуха или воды в качестве хладагента, а не дорогого гелия. Это также означало, что появилась большая свобода выбора материалов для трубопроводов охлаждающей жидкости и механизмов управления. Теперь Вигнер продвигал свой проект производственного реактора с водяным охлаждением. Сохранялись опасения по поводу способности реактора с графитовым замедлителем производить плутоний в промышленных масштабах, и по этой причине в рамках Манхэттенского проекта продолжалось развитие установок по производству тяжелой воды . [114] Реактор с воздушным охлаждением, графитовый реактор X-10., был построен на заводе Clinton Engineer Works в Ок-Ридже как часть плутониевого завода [115], за которым последовали более крупные производственные реакторы с водяным охлаждением на заводе Хэнфорд в штате Вашингтон . [116] К июлю 1945 года было произведено достаточно плутония для атомной бомбы, а в августе - еще для двух. [117]

Памятная доска была открыта на стадионе Стагг Филд 2 декабря 1952 года по случаю десятой годовщины критики CP-1. [118] Он гласил: [119]

2 декабря 1942 года человек осуществил здесь первую самоподдерживающуюся цепную реакцию и тем самым инициировал контролируемое высвобождение ядерной энергии.

Мемориальная доска была сохранена, когда Западные трибуны были снесены в августе 1957 года. [120] Место CP-1 было объявлено национальным историческим памятником 18 февраля 1965 года. [2] Когда в 1966 году был создан Национальный реестр исторических мест , это было сразу же добавлено к этому. [1] 27 октября 1971 года это место также было названо достопримечательностью Чикаго . [3]

Сегодня сайт старого Stagg Field занимает университет Regenstein библиотеки , который был открыт в 1970 году, и Джо и Rika Mansueto библиотека , которая была открыта в 2011 году [121] Генри Мур скульптура, ядерная энергетика , стоит в небольшой четырехугольник недалеко от библиотеки Регенштейна. [2] Он был посвящен 2 декабря 1967 года в ознаменование 25-й годовщины критики CP-1. Рядом находятся памятные доски 1952, 1965 и 1967 годов. [119] Графитовый блок из CP-1 можно увидеть в Музее науки Брэдбери в Лос-Аламосе, Нью-Мексико ; другой выставлен наМузей науки и промышленности в Чикаго. [122] 2 декабря 2017 года, в 75-летие, Массачусетский технологический институт по восстановлению исследовательского графитового котла, аналогичного по конструкции Чикагскому котлу-1, торжественно вставил последние урановые пули. [123]

Заметки [ править ]

  1. ^ Пионерами Chicago Pile 1 были: Гарольд Агнью , Герберт Л. Андерсон , Уэйн Арнольд, Хью М. Бартон, Томас Брилл, Роберт Ф. Кристи , Артур Х. Комптон , Энрико Ферми , Ричард Дж. Фокс, Стюарт Фокс, Карл С. Гамертсфельдер, Элвин С. Грейвс , Кроуфорд Гринволт , Норман Хилберри , Дэвид Л. Хилл, Уильям Хинч, Роберт Э. Джонсон, У. Р. Канн, Август К. Кнут, Филипп Грант Кунц, Герберт Э. Кубичек, Гарольд В. Лихтенбергер, Джордж М. Маронд, Энтони Дж. Матц, Джордж Миллер, Джордж Д. Монк, Генри П. Ньюсон, Роберт Г. Ноблс, Уоррен Э. Найер, Уилкокс П. Овербек, Дж. Ховард Парсонс, Джерард С. Павлики, Теодор Петри, Дэвид П. Рудольф, Леон Сайветц, Лео Серен, Луи Слотин , Фрэнк Х. Спеддинг , Уильям Дж. Штурм, Лео Сциллард , Альберт Ваттенберг , Ричард Дж. Уоттс, Джордж Вейл , Юджин П. Вигнер , Марвин Х. Вилкенинг, Волни К. (Билл) Уилсон, Леона Вудс и Уолтер Зинн . [91]
  1. ^ a b c «Информационная система национального реестра» . Национальный реестр исторических мест . Служба национальных парков . 9 июля 2010 г.
  2. ^ a b c d "Место первой самоподдерживающейся ядерной реакции" . Сводный список национальных исторических достопримечательностей . Служба национальных парков . Архивировано из оригинала 5 апреля 2015 года . Проверено 26 июля 2013 года .
  3. ^ a b «Сайт первой самоподдерживающейся управляемой ядерной цепной реакции» . Город Чикаго . Проверено 26 июля 2013 года .
  4. Перейти ↑ Fermi 1982 , p. 24.
  5. ^ Оландер, Арне . «Нобелевская премия по химии 1956 года - речь на церемонии награждения» . Нобелевский фонд . Проверено 23 сентября 2015 года .
  6. Перейти ↑ Rhodes 1986 , pp. 13, 28.
  7. ^ Wellerstein, Alex (16 мая 2014). «Цепная реакция Сцилларда: провидец или чудак?» . Ограниченные данные . Проверено 23 сентября 2015 года .
  8. ^ Сциллард, Лео . «Усовершенствования или связанные с трансмутацией химических элементов, номер британского патента: GB630726 (подана: 28 июня 1934 г .; опубликована: 30 марта 1936 г.)» . Проверено 23 сентября 2015 года .
  9. ^ Rhodes 1986 , стр. 251-254.
  10. ^ Хан, О .; Штрассманн, Ф. (1939). "Uber den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle ( Об обнаружении и характеристиках щелочноземельных металлов, образующихся при облучении урана нейтронами )". Die Naturwissenschaften . 27 (1): 11–15. Bibcode : 1939NW ..... 27 ... 11H . DOI : 10.1007 / BF01488241 . S2CID 5920336 . 
  11. ^ Rhodes 1986 , стр. 256-263.
  12. ^ Мейтнер, Лиза ; Фриш, штат Орегон (1939). «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции» . Природа . 143 (3615): 239–240. Bibcode : 1939Natur.143..239M . DOI : 10.1038 / 143239a0 . S2CID 4113262 . 
  13. ^ Rhodes 1986 , стр. 267-271.
  14. ^ Lanouette & Силард 1992 , стр. 148.
  15. ^ Brasch, A .; Lange, F .; Waly, A .; Банки, TE; Чалмерс, Т.А.; Сциллард, Лео; Хопвуд, Флорида (8 декабря 1934 г.). «Освобождение нейтронов из бериллия с помощью рентгеновских лучей: радиоактивность, индуцированная с помощью электронных трубок». Природа . 134 (3397): 880. Bibcode : 1934Natur.134..880B . DOI : 10.1038 / 134880a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4106665 .  
  16. ^ Lanouette & Силард 1992 , стр. 172-173.
  17. ^ Андерсон, HL ; Бут, штат Восток ; Даннинг, младший ; Ферми, Э .; Glasoe, GN ; Slack, FG (1939). «Деление урана». Физический обзор . 55 (5): 511–512. Полномочный код : 1939PhRv ... 55..511A . DOI : 10.1103 / Physrev.55.511.2 .
  18. ^ Rhodes 1986 , стр. 267-270.
  19. ^ Андерсон, HL ; Ферми, Э .; Ханштейн, Х. (16 марта 1939 г.). «Производство нейтронов в уране, бомбардируемом нейтронами». Физический обзор . 55 (8): 797–798. Bibcode : 1939PhRv ... 55..797A . DOI : 10.1103 / PhysRev.55.797.2 .
  20. Перейти ↑ Anderson, HL (апрель 1973 г.). «Первые дни цепной реакции» . Бюллетень ученых-атомщиков . Образовательный фонд ядерной науки, Inc. 29 (4): 8–12. Bibcode : 1973BuAtS..29d ... 8A . DOI : 10.1080 / 00963402.1973.11455466 .
  21. ^ Lanouette & Силард 1992 , стр. 182-183.
  22. ^ Lanouette & Силард 1992 , стр. 186-187.
  23. ^ Lanouette & Силард 1992 , стр. 227.
  24. ^ "Альфред OC Nier" . Американское физическое общество . Проверено 4 декабря +2016 .
  25. ^ Bonolis 2001 , стр. 347-352.
  26. ^ Амальди 2001 , стр. 153-156.
  27. ^ a b Lanouette & Silard 1992 , стр. 194–195.
  28. ^ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 28.
  29. ^ Андерсон, Х .; Ферми, Э .; Сцилард, Л. (1 августа 1939 г.). «Производство и поглощение нейтронов в уране» . Физический обзор . 56 (3): 284–286. Bibcode : 1939PhRv ... 56..284A . DOI : 10.1103 / PhysRev.56.284 .
  30. ^ a b Международное агентство по атомной энергии . «Ядерные данные для гарантий» . www-nds.iaea.org . Проверено 16 августа 2016 .
  31. ^ a b c Вайнберг, Элвин (1994a). "Герберт Дж. Макферсон" . Памятные дани . Национальная академия инженерной печати. 46 (7): 143–147. Bibcode : 1993PhT .... 46g.103W . DOI : 10.1063 / 1.2808987 . ISSN 1075-8844 . 
  32. ^ a b Бете, Ханс А. (2000). «Немецкий урановый проект». Физика сегодня . Американский институт физики. 53 (7): 34–36. Bibcode : 2000PhT .... 53g..34B . DOI : 10.1063 / 1.1292473 .
  33. ^ Карри, Хэмистер и Макферсон 1955
  34. ^ Eatherly, WP (1981). «Ядерный графит - первые годы». Журнал ядерных материалов . 100 (1–3): 55–63. Bibcode : 1981JNuM..100 ... 55E . DOI : 10.1016 / 0022-3115 (81) 90519-5 .
  35. ^ Сальветти 2001 , стр. 177-203.
  36. ^ Соловей 1962 , стр. 4.
  37. ^ "Письмо Эйнштейна Франклину Д. Рузвельту" . Атомный архив . Проверено 20 декабря 2015 года .
  38. ^ "Па, это требует действий!" . Фонд атомного наследия. Архивировано из оригинального 29 октября 2012 года . Проверено 26 мая 2007 года .
  39. ↑ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 19–21.
  40. ↑ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 36–38.
  41. ^ a b Hewlett & Anderson 1962 , стр. 46–49.
  42. ^ a b Андерсон 1975 , стр. 82.
  43. ^ Сальветти 2001 , стр. 192-193.
  44. ↑ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 50–51.
  45. ^ a b Hewlett & Anderson 1962 , стр. 54–55.
  46. Перейти ↑ Hewlett & Anderson 1962 , pp. 180–181.
  47. ^ а б в Вайнберг 1994 , стр. 15.
  48. ↑ a b Rhodes 1986 , стр. 396–397.
  49. ^ Сегра 1970 , стр. 116.
  50. Перейти ↑ Anderson 1975 , p. 86.
  51. ^ Embrey 1970 , стр. 385.
  52. Перейти ↑ Anderson 1975 , pp. 86–87.
  53. ↑ a b Rhodes 1986 , pp. 399–400.
  54. Перейти ↑ Anderson 1975 , p. 88.
  55. ^ Rhodes 1986 , стр. 400-401.
  56. ↑ a b Rhodes 1986 , p. 401.
  57. Перейти ↑ Zug 2003 , pp. 134–135.
  58. ^ Bearak, Барри (16 сентября 2011). «Где смешиваются футбол и высшее образование» . Нью-Йорк Таймс . Дата обращения 2 декабря 2015 .
  59. Перейти ↑ Libby 1979 , p. 86.
  60. ↑ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 74–75.
  61. Перейти ↑ Rhodes 1986 , pp. 427–428.
  62. Перейти ↑ Rhodes 1986 , p. 431.
  63. ^ a b Андерсон 1975 , стр. 91.
  64. Перейти ↑ Rhodes 1986 , p. 429.
  65. Перейти ↑ Libby 1979 , p. 85.
  66. Перейти ↑ Rhodes 1986 , p. 430.
  67. ↑ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 65–66, 83–88.
  68. Перейти ↑ Jones 1985 , pp. 67–68.
  69. ^ a b c d e " " Зона А "в Ред-Гейт-Вудс и первый в мире ядерный реактор" . Лесные заповедники округа Кук . Проверено 26 ноября 2015 года .
  70. ^ Jones 1985 , стр. 71-72, 111-114.
  71. ^ а б в г Комптон 1956 , стр. 136–137.
  72. ^ а б в г Hewlett & Anderson 1962 , стр. 107–109.
  73. Перейти ↑ Weinberg 1994 , p. 17.
  74. ^ a b c Комптон 1956 , стр. 137–138.
  75. ^ Groves 1962 , стр. 53.
  76. Перейти ↑ Nichols 1987 , pp. 66.
  77. ^ Сальветти 2001 , стр. 197.
  78. ^ a b c d e Rhodes 1986 , стр. 433.
  79. Перейти ↑ Rhodes 1986 , p. 436.
  80. ^ a b Андерсон 1975 , стр. 91–92.
  81. ^ a b c Холл, Hewlett & Harris 1997 , стр. 16.
  82. ^ «Как первая цепная реакция изменила науку» . Чикагский университет . Проверено 22 ноября 2015 года .
  83. ^ «Глава 1: Лаборатория военного времени» . Обзор ORNL . 25 (3 и 4). 2002. ISSN 0048-1262 . Архивировано из оригинального 25 августа 2009 года . Проверено 22 марта 2016 . 
  84. Перейти ↑ Libby 1979 , p. 119.
  85. Перейти ↑ Rhodes 1986 , p. 434.
  86. ^ «Границы: Основные исследования 1946–1996» (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория . 1996. стр. 11. Архивировано из оригинального (PDF) 17 мая 2013 года . Проверено 23 марта 2013 года .
  87. Перейти ↑ Walsh, J. (1981). "Постскриптум Манхэттенского проекта" (PDF) . Наука . 212 (4501): 1369–1371. Bibcode : 1981Sci ... 212.1369W . DOI : 10.1126 / science.212.4501.1369 . PMID 17746246 .  
  88. Перейти ↑ Anderson 1975 , p. 93.
  89. ^ Ферми, Энрико (1952). «Экспериментальное производство расходящейся цепной реакции» . Американский журнал физики . 20 (9): 536–558. Bibcode : 1952AmJPh..20..536F . DOI : 10.1119 / 1.1933322 . ISSN 0002-9505 . 
  90. ^ Holl, Hewlett & Harris 1997 , стр. 16-17.
  91. ^ а б "Пионеры Чикагской сваи 1" . Наследие Аргоннской ядерной науки и технологий . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 28 ноября 2015 года .
  92. ^ Groves 1962 , стр. 54.
  93. ^ a b c d e "CP-1 становится критическим" . Министерство энергетики. Архивировано из оригинального 22 ноября 2010 года.
  94. ^ а б в г Либби 1979 , стр. 120–123.
  95. ^ Allardice & Trapnell 1982 , стр. 14.
  96. ^ «Джордж Вейль - от активатора к активисту» (PDF) . Новый ученый . 56 (822): 530–531. 30 ноября 1972 г. ISSN 0262-4079 . Проверено 25 марта 2016 года .  
  97. ^ Hewlett & Anderson 1962 , стр. 174.
  98. Перейти ↑ Rhodes 1986 , p. 440.
  99. Перейти ↑ Anderson 1975 , p. 95.
  100. ^ "Итальянский мореплаватель Земли" . Наследие Аргоннской ядерной науки и технологий . Аргоннская национальная лаборатория . 10 июля 2012 . Проверено 26 июля 2013 года .
  101. ↑ Манхэттенский округ, 1947 , стр. 3.9.
  102. ^ Holl, Hewlett & Harris 1997 , стр. 23.
  103. ^ «Ранние исследования: CP-1 (реактор Chicago Pile 1)» . Наследие Аргоннской ядерной науки и технологий . Аргоннская национальная лаборатория . 21 мая 2013 . Проверено 26 июля 2013 года .
  104. ^ "Прометеевская смелость" . Наследие Аргоннской ядерной науки и технологий . Аргоннская национальная лаборатория . 10 июля 2012 . Проверено 26 июля 2013 года .
  105. ↑ Манхэттенский округ, 1947 , стр. 3.13.
  106. ↑ a b Holl, Hewlett & Harris 1997 , стр. 428.
  107. ^ а б Ферми, Энрико (1946). «Разработка первого котла цепной реакции». Труды Американского философского общества . 90 (1): 20–24. JSTOR 3301034 . 
  108. ^ McNear, Claire (5 марта 2009). «Как все работает: ядерные отходы» . Чикагский бордовый . Проверено 28 ноября 2015 года .
  109. ^ Уоттенберг 1975 , стр. 123.
  110. ^ «Энрико Ферми, ядерное деление, патент США № 2,708,656, введен в обращение в 1976 году» . Национальный зал славы изобретателей . Дата обращения 6 октября 2019 .
  111. ^ "Лео Сцилард, ядерное деление, патент США № 2,708,656, введен в действие в 1996 году" . Национальный зал славы изобретателей . Проверено 11 сентября 2020 .
  112. ^ Hogerton 1970 , стр. 4.
  113. ^ Holl, Hewlett & Harris 1997 , стр. 47.
  114. Перейти ↑ Jones 1985 , pp. 191–192.
  115. ^ Jones 1985 , стр. 204-205.
  116. ^ Jones 1985 , стр. 210-212.
  117. ^ Jones 1985 , стр. 222-223.
  118. ^ «U. of C. to Raze Stagg Field's Atomic Cradle» . Чикаго Трибьюн . 26 июля 1957 . Проверено 28 ноября 2015 года .
  119. ^ a b Сайт "Атомной груды" Ферми - первого ядерного реактора на YouTube
  120. ^ "Удалить мемориальную доску ядерной площадки" . Чикаго Трибьюн . 16 августа 1957 . Проверено 28 ноября 2015 года .
  121. ^ "Стагг Филд / Библиотека Мансуэто" . Чикагский университет . Проверено 28 ноября 2015 года .
  122. ^ «Воспоминания из первых рук о первой самоподдерживающейся цепной реакции» . Министерство энергетики . Архивировано из оригинала 27 марта 2019 года . Проверено 23 сентября 2015 года .
  123. ^ "Веха для нового топлива исследовательского реактора НОУ" . Мировые ядерные новости . 22 декабря 2017 . Проверено 29 декабря 2017 года .

Ссылки [ править ]

  • Аллардис, Корбин; Трапнелл, Эдвард Р. (декабрь 1982 г.). «Первая куча». Первый реактор (PDF) . Ок-Ридж, Теннесси: Комиссия по атомной энергии США, Отдел технической информации. С. 1–21. OCLC  22115 . Проверено 27 мая 2017 года .
  • Амальди, Уго (2001). «Ядерная физика с тридцатых годов до наших дней». В Bernardini, C .; Бонолис, Луиза (ред.). Энрико Ферми: его работа и наследие . Болонья: Итальянское общество физики: Springer. С.  151–176 . ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC  56686431 .
  • Андерсон, Герберт Л. (1975). «Помогая Ферми». В Уилсон, Джейн (ред.). Все в наше время: воспоминания двенадцати пионеров атомной энергетики . Чикаго: Бюллетень ученых-атомщиков. С. 66–104. OCLC  1982052 .
  • Бонолис, Луиза (2001). «Научная работа Энрико Ферми». В Bernardini, C .; Бонолис, Луиза (ред.). Энрико Ферми: его работа и наследие . Болонья: Итальянское общество физики: Springer. С.  314–394 . ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC  56686431 .
  • Комптон, Артур (1956). Атомный квест . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. OCLC  173307 .
  • Карри, Л. М.; Hamister, VC; Макферсон, HG (1955). Производство и свойства графита для реакторов . Национальная углеродная компания. OCLC  349979 .
  • Эмбри, Ли Анна (1970). «Джордж Брэкстон Пеграм 1876–1958» (PDF) . Биографические воспоминания Национальной академии наук . 41 : 357–407 . Проверено 23 ноября 2015 года .
  • Ферми, Энрико (декабрь 1982 г.). «Собственная история Ферми». Первый реактор (PDF) . Ок-Ридж, Теннесси: Комиссия по атомной энергии США, Отдел технической информации. С. 22–26. OCLC  22115 . Проверено 27 мая 2017 года .
  • Гровс, Лесли (1962). Теперь это можно сказать: история Манхэттенского проекта . Нью-Йорк: Харпер. ISBN 978-0-306-70738-4. OCLC  537684 .
  • Хьюлетт, Ричард Г .; Андерсон, Оскар Э. (1962). Новый мир, 1939–1946 (PDF) . Университетский парк: издательство Пенсильванского государственного университета. ISBN 978-0-520-07186-5. OCLC  637004643 . Проверено 26 марта 2013 года .
  • Хогертон, Хон Ф. (1970). Ядерные реакторы (PDF) . Понимание атомного ряда. Ок-Ридж, Теннесси: Комиссия по атомной энергии США. OCLC  108834 . Дата обращения 6 октября 2019 .
  • Холл, Джек М .; Хьюлетт, Ричард Г .; Харрис, Рут Р. (1997). Аргоннская национальная лаборатория, 1946–96 . Издательство Иллинойского университета. ISBN 978-0-252-02341-5.
  • Джонс, Винсент (1985). Манхэттен: армия и атомная бомба . Вашингтон, округ Колумбия: Центр военной истории армии США. OCLC  10913875 .
  • Лануэтт, Уильям; Силард, Бела (1992). Гений в тени: Биография Лео Сцилларда: Человек, стоящий за бомбой . Нью-Йорк: Skyhorse Publishing. ISBN 978-1-62636-023-5. OCLC  25508555 .
  • Либби, Леона Маршалл (1979). Урановые люди . Нью-Йорк: Крейн, Руссак. ISBN 978-0-8448-1300-4. OCLC  4665032 .
  • Манхэттенский округ (1947). История Манхэттенского округа, Книга IV - Свайный проект X-10, Том 2 - Исследования, Часть 1 - Металлургическая лаборатория (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: округ Манхэттен.
  • Николс, Кеннет Д. (1987). Дорога к Троице: личный отчет о том, как проводилась ядерная политика Америки . Нью-Йорк: Уильям Морроу и компания. ISBN 978-0-688-06910-0. OCLC  15223648 .
  • Соловей, RE (1962). «Графит в атомной промышленности» . В Соловье, RE (ред.). Ядерный графит . Академическая пресса. ISBN 978-1-4832-5848-5. OCLC  747492 .
  • Родс, Ричард (1986). Создание атомной бомбы . Лондон: Саймон и Шустер. ISBN 978-0-671-44133-3.
  • Сальветти, Карло (2001). «Рождение ядерной энергии: груда Ферми». В Bernardini, C .; Бонолис, Луиза (ред.). Энрико Ферми: его работа и наследие . Болонья: Итальянское общество физики: Springer. С.  177–203 . ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC  56686431 .
  • Сегре, Эмилио (1970). Энрико Ферми, физик . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-74473-5. OCLC  118467 .
  • Ваттенберг, Альберт (1975). «Присутствует при творении». В Уилсон, Джейн (ред.). Все в наше время: воспоминания двенадцати пионеров атомной энергетики . Чикаго: Бюллетень ученых-атомщиков. С. 105–123. OCLC  1982052 .
  • Вайнберг, Элвин (1994). Первая ядерная эра: жизнь и времена технологического фиксатора . Нью-Йорк: AIP Press. ISBN 978-1-56396-358-2.
  • Цуг, Дж. (2003). Сквош: история игры . Нью-Йорк: Скрибнер. ISBN 978-0-7432-2990-6. OCLC  52079735 .

Внешние ссылки [ править ]

  • День завтра начался: история Чикагской груды 1, первой атомной электростанции на YouTube - видео AEC 1967
  • Фотографии CP-1 Архив библиотеки Чикагского университета. Включает фотографии и эскизы CP-1.
  • Видео западных стендов Stagg Field, Института изучения металлов (Металлургическая лаборатория), Энрико Ферми и активного эксперимента с использованием CP-1
  • Первый 11-страничный рассказ о CP-1
  • «Воспоминания из первых рук о первой самоподдерживающейся цепной реакции» . Министерство энергетики . Архивировано из оригинала 27 марта 2019 года . Проверено 23 сентября 2015 года .Видео с двумя из последних выживших пионеров CP-1, Гарольдом Агнью и Уорреном Найером.
  • Аудиофайлы Ферми, рассказывающие об успехе реактора на 10-летнем юбилее в 1952 году.