Rocznica pierwszej kontrolowanej reakcji łańcuchowej

Data dodania: sobota, 2 grudnia 2023, autor: nuclear.pl

2 grudnia 1942 roku zespół pod kierownictwem Enrico Fermi przeprowadził pierwszą kontrolowaną, samopodtrzymującą się reakcję łańcuchową w reaktorze jądrowym.

Pierwszy stos jądrowy CP-1 powstał w grudniu 1942 roku na terenie kortów do squasha pod zachodnimi trybunami stadionu Stagg Field na Uniwersytecie w Chicago. Był właściwie starannie wykonanym stosem na drewnianej konstrukcji, składającym się z 57 warstw ułożonych z około 40 000 bloków grafitowych o łącznej masie 360 ton i będących moderatorem neutronów.

W specjalnie wyprodukowanych, by wykluczyć możliwość zanieczyszczeń, blokach wydrążono około 22 000 otworów, by w nich umieścić paliwo w postaci 45 ton tlenku uranu i 5,4 tony metali uranowych.
Kształt stosu miał być z grubsza sferyczny, ale podczas prac Fermi obliczył, że masa krytyczna może zostać osiągnięta bez wykończenia całego stosu zgodnie z pierwotnym planem. W 15 warstwie został umieszczony detektor neutronów opracowany przez jedyną kobietę uczestniczącą w eksperymencie, tj. Leonę Woods, dzięki któremu potwierdzono zajście reakcji.

Okres budowy stosu był niezwykle krótki - proces jego układania rozpoczął się 16 listopada 1942 roku, nieco na ponad dwa tygodnie przed eksperymentem osiągnięcia krytyczności. Reaktor osiągnął trwałą reakcję jądrową o 15:25, a Fermi wyłączył go o 15:53. Te 28 minut zmieniło świat.

Przeprowadzony eksperyment miał na celu uzyskanie i potwierdzenie możliwości przeprowadzenia reakcji rozszczepienia a nie osiągnięcie dużych ilości energii. W dniu 12 grudnia 1942 roku moc CP-1 została zwiększona do 200 W, jednakże ze względu na brak jakiejkolwiek osłony, co stanowiło zagrożenie od promieniowania dla wszystkich w pobliżu, oraz brak układu chłodzenia dalsze testy były kontynuowane przy mocy 0,5 W.

Reaktor ten był poprzednikiem pierwszych reaktorów zbudowanych w Hanford w stanie Waszyngton, które służyły do produkcji plutonu.