stringtranslate.com

Чикаго Пайл-1

Чикагский реактор-1 ( CP-1 ) был первым в мире искусственным ядерным реактором . 2 декабря 1942 года в CP-1 была инициирована первая искусственная самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция во время эксперимента под руководством Энрико Ферми . Секретная разработка реактора стала первым крупным техническим достижением Манхэттенского проекта , усилий союзников по созданию ядерного оружия во время Второй мировой войны . Разработанный Металлургической лабораторией Чикагского университета , CP-1 был построен под западными смотровыми трибунами оригинального стадиона Stagg Field . Хотя гражданские и военные руководители проекта испытывали опасения относительно возможности катастрофической неуправляемой реакции, они доверяли расчетам безопасности Ферми и решили, что могут провести эксперимент в густонаселенном районе. Ферми описал реактор как «грубую кучу черных кирпичей и деревянных брусьев». [4]

После серии попыток успешный реактор был собран в ноябре 1942 года командой из примерно 30 человек, в которую, помимо Ферми, входили ученые Лео Сцилард (который ранее сформулировал идею цепной реакции без деления ), Леона Вудс , Герберт Л. Андерсон , Уолтер Зинн , Мартин Д. Уитакер и Джордж Вайль . Реактор использовал природный уран. Для достижения критичности требовалось очень большое количество материала, а в качестве замедлителя нейтронов использовался графит . Реактор содержал 45 000 сверхчистых графитовых блоков весом 360 коротких тонн (330 тонн ) и работал на 5,4 коротких тоннах (4,9 тонны) металлического урана и 45 коротких тоннах (41 тонна) оксида урана . В отличие от большинства последующих ядерных реакторов, он не имел радиационной защиты или системы охлаждения, поскольку работал на очень низкой мощности — около половины ватта.

Стремление к реактору было вызвано опасениями, что нацистская Германия имела существенное научное лидерство. Успех Чикагской поленницы-1 в создании цепной реакции стал первой наглядной демонстрацией возможности военного использования ядерной энергии союзниками, а также реальности опасности того, что нацистская Германия могла преуспеть в производстве ядерного оружия. Ранее оценки критических масс были грубыми расчетами, что приводило к неопределенностям порядка величины относительно размера гипотетической бомбы. Успешное использование графита в качестве замедлителя проложило путь к прогрессу в усилиях союзников, тогда как немецкая программа зачахла отчасти из-за убеждения, что для этой цели придется использовать дефицитную и дорогую тяжелую воду . Немцы не смогли учесть важность примесей бора и кадмия в образцах графита, на которых они проводили испытания его пригодности в качестве замедлителя, в то время как Лео Силард и Энрико Ферми спрашивали поставщиков о наиболее распространенных загрязнениях графита после первого неудачного испытания. Они, следовательно, гарантировали, что следующий тест будет проведен с графитом, полностью лишенным их. Как оказалось, и бор, и кадмий были сильными нейтронными ядами .

В 1943 году CP-1 был перемещен на Site A , военный исследовательский центр недалеко от Чикаго, где он был перестроен в Chicago Pile-2 (CP-2). Там он использовался для исследований до 1954 года, когда был разобран и захоронен. Трибуны на Stagg Field были снесены в августе 1957 года, и мемориальный четырехугольник теперь отмечает место проведения эксперимента, которое теперь является Национальным историческим памятником и Чикагским памятником .

Происхождение

Идея химической цепной реакции была впервые предложена в 1913 году немецким химиком Максом Боденштейном для ситуации, в которой две молекулы реагируют, образуя не только конечные продукты реакции, но и некоторые нестабильные молекулы, которые могут далее реагировать с исходными веществами, вызывая реакцию большего количества веществ. [5] Концепция ядерной цепной реакции была впервые выдвинута венгерским ученым Лео Силардом 12 сентября 1933 года. [6] Силард понял, что если ядерная реакция производит нейтроны или динейтроны , которые затем вызывают дальнейшие ядерные реакции, процесс может быть самоподдерживающимся. Силард предложил использовать смеси более легких известных изотопов, которые производят нейтроны в больших количествах, а также рассматривал возможность использования урана в качестве топлива. [7] Он подал патент на свою идею простого ядерного реактора в следующем году. [8] Открытие деления ядра немецкими химиками Отто Ганом и Фрицем Штрассманом в 1938 году [9] [10] и его теоретическое объяснение (и наименование) их коллегами Лизой Мейтнер и Отто Фришем [11] [12] открыли возможность создания цепной ядерной реакции с ураном, но первоначальные эксперименты оказались безуспешными. [13] [14] [15] [16]

Для того чтобы произошла цепная реакция, делящиеся атомы урана должны были испускать дополнительные нейтроны, чтобы поддерживать реакцию. В Колумбийском университете в Нью-Йорке итальянский физик Энрико Ферми сотрудничал с американцами Джоном Даннингом , Гербертом Л. Андерсоном , Юджином Т. Бутом , Дж. Норрисом Глэсо и Фрэнсисом Дж. Слэком , чтобы провести первый эксперимент по ядерному делению в Соединенных Штатах 25 января 1939 года. [17] [18] Последующая работа подтвердила, что быстрые нейтроны действительно производятся при делении. [19] [20] Силард получил разрешение от главы физического факультета Колумбийского университета Джорджа Б. Пеграма на использование лаборатории в течение трех месяцев и убедил Уолтера Зинна стать его соавтором. [21] Они провели простой эксперимент на седьмом этаже Pupin Hall в Колумбийском университете, используя источник радия-бериллиевого ядра для бомбардировки урана нейтронами. Они обнаружили значительное размножение нейтронов в природном уране, доказав, что цепная реакция возможна. [22]

Ферми и Силард все еще считали, что для атомной бомбы потребуются огромные количества урана , и поэтому сосредоточились на создании контролируемой цепной реакции. [23] Ферми призвал Альфреда О. К. Нира разделить изотопы урана для определения делящегося компонента, и 29 февраля 1940 года Нир выделил первый образец урана-235 , который, после отправки Даннингу в Колумбию, был признан изолированным делящимся материалом. [24] Когда он работал в Риме, Ферми обнаружил, что столкновения между нейтронами и замедлителями нейтронов могут замедлять нейтроны и, таким образом, повышать вероятность их захвата ядрами урана, что приводит к делению урана. [25] [26] Силард предложил Ферми использовать углерод в форме графита в качестве замедлителя. В качестве запасного плана он рассматривал тяжелую воду . Она содержала дейтерий , который не поглощал нейтроны, как обычный водород, и был лучшим замедлителем нейтронов, чем углерод; но тяжелая вода была дорогой и сложной в производстве, и могло потребоваться несколько тонн. [27] Ферми подсчитал, что делящееся ядро ​​урана производило в среднем 1,73 нейтрона. Этого было достаточно, но требовалась тщательная разработка, чтобы минимизировать потери. [28] [29] (Сегодня известно, что среднее число нейтронов, испускаемых одним делящимся ядром урана-235, составляет около 2,4). [30]

Силард подсчитал, что ему понадобится около 50 коротких тонн (45 т) графита и 5 коротких тонн (4,5 т) урана. [27] В декабре 1940 года Ферми и Силард встретились с Гербертом Г. Макферсоном и Виктором К. Хамистером в National Carbon , чтобы обсудить возможное существование примесей в графите и закупку графита такой чистоты, которая никогда не производилась в коммерческих целях. [31] National Carbon, химическая компания, предприняла необычный для того времени шаг, наняв Макферсона, физика, для исследования дуговых угольных ламп, основного коммерческого использования графита в то время. Благодаря своей работе по изучению спектроскопии угольной дуги, Макферсон знал, что основным соответствующим загрязнителем был бор, как из-за его концентрации, так и из-за его сродства к поглощению нейтронов, [31] подтверждая подозрения Силарда. [32] Что еще важнее, Макферсон и Хамистер считали, что можно разработать методы получения графита достаточной чистоты. Если бы Ферми и Силард 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 Макферсон, Хамистер и Лохлин М. Карри разработали методы термической очистки для крупномасштабного производства графита с низким содержанием бора. [31] [33] Полученный продукт был обозначен National Carbon как графит AGOT (« графит Ачесона обычной температуры»). С сечением поглощения нейтронов 4,97 мбарн графит AGOT считается первым настоящим ядерным графитом . [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 для использования при строительстве Chicago Pile-1. [36]

Государственная поддержка

Сцилард составил конфиденциальное письмо президенту Франклину Д. Рузвельту , предупреждая о немецком проекте по созданию ядерного оружия , объясняя возможность создания ядерного оружия и поощряя разработку программы, которая могла бы привести к его созданию. С помощью Юджина Вигнера и Эдварда Теллера он обратился к своему старому другу и коллеге Альберту Эйнштейну в августе 1939 года и убедил его подписать письмо, предоставив свой авторитет предложению. [37] Письмо Эйнштейна-Сциларда привело к созданию правительством США исследований ядерного деления. [38] Консультативный комитет по урану был сформирован под руководством Лаймана Дж. Бриггса , ученого и директора Национального бюро стандартов . На его первом заседании 21 октября 1939 года присутствовали Сцилард, Теллер и Вигнер. Ученые убедили армию и флот предоставить Сциларду 6000 долларов для закупки расходных материалов для экспериментов, в частности, большего количества графита. [39]

Pupin Hall в Колумбийском университете

В апреле 1941 года Национальный комитет оборонных исследований (NDRC) создал специальный проект под руководством Артура Комптона , лауреата Нобелевской премии, профессора физики Чикагского университета , для подготовки доклада по урановой программе. Доклад Комптона, представленный в мае 1941 года, предвидел перспективы разработки радиологического оружия , ядерного двигателя для кораблей и ядерного оружия с использованием урана-235 или недавно открытого плутония . [40] В октябре он написал еще один доклад о практичности атомной бомбы. Для этого доклада он работал с Ферми над расчетами критической массы урана-235. Он также обсудил перспективы обогащения урана с Гарольдом Юри . [41]

Нильс Бор и Джон Уилер предположили, что тяжелые изотопы с нечетными атомными массовыми числами являются делящимися . Если это так, то плутоний-239, вероятно, также делится. [42] В мае 1941 года Эмилио Сегре и Гленн Сиборг произвели 28 мкг плутония-239 в 60-дюймовом (150 см) циклотроне в Калифорнийском университете и обнаружили, что он имеет сечение захвата тепловых нейтронов в 1,7 раза больше, чем у урана-235. В то время в циклотронах производились только такие ничтожные количества плутония-239, и таким образом было невозможно произвести достаточно большое количество. [43] Комптон обсуждал с Вигнером, как плутоний может быть получен в ядерном реакторе , и с Робертом Сербером о том, как этот плутоний может быть отделен от урана. В его отчете, представленном в ноябре, говорилось, что создание бомбы осуществимо. [41]

В окончательном варианте доклада Комптона от ноября 1941 года плутоний не упоминался, но после обсуждения последних исследований с Эрнестом Лоуренсом Комптон убедился, что плутониевая бомба также осуществима. В декабре Комптон был назначен ответственным за плутониевый проект. [44] Его целями были производство реакторов для преобразования урана в плутоний, поиск способов химического разделения плутония от урана и проектирование и создание атомной бомбы. [45] [42] Комптону пришлось решать, какой из различных типов реакторов следует разрабатывать ученым, хотя успешный реактор еще не был построен. [46] Он предложил график достижения контролируемой ядерной цепной реакции к январю 1943 года и создания атомной бомбы к январю 1945 года. [45]

Разработка

В четвертую годовщину успеха команды, 2 декабря 1946 года, члены команды CP-1 собрались в Чикагском университете. Слева направо, задний ряд: Норман Хилберри , Сэмюэл Эллисон , Томас Брилл, Роберт Ноблс, Уоррен Найер, Марвин Уилкенинг. Средний ряд: Гарольд Агню , Уильям Штурм, Гарольд Лихтенбергер , Леона Вудс , Лео Силард . Передний ряд: Энрико Ферми , Уолтер Цинн , Альберт Ваттенберг , Герберт Л. Андерсон .

В ядерном реакторе критичность достигается, когда скорость производства 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 неотражающего , однородного, сферического реактора критический радиус был рассчитан примерно следующим образом:

, [47]

где M — среднее расстояние, которое проходит нейтрон до поглощения, а k — средний коэффициент размножения нейтронов . Нейтроны в последующих реакциях будут усилены с коэффициентом k , 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, не пересекая мгновенный критический порог, который приведет к быстрому экспоненциальному увеличению числа событий деления. [47] [48]

Ферми окрестил свой аппарат «сваей». Эмилио Сегре позже вспоминал, что:

Я некоторое время думал, что этот термин использовался для обозначения источника ядерной энергии по аналогии с использованием Вольтой итальянского термина pila для обозначения его собственного великого изобретения источника электрической энергии. Я был разочарован самим Ферми, который сказал мне, что он просто использовал распространенное английское слово pile как синоним heap . К моему удивлению, Ферми, похоже, никогда не задумывался о связи между его pile и pile Вольты. [49]

Другой 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 докритической сборки, чтобы проверить с меньшей конструкцией, будет ли работать большая. Так называемый экспоненциальный котел, который он предложил построить, имел длину 8 футов (2,4 м), ширину 8 футов (2,4 м) и высоту 11 футов (3,4 м). [50] Он был слишком большим, чтобы поместиться в Физических лабораториях Пупина. Ферми вспоминал, что:

Мы пошли к декану Пеграму, который тогда был человеком, который мог творить магию в университете, и объяснили ему, что нам нужна большая комната. Он разведал вокруг кампуса, и мы пошли с ним в темные коридоры и под различными трубами отопления и так далее, чтобы посетить возможные места для этого эксперимента, и в конце концов большая комната была обнаружена в Шермерхорн Холле . [51]

Одна из как минимум 29 экспериментальных свай, которые были построены в 1942 году под западными трибунами стадиона Stagg Field. Каждый из испытанных элементов был включен в окончательный проект.

Котел был построен в сентябре 1941 года из графитовых блоков размером 4x4x12 дюймов (10x10x30 см) и жестяных банок из оксида урана. Банки представляли собой кубы размером 8x8x8 дюймов (20x20x20 см). После заполнения оксидом урана каждая весила около 60 фунтов (27 кг). Всего было 288 банок, и каждая была окружена графитовыми блоками, так что все вместе образовывало кубическую решетчатую структуру. Источник нейтронов из радия и бериллия располагался около дна. Оксид урана нагревали для удаления влаги и упаковывали в банки, пока он был еще горячим, на встряхивающем столе. Затем банки запаивали. В качестве рабочей силы Пеграм обеспечил услуги футбольной команды Колумбии. В то время было принято, чтобы футболисты выполняли случайные работы в университете. Они могли легко манипулировать тяжелыми банками. Окончательный результат оказался разочаровывающим: k = 0,87. [48] [52]

Комптон считал, что наличие команд в Колумбийском университете, Принстонском университете , Чикагском университете и Калифорнийском университете создавало слишком много дублирования и недостаточно сотрудничества, и он решил сосредоточить работу в одном месте. Никто не хотел переезжать, и все выступали за свое собственное местоположение. В январе 1942 года, вскоре после того, как Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну, Комптон выбрал свое собственное местоположение, Чикагский университет, где, как он знал, у него была безоговорочная поддержка администрации университета. [53] Чикаго также имел центральное местоположение, и ученые, техники и объекты были более доступны на Среднем Западе , где их еще не забрала военная работа. [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 предприняла последнюю попытку построить работающую кучу в Колумбии. Поскольку банки поглотили нейтроны, от них пришлось отказаться. Вместо этого оксид урана, нагретый до 250 °C (480 °F) для его просушки, был запрессован в цилиндрические отверстия длиной 3 дюйма (7,6 см) и диаметром 3 дюйма (7,6 см), просверленные в графите. Затем вся куча была законсервирована путем пайки листового металла вокруг нее, а содержимое нагрето выше точки кипения воды для удаления влаги. Результатом стало k = 0,918. [55]

Выбор места

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

В Чикаго Сэмюэл К. Эллисон нашел подходящее место длиной 60 футов (18 м), шириной 30 футов (9,1 м) и высотой 26 футов (7,9 м), немного утопленное под уровнем земли, в пространстве под трибунами на стадионе Стэгг-Филд, изначально построенном как площадка для игры в ракетки . [56] [57] Стагг-Филд в основном не использовался с тех пор, как Чикагский университет отказался от игры в американский футбол в 1939 году, [47] [58] но площадки для игры в ракетки под Западной трибуной все еще использовались для игры в сквош и гандбол . Леона Вудс и Энтони Л. Туркевич играли там в сквош в 1940 году. Поскольку это место предназначалось для интенсивных тренировок, оно не отапливалось и было очень холодным зимой. На близлежащих Северных трибунах на первом этаже была пара ледовых катков, которые, хотя и не охлаждались, редко таяли зимой. [59] Эллисон использовал площадку для игры в ракетки, чтобы построить экспериментальную сваю высотой 7 футов (2,1 м) до прибытия группы Ферми в 1942 году. [56]

Инженерный корпус армии США взял под контроль программу ядерного оружия в июне 1942 года, и Металлургическая лаборатория Комптона стала частью того, что стало называться Манхэттенским проектом . [60] Бригадный генерал Лесли Р. Гроувс-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 спроектировал новый котел, который должен был быть сферическим, чтобы максимизировать k , который, как предполагалось, должен был быть около 1,04, тем самым достигая критичности. [64] Леона Вудс была назначена для строительства нейтронных детекторов на основе трифторида бора, как только она завершила свою докторскую диссертацию. Она также помогла Андерсону найти необходимое большое количество пиломатериалов размером 4 на 6 дюймов (10 на 15 см) на складах пиломатериалов в южной части Чикаго . [65] Поставки высокочистого графита прибывали, в основном из National Carbon, и высокочистого диоксида урана из Mallinckrodt в Сент-Луисе, который теперь производил 30 коротких тонн (27 т) в месяц. [66] Металлический уран также начал прибывать в больших количествах, продукт недавно разработанных технологий. [67]

25 июня армия и Управление научных исследований и разработок (OSRD) выбрали участок в Аргоннском лесу недалеко от Чикаго для опытного завода по производству плутония; он стал известен как « Участок А ». 1025 акров (415 га) были арендованы у округа Кук в августе, [68] [69] но к сентябрю стало очевидно, что предлагаемые объекты будут слишком обширны для этого участка, и было решено построить опытный завод в другом месте. [70] Подкритические котлы представляли небольшую опасность, но Гроувс посчитал, что было бы благоразумно разместить критический котёл — полностью функциональный ядерный реактор — в более отдалённом месте. В Аргонне началось строительство здания для размещения экспериментального котла Ферми, его завершение было запланировано на 20 октября. Из-за промышленных споров строительство отставало от графика, и стало ясно, что материалы для нового котла Ферми будут доступны до того, как будет завершено новое сооружение. В начале ноября Ферми приехал в Комптон с предложением построить экспериментальную сваю под трибунами стадиона Стэгг-Филд. [71]

КП-1 в стадии строительства: 4-й слой

Риск строительства действующего реактора, работающего на критическом уровне, в населенной местности был серьезной проблемой, поскольку существовала опасность катастрофического ядерного расплавления, которое могло бы покрыть один из крупнейших городских районов Соединенных Штатов радиоактивными продуктами деления. Но физика системы предполагала, что котел можно было бы безопасно остановить даже в случае неконтролируемой реакции . Когда атом топлива подвергается делению, он выделяет нейтроны, которые поражают другие атомы топлива в цепной реакции. [71] Время между поглощением нейтрона и делением измеряется в наносекундах. Сциллард отметил, что эта реакция оставляет после себя продукты деления , которые также могут выделять нейтроны, но делают это в течение гораздо более длительных периодов времени, от микросекунд до нескольких минут. В медленной реакции, такой как реакция 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 у цепной реакции, полагаясь исключительно на мгновенные нейтроны из реакций деления. Поскольку скорость высвобождения этих нейтронов зависит от событий деления, происходящих некоторое время назад, существует задержка между любыми всплесками мощности и более поздним событием критичности. Это время дает операторам свободу действий; если замечен всплеск потока мгновенных нейтронов, у них есть несколько минут, прежде чем это вызовет неконтролируемую реакцию. Если нейтронный поглотитель, или нейтронный яд , будет введен в любое время в течение этого периода, реактор отключится. Следовательно, реакцией можно управлять с помощью электромеханических систем управления, таких как управляющие стержни . Комптон считал, что этой задержки было достаточно, чтобы обеспечить критический запас прочности, [71] [72] и разрешил Ферми построить Чикагскую котелку-1 на Стагг-Филд. [74] [72]

Позднее Комптон объяснил, что:

Как ответственный сотрудник Чикагского университета, согласно всем правилам организационного протокола, я должен был донести этот вопрос до своего начальника. Но это было бы несправедливо. Президент Хатчинс не имел возможности выносить независимое суждение о сопутствующих опасностях. Исходя из соображений благосостояния университета, единственным ответом, который он мог бы дать, было бы — нет. И этот ответ был бы неверным. [74]

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

Строительство

КП-1 в стадии строительства: 7-й слой

Chicago Pile-1 был заключен в воздушный шар, так что воздух внутри мог быть заменен углекислым газом . У Андерсона был темно-серый воздушный шар, изготовленный Goodyear Tire and Rubber Company . 25-футовый (7,6 м) кубический воздушный шар был несколько необычным, но приоритетный рейтинг AAA Манхэттенского проекта гарантировал быструю доставку без каких-либо вопросов. [63] [77] Для его установки на место использовались блоки и тали , верхняя часть которых была прикреплена к потолку, а три стороны — к стенам. Оставшаяся сторона, обращенная к балкону, с которого Ферми руководил операцией, была свернута как тент. На полу был нарисован круг, и утром 16 ноября 1942 года началась укладка графитовых блоков . [78] Первый размещенный слой был полностью сделан 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, он не имел радиационной защиты или системы охлаждения, поскольку был предназначен для работы только на очень низкой мощности. [79]

Работа выполнялась в двенадцатичасовые смены, с дневной сменой под руководством Зинна и ночной сменой под руководством Андерсона. [80] В качестве рабочей силы они наняли тридцать выпускников средней школы, которые хотели заработать немного денег перед призывом в армию. [81] Они обработали 45 000 графитовых блоков, включающих 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 стандартные отрезки по 16,5 дюймов (42 см), каждый весом 19 фунтов (8,6 кг). Токарный станок использовался для сверления отверстий диаметром 3,25 дюйма (8,3 см) в блоках для стержней управления и урана. Гидравлический пресс использовался для придания оксиду урана формы «псевдосфер», цилиндров с закругленными концами. Сверла приходилось затачивать после каждых 60 отверстий, что составляло примерно один раз в час. [78] Графитовая пыль вскоре заполнила воздух и сделала пол скользким. [74]

Другая группа под руководством Волни С. Уилсона отвечала за контрольно-измерительные приборы. [80] Они также изготовили стержни управления , которые представляли собой листы кадмия , прибитые гвоздями к плоским деревянным полосам, поскольку кадмий является мощным поглотителем нейтронов, и линию аварийной остановки , манильскую веревку , которая при разрезании опускала стержень управления в кучу и останавливала реакцию. [81] Ричард Фокс, который изготовил механизм стержня управления для кучи, заметил, что ручное управление скоростью, которое оператор имел над стержнями, было просто переменным резистором , управляющим электродвигателем , который наматывал веревочную проволоку на шкив, к которому также были прикреплены два свинцовых груза, чтобы гарантировать отказоустойчивость и возврат в нулевое положение при отпускании. [83]

КП-1 в стадии строительства: 10-й слой

За смену укладывалось около двух слоев. [78] Счетчик нейтронов на основе трехфтористого бора Вудса был вставлен на 15-м слое. После этого показания снимались в конце каждой смены. [84] Ферми разделил квадрат радиуса котла на интенсивность радиоактивности, чтобы получить метрику, которая уменьшалась до единицы по мере приближения котла к критичности. На 15-м слое он был равен 390; на 19-м — 320; на 25-м — 270, а на 36-м — всего 149. Первоначальный проект был для сферического котла, но по мере продвижения 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. Завод Westinghouse Lamp поставил 3 короткие тонны (2,7 т), которые он изготовил в спешке с помощью кустарного процесса. [86] [87]

Металлические урановые цилиндры диаметром 2,25 дюйма (5,7 см), известные как «яйца Спеддинга», были сброшены в отверстия в графите вместо псевдосфер из оксида урана. Процесс заполнения баллона углекислым газом не был бы необходим, и можно было бы обойтись без двадцати слоев. Согласно новым расчетам Ферми, отсчет достиг бы 1 между 56-м и 57-м слоями. Таким образом, полученная куча была более плоской сверху, чем снизу. [78] Андерсон объявил остановку после того, как 57-й слой был размещен. [88] После завершения деревянная рама поддерживала эллиптическую конструкцию высотой 20 футов (6,1 м), шириной 6 футов (1,8 м) на концах и 25 футов (7,6 м) посередине. [81] [89] Он содержал 6 коротких тонн (5,4 т) металлического урана, 50 коротких тонн (45 т) оксида урана и 400 коротких тонн (360 т) графита, оценочная стоимость которых составляла 2,7 млн ​​долларов. [90]

Первая ядерная цепная реакция

Кьянти фиаско, купленное Юджином Вигнером в честь первой самоподдерживающейся, контролируемой цепной реакции. Оно было подписано участниками.

На следующий день, 2 декабря 1942 года, все собрались для эксперимента. Присутствовало 49 ученых. [a] Хотя большая часть Исполнительного комитета S-1 находилась в Чикаго, присутствовал только Кроуфорд Гринуолт по приглашению Комптона. [92] Среди других высокопоставленных лиц были Силард, Вигнер и Спеддинг. [91] Ферми, Комптон, Андерсон и Зинн собрались вокруг пульта управления на балконе, который изначально планировался как смотровая площадка. [93] Сэмюэл Эллисон стоял наготове с ведром концентрированного нитрата кадмия , которое он должен был выбросить через кучу в случае чрезвычайной ситуации. Запуск начался в 09:54. Уолтер Зинн снял молнию, аварийный стержень управления, и закрепил его. [93] [94] Норман Хилберри стоял наготове с топором, чтобы перерезать линию аварийной остановки, что позволило бы молнии упасть под действием силы тяжести. [94] [95] Пока Леона Вудс громко выкрикивала отсчет с детектора трифторида бора, Джордж Вейл , единственный на полу, вытащил все, кроме одного, из контрольных стержней. В 10:37 Ферми приказал Вейлу вытащить все, кроме 13 футов (4,0 м) последнего контрольного стержня. Вейл вытаскивал его на 6 дюймов (15 см) за раз, снимая измерения на каждом шаге. [93] [94]

Процесс был внезапно остановлен автоматическим стержнем управления, который сам себя вставил обратно, поскольку его уровень срабатывания был установлен слишком низко. [96] В 11:25 Ферми приказал вставить стержни управления обратно. Затем он объявил, что пришло время обеда. [93]

Эксперимент возобновился в 14:00. [93] Вайль работал над последним стержнем управления, в то время как Ферми внимательно следил за активностью нейтронов. Ферми объявил, что котел достиг критического состояния (достиг самоподдерживающейся реакции) в 15:25. Ферми переключил шкалу на самописце, чтобы приспособиться к быстро растущему электрическому току от детектора трифторида бора. Он хотел проверить цепи управления, но через 28 минут зазвонили звоночки тревоги, оповещая всех о том, что поток нейтронов превысил заданный уровень безопасности, и он приказал Зинну отстегнуть молнию. Реакция быстро остановилась. [97] [94] Котел работал 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 был на импровизированном коде:

Комптон: Итальянский мореплаватель высадился в Новом Свете.
Конант: Как там местные жители?

Комптон: Очень дружелюбный. [100]

Поздняя операция

12 декабря 1942 года выходная мощность CP-1 была увеличена до 200 Вт, что было достаточно для питания лампочки. Не имея никакой защиты, он представлял опасность для всех находящихся поблизости, и дальнейшие испытания были продолжены при 0,5 Вт. [101] Эксплуатация была прекращена 28 февраля 1943 года, [102] а котел был демонтирован и перемещен на площадку A в Аргоннском лесу, ныне известном как Ред-Гейт Вудс . [103] [104] Там оригинальные материалы были использованы для строительства Чикагского котла-2 (CP-2). Вместо того, чтобы быть сферическим, новый реактор был построен в форме куба, около 25 футов (7,6 м) в высоту с основанием приблизительно 30 футов (9,1 м) в квадрате. Он был окружен бетонными стенами толщиной 5 футов (1,5 м), которые служили радиационной защитой , с защитой сверху из 6 дюймов (15 см) свинца и 50 дюймов (130 см) дерева. Было использовано больше урана, поэтому он содержал 52 коротких тонны (47 т) урана и 472 коротких тонны (428 т) графита. Система охлаждения не была предусмотрена, поскольку он работал всего на нескольких киловаттах. CP-2 был введен в эксплуатацию в марте 1943 года с k = 1,055. [105] [106] [107] Во время войны Уолтер Зинн разрешил круглосуточную работу CP-2, и его конструкция была пригодна для проведения экспериментов. [108] К CP-2 присоединился Chicago Pile-3 , первый тяжеловодный реактор, который вышел на критическую мощность 15 мая 1944 года. [106] [107]

Изображение гранитного маркера. Текст гласит: «Первый в мире ядерный реактор был восстановлен на этом месте в 1943 году после первоначальной эксплуатации в Чикагском университете. Этот реактор (CP-2) и первый реактор с тяжеловодным замедлителем (CP-3) были основными объектами, вокруг которых развивалась Аргоннская национальная лаборатория. Это место было освобождено лабораторией в 1956 году, и Комиссия по атомной энергии США затем захоронила здесь реакторы».
Памятный валун на участке А

Реакторы использовались для проведения исследований, связанных с оружием, таких как исследования свойств трития . Эксперименты военного времени включали измерение сечения поглощения нейтронов элементами и соединениями. Альберт Ваттенберг вспоминал, что каждый месяц изучалось около 10 элементов, а в течение года — 75. [109] Авария с радием и бериллиевым порошком вызвала опасное падение уровня лейкоцитов в его крови, которое длилось три года. Поскольку опасности таких вещей, как вдыхание оксида урана, стали более очевидными, были проведены эксперименты по воздействию радиоактивных веществ на лабораторных подопытных животных. [69]

Хотя конструкция держалась в секрете в течение десятилетия, Силард и Ферми совместно запатентовали ее, с первоначальной датой подачи заявки 19 декабря 1944 года как нейтронный реактор № 2 708 656. [110] [111] [112]

Red Gate Woods позже стал первоначальным местом расположения Аргоннской национальной лаборатории , которая заменила Металлургическую лабораторию 1 июля 1946 года, а Зинн стал ее первым директором. [113] CP-2 и CP-3 работали в течение десяти лет, прежде чем они изжили себя, и Зинн приказал их закрыть 15 мая 1954 года. [69] Их оставшееся пригодное к использованию топливо было передано в Chicago Pile-5 на новой площадке Аргоннской национальной лаборатории 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 в Ок-Ридж, штат Теннесси , для утилизации. Остальное было заключено в бетон и захоронено в траншее глубиной 40 футов (12 м) в месте, которое сейчас известно как Место захоронения Участка A/Участка M. Оно отмечено памятным валуном. [69]

Лео Силард (справа) и Норман Хилберри под мемориальной доской в ​​честь Chicago Pile-1 на западных трибунах стадиона Old Stagg Field. Хотя трибуны были позже снесены, мемориальная доска теперь находится на мемориале на месте происшествия.

К 1970-м годам возросла обеспокоенность общественности уровнем радиоактивности на объекте, который использовался местными жителями для отдыха. Исследования, проведенные в 1980-х годах, обнаружили стронций-90 в почве на участке M, следовые количества трития в близлежащих колодцах, 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 млн. и 3,4 млн. долларов соответственно на реабилитацию объекта. В рамках очистки 500 кубических ярдов (380 м 3 ) радиоактивных отходов были вывезены и отправлены на объект Ханфорд для утилизации. К 2002 году Департамент общественного здравоохранения Иллинойса определил, что оставшиеся материалы не представляют опасности для здоровья населения. [69]

Значимость и память

Успешное испытание CP-1 не только доказало, что ядерный реактор осуществим, но и продемонстрировало, что k -фактор был больше, чем первоначально предполагалось. Это сняло возражения против использования воздуха или воды в качестве охладителя вместо дорогого гелия. Это также означало, что появилась большая свобода в выборе материалов для труб для охладителя и механизмов управления. Теперь Вигнер продвигался вперед со своим проектом водоохлаждаемого производственного реактора. Оставались опасения относительно способности реактора с графитовым замедлителем производить плутоний в промышленных масштабах, и по этой причине Манхэттенский проект продолжил разработку установок по производству тяжелой воды . [114] Воздушно-охлаждаемый реактор, графитовый реактор X-10 , был построен на инженерном заводе Клинтона в Оук-Ридже как часть полузавода по производству плутония, [115] за которым последовали более крупные водоохлаждаемые производственные реакторы на площадке Хэнфорд в штате Вашингтон . [116] К июлю 1945 года было произведено достаточно плутония для создания одной атомной бомбы, а в августе — еще двух. [117]

Памятная доска была открыта на стадионе Стэгг-Филд 2 декабря 1952 года по случаю десятой годовщины критического состояния CP-1. [118] На ней было написано следующее:

2 декабря 1942 года человек осуществил здесь первую самоподдерживающуюся цепную реакцию и тем самым инициировал контролируемое высвобождение ядерной энергии. [119]

Мемориальная доска была сохранена, когда Западные трибуны были снесены в августе 1957 года. [120] Место CP-1 было определено как Национальная историческая достопримечательность 18 февраля 1965 года. [2] Когда в 1966 году был создан Национальный реестр исторических мест , оно было немедленно добавлено в него. [1] Место также было названо достопримечательностью Чикаго 27 октября 1971 года. [3]

Сегодня на месте старого стадиона Stagg Field находится университетская библиотека Regenstein , открытая в 1970 году, и библиотека Joe and Rika Mansueto , открытая в 2011 году. [121] Скульптура Генри Мура « Ядерная энергия » стоит в небольшом четырехугольнике за пределами библиотеки Regenstein на месте бывшей площадки для игры в ракетки на западных трибунах. [2] Она была открыта 2 декабря 1967 года в ознаменование 25-й годовщины критического состояния CP-1. Рядом находятся памятные доски 1952, 1965 и 1967 годов. [119] Графитовый блок из CP-1 можно увидеть в Научном музее Брэдбери в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико ; другой экспонируется в Музее науки и промышленности в Чикаго. [122] 2 декабря 2017 года, в 75-ю годовщину, Массачусетский технологический институт , восстанавливая исследовательский графитовый котел, аналогичный по конструкции Чикагскому котлу-1, торжественно вставил последние урановые стержни. [123]

Примечания

  1. ^ Первопроходцами Chicago Pile 1 были: Гарольд Агню , Герберт Л. Андерсон , Уэйн Арнольд, Хью М. Бартон, Томас Брилл, Роберт Ф. Кристи , Артур Х. Комптон , Энрико Ферми , Ричард Дж. Фокс, Стюарт Фокс, Карл К. Гамертсфельдер, Элвин К. Грейвс , Кроуфорд Гринуолт , Норман Хилберри , Дэвид Л. Хилл , Уильям Х. Хинч, Роберт Э. Джонсон, У. Р. Канн, Август К. Кнут, Филипп Грант Кунц, Герберт Э. Кубичек, Гарольд В. Лихтенбергер , Джордж М. Маронде, Энтони Дж. Матц, Джордж Миллер, Джордж Д. Монк, Генри П. Ньюсон, Роберт Г. Ноблс, Уоррен Э. Найер, Уилкокс П. Овербек, Дж. Говард Парсонс, Джерард С. Павлицкий, Теодор Петри, Дэвид П. Рудольф, Леон Сайвец, Лео Серен, Луи Слотин , Фрэнк Спеддинг , Уильям Дж. Штурм, Лео Силард , Альберт Ваттенберг , Ричард Дж. Уоттс, Джордж Вайль , Юджин П. Вигнер , Марвин Х. Вилкенинг, Волни К. (Билл) Вильсон, Леона Вудс и Уолтер Зинн . [91]
  1. ^ abc "Национальная информационная система регистра". Национальный регистр исторических мест . Служба национальных парков . 9 июля 2010 г.
  2. ^ abcd "Место первой самоподдерживающейся ядерной реакции". Национальный исторический краткий список достопримечательностей . Служба национальных парков . Архивировано из оригинала 5 апреля 2015 г. Получено 26 июля 2013 г.
  3. ^ ab "Место первой самоподдерживающейся контролируемой ядерной цепной реакции". Город Чикаго . Получено 26 июля 2013 г.
  4. ^ Ферми 1982, стр. 24.
  5. ^ Ölander, Arne . «Нобелевская премия по химии 1956 года – Речь на церемонии вручения». The Nobel Foundation . Получено 23 сентября 2015 г.
  6. ↑ Родс 1986, стр. 13, 28.
  7. ^ Веллерстайн, Алекс (16 мая 2014 г.). «Цепная реакция Силарда: провидец или чудак?». Ограниченные данные . Получено 23 сентября 2015 г.
  8. ^ Силард, Лео . «Усовершенствования в области или в отношении трансмутации химических элементов, британский патент номер: GB630726 (подан: 28 июня 1934 г.; опубликован: 30 марта 1936 г.)» . Получено 23 сентября 2015 г.
  9. ↑ Родс 1986, стр. 251–254.
  10. ^ Хан, О .; Штрассманн, Ф. (1939). «Über 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. Бибкод : 1939NW.....27...11H. дои : 10.1007/BF01488241. S2CID  5920336.
  11. ↑ Родс 1986, стр. 256–263.
  12. ^ Мейтнер, Лиз ; Фриш, О. Р. (1939). «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции». Nature . 143 (3615): 239–240. Bibcode : 1939Natur.143..239M. doi : 10.1038/143239a0. S2CID  4113262.
  13. ↑ Родс 1986, стр. 267–271.
  14. ^ Лануэтт и Силард 1992, стр. 148.
  15. ^ Brasch, A.; Lange, F.; Waly, A.; Banks, TE; Chalmers, TA; Szilard, Leo; Hopwood, FL (8 декабря 1934 г.). «Освобождение нейтронов из бериллия рентгеновскими лучами: радиоактивность, вызванная электронными трубками». Nature . 134 (3397): 880. Bibcode :1934Natur.134..880B. doi :10.1038/134880a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4106665.
  16. ^ Лануэтт и Силард 1992, стр. 172–173.
  17. ^ Андерсон, HL ; Бут, ET ; Даннинг, JR ; Ферми, E .; Глэсо, GN ; Слэк, FG (1939). «Деление урана». Physical Review . 55 (5): 511–512. Bibcode : 1939PhRv...55..511A. doi : 10.1103/physrev.55.511.2.
  18. ↑ Родс 1986, стр. 267–270.
  19. ^ Андерсон, HL ; Ферми, E .; Ханштейн, H. (16 марта 1939 г.). «Производство нейтронов в уране, бомбардируемом нейтронами». Physical Review . 55 (8): 797–798. Bibcode : 1939PhRv...55..797A. doi : 10.1103/PhysRev.55.797.2.
  20. ^ Андерсон, HL (апрель 1973 г.). «Ранние дни цепной реакции». Бюллетень ученых-атомщиков . 29 (4). Образовательный фонд ядерной науки, Inc.: 8–12. Bibcode : 1973BuAtS..29d...8A. doi : 10.1080/00963402.1973.11455466.
  21. ^ Лануэтт и Силард 1992, стр. 182–183.
  22. ^ Лануэтт и Силард 1992, стр. 186–187.
  23. ^ Лануэтт и Силард 1992, стр. 227.
  24. ^ "Alfred OC Nier". Американское физическое общество. Архивировано из оригинала 19 июля 2018 года . Получено 4 декабря 2016 года .
  25. ^ Бонолис 2001, стр. 347–352.
  26. ^ Амальди 2001, стр. 153–156.
  27. ^ ab Лануэтт и Силард 1992, стр. 194–195.
  28. ↑ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 28.
  29. ^ Андерсон, Х.; Ферми , Э.; Силард , Л. (1 августа 1939 г.). «Производство и поглощение нейтронов в уране». Physical Review . 56 (3): 284–286. Bibcode : 1939PhRv...56..284A. doi : 10.1103/PhysRev.56.284.
  30. ^ ab Международное агентство по атомной энергии . «Ядерные данные для гарантий». www-nds.iaea.org . Получено 16 августа 2016 г.
  31. ^ abc Weinberg, Alvin (1994a). "Герберт Г. Макферсон". Мемориальные почести . 46 (7). National Academy of Engineering Press: 143–147. Bibcode : 1993PhT....46g.103W. doi : 10.1063/1.2808987 . ISSN  1075-8844.
  32. ^ ab Бете, Ганс А. (2000). «Немецкий урановый проект». Physics Today . 53 (7). Американский институт физики: 34–36. Bibcode : 2000PhT....53g..34B. doi : 10.1063/1.1292473.
  33. ↑ Карри, Хамистер 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. ^ Салветти 2001, стр. 177–203.
  36. ↑ Найтингейл 1962, стр. 4.
  37. ^ "Письмо Эйнштейна Франклину Д. Рузвельту". Атомный архив . Получено 20 декабря 2015 г.
  38. ^ "Па, это требует действий!". Фонд атомного наследия. Архивировано из оригинала 29 октября 2012 года . Получено 26 мая 2007 года .
  39. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 19–21.
  40. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 36–38.
  41. ^ ab Hewlett & Anderson 1962, стр. 46–49.
  42. ^ Андерсон 1975, стр. 82.
  43. ^ Салветти 2001, стр. 192–193.
  44. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 50–51.
  45. ^ ab Hewlett & Anderson 1962, стр. 54–55.
  46. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 180–181.
  47. ^ abc Weinberg 1994, стр. 15.
  48. ^ ab Rhodes 1986, стр. 396–397.
  49. ^ Сегре 1970, стр. 116.
  50. ^ Андерсон 1975, стр. 86.
  51. ↑ Эмбри 1970, стр. 385.
  52. ↑ Андерсон 1975, стр. 86–87.
  53. ^ ab Rhodes 1986, стр. 399–400.
  54. ↑ Андерсон 1975, стр. 88.
  55. ↑ Родс 1986, стр. 400–401.
  56. ^ ab Rhodes 1986, стр. 401.
  57. ↑ Цуг 2003, стр. 134–135.
  58. ^ Bearak, Barry (16 сентября 2011 г.). «Где смешиваются футбол и высшее образование». The New York Times . Получено 2 декабря 2015 г.
  59. ↑ Либби 1979, стр. 86.
  60. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 74–75.
  61. ↑ Родс 1986, стр. 427–428.
  62. ↑ Родс 1986, стр. 431.
  63. ^ Андерсон 1975, стр. 91.
  64. ↑ Родс 1986, стр. 429.
  65. ↑ Либби 1979, стр. 85.
  66. ↑ Родс 1986, стр. 430.
  67. ↑ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 65–66, 83–88.
  68. ↑ Джонс 1985, стр. 67–68.
  69. ^ abcde ""Site A" at Red Gate Woods & The World's First Nuclear Reactor". Лесные заповедники округа Кук. Октябрь 2013 г. Получено 26 ноября 2015 г.
  70. ↑ Джонс 1985, стр. 71–72, 111–114.
  71. ^ abcd Compton 1956, стр. 136–137.
  72. ^ abcd Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 107–109.
  73. ^ Вайнберг 1994, стр. 17.
  74. ^ abc Комптон 1956, стр. 137–138.
  75. ↑ Гроувс 1962, стр. 53.
  76. ↑ Николс 1987, стр. 66.
  77. ^ Сальветти 2001, стр. 197.
  78. ^ abcde Rhodes 1986, стр. 433.
  79. ↑ Родс 1986, стр. 436.
  80. ^ ab Anderson 1975, стр. 91–92.
  81. ^ abc Holl, Hewlett & Harris 1997, стр. 16.
  82. ^ «Как первая цепная реакция изменила науку». Чикагский университет. 10 декабря 2012 г. Получено 22 ноября 2015 г.
  83. ^ "Глава 1: Лаборатория военного времени". Обзор ORNL . 25 (3 и 4). 2002. ISSN  0048-1262. Архивировано из оригинала 25 августа 2009 года . Получено 22 марта 2016 года .
  84. ↑ Либби 1979, стр. 119.
  85. ↑ Родс 1986, стр. 434.
  86. ^ "Frontiers: Research Highlights 1946–1996" (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория . 1996. стр. 11. Архивировано из оригинала (PDF) 17 мая 2013 года . Получено 23 марта 2013 года .
  87. ^ Уолш, Дж. (1981). "Постскриптум Манхэттенского проекта" (PDF) . Science . 212 (4501): 1369–1371. Bibcode :1981Sci...212.1369W. doi :10.1126/science.212.4501.1369. PMID  17746246.
  88. ^ Андерсон 1975, стр. 93.
  89. ^ Ферми, Энрико (1952). «Экспериментальное получение расходящейся цепной реакции». American Journal of Physics . 20 (9): 536–558. Bibcode : 1952AmJPh..20..536F. doi : 10.1119/1.1933322. ISSN  0002-9505.
  90. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997, стр. 16–17.
  91. ^ ab "The Chicago Pile 1 Pioneers". Наследие ядерной науки и технологий Аргонна . Аргоннская национальная лаборатория . Получено 28 ноября 2015 г.
  92. ↑ Гроувс 1962, стр. 54.
  93. ^ abcde "CP-1 Goes Critical". Министерство энергетики. Архивировано из оригинала 22 ноября 2010 г.
  94. ^ abcd Либби 1979, стр. 120–123.
  95. ^ Аллардис и Трапнелл 1982, стр. 14.
  96. ^ "Джордж Вайль – от активатора к активисту" (PDF) . New Scientist . 56 (822): 530–531. 30 ноября 1972 г. ISSN  0262-4079 . Получено 25 марта 2016 г. .
  97. ↑ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 174.
  98. ↑ Родс 1986, стр. 440.
  99. ^ Андерсон 1975, стр. 95.
  100. ^ "Итальянский навигатор приземляется". Наследие ядерной науки и технологий Аргонна . Аргоннская национальная лаборатория . 10 июля 2012 г. Получено 26 июля 2013 г.
  101. ↑ Манхэттенский округ 1947, стр. 3.9.
  102. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997, стр. 23.
  103. ^ "Early Exploration: CP-1 (Chicago Pile 1 Reactor)". Наследие ядерной науки и технологий Аргонна . Аргоннская национальная лаборатория . 21 мая 2013 г. Получено 26 июля 2013 г.
  104. ^ "Прометеевская смелость". Наследие ядерной науки и технологий Аргонна . Аргоннская национальная лаборатория . 10 июля 2012 г. Получено 26 июля 2013 г.
  105. ↑ Манхэттенский округ 1947, стр. 3.13.
  106. ^ ab Holl, Hewlett & Harris 1997, стр. 428.
  107. ^ ab Ферми, Энрико (1946). «Разработка первого котла с цепной реакцией». Труды Американского философского общества . 90 (1): 20–24. JSTOR  3301034.
  108. ^ МакНир, Клэр (5 марта 2009 г.). «Как все работает: ядерные отходы». The Chicago Maroon . Получено 28 ноября 2015 г.
  109. ^ Ваттенберг 1975, стр. 123.
  110. ^ "Энрико Ферми, Ядерное деление, Патент США № 2,708,656, введен в 1976 году". Национальный зал славы изобретателей . Получено 6 октября 2019 года .
  111. ^ "Лео Силард, Ядерное деление, Патент США № 2,708,656, введен в 1996 году". Национальный зал славы изобретателей . Получено 11 сентября 2020 года .
  112. ^ Хогертон 1970, стр. 4.
  113. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997, стр. 47.
  114. ↑ Джонс 1985, стр. 191–192.
  115. ↑ Джонс 1985, стр. 204–205.
  116. ↑ Джонс 1985, стр. 210–212.
  117. ↑ Джонс 1985, стр. 222–223.
  118. ^ "U. of C. to Raze Stagg Field's Atomic Cradle". Chicago Tribune . 26 июля 1957 г. Получено 28 ноября 2015 г.
  119. ^ ab Сайт «Атомного котла» Ферми – первого ядерного реактора на YouTube
  120. ^ "Удалить табличку с ядерного объекта". Chicago Tribune . 16 августа 1957 г. Получено 28 ноября 2015 г.
  121. ^ "Stagg Field / Mansueto Library". Чикагский университет . Получено 28 ноября 2015 г.
  122. ^ "Воспоминания из первых рук о первой самоподдерживающейся цепной реакции". Министерство энергетики . Архивировано из оригинала 27 марта 2019 года . Получено 23 сентября 2015 года .
  123. ^ "Milestone for new LEU research react fuel". World Nuclear News . 22 декабря 2017 г. Получено 29 декабря 2017 г.

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Чикагская свая-1».