Hanford Engineer Works (HEW) — ядерный производственный комплекс в округе Бентон, штат Вашингтон , основанный федеральным правительством США в 1943 году в рамках Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны. Здесь находился реактор B , первый полномасштабный реактор по производству плутония . Плутоний, произведенный на HEW, использовался в атомной бомбе , взорванной во время испытания Тринити в июле 1945 года, и в бомбе «Толстяк» , использованной при атомной бомбардировке Нагасаки в августе 1945 года . До января 1946 года HEW командовал полковник Франклин Т. Матиас. , а затем полковник Фредерик Дж. Кларк .
Директор Манхэттенского проекта бригадный генерал Лесли Р. Гроувс-младший нанял компанию DuPont в качестве генерального подрядчика по проектированию, строительству и эксплуатации HEW. Компания DuPont рекомендовала расположить его вдали от густонаселенных районов, и был выбран участок на реке Колумбия под кодовым названием Site W. Федеральное правительство приобрело землю, находящуюся под его военными полномочиями, и переселило около 1500 близлежащих жителей. Это приобретение стало одним из крупнейших в истории США. С фермерами возникли споры по поводу стоимости земли и компенсации за уже посаженный урожай. Приобретение не было завершено до завершения Манхэттенского проекта в декабре 1946 года.
Строительство началось в марте 1943 года по масштабному и технически сложному проекту. Большая часть строительной рабочей силы, пик которой в июне 1944 года достиг почти 45 000 человек, проживала во временном строительном лагере недалеко от старого города Хэнфорд. Администраторы, инженеры и обслуживающий персонал жили в правительственном городе, основанном в Ричленде , пиковое население которого во время войны составляло 17 000 человек. HEW построило 554 здания, в том числе три реактора с графитовым замедлителем и водяным охлаждением (B, D и F), работавшие на мощности 250 мегаватт. В них подавался природный уран, запечатанный в алюминиевые банки (известные как «слизни»).
Реактор B стал критическим в сентябре 1944 года и, преодолев нейтронное отравление , в ноябре произвел свой первый плутоний. Облученные частицы обрабатывались на двух огромных, дистанционно управляемых установках химического разделения (Т и Б), где плутоний извлекался с помощью висмут-фосфатного процесса . Радиоактивные отходы хранились в подземных резервуарах. Первая партия плутония была переработана на заводе Т в период с декабря 1944 по февраль 1945 года и доставлена в лабораторию Манхэттенского проекта в Лос-Аламосе . Идентичные реакторы D и F были запущены в эксплуатацию в декабре 1944 и феврале 1945 года соответственно. 10 марта 1945 года на объекте произошел сбой, когда японская аэростатная бомба попала в линию электропередачи высокого напряжения. Общая стоимость HEW до декабря 1946 года составляла более 348 миллионов долларов (что эквивалентно 4 миллиардам долларов в 2022 году). Манхэттенский проект завершился 31 декабря 1946 года, и контроль над объектом в Хэнфорде перешел от армии к Комиссии по атомной энергии .
Во время Второй мировой войны отдел S-1 федерального Управления научных исследований и разработок (OSRD) спонсировал исследовательский проект по плутонию ученых Колумбийского университета , Принстонского университета , Чикагского университета и Калифорнийского университета в Беркли . Плутоний, синтетический элемент, только недавно полученный в лабораториях, теоретически считался расщепляющимся и, следовательно, пригодным для использования в атомной бомбе . Физики Металлургической лаборатории в Чикаго разработали ядерные реакторы («батареи»), которые могли превращать уран в плутоний, в то время как ее химики исследовали способы отделения плутония от нетрансмутированного урана и продуктов деления . [1] Для производства одного килограмма плутония требовалось примерно четыре тонны урана. [2] Программа по плутонию стала известна как проект Х-10. [3]
23 сентября 1942 года бригадный генерал Лесли Р. Гроувс-младший стал директором Манхэттенского проекта . [4] Компания Stone & Webster была привлечена для строительства инженерного завода Клинтона в Ок-Ридже, штат Теннесси , но Гроувс считал, что задача проектирования, строительства и эксплуатации объектов Манхэттенского проекта выходит за рамки ресурсов одного человека. твердый. В то же время он хотел сократить количество крупных подрядчиков по соображениям безопасности. [5]
Гровса привлекла компания DuPont , с которой он работал в прошлом, поскольку она проектировала и строила собственные заводы, [6] предполагая, что у нее есть опыт, позволяющий выступать в качестве генерального подрядчика комплекса по производству плутония. Это имело дополнительное преимущество, поскольку не требовало от Манхэттенского округа (военного компонента Манхэттенского проекта) координации работы подрядчиков по проекту, тем самым уменьшая рабочую нагрузку Гроувса. [5] [7] 31 октября Гроувс проинформировал вице-президента DuPont Уиллиса Ф. Харрингтона и химика Чарльза Стайна о Манхэттенском проекте. [8] Они оба заявили, что у компании «не было опыта или знаний в области физики и что они некомпетентны, чтобы высказать какое-либо мнение, за исключением того, что весь проект, казалось, находился за пределами человеческих возможностей». [9]
4 ноября химики и инженеры DuPont, в том числе Стайн, Элмер Болтон , Роджер Уильямс, Томас Х. Чилтон и Кроуфорд Гринуолт , посетили Металлургическую лабораторию в Чикаго. 10 ноября Гроувс, полковник Кеннет Николс (заместитель главного инженера Манхэттенского округа), Артур Х. Комптон (директор Металлургической лаборатории) и Норман Хилберри (заместитель Комптона) встретились с исполнительным комитетом Dupont в штаб-квартире компании в Уилмингтоне . , Делавэр . Гровс заверил президента Дюпона Уолтера С. Карпентера-младшего , что Манхэттенский проект считался величайшим важным президентом Франклином Рузвельтом , военным министром Генри Л. Стимсоном и начальником штаба армии Соединенных Штатов Джорджем К. Маршаллом . [10] [8]
Помня о том , что после Первой мировой войны его объявили торговцем смертью , Дюпон сначала отказался от оплаты, но по юридическим причинам был заключен контракт на условиях «издержки плюс» с комиссией в один доллар. [11] По просьбе Карпентера директор OSRD Ванневар Буш поручил Рузвельту парафировать письмо, в котором отмечалось, что правительство взяло на себя всю ответственность за все опасности, связанные с проектом. [12]
Первоначально предполагалось, что реакторы будут построены на площадке Ок-Ридж, но Карпентер выразил сомнения по этому поводу, поскольку Ок-Ридж находился всего в 20 милях (32 км) от Ноксвилля . [13] Физики из Металлургической лаборатории были более оптимистичны; Юджин Вигнер утверждал, что их можно построить на реке Потомак недалеко от Вашингтона, округ Колумбия . [14] Крупная авария могла привести к гибели людей и серьезным последствиям для здоровья, и Гроувс был обеспокоен тем, что даже незначительная авария может нарушить жизненно важное военное производство – особенно алюминия – или потребовать эвакуации заводов по разделению изотопов Манхэттенского проекта . Но распространение объектов Ок-Риджа на большую территорию потребует покупки большего количества земли. Более того, количество реакторов, которые необходимо было построить, все еще оставалось неопределенным; В целях планирования предполагалось построить шесть реакторов и четыре установки химического разделения. [15]
Идеальный сайт описывался по восьми критериям:
Важнейшим из этих критериев было наличие электроэнергии. Потребности военной промышленности привели к дефициту электроэнергии во многих частях страны, и использование Управления долины Теннесси было исключено, поскольку ожидалось, что инженерный завод Клинтона поглотит ее избыточные генерирующие мощности. В период с 18 по 31 декабря 1942 года (всего через двенадцать дней после того, как группа металлургической лаборатории под руководством Энрико Ферми запустила Чикагский блок-1 , первый ядерный реактор) исследовательская группа, состоящая из подполковника Франклина Т. Матиаса и инженеров DuPont АЭС Холла и Гилберта П. Черч проинспектировал несколько альтернативных участков. [17] [18]
Они осмотрели участки возле Кер-д'Ален, штат Айдахо ; Хэнфорд, Вашингтон ; Мэнсфилд, Вашингтон ; долины рек Дешут и Джон -Дэй в Орегоне ; река Пит в Калифорнии; Блайт, Калифорния ; и Нидлс, Калифорния (последние два находятся на реке Колорадо ). [19] [20] 1 января 1943 года, [20] Матиас позвонил Гроувсу из Портленда, штат Орегон , [21] и сообщил, что место в Хэнфорде было «гораздо более благоприятным практически во всех отношениях, чем любое другое». [22] Исследовательская группа отметила обилие заполнителя , который можно было использовать для изготовления бетона, и что земля оказалась достаточно твердой, чтобы поддерживать массивные конструкции. [23] Они отметили, что через этот участок проходила высоковольтная линия электропередачи, соединяющая плотину Гранд-Кули с плотиной Бонневиль . Гроувс посетил его 16 января 1943 года и одобрил выбор. [24] Он был официально обозначен как Хэнфордский инженерный завод (HEW), [25] и имел кодовое название « Зона W ». [26] [27]
Матиас работал с Гроувсом над их предыдущим проектом — строительством Пентагона . Гроувс намеревался, чтобы Матиас стал его заместителем, но по совету главного инженера Манхэттенского округа полковника Джеймса К. Маршалла Матиас стал инженером Хэнфордской зоны. Гилберт Черч стал руководителем полевого проекта строительной группы DuPont. Одной из причин, по которой их отправили вместе в исследовательскую группу, была необходимость убедиться, что они совместимы как коллеги. [28] Как местный инженер, Матиас обладал необычной степенью автономии. Изолированное расположение Хэнфорда означало, что связь была ограничена, поэтому ежедневные отчеты в штаб-квартиру Манхэттенского округа в Ок-Ридже были непрактичными. [29] Проект получил рейтинг ААА Совета военного производства , что дало ему высший приоритет в закупках сырья и материалов. [30]
DuPont создала в отделе взрывчатых веществ EB Yancey под руководством Роджера Уильямса подразделение, известное как TNX. Уильямс разделил его на два подразделения: технический отдел, возглавляемый Гринуолтом, который работал с Металлургической лабораторией над проектированием; и производственное подразделение под руководством Р. Монте Эванса для надзора за работой завода. За строительство отвечал инженерный отдел компании DuPont, руководитель которого Э.Г. Эккарт поручил ответственность за плутониевый проект своему заместителю Грэнвиллу М. Риду . В конце концов, 90 процентов инженерного персонала и ресурсов DuPont были задействованы в Манхэттенском проекте. [31] [32] [33]
Стимсон санкционировал приобретение земли 8 февраля 1943 года. [24] [34] 22 февраля в Проссере, штат Вашингтон , открылся проектный офис Манхэттенского округа . На следующий день федеральный судья Льюис Б. Швелленбах издал приказ о владении в соответствии с Законом о полномочиях во время Второй мировой войны , а первый участок был приобретен 10 марта. [34] [35] Уведомления были разосланы в марте жителям Уайт-Блаффс, Хэнфорда и Ричленда, всего около 1500 человек. Армия выкопала 177 могил на кладбище Уайт-Блафс и перевезла их в Проссер, на другую сторону горы Гремучая Змея. [36] [37]
Земля была разделена на пять участков. Зона А в центре площадки была местом расположения объектов проекта; он был приобретен сразу, и по соображениям безопасности весь персонал, не участвующий в проекте, будет уволен. Окружающая зона А была зоной безопасности, зона Б; эта земля была сдана в аренду, а ее обитатели подлежали выселению в кратчайшие сроки. Зона С предназначалась для рабочего поселка и сдавалась в аренду или покупалась. Зона D была предназначена для производственных предприятий и была куплена. Наконец, было два земельных участка, обозначенных как Зона Е, которые приобретались только в случае необходимости. [38] В целом, 4218 участков общей площадью 428 203,65 акров (173 287,87 га) должны были быть приобретены, [39] что сделало его одним из крупнейших проектов по приобретению земли в американской истории. [40]
Около 88 процентов этой земли занимала полынь , где паслось от восемнадцати до двадцати тысяч овец. Почти все остальное представляло собой сельскохозяйственные угодья, хотя не все возделывалось. [41] Фермеры считали, что им следует получить компенсацию за стоимость выращиваемых культур, а также за их землю. [42] Большинство оценщиков из Федерального земельного банка базировались в Сиэтле или Портленде и были незнакомы с региональными культурами и методами ведения сельского хозяйства. Они приезжали сюда зимой, когда многие поля выглядели нетронутыми, а фермеры отсутствовали в течение сезона, часто работая на верфях в Сиэтле или служа в армии, но не считали свою землю заброшенной. Для сравнения, в этом районе было мало продаж земли, а во время Великой депрессии цены были низкими . Таким образом, стоимость, присвоенная фермам, как правило, была довольно низкой. [43]
Поскольку работы на участке не могли начаться немедленно, Гроувс отложил физическое владение обрабатываемой землей, чтобы можно было собрать уже посаженный урожай. Даты сбора урожая варьировались с апреля по сентябрь, в зависимости от типа урожая, [44] [45] , но когда жители стали рассматриваться как угроза безопасности, 5 июля был издан приказ об их изгнании с уведомлением за два дня. [46]
Урожай летом и осенью 1943 года был исключительно обильным, а цены из-за войны были высокими. Это привело к росту цен на землю. Оно также продвигало преувеличенные представления о ценности земли, что приводило к судебным разбирательствам. [44] [45] Особой проблемой были ирригационные округа , которые служили ядром организованной оппозиции приобретению и нанимали адвокатов. Фермеры должны были заплатить за свою долю земель ирригационного округа за счет продажи своей собственности. Оценка, проведенная 7 августа, подтвердила, что облигации были адекватно обеспечены, но до этого многие фермеры отказывались их продавать. [47] Самым большим недовольством была медленная оплата. 18 июня 1943 года Матиас отметил, что из двух тысяч завершенных транзакций было доставлено только девятнадцать чеков . [48]
Недовольство приобретением проявилось в письмах жителей Хэнфорда в министерство войны и юстиции . Буш проинформировал Рузвельта о приобретении, но комитет Трумэна начал проводить расследование. [50] 15 июня он направил письма Карпентеру и Юлиусу Х. Амбергу, специальному помощнику Стимсона, с просьбой объяснить выбор места, сметную стоимость проекта и необходимость приобретения такого большого количества земли. [51] На заседании кабинета министров 17 июня Рузвельт спросил Стимсона, будет ли Манхэттенский проект рассматривать возможность переноса производства плутония в другое место. Гроувс заверил Стимсона, что не существует другого объекта, «где работа могла бы быть выполнена так хорошо». [50] Затем Стимсон отправился к сенатору Гарри С. Трумэну , который согласился исключить объект в Хэнфорде из расследований комитета по соображениям национальной безопасности. [51]
С марта по октябрь 1943 года количество поселений составляло в среднем 108 в месяц. Первый судебный процесс по осуждению начался 7 октября. [52] Судебные присяжные были в основном набраны из Якимы , где продуктивность земли и цены были намного выше, [44] и они не доверяли оценщикам Федерального земельного банка. В соответствии с обычной процедурой в штате Вашингтон они посетили участки, по которым вынесено судебное решение, [53] и вид рабочих с идентификационными бейджами DuPont породил слухи о том, что проект не имеет военной ценности и что правительство использует выдающиеся владения в интересах частного предпринимательства. [54] Присяжные с пониманием отнеслись к претензиям землевладельцев, и присужденные выплаты значительно превысили оценки. [53]
С октября 1943 года по апрель 1944 года количество расчетов упало в среднем до семи в месяц. [52] Гроувс был обеспокоен тем, что общественное внимание, вызванное судебными процессами и проверкой участков присяжными, где в настоящее время начинается строительство, может поставить под угрозу безопасность проекта. Он договорился с Норманом М. Литтеллом, помощником генерального прокурора, отвечающим за земельный отдел Министерства юстиции, о дополнительной гибкости в внесении корректировок в оценки для облегчения внесудебного урегулирования, а также о создании второго суда с дополнительными судьями. В зале суда в Якиме было установлено кондиционирование воздуха, чтобы можно было рассматривать дела в летние месяцы. [55]
Литтелл пришел к убеждению, что корень проблемы — неправильные оценки, и 13 октября 1944 года он предстал перед судом в Якиме и попросил Швелленбаха приостановить все судебные разбирательства по осуждению до тех пор, пока Министерство юстиции не сможет провести переоценку более чем 700 трактатов, которые все еще оставались. ждём урегулирования. Заместитель военного министра Роберт П. Паттерсон направил резкое письмо генеральному прокурору Фрэнсису Биддлу . Это привело к обострению давнего спора между Биддлом и Литтеллом по поводу управления Земельным отделом, и Биддл потребовал отставки Литтелла. Когда этого не произошло, 26 ноября он приказал Рузвельту отстранить Литтелла от должности. [55] Когда Манхэттенский проект завершился 31 декабря 1946 года, оставалось еще 237 участков, подлежащих заселению. [56] В общей сложности на приобретение земли было потрачено 5 148 462 доллара США (что эквивалентно 59 000 000 долларов США в 2022 году). [57]
Также пострадали народ Ванапум , Конфедеративные племена и банды народа якима , Конфедеративные племена индейской резервации Уматилла и племя Нез Персе . [58] [59] [60] Коренные американцы привыкли ловить рыбу в реке Колумбия возле Уайт-Блаффс в течение двух или трех недель в октябре. Пойманную рыбу сушили и давали пищу на зиму. С главой Wanapum Джонни Баком была заключена сделка, позволяющая Баку и двум его помощникам выдавать пропуска на ловлю рыбы на этом участке. Это полномочие было отозвано в 1944 году по соображениям безопасности. Якима отклонила предложения о ежегодной выплате наличными, и Матиас предоставил грузовик и водителя, чтобы каждый день во время рыболовного сезона отвозить их в Прист-Рапидс, но им не разрешили разбить там лагерь на ночь. Матиас заверил коренных американцев, что к их могилам будут относиться с уважением, но пройдет 15 лет, прежде чем ванапумам будет разрешен доступ для обозначения кладбищ. В 1997 году старейшинам племени разрешили раз в год приводить сюда детей и молодых людей, чтобы они познакомились с их священными местами . [61] [62]
Матиас и Черч встретились в Уилмингтоне 2 марта 1943 года и набросали план планировки Хэнфордского инженерного завода. [63] Обычно в изолированной зоне сотрудники размещаются на месте, но в этом случае из соображений безопасности было желательно разместить их на расстоянии не менее 10 миль (16 км). На объекте не удалось разместить даже строительную рабочую силу, поскольку во время пусковых испытаний пришлось бы выполнять некоторые операции на установке. Армия и инженеры DuPont решили создать два поселения: временный строительный лагерь и более существенную действующую деревню. Вместо того, чтобы создавать временные строительные лагеря на каждой строительной площадке, все объекты обслуживал один большой лагерь. [64] [65]
Строительство было ускорено за счет размещения их на месте существующих деревень, где они могли бы воспользоваться уже имеющимися зданиями, дорогами и инженерной инфраструктурой. Инженеры решили разместить временный строительный городок на территории деревни Хэнфорд, население которой составляло около 125 человек. Он находился в 6 милях (9,7 км) от ближайшей технологической площадки, которая при запуске считалась достаточно удаленной. . Его обслуживали шоссе штата Коннелл-Якима , дорога Паско — Уайт-Блафс , а также ветка железной дороги Чикаго, Милуоки, Сент-Пол и Пасифик . Электричество было доступно от подстанции Pacific Power and Light Company , а вода - из местных колодцев. Общественные объекты включали магазины, два склада для упаковки фруктов, склад, смешанную начальную и среднюю школу, а также церковь. [64] [65]
Поскольку DuPont и Металлургическая лаборатория еще не добились большого прогресса в проектировании реакторов или перерабатывающих заводов, было неизвестно, сколько строителей потребуется для их строительства. Городское планирование исходило из предположения, что для строительства потребуется от 25 000 до 28 000 рабочих, половина из которых будет жить в лагере, но компания DuPont спроектировала лагерь так, чтобы его можно было расширить. Это оказалось мудрым решением; В конечном итоге потребуется почти вдвое больше рабочих рук, [66] а возможности окружающих сообществ принять рабочих были ограничены. [65] В лагере было предусмотрено три типа размещения: бараки, бараки и стоянка для трейлеров. Первые прибывшие рабочие жили в 125 пирамидальных палатках армии США с деревянным полом и стенками, пока возводили первые казармы. Было возведено два типа бараков: двухкрылые для женщин и четырехкрылые для мужчин. У белых и небелых были отдельные казармы. Строительство казарм началось 6 апреля 1943 года, и в конечном итоге было построено 195 бараков, последняя из которых была завершена 27 мая 1944 года. Из них было 110 для белых мужчин, 21 для чернокожих мужчин, 57 для белых женщин и семь для чернокожих женщин. Не все они использовались для проживания, и одно крыло белых женщин было передано Женскому армейскому корпусу . В казармах могли разместиться 29 216 рабочих. [67]
Когда началось строительство объектов, Гроувс освободил строителей, работавших в казармах, купив хижины. [68] Это были простые, сборные жилища из фанеры и целотекса , способные вместить от десяти до двадцати рабочих каждый. Для отопления в каждом блоке имелась дровяная или угольная печь. Всего у компании Pacific Huts в Сиэтле было закуплено 820 двойных хижин и 272 одиночных хижины. Построенные в период с 27 февраля по 15 июля 1944 года, они содержали 7120 белых и 2714 чернокожих мужчин. Всего в бараках и бараках находилось 39 050 рабочих. У многих рабочих были собственные трейлеры, и они возили с собой свои семьи с одной строительной работы во время войны на другую. Было создано семь трейлерных городков на 3639 участков, из которых все, кроме 45, были заняты в пик строительных работ, и в них проживало 12 008 человек. [67]
Помимо жилых помещений, в лагере Хэнфорда были и другие здания и помещения. Столовые и залы отдыха находились в ведении компании Olympic Commissary Company по субподряду с DuPont. Первоначальные продуктовые магазины и магазины одежды продолжали работать, а другие магазины DuPont сдавала в аренду частным операторам, число которых со временем постепенно увеличивалось. В лагере Хэнфорда было два гаража и станции технического обслуживания, прачечная, банк, почта и автобусная станция. Здесь была больница, церкви, библиотека, полиция и пожарные части. [69] До прибытия Манхэттенского округа в школе обучалось около 65 учеников. Когда 14 сентября 1943 года начался осенний семестр, в нем было 560 студентов и 18 учителей. В 1943–1944 учебном году в школе работал 1891 ученик и 38 учителей. Школа закрылась 13 февраля 1945 года. [69]
Также существовал аэропорт с взлетно -посадочной полосой с асфальтовым покрытием шириной 30 футов (9,1 м) и длиной 2000 футов (610 м). Когда лагерь расширился, аэропорт был перенесен на новое место примерно в 1,6 км к западу от Хэнфорда. В новом аэропорту было две взлетно-посадочные полосы: одна ориентирована с севера на юг, а другая с востока на запад. Оба имели ширину 200 футов (61 м), но взлетно-посадочная полоса с севера на юг имела длину 4000 футов (1200 м), а длина с востока на запад - всего 2400 футов (730 м). Это позволило аэропорту обслуживать самолеты Командования воздушного транспорта , перевозящие экспресс-доставки. Здания аэропорта состояли из двух ангаров и хижины, имелись электрические топливные насосы. [70]
После завершения строительства в феврале 1945 года численность населения лагеря резко сократилась. Административные и обслуживающие офисы были переведены в Ричленд . По соображениям безопасности было желательно, чтобы неработающий персонал находился за пределами запретной зоны, поэтому было решено снести строительный лагерь в Хэнфорде, оставив только остаточный лагерь на тысячу человек на случай, если потребуется экстренное строительство. Офис регионального инженера удалил все электрическое и механическое оборудование для повторного использования, но большая часть его была лишней для нужд Хэнфордского инженерного завода и была либо отправлена на другие объекты Манхэттенского проекта, либо утилизирована. Контракт на снос был заключен с компанией Mohawk Wrecking and Lumber Company из Детройта , которая предложила самую низкую цену в размере 103 005,30 долларов США (что эквивалентно 1 330 000 долларов США в 2022 году). Снос начался в январе 1946 года и должен был занять двенадцать месяцев. Было занято максимум 363 рабочих. Спасенные предметы включали 23 000 000 футов (54 000 м 3 ) пиломатериалов, 157 000 футов (48 000 м ) деревянного бруса и 9 000 футов (2 700 м ) стальных водопроводных труб, 55 000 футов (17 000 м ) стальных паровых труб и 6 500 000 квадратных футов ( 600 000 м 2 ) гипсокартона. [71] Общая стоимость строительного лагеря в Хэнфорде до 31 декабря 1946 года составляла 37 589 302 доллара (что эквивалентно 432 000 000 долларов в 2022 году). [72]
Ричленд был выбран местом для действующего поселка. Инженеры проекта также рассматривали Бентон-Сити, штат Вашингтон . Оно было более подходящим, но не входило в первоначально приобретенную территорию, а по соображениям безопасности было желательно разместить действующую деревню внутри запретной зоны. Округ Манхэттена мог бы приобрести эту территорию, но, учитывая сопротивление уже идущему приобретению земли, они решили вместо этого использовать Ричленд, который уже приобретался. Ричленд находился примерно в 25 милях (40 км) от площадки реактора. В деревне проживало около 250 человек, но она была окружена небольшими фермами, поэтому на участке площадью 2500 акров (1000 га) проживало около 600 человек . покинуть свои дома. [74]
Первоначально план деревни предусматривал численность населения в 6500 человек с возможностью расширения до 7500, исходя из предположения, что от 30 до 40 процентов работающих сотрудников будут жить в близлежащих населенных пунктах. Неспособность этих общин поглотить такое количество вскоре стала очевидной, и в сентябре 1943 года численность Ричленда была установлена в 16 000 человек. [75] DuPont выставила контракт на строительство деревни на тендер, и 16 марта 1943 года контракт был присужден Г. Альбину Персону , предложившему наименьшую цену. Персон открыл офис в средней школе Паско . Он создал серию стандартных проектов домов, основанных на моде дизайна домов в стиле Кейп-Код и ранчо того времени. В то время как строительный лагерь в Хэнфорде имел сеточную планировку, жилые районы Ричленда имели изогнутые улицы и тупики. [76] Существующие тени и фруктовые деревья были сохранены, где это возможно. [77] В отличие от Ок-Риджа и Лос-Аламоса , Ричленд не был окружен высоким проволочным забором. Поскольку город был открыт, Матиас попросил компанию DuPont позаботиться о том, чтобы он содержался в чистоте и порядке. [78]
Персон признал необходимость скорости и эффективности, но его видение образцового сообщества конца 20-го века отличалось от представления Гроувса. Гроувс, например, был против того, чтобы в магазинах были витрины , которые, по его мнению, поощряли бы посещение витрин и импульсивные покупки ; он хотел, чтобы они выглядели как утилитарные почтовые станции на армейских постах. В этом, как и во многом другом, Персон в конечном итоге добился своего, поскольку его клиентом была компания DuPont, а не армия. Результатом стал компромисс между его видением и видением Гроувса, хотя он был ближе к первому, чем ко второму. [76] Гроувс хотел, чтобы дома были сгруппированы близко друг к другу, чтобы жители могли дойти до удобств пешком, но Персон предоставил им просторные участки, поэтому потребовались автомобили и автобусы. [79]
Первоначальный список коммерческих заведений включал торговый центр, но только два продовольственных магазина, каждый с торговой площадью 10 000 квадратных футов (930 м 2 ). По мере того как город рос в размерах, Персону удалось убедить Гровса разрешить строительство большего количества магазинов, но в каждом случае ему приходилось предоставлять данные, демонстрирующие, что рассматриваемое заведение подходит для деревни размером с Ричленд. [80] Полученный компромисс на многие годы поставит Ричленда в тупик из-за неадекватных тротуаров, магазинов и магазинов, отсутствия общественного центра и слишком узких дорог. [78] Была надежда, что существующие коммерческие предприятия могут быть повторно использованы, и им было разрешено продолжать торговлю после приобретения, но большинство из них оказались слишком маленькими или слишком неудачно расположенными. Некоторые из них были переоборудованы для других целей. Большинство новых коммерческих предприятий было завершено к 15 февраля 1945 года. [80] Также надеялись, что существующие жилища можно будет использовать повторно, но многие из них находились в плохом состоянии, и их ремонт стоил бы дороже, чем строительство новых домов. К февралю 1945 года только 25 первоначальных жилищ, известных как урочище, все еще использовались. [81]
К плану было добавлено около 1800 сборных домов. [81] Компания Prefabricated Engineering, ответственная за их производство, не имела оборудования для транспортировки их в Ричленд со своего завода в Толедо, штат Орегон , поэтому для этого она наняла фирму из Чикаго. Субподрядчик нарушил правила военного времени, требующие от компании нанимать местных водителей, и Международное братство водителей , сославшееся на проблемы безопасности. Матиас организовал доставку сборных домов по железной дороге, что стоило дороже. В апреле 1944 года он заключил соглашение с профсоюзом, но Управление оборонного транспорта и Комиссия по межштатной торговле были другим вопросом, и компания Prefabricated Engineering была вынуждена нанять более дорогую местную фирму. [82] К тому времени, когда в мае 1944 года был заказан последний из сборных домов, большинство доступных участков уже не было, и сборные дома были сгруппированы вместе на западной стороне Ричленда. [81]
В военное время нанять переездщика для перемещения имущества было затруднительно, поэтому жилища, в том числе сборные дома, были обеспечены элементарной мебелью, включая холодильник, электроплиту и электрическую систему горячего водоснабжения. [81] Жильцы платили ежемесячную арендную плату в размере от 27,50 долларов США (что эквивалентно 413 долларам США в 2022 году) до 80 долларов США, в зависимости от размера и типа дома. [83] Помимо домов, здесь было восемь общежитий для мужчин и семнадцать для женщин. В первых девятнадцати построенных номерах были одноместные и двухместные номера, но в последних шести были только двухместные номера. В них размещалось до 1000 человек. [84] Жители общежития платили от 15 долларов США (что эквивалентно 225 долларам США в 2022 году) до 22,50 долларов США в месяц. [83]
Жилищные назначения определялись в зависимости от звания работника. [85] В то время дома с тремя спальнями считались роскошью, и Гроувз хотел дома с двумя спальнями; но Дюпон утверждала, что четверть сотрудников будут администраторами или техническим персоналом, которым необходимы дома большего размера. Гровс был потрясен идеей объединить дома определенной стоимости вместе, чтобы сотрудники определенного ранга жили в одном районе. Для Гроувса это было явным утверждением социального класса в Соединенных Штатах , но DuPont добилась своего, и лучшие дома были построены на самых привлекательных участках вдоль реки. [79]
Население Ричленда резко увеличилось после того, как в январе 1944 года начал прибывать эксплуатационный персонал, достигнув пика в 17 000 человек в середине года, когда строительство и запуск совпадали. Затем к концу года оно снизилось до 15 000, поскольку строители ушли. [86] До приобретения Ричленд имел начальную школу на 320 учеников и среднюю школу на 100 учеников. 16 марта 1943 года было разрешено открытие дополнительной начальной школы с 16 классами, затем третьей и четвертой. Первоначальная средняя школа использовалась в 1943–1944 учебном году, но оказалась слишком маленькой. Новая школа была утверждена в июле 1943 года, а ее расширение - в 1944 году. В четырех начальных школах и средней школе обучалось 1900 учеников. [81]
Электричество поступало от 66-киловольтной линии Pacific Power and Light Company. Построены две подстанции мощностью 5 000 киловатт и одна подстанция мощностью 10 000 киловатт. В центральной части Ричленда были уличные фонари, но на окраинах освещение было только на перекрестках. Улицы были вымощены асфальтовым щебеночным покрытием . Была построена станция очистки сточных вод, способная обрабатывать 900 000 галлонов США (3 400 000 л) в день; его мощность пришлось увеличить вдвое. Воду брали из колодцев (а не откачивали из реки Колумбия) и подавали в резервуар емкостью 1 000 000 галлонов США (3 800 000 л). Когда уровень грунтовых вод начал падать, поля вокруг Ричленда были затоплены водой из ирригационной системы для его поддержания. [87] Общая стоимость деревни Ричленд до 31 декабря 1946 года составляла 43 674 392 доллара США (что эквивалентно 502 000 000 долларов США в 2022 году). [72]
Округ Манхэттена и компания DuPont приступили к набору строительной рабочей силы с помощью Службы занятости США и Комиссии по военным кадрам . [88] DuPont рекламировала рабочих для неуказанного «проекта военного строительства», предлагая «привлекательную шкалу заработной платы». [89] Дневные ставки были выше, чем где-либо еще: в Хэнфорде неквалифицированные рабочие зарабатывали в среднем 8 долларов в день (что эквивалентно 135 долларам в 2022 году), тогда как в других частях страны обычно было от 3 до 4 долларов; квалифицированные трубопроводчики и электрики зарабатывали 15 долларов в день, хотя нормой было 10 долларов. [90] В период с 1943 по 1946 год вербовщики опросили 262 040 человек и приняли на работу 94 307 из них. [91] Хэнфордский инженерный завод имел высокие стандарты. Те, кто нанимался на работу сварщиками, должны были предоставить трудовые книжки и рекомендации с места работы за пятнадцать лет, а затем пройти тест, который отсеял 80 процентов претендентов. Дефектные сварные швы нельзя было допускать, поскольку, как только реакторы заработали, их сварочные соединения длиной 50 000 футов (15 000 м) стали недоступными. [92]
21 июня 1944 года численность строительной рабочей силы достигла пика в 45 096 человек. [93] Около тринадцати процентов составляли женщины, а 16,45 процента - цветные. Афроамериканцы жили в отдельных кварталах, имели свои столовые и зоны отдыха [94] , и им платили меньше, чем белым рабочим. [95] Хотя DuPont согласилась нанять некоторых в качестве строителей, она не собиралась нанимать их в качестве эксплуатационного персонала. Все эти рабочие были белыми, и большинство из них были протестантами. [96] Не все 1532 обслуживающего персонала раньше работали на DuPont, но большинство из них прибыли с артиллерийских заводов DuPont в Колорадо, Иллинойсе, Теннесси и Юте, где производство было сокращено или остановлено в 1943 году. [85] Некоторые прошли специальную подготовку. в Ок-Ридже или Металлургической лаборатории. [97] Более половины из них были старше максимального призывного возраста в 38 лет, а три четверти из 3705 мужчин в возрасте от 18 до 26 лет, работающих на стройке, были классифицированы Системой выборочной службы как 4-F , [98] и не были обязаны проходить служат, потому что они не соответствуют минимальным армейским стандартам. [99] Округ Манхэттена также договорился с местными призывными комиссиями об освобождении ключевого персонала. Секция выборочного обслуживания инженерной службы обработала 14 701 запрос на освобождение, 50 процентов из которых были одобрены. Они были отправлены в военкомат вместе с письмом, подписанным Матиасом. [98]
.jpg/1280px-Group_Shot_(8474761680).jpg)
Одной из проблем был набор рабочих; хранить их — другое дело. Оборот был серьезной проблемой. Гровс был настолько обеспокоен, что потребовал провести выездное интервью . Они показали, что основными причинами недовольства были изолированное место, плохие условия труда и ощущение, что работа не важна для военных действий, что является следствием секретности, окружающей Манхэттенский проект. Чтобы восполнить нехватку рабочих, Матиас ввел пятидневную, а затем шестидневную рабочую неделю. Рабочие работали по десять часов в день. [94] Восьминедельная кампания против прогулов среди строительных рабочих снизила уровень прогулов с 9,8 процента в ноябре 1943 года до 5,3 процента в сентябре 1944 года. [100]
Определенные навыки пользовались большим спросом. Один занимался монтажом труб ; реакторам требовалась вода для их охлаждения, а заводы по химическому разделению перемещали материалы со стадии на ступень по трубам. Работы должны были быть максимально качественными, поскольку при попадании радиоактивных веществ ремонтировать трубы было бы слишком опасно. [101] С Международной ассоциацией сантехников и трубомонтажников были достигнуты договоренности о том, что, если какое-либо отделение сможет предоставить двадцать или более трубомонтажников для Хэнфордского инженерного завода, Командование воздушного транспорта доставит их из их родного штата. [102] В августе 1944 года Манхэттенский округ организовал увольнение 198 квалифицированных трубомонтажников из армии для работы над проектом. Стимсон уточнил, что это персонал ограниченной службы, не имеющий квалификации для службы за границей. Они были переведены в резерв и приняты субподрядчиком трубопроводов в качестве гражданских лиц. Первый из них прибыл на Хэнфордский инженерный завод 1 сентября. [102]
После несчастного случая, в результате которого семь рабочих погибли, когда перемещаемый на место резервуар упал с крана, профсоюз обратился за помощью к местному представителю. Гроувс отклонил эту просьбу, но Матиас согласился собирать профсоюзные взносы от имени профсоюза. Это не удержало рабочих от забастовок, и произошла серия диких забастовок и остановок. [101] Тем не менее, показатели трудовых отношений Хэнфордского инженерного завода были хорошими. Из 126 265 662 человеко-часов, отработанных строителями с декабря 1943 по декабрь 1946 года, 15 060 человеко-часов (0,011 процента) были потеряны из-за простоев, из них 205 - споры с руководством; остальные 14 855 человеко-часов были потеряны из-за юрисдикционных споров. [103]
Еще одним источником рабочей силы были заключенные. Округ Манхэттена договорился с компанией Federal Prison Industries о том, что урожай будут собирать заключенные тюрьмы на острове Макнил . [46] Большинство из них были отказниками от военной службы по убеждениям . Для них был создан специальный лагерь вместимостью 300 человек, и во время войны он почти всегда был полон. Они пропалывали поля, подрезали деревья, собирали фрукты, собирали урожай, ухаживали за оросительными канавами, заборами и хозяйственным имуществом. Собранный урожай использовался для дополнения тюремного рациона, а излишки продавались. Первоначально они обрабатывали от 1300 до 1500 акров (530 и 610 га) [104] , но с декабря 1944 года компания DuPont сократила посевную площадь из-за радиологической опасности, [105] и к октябрю 1946 года она сократилась до 800 акров (320 га). ха). Число заключенных упало до 120, потому что окончание войны уменьшило количество заключенных в тюрьму отказников от военной службы по убеждениям, а использование закоренелых преступников создало проблемы с дисциплиной. [104]
Условия на Хэнфордском инженерном заводе, несомненно, были опасными: работникам приходилось иметь дело с высоким напряжением, ядохимикатами и радиоактивными веществами. Тем не менее, в период с декабря 1943 года по декабрь 1946 года работниками, не относящимися к строительству, было отработано 28 902 042 человеко-часа, при этом на миллион отработанных часов приходилось 0,81 несчастных случаев, включая один смертельный случай, и степень тяжести 0,26, измеряемая в потерянных днях на тысячу отработанных часов. Это было значительно ниже показателей несчастных случаев в промышленности того времени. В 1946 году Хэнфордский инженерный завод получил награду за 144 дня подряд без происшествий на рабочем месте, связанных с потерей времени из-за травмы; в конечном итоге он оставался без него 235 дней. [106] Стаффорд Л. Уоррен , руководитель медицинского отдела Манхэттенского проекта, организовал медицинскую страховку для гражданских рабочих, за которую они платили 2,50 доллара в месяц для одиноких или 5,00 долларов в месяц для семей. [107]
Медицинскую программу на Хэнфордском инженерном заводе возглавил Уильям Дагетт Норвуд. Он заручился услугами Герберта М. Паркера , физика из Металлургической лаборатории, который стал физиком-медиком. Норвуд курировал строительство больницы Кадлец , в которой работали гражданские лица, и боролся со вспышкой менингита среди строителей, в результате которой погибли два человека. [108] Работники производственных помещений носили пленочные дозиметры и две небольшие ионизационные камеры , известные как «карандаши». Карандаши считывались и результаты записывались ежедневно; дозиметры на недельной. Были взяты пробы мочи на обнаружение радиоактивных изотопов, в частности плутония. Некоторые были обнаружены, вплоть до количества 0,004 микрокюри (0,15 кБк ). С января по август 1944 года на участке 200, [109] на котором располагались предприятия по переработке плутония, [110] было обработано более миллиона карандашей и 170 000 дозиметров. [109]
.jpg/1280px-HD.6B.437_(11324863236).jpg)
План Хэнфордского инженерного завода от декабря 1942 года предусматривал три реактора и два разделительных блока с возможностью добавления еще трех реакторов и третьего разделительного блока. Три реактора должны были быть расположены недалеко от реки Колумбия в окрестностях Уайт-Блаффс, в так называемой зоне 100, на трех площадках, обозначенных 100-B, 100-D и 100-F. Каждый из них находился на расстоянии 6 миль (9,7 км) от любого другого объекта. Зона 200 в 10 милях (16 км) к югу состояла из трех точек разделения: 200 западной широты, 200 северной широты и 200 восточной долготы. Два разделительных блока были расположены на 200-западной точке на расстоянии около 1 мили (1,6 км) между ними, и один на 200-е. Была еще одна производственная площадка, участок 300, к северу от Ричленда. [111]
Наивысшим приоритетом для строительства была Зона изготовления и испытаний металлов (500), поскольку в ней находились объекты, без которых другие не могли работать. Его 41 постоянное здание и 19 объектов включают в себя объекты для испытаний материалов, которые будут использоваться в строительстве и эксплуатации, а также для изготовления урановых топливных элементов, используемых в реакторах. Однако срочно потребовались лишь три-четыре его здания. С соблюдением сроков возникли значительные трудности. Самая большая проблема заключалась в том, что функция Хэнфордского инженерного завода была новой, и предыдущего опыта, на который можно было бы опираться, было мало. Планы могли быть изменены в процессе строительства по мере того, как узнавалось больше. Особенно это касалось участков лабораторных испытаний. [112] [113]
Уран поступил на Хэнфордский инженерный завод в виде заготовок примерно 4+1 ⁄ дюйма ( 11 см) в диаметре и от 12 до 20 дюймов (от 30 до 50 см) в длину. На участке изготовления и испытаний металлов (500) их нагревали до 1700 °F (930 °C) в печи с инертной атмосферой аргона и экструдировали через матрицу с помощью гидравлического пресса для формирования стержней 1.+1 ⁄ дюйма (3,8 см) в диаметре и около 12 футов (3,7 м) в длину. Затем их закаливали в воде и снова нагревали в атмосфере аргона, чтобы предотвратить образование газовых карманов или соединений урана и водорода. Стержни выпрямлялись и обрабатывались на токарных станках на куски, известные как «заготовки», диаметром 1,569 дюйма (3,99 см) и длиной 8 дюймов (20 см). На первоначальную загрузку трех реакторов потребовалось более двадцати тысяч заготовок, а ежемесячно требовалось еще две тысячи. [114]
Это был следующий шаг, который вызвал больше всего проблем. Уран необходимо было защитить от коррозии охлаждающей водой, а охлаждающую воду — от загрязнения радиоактивными продуктами деления. Идеальное консервное вещество обладало высокой устойчивостью к коррозии под действием воды, низкой способностью поглощать нейтроны и было способно передавать тепло охлаждающей воде. Это сузило выбор материалов до алюминия и алюминиево-кремниевого сплава . Уран очень реакционноспособен с водой, поэтому банка должна была быть водонепроницаемой. Фактически, он должен был быть герметичным, чтобы предотвратить выход газообразных продуктов деления. И он должен был быть прочным, поскольку взрывная оболочка могла не только выпустить продукты деления, но и заблокировать реактор, остановить поток охлаждающей воды и вызвать полную остановку реактора. [114]
Компания DuPont исследовала проблему на инженерном заводе в Хэнфорде, а металлургическая лаборатория – в Чикаго. Уран был настолько реактивным, что окисление происходило независимо от того, насколько быстро применялся процесс консервирования. Несколько методов были опробованы безуспешно, поскольку им не удалось добиться требуемого точного соответствия. Был заключен контракт на несклеенные заготовки на случай, если не удастся найти процесс консервирования, но в этом не было необходимости. Однажды вечером Раймонд Гриллс из DuPont и его помощник Эд Смит попытались выполнить операцию консервирования в ванне с расплавленным припоем, которая не пропускала кислород. Они обнаружили, что это обеспечивает равномерный нагрев заготовки и плотное прилегание алюминиевой банки, хотя тепло расплавляет в ней отверстие. [115] Таким образом, методика заключалась в нанесении покрытия на заготовку погружением сначала в ванну расплава медно-оловянного сплава 50–50, а затем в ванну из алюминиево-кремниевого сплава. Алюминиевую банку нагревали, подвергали химической очистке и помещали в защитный стальной рукав, а затем в пресс с добавлением небольшого количества расплавленного алюминиево-кремниевого сплава. Затем горячую заготовку и алюминиевую крышку впрессовали в банку при повышенной температуре, вытеснив большую часть расплавленного алюминиево-кремниевого сплава, но оставив достаточно, чтобы заполнить любые пустоты. Затем крышку приваривали к банке дуговой сваркой в атмосфере аргона. [116]
Производство заготовок началось в июне 1944 года, и к сентябрю было накоплено достаточно консервированных заготовок, чтобы начать загрузку первого реактора. [117] В августе 1944 года процесс был улучшен за счет снижения температуры медно-оловянного сплава на 50 °F (28 °C). Это увеличило количество приемлемых консервированных слизней с нескольких процентов до более чем 75 процентов. В сентябре от гидравлических прессов отказались в пользу процесса, при котором заготовки, банки и крышки собирались вручную в ванне с припоем. Это увеличило количество приемлемых консервированных слизней до более чем 90 процентов. [118] Консервированные заготовки были визуально проверены на наличие короблений и дефектов. Затем они были подвергнуты морозному испытанию. Это включало очистку оторочки четыреххлористым углеродом и опрыскивание ее почти насыщенным раствором аценафтена для получения гладкой белой пленки на поверхности. Если был дефект, вызванное тепло было выше температуры плавления аценафтена 203 ° F (95 ° C), и он плавился в месте дефекта. Затем слизни были испытаны путем воздействия пара при температуре 347 ° F (175 ° C) и давлении 100 фунтов на квадратный дюйм (690 кПа) в течение сорока часов. На каждые 2000 протестированных пробок было обнаружено менее одной неисправной пули. Покрытия тех, у кого были обнаружены дефекты, растворялись с использованием смеси каустической соды и нитрата натрия с последующим погружением в плавиковую кислоту и окончательной промывкой азотной кислотой . [114] [119] [120]
.jpg/1280px-HD.4A.134_(10405869525).jpg)
Строительные работы над реакторами не могли начаться до тех пор, пока Уилмингтон не опубликовал планы, что произошло только 4 октября 1943 года, но инженеры знали, что они должны были иметь водяное охлаждение и работать на мощности 250 МВт. Поэтому 27 августа началось строительство объектов охлаждающей воды на участке 100-B. [121] Реакторы обычно работают при температуре 65 °C (149 °F), что значительно ниже точки кипения воды, как в целях безопасности, так и потому, что алюминий корродирует при высоких температурах. [122] [123] Девяносто четыре процента тепла приходилось на консервированные пули, а большая часть остального — на графитовый замедлитель. [124]
Было подсчитано, что каждому реактору потребуется 30 000 галлонов США в минуту (1900 л/с), а для трех зон разделения потребуется еще 5 000 галлонов США в минуту (320 л/с) между ними. Обычно этого было бы достаточно для города с населением в миллион человек. Однако, хотя реактор можно было остановить за две с половиной секунды, он продолжал бы вырабатывать около одной пятой тепла полной мощности за счет распада продуктов деления, который будет медленно уменьшаться. Поэтому было жизненно важно, чтобы поток воды не прекращался. По этой причине было установлено сорок насосов общей производительностью 355 000 галлонов США в минуту (22 400 л/с). [122] [123] Если произойдет сбой в подаче электроэнергии, паровые насосы автоматически включатся и продолжат подавать воду на полную мощность достаточно долго, чтобы обеспечить упорядоченное отключение. [125]
Было рассмотрено использование подземных вод, что позволило бы сэкономить на строительстве фильтрующих установок, но испытания показали, что их водоснабжения недостаточно даже для одного реактора. Поэтому воду пришлось брать из реки Колумбия. Водозаборники были предназначены для защиты рыбы. Необходимо было предусмотреть средства для удаления из воды водорослей, твердых частиц, газов и растворенных минералов. Летом вода была слишком теплой, поэтому требовалось охлаждение. Чтобы сэкономить время, это было исключено из первого построенного реактора, реактора B, который первоначально должен был работать в зимние месяцы, когда вода не требовала охлаждения. [122] [123]
Гелий циркулировал через реакторы, чтобы обеспечить дополнительный не поглощающий нейтроны теплоноситель и средство уменьшения разницы температур в частях реактора. Влажность гелия удаляли с помощью силикагеля , а примеси удаляли пропусканием его через угольный фильтр. Он поступал в реактор через воздуховод в полу и проходил через реактор через горизонтальный коллектор спереди, а затем собирался через горизонтальный коллектор сзади. [126]
.JPG/1280px-Front_Face_of_the_reactor_(full_view).JPG)
1 февраля 1944 года, когда был залит бетонный пол реакторного здания толщиной 28 футов (8,5 м), рабочие приступили к сборке самого реактора. Рабочие установили чугунные блоки, образующие тепловую защиту, а также 726 листов ламинированной стали и мазонита , каждый весом 10 коротких тонн (9,1 т), которые образуют биологическую защиту спереди (загрузка) и сзади (разгрузка). Сталь поглощала гамма-лучи и обеспечивала прочность конструкции. Древесина мазонита, богатая водородом, поглощала гамма-лучи и нейтроны. Сталь поставляется в листах 1.+Толщиной 7 ⁄ 8 дюймов (4,8 см) и листами мазонита толщиной 1 ⁄ дюйма (0,32 см). Каждая стена содержала 26 дюймов (66 см) стали и 24 дюйма (61 см) мазонита. Для биологического щита было использовано 20 000 коротких тонн (18 000 т) стали и 7 600 000 квадратных футов (710 000 м 2 ) мазонита. Тепловой экран также поглощал радиацию, но его основной целью было предотвратить разрушение бетонного фронта под нейтронной бомбардировкой. Он состоял из 15 000 чугунных блоков диаметром 10 дюймов (25 см) и был помещен между графитом и биологической защитой. [121] [127] [128]
Затем был заложен чугунный фундамент . Он был приварен к аналогичным передним, задним и боковым секциям, чтобы полностью закрыть реактор и сделать его герметичным. Верхняя, нижняя, передняя и задняя грани имели толщину 10 дюймов (25 см), а боковые - 8 дюймов (20 см). На передней и задней гранях имелось 2004 отверстия для алюминиевых трубок. [121] [127] [128] В первоначальном проекте Металлургической лаборатории было 1500 трубок, расположенных по кругу в середине граней. Джордж Грейвс из DuPont изменил это, чтобы заполнить углы, а также в целях безопасности , в результате чего получилось 2004 отверстия. [129] [130] В верхней части имелось 29 отверстий для вертикальных стержней управления, а по бокам — девять для горизонтальных стержней управления. На передней и нагнетательной гранях также имелось 208 отверстий для труб охлаждающей воды. Лифт спереди поддерживал машину для установки зарядов. Тепловой экран имел жесткие допуски: основание должно было быть обработано с точностью до 0,008 дюйма (0,20 мм), а плоскостность после заливки в бетон составляла ±0,005 дюйма (0,13 мм). База была завершена 19 мая. [121] [127] [128]
Затем появился графит. От производителя они поступали в виде блоков длиной от 10 до 40 дюймов (от 25 до 102 см) с диаметром 4 дюйма.+Квадратное сечение 3 ⁄ 16 дюймов (10,6 см). Основываясь на опыте работы с графитовым реактором X-10 на инженерном заводе Клинтона, блоки были готовы на месте. Для этого использовался конвейерный процесс. Каждый блок был тщательно очищен и пронумерован. Особое внимание было уделено точности и чистоте; рабочие были одеты в специальную форму и укладывали графитовые блоки руками в перчатках. Каждый слой пропылесосили для удаления грязи и пыли. Последний блок был заложен 11 июня, установлен верхний щит. [121] [128] В результате получилась масса графита 36 футов (11 м) в поперечнике, 36 футов (11 м) в высоту и 24 фута (7,3 м) спереди назад. [126] Реакторы не содержали движущихся частей; единственными звуками были звуки насосов. [131]
Комптон, Ферми, Гриневальт, Маттиас, Уильямс и персонал из Уилмингтона и Металлургической лаборатории присутствовали при запуске реактора B 13 сентября 1944 года. В тот день операционный отдел принял на себя ответственность за зону 100-B от строительного департамента, включая какая-то мелкая работа, которая осталась незавершенной. Ферми вставил первую пулю в 17:43. Цепная реакция началась без охлаждающей воды в реакторе (критический сухой режим) в 02:30 15 сентября с загруженными 400 трубками. При протекании воды по трубам критический уровень влажности был достигнут в 17:30 18 сентября при загрузке 834 труб. Производственные работы начались в режиме пониженной мощности в 22:48 26 сентября. Мощность увеличили до 9 мегаватт, но уже через час операторы заметили, что мощность начала падать, и к 18:30 27 сентября реактор полностью заглушился. На следующее утро реактор внезапно запустился, но снова остановился, когда уровень мощности был повышен. [132] [133] [134]
Была расследована возможность утечки охлаждающей жидкости или загрязнения воды, но никаких доказательств обнаружено не было. Затем возникло подозрение, что в качестве продукта деления образуется неизвестный нейтронный яд . Комптон попросил Уолтера Зинна поискать доказательства в реакторе Чикагской энергоблока-3 в Аргонне , а Ричарда Л. Доана провести расследование с помощью графитового реактора X-10 на инженерном заводе Клинтона. Зинн нашел доказательства. Ферми и Гриневальт независимо определили, что виновником был Ксенон-135 . Хотя его свойства поглощения нейтронов – в 70 раз превосходящие свойства любого ранее известного изотопа – стали неожиданностью, возможность создания нейтронного яда рассматривалась. Было подсчитано, что реактор может работать на мощности 14 мегаватт с загруженными 1000 трубками, 94 мегаватт с 1600 трубками и 216 мегаватт с 2004 трубками. Это продемонстрировало преимущества дополнительных трубок. Помогло также то, что в реакторе было девять стержней управления вместо трех, что позволяло его корректно остановить с дополнительным топливом. [132] [133] [134]
Следующим этапом производственного процесса было отделение плутония в облученных слитках от урана и продуктов деления. В состав разделительных установок входило здание разделения, где проводилось разделение; вентиляционное здание для утилизации радиоактивных газов; и полигон для захоронения твердых и жидких отходов. По первоначальному плану должно было быть восемь сепарационных установок, но в результате опыта, полученного на опытной установке Клинтонского инженерного завода, их количество сократилось до четырех, а затем, летом 1944 года, до трех: Т- и У-установок на Завод 200-W и B на 200-E. [135] [136]
.jpg/1280px-HD.4A.132_(10405868435).jpg)
Приоритет при строительстве был отдан объектам на участках 300 и 100, поскольку они требовались в первую очередь, а квалифицированной рабочей силы для работ на всех участках одновременно не хватало. До января 1944 года на 200 участках было проведено мало работ. Хотя строительство началось 26 июня 1943 года, к концу года работы на 200-W были завершены лишь на три процента. На строительство здания разделения 221-Т также повлияли задержки с поставкой критически важного оборудования, такого как трубы из нержавеющей стали и 10-тонный кран. Были также некоторые поздние изменения в дизайне. Темп ускорился в середине 1944 года, и в декабре проект 100-W был завершен. Земля была проложена в районе 100-Е 2 августа 1943 года, но к концу апреля 1944 года работы были завершены только на шесть процентов. в ноябре 1944 г. [137] Завод Т приступил к переработке облученных снарядов 26 декабря 1944 г.; Завод Б последовал за ним 13 апреля 1945 года. Завод У так и не появился и использовался как учебный центр. [138]
Количество плутония в каждой консервированной пуле зависело от времени, проведенного в реакторе, положения в реакторе и уровня мощности реактора. История каждой из 70 000 пробок в каждом реакторе записывалась и отслеживалась с помощью автоматической учетной машины. Трубки можно было избирательно разряжать. Разряд производился одновременно с перезарядкой: по мере введения в трубку новых снарядов облученные выпадали с выпускной стороны на неопреновый матрас, а затем скатывались в заполненный водой резервуар-накопитель разряда. Вода была достаточно глубокой, чтобы защитить рабочую зону наверху от радиации. Слизни сортировались вручную с помощью длинных щипцов и помещались в ведра, подвешенные на подвесной монорельсовой дороге. Ведра взвешивали, помещали в футерованные свинцом водоохлаждаемые бочки и транспортировали на участок хранения лагов (200-Н) на специальном железнодорожном вагоне с дистанционным управлением. [139] В каждой цистерне перевозилось по две бочки. [140] Здесь их хранили под водой, чтобы позволить недолгоживущим, но высокорадиоактивным продуктам деления распасться. [135]
.jpg/1280px-HD.12B.001_(11823724886).jpg)
Разделительные здания представляли собой массивные бетонные конструкции без окон, длиной 800 футов (240 м), высотой 80 футов (24 м) и шириной 65 футов (20 м) с бетонными стенами толщиной от 3 до 5 футов (0,91–1,52 м). Внутри здания представляли собой каньоны и галереи. В галереях находились трубопроводы и оборудование. Каньоны были разделены на 22 секции на станции Т и на 20 секций на станции Б. Каждая секция содержала две бетонные камеры. Секции имели длину 40 футов (12 м), за исключением секций 1, 2 и 20, длина которых составляла 44 фута (13 м). Большинство камер имели площадь 15 футов (4,6 м) и глубину 20 футов (6,1 м) и были отделены друг от друга бетонными блоками толщиной 6 футов (1,8 м). [135] [138] Предметы можно было перемещать с помощью мостового крана длиной 60 футов (18 м) . Как только каньоны начнут перерабатывать облученные слизни, оборудование станет настолько радиоактивным, что контакт с ним станет небезопасным для людей. Инженерам пришлось разработать методы, позволяющие заменять любой компонент с помощью дистанционного управления. Они разработали концепцию модульной ячейки, которая позволяла снимать и заменять основные компоненты оператором, сидящим в сильно экранированном мостовом кране. [141]
Перископы и системы видеонаблюдения позволили крановщику лучше видеть процесс. Выяснилось, что радиация чернеет стеклянные линзы перископов, поэтому вместо них были использованы пластиковые. Операторы обычно предпочитали перископы, разработанные Металлургической лабораторией и компанией «Дюпон» в Чикаго и изготовленные компанией «Дюпон» в Уилмингтоне, замкнутому телевидению, поскольку качество изображения последнего было плохим. Раймон Женеро, менеджер разделительных установок, приказал операторам собрать все оборудование внутри с помощью дистанционного управления, как будто зона уже была радиоактивной. [141]
Ряд стадий химической обработки отделил плутоний от оставшегося урана и продуктов деления. Слизни помещали в растворитель, заливали раствором нитрата натрия и доводили до кипения, после чего медленно добавляли гидроксид натрия . После удаления отходов и промывки слизней для их растворения использовали азотную кислоту. Добавляли нитрат висмута и фосфорную кислоту , получая фосфат висмута, который выпадал в осадок , унося с собой плутоний. Осадок удаляли из раствора центрифугой, а жидкость сливали как отходы. Это снизило гамма-излучение на 90 процентов. Осадок помещали в другую емкость и растворяли в азотной кислоте. Для окисления плутония добавляли висмутат натрия или перманганат калия . Фосфат висмута осаждался, а плутоний оставался в растворе. Затем этот шаг был повторен. [142]
Раствор, содержащий плутоний, теперь содержал 100 000-ю исходного гамма-излучения. Он был перенесен из 221 здания в 224 здания Bulk Reduction по подземным трубам. Это были трехэтажные бетонные конструкции высотой 40 футов (12 м), расположенные на расстоянии 150 футов (46 м) позади 221 здания. Добавляли фосфорную кислоту, фосфат висмута выпадал в осадок и удалялся. На этапе «перехода» использовался процесс с фторидом лантана . Добавляли соли лантана и фторид водорода и фторид лантана осаждали, оставляя плутоний в растворе. Это удалило лантаноиды , которые не удалось получить в процессе фосфата висмута. Затем процесс повторился. На этот раз для метатезиса раствора добавляли гидроксид калия . Жидкость удаляли центрифугой, а твердое вещество растворяли в азотной кислоте с образованием нитрата плутония. На этом этапе партия объемом 330 галлонов США (1200 л), отправленная в здание 224-Т, была бы сконцентрирована до 8 галлонов США (30 л). Последний этап проводился в изоляционном корпусе 231-З, где в раствор добавляли перекись водорода, сульфаты и нитрат аммония и выпадал плутоний. Его растворяли в азотной кислоте и помещали в транспортные канистры, которые кипятили на горячем воздухе для получения пасты из нитрата плутония. [143]
Радиоактивные отходы процесса химического разделения размещались в резервуарных парках, состоящих из 64 однокорпусных подземных резервуаров для отходов (241-Б, 241-С, 241-Т и 241-У). [144]
19 июля 1944 года Чарльз А. Томас сообщил Уильямсу и Гринуолту, что Роберт Оппенгеймер , директор Лос-Аламосской лаборатории Манхэттенского проекта , оставил всякую надежду заставить ядерное оружие пушечного типа « Тонкий человек» работать. Лос-Аламосская лаборатория теперь собиралась сконцентрироваться на разработке ядерного оружия имплозивного типа « Толстяк» . Встреча с Гроувсом и Джеймсом Б. Конантом в Вашингтоне, округ Колумбия, была назначена на 21 июля. К этому моменту реактор B был почти завершен, но реактор D отставал от него на несколько месяцев, а реактор F не был завершен даже на четверть. Если бы Лос-Аламосская лаборатория каким-то образом смогла спроектировать и построить действующее имплозионное оружие всего за несколько месяцев, то для каждой бомбы потребовалось бы всего несколько килограммов плутония, и в реакторе F, возможно, не было бы необходимости. вообще не будет необходимости ни в одном из реакторов. Гровс и Конант не были убеждены, что имеющиеся у них цифры достаточно надежны, чтобы пойти на такой радикальный шаг, как закрытие реактора F, и предложили Уильямсу и Гринуолту обсудить этот вопрос с Ферми, когда они вернутся в Хэнфорд. Они это сделали, и Ферми подтвердил, что оружие имплозивного типа действительно потребует гораздо меньше плутония. [145]
Первая партия плутония была переработана на заводе 221-Т в период с 26 декабря 1944 года по 2 февраля 1945 года. Партии нитрата плутония отправлялись на небольшом грузовике в двадцати металлических контейнерах внутри деревянных ящиков в сопровождении двух патрульных машин. Матиас лично доставил его поездом из Портленда в Лос-Анджелес, где лично доставил его курьеру из Лос-Аламоса. Он решил отправить его автомобильным транспортом, поскольку считал, что воздушный транспорт слишком опасен, а железнодорожный — слишком медленный. [147] [148] [149] К 28 марта все три реактора впервые заработали на полную мощность, 250 мегаватт, [150] а к апрелю поезда с килограммовыми партиями плутония направились в Лос-Аламос. каждые пять дней. В мае поезда заменили автоколонны, а в конце июля грузы начали отправляться по воздуху из аэропорта Хэнфорда. [147] Плутоний, отправленный в Лос-Аламос, имел чистоту не менее 98 процентов. [151] Единственная жалоба из Лос-Аламоса заключалась в наличии волокон кремнезема, оставшихся после процесса фильтрации; их количество сократилось, поскольку производственный процесс был усовершенствован и потребовалось меньше фильтров. [149]
10 марта 1945 года японская аэростатная бомба взорвалась в линии высокого напряжения, проходящей между Гранд-Кули и Бонневилем. Это вызвало скачок напряжения в линиях, ведущих к реакторам. Автоматически был запущен аварийный режим , и предохранительные устройства отключили реакторы. Бомба не взорвалась, и линия электропередачи не получила серьезных повреждений. [152] [153] Хэнфордский инженерный завод был единственным ядерным объектом США, подвергшимся нападению противника. [154]
По просьбе Оппенгеймера Хэнфордский инженерный завод также производил полоний-210 . Гринуолт протестовал против перевода мощностей по производству плутония в Комптон, но безуспешно; полоний был необходим для нейтронных инициаторов , и концентрация всего производства на графитовом реакторе Х-10 в Ок-Ридже поставила бы под угрозу все усилия, если бы там случился несчастный случай. 1 мая в четыре трубки реактора D были загружены 264 порции, содержащие висмут . Облученные частицы висмута были отправлены в Лос-Аламос для переработки. [155] В июне и начале июля существовало сильное давление с требованием произвести больше плутония для испытания «Тринити» 16 июля 1945 года, а в конце июля — для оперативного использования. Были проведены эксперименты по увеличению размера партии. Это было опасно, поскольку не было известно, сколько жидкости, содержащей плутоний, можно было безопасно использовать без риска аварии, связанной с критичностью . В июле и августе в процедуры были внесены изменения, чтобы минимизировать риск. Продолжительность периода охлаждения была сокращена до менее чем тридцати дней, а возможно, и до пятнадцати дней. [150]
На протяжении всей войны Манхэттенский проект сохранял гриф совершенно секретной информации. Пока не пришло известие об атомной бомбардировке Хиросимы , менее одного процента работников Хэнфорда знали, что работают над проектом создания ядерного оружия. [156] Гроувс отметил, что «мы позаботились о том, чтобы каждый участник проекта полностью понимал свою роль в общих усилиях; это, и не более того». [157] Слова «уран» и «плутоний» были запрещены; первый был «недрагоценным металлом», а второй «продуктом». Плакаты и карикатуры с изображением «Охранника Джейн» и «Капрала Пэдди» призывали рабочих избегать разговоров о своей работе. [158]
Существование и цель Хэнфорда были публично раскрыты в пресс-релизах 7 и 9 августа 1945 года, после бомбардировки Хиросимы, но до того, как плутоний Хэнфорда в бомбе «Толстяк» был использован при бомбардировке Нагасаки 9 августа. [159] Более подробная информация появилась после публикации отчета Смита 12 августа 1945 года. Теперь широкая общественность была проинформирована о Хэнфорде, хотя отчет не раскрывал многих секретов Хэнфорда. [160] Гроувс вручил Хэнфордскому инженерному заводу награду «E» армии и флота 20 октября 1945 года. [161] [162] Он организовал для сенаторов Хью Митчелла , Гомера С. Фергюсона и Харли М. Килгора руководство экскурсия по Хэнфордскому инженерному заводу. Они были первыми гражданскими лицами, не связанными напрямую с Манхэттенским проектом, вошедшими в производственное здание. [163]
В январе 1946 года Матиаса на посту инженера сменил полковник Фредерик Дж. Кларк. [164] [165] Вскоре ушла и компания DuPont. Первоначальный контракт Манхэттенского округа с DuPont был заключен на период войны плюс шесть месяцев после нее. Дополнительное соглашение продлило этот срок до 30 июня 1946 года с возможностью продления еще на год, чем и воспользовался Гроувс. Гроувс попытался договориться о долгосрочном продлении, но Карпентер отказался. Он согласился остаться до 31 октября 1946 года, но настоял на том, чтобы DuPont ушла в это время. 11 марта 1946 года [166] [167] Гроувс сообщил Паттерсону, который сменил Стимсона на посту военного министра 21 сентября 1945 года, [168] что компания DuPont должна быть заменена. [166] Поскольку DuPont ушла до истечения срока действия контракта, правительство потребовало вернуть 33 цента из суммы в один доллар. [169]
Возможными компаниями-заменителями DuPont были General Electric (GE) и Westinghouse Electric Corporation . Кеннет Николс предпочитал GE, поскольку она обладала большими химическими возможностями, чем Westinghouse, но Гроувс считал, что GE будет слишком дорогой, и требовал поддержки ядерной лаборатории, расположенной рядом с ее исследовательским центром в Скенектади, штат Нью-Йорк . [170] Президент GE Чарльз Уилсон поначалу сопротивлялся, но 28 мая 1946 года принял это назначение. [171] Контракт предусматривал, что GE будет управлять Хэнфордским инженерным заводом, проектировать и производить изменения и дополнения, а также проводить исследования и разработки, связанные с работами в Хэнфорде. Это позволило GE выйти в одностороннем порядке, если законопроект о создании Комиссии по атомной энергии, представленный Конгрессу , не понравился ей, и предусматривал создание Лаборатории атомной энергии Ноллса , новой государственной лаборатории, где GE будет проводить исследования и разработки. GE взяла на себя управление производством в Хэнфорде 1 сентября 1946 года и приняла формальный контроль 30 сентября. [166] [167]
31 декабря 1946 года Манхэттенский проект завершился, и контроль над объектом в Хэнфорде перешел к Комиссии по атомной энергии. [172] Общая стоимость Hanford Engineer Works на тот момент составляла 348 101 240 долларов США (что эквивалентно 4 000 000 000 долларов США в 2022 году). [72] В рамках проекта было построено 386 миль (621 км) дорог, 158 миль (254 км) железных дорог и четыре электрические подстанции, более 50 миль (80 км) линий электропередачи и 780 000 кубических ярдов (600 000 м3). 3 ) бетона и 40 000 коротких тонн (36 000 т) конструкционной стали ушло на его строительство. [173]
Во время холодной войны объекты Хэнфордского полигона были расширены и теперь включают девять ядерных реакторов и пять крупных комплексов по переработке плутония, которые производили плутоний для большей части из более чем шестидесяти тысяч единиц оружия, созданных для ядерного арсенала США. После того, как было произведено достаточное количество плутония, производственные реакторы были остановлены в период с 1964 по 1971 год. [174] [175] В 2000 году большие части первоначального объекта были переданы Национальному памятнику Хэнфорд-Рич . [176] Реактор B был внесен в Национальный реестр исторических мест в 1992 году. [177] Он был признан Национальной исторической достопримечательностью Службой национальных парков в 2008 году, [178] [179] и стал частью Манхэттенского проекта «Национальная историческая достопримечательность». Парк рядом с другими объектами в Ок-Ридже и Лос-Аламосе в 2015 году. [180] Министерство энергетики США (DOE) предлагает бесплатные экскурсии по объекту, которые можно забронировать через веб-сайт департамента. [181]
46 ° 38'51 ″ с.ш. 119 ° 35'55 ″ з.д. / 46,64750 ° с.ш. 119,59861 ° з.д. / 46,64750; -119,59861
