X-10 grafittreaktor - X-10 Graphite Reactor

X-10 Reactor, Oak Ridge National Laboratory
US National Register of Historic Places
US National Historic Landmark
Arbeidere i grafittreaktoren bruker en stang til å skyve ferske uranknapper inn i reaktorens betongbelastningsflate.
Interaktivt kart som fremhever plasseringen av X-10 Reactor
plassering	Oak Ridge National Laboratory
Nærmeste by	Oak Ridge, Tennessee
Koordinater	35 ° 55′41 ″ N 84 ° 19′3 ″ V  /  35,92806 ° N 84,31750 ° W  / 35,92806; -84.31750 Koordinater : 35 ° 55′41 ″ N 84 ° 19′3 ″ V  /  35,92806 ° N 84,31750 ° W  / 35,92806; -84.31750
Område	mindre enn 1 mål (0,40 ha)
bygget	1943
NRHP referansenr  .	66000720
Vesentlige datoer
Lagt til NRHP	15. oktober 1966
Utpekt NHL	21. desember 1965

Den X-10 Graphite Reactor er en utrangerte atomreaktor ved Oak Ridge National Laboratory i Oak Ridge, Tennessee . Tidligere kjent som Clinton Pile og X-10 Pile , det var verdens nest kunstig atomreaktor (etter Enrico Fermi 's Chicago Pile-1 ), og det første konstruert og bygget for kontinuerlig drift. Den ble bygget under andre verdenskrig som en del av Manhattan-prosjektet .

Mens Chicago Pile-1 demonstrerte muligheten for kjernefysiske reaktorer, krevde Manhattan-prosjektets mål å produsere nok plutonium for atombomber reaktorer tusen ganger så kraftige, sammen med fasiliteter for å kjemisk skille plutonium oppdrettet i reaktorene fra uran og fisjonsprodukter . Et mellomtrinn ble ansett som forsvarlig. Det neste trinnet for plutonium-prosjektet, kodenavnet X-10, var konstruksjonen av et halvverk der teknikker og prosedyrer kunne utvikles og opplæring gjennomføres. Midtpunktet i dette var X-10 Graphite Reactor. Det ble luftkjølt, brukt kjernefysisk grafitt som nøytronmoderator , og rent naturlig uran i metallform for drivstoff.

DuPont startet byggingen av plutoniumseminariet ved Clinton Engineer Works i Oak Ridge 2. februar 1943. Reaktoren ble kritisk 4. november 1943 og produserte sitt første plutonium i begynnelsen av 1944. Den forsynte Los Alamos Laboratory med sin første betydningsfulle mengder plutonium, og dets første reaktoravlede produkt. Studier av disse prøvene har sterkt påvirket bombe design. Reaktoren og kjemisk separasjonsanlegg ga uvurderlig erfaring for ingeniører, teknikere, reaktoroperatører og sikkerhetsansvarlige som deretter flyttet til Hanford-området . X-10 drev som et produksjonsanlegg for plutonium til januar 1945, da det ble overlevert til forskningsaktiviteter, og produksjon av radioaktive isotoper for vitenskapelig, medisinsk, industriell og landbruksmessig bruk. Den ble stengt i 1963 og ble utnevnt til et nasjonalt historisk landemerke i 1965.

Opprinnelse

Oppdagelsen av kjernefisjonering av tyske kjemikere Otto Hahn og Fritz Strassmann i 1938, etterfulgt av dens teoretiske forklaring (og navngivning) av Lise Meitner og Otto Frisch , åpnet muligheten for en kontrollert kjernefysisk kjedereaksjon med uran . Ved Columbia University begynte Enrico Fermi og Leo Szilard å utforske hvordan dette kan gjøres. Szilard utarbeidet et konfidensielt brev til presidenten i USA , Franklin D. Roosevelt , hvor han forklarte muligheten for atombomber , og advarte om faren for et tysk atomvåpenprosjekt . Han overbeviste sin gamle venn og samarbeidspartner Albert Einstein om å undertegne den, og lånte berømmelsen til forslaget. Dette resulterte i støtte fra den amerikanske regjeringen for forskning på kjernefysisk fisjon, som ble Manhattan-prosjektet .

I april 1941 ba National Defense Research Committee (NDRC) Arthur Compton , en nobelprisvinnende professor i fysikk ved University of Chicago , om å rapportere om uranprogrammet. Hans rapport, som ble levert i mai 1941, forutsa utsiktene til å utvikle radiologiske våpen , kjernedrift for skip og atomvåpen med uran-235 eller det nylig oppdagede plutonium . I oktober skrev han en ny rapport om anvendbarheten til en atombombe. Niels Bohr og John Wheeler hadde teoretisert at tunge isotoper med jevnt atomnummer og oddetall nøytroner var fissile . I så fall var det sannsynlig at plutonium-239 ville være det.

Emilio Segre og Glenn Seaborg ved University of California produsert 28 pg av plutonium i 60-tommers syklotronen der i mai 1941, og fant at det hadde 1,7 ganger termisk nøytron -fangst tverrsnitt av uran-235. På det tidspunktet hadde plutonium-239 blitt produsert i små mengder ved bruk av cyklotroner, men det var ikke mulig å produsere store mengder på den måten. Compton diskuterte med Eugene Wigner fra Princeton University hvordan plutonium kan produseres i en atomreaktor , og med Robert Serber hvordan plutonium produsert i en reaktor kan skilles fra uran.

Det endelige utkastet til Comptons rapport fra november 1941 nevnte ikke bruk av plutonium, men etter å ha diskutert den nyeste forskningen med Ernest Lawrence , ble Compton overbevist om at en plutoniumbombe også var mulig. I desember ble Compton gitt ansvaret for plutonium-prosjektet, som fikk kodenavnet X-10. Målet var å produsere reaktorer for å omdanne uran til plutonium, å finne måter å kjemisk skille plutonium fra uran på, og å designe og bygge en atombombe. Det falt på Compton å bestemme hvilke av de forskjellige typene av reaktordesign forskerne skulle forfølge, selv om en vellykket reaktor ennå ikke hadde blitt bygget. Han følte at å ha team ved Columbia, Princeton, University of Chicago og University of California skapte for mye duplisering og ikke nok samarbeid, og han konsentrerte arbeidet ved Metallurgical Laboratory ved University of Chicago.

Nettstedsvalg

I juni 1942 hadde Manhattan-prosjektet nådd det stadiet hvor bygging av produksjonsanlegg kunne overveies. 25. juni 1942 drøftet Office of Scientific Research and Development (OSRD) S-1 Executive Committee om hvor de skulle befinne seg. Å flytte direkte til et megawatt-produksjonsanlegg så ut som et stort skritt, gitt at mange industrielle prosesser ikke lett skaleres fra laboratoriet til produksjonsstørrelsen. Et mellomtrinn for å bygge et pilotanlegg ble ansett som forsvarlig. For pilotanlegget for separasjon av plutonium var det ønsket et sted nær Metallurgical Laboratory, hvor forskningen ble utført, men av sikkerhets- og sikkerhetsmessige grunner var det ikke ønskelig å lokalisere anleggene i et tett befolket område som Chicago .

Compton valgte et sted i Argonne Forest , en del av Forest Preserve District of Cook County , omtrent 32 kilometer sørvest for Chicago. Produksjonsanleggene i full skala vil være samlokalisert med andre Manhattan-prosjektanlegg på et enda fjernere sted i Tennessee. Omtrent 400 hektar land ble leid ut fra Cook County til pilotanleggene, mens et område på 83.000 hektar (34.000 ha) for produksjonsanleggene ble valgt i Oak Ridge, Tennessee . Ved møtet i S-1 Executive Committee den 13. og 14. september hadde det blitt tydelig at pilotanleggene ville være for omfattende for Argonne-området, så i stedet ville det bli bygget en forskningsreaktor i Argonne, mens pilotanleggene for plutonium (et semiworks) ) ble bygget på Clinton Engineer Works i Tennessee.

Dette nettstedet ble valgt på grunnlag av flere kriterier. Plutonium-pilotanleggene måtte være 3,2 til 6,4 km fra stedets grense og enhver annen installasjon, i tilfelle radioaktive fisjonsprodukter slapp unna. Mens sikkerhets- og sikkerhetsproblemer foreslo et eksternt sted, trengte det fortsatt å være nær arbeidskilder og tilgjengelig med vei- og jernbanetransport. Et mildt klima som tillot bygging å fortsette hele året var ønskelig. Terreng atskilt med rygger ville redusere virkningen av utilsiktede eksplosjoner, men de kunne ikke være så bratte at det kompliserte konstruksjonen. Den grunnen måtte være fast nok til å gi et godt grunnlag, men ikke så steinete at det ville hindre gravearbeid. Det trengte store mengder elektrisk kraft (tilgjengelig fra Tennessee Valley Authority ) og kjølevann. Til slutt hevdet en krigsdepartementets politikk at ammunisjonsanlegg som regel ikke burde være plassert vest for Sierra eller Cascade Ranges , øst for Appalachian Mountains , eller innen 320 miles (320 km) fra de kanadiske eller meksikanske grensene.

I desember ble det bestemt at produksjonsanleggene for plutonium tross alt ikke skulle bygges på Oak Ridge, men på det enda mer avsidesliggende Hanford-området i staten Washington . Compton og personalet ved Metallurgical Laboratory åpnet deretter spørsmålet om å bygge plutoniumsverkerne i Argonne, men ingeniørene og ledelsen til DuPont , spesielt Roger Williams , leder for TNX-divisjonen, som var ansvarlig for selskapets rolle i Manhattan-prosjektet. , støttet ikke dette forslaget. De følte at det ikke ville være tilstrekkelig plass i Argonne, og at det var ulemper ved å ha et sted som var så tilgjengelig, ettersom de var redd for at det ville tillate forskere fra Metallurgical Laboratory å forstyrre design og konstruksjon, som de betraktet sitt privilegium. Et bedre sted, følte de, ville være med de avsidesliggende produksjonsanleggene i Hanford. Til slutt ble det inngått et kompromiss. 12. januar 1943 ble Compton, Williams og brigadegeneral Leslie R. Groves, Jr. , direktør for Manhattan-prosjektet, enige om at halvverkene skulle bygges på Clinton Engineer Works.

Både Compton og Groves foreslo at DuPont skulle drive halvverkene. Williams motforeslo at seminarene skulle drives av Metallurgical Laboratory. Han resonnerte at det først og fremst ville være et forsknings- og utdanningsanlegg, og at kompetanse var å finne på Metallurgical Laboratory. Compton var sjokkert; Metallurgical Laboratory var en del av University of Chicago, og derfor ville universitetet drive et industrianlegg 500 miles (800 km) fra hovedcampus. James B. Conant fortalte ham at Harvard University "ikke ville berøre det med en ti-fots pol", men University of Chicagos visepresident, Emery T. Filbey, tok en annen oppfatning, og ba Compton om å godta det. Da universitetspresident Robert Hutchins kom tilbake, hilste han på Compton med "Jeg ser, Arthur, at mens jeg var borte doblet du størrelsen på universitetet mitt".

Design

Diagram over reaktoren

Under konstruksjon

De grunnleggende designbeslutningene i å bygge en reaktor er valget av drivstoff, kjølevæske og nøytronmoderator . Valget av drivstoff var greit; bare naturlig uran var tilgjengelig. Beslutningen om at reaktoren skulle bruke grafitt som nøytronmoderator forårsaket liten debatt. Selv om antall nøytroner produsert for alle absorberte (kjent som k ) med tungt vann som moderator var 10 prosent mer enn i den reneste grafitten, ville tungt vann være utilgjengelig i tilstrekkelige mengder i minst et år. Dette etterlot valget av kjølevæske, som det var mye diskusjon om. En begrensende faktor var at drivstoffsneglene ville være kledd i aluminium, slik at reaktorens driftstemperatur ikke kunne overstige 200 ° C (392 ° F). De teoretiske fysikerne i Wigners gruppe ved Metallurgical Laboratory utviklet flere design. I november 1942 valgte DuPont-ingeniørene heliumgass som kjølevæske til produksjonsanlegget, hovedsakelig på grunnlag av at det ikke absorberte nøytroner, men også fordi det var inert, som fjernet korrosjonsspørsmålet.

Ikke alle var enige i beslutningen om å bruke helium. Spesielt Szilard var en tidlig talsmann for å bruke flytende vismut ; men den største motstanderen var Wigner, som argumenterte kraftig for en vannkjølt reaktordesign. Han innså at siden vann absorberte nøytroner, ville k reduseres med omtrent 3 prosent, men hadde tilstrekkelig tillit til beregningene at den vannkjølte reaktoren fremdeles ville være i stand til å oppnå kritikk. Fra et teknisk perspektiv var en vannkjølt design grei å designe og bygge, mens helium utgjorde teknologiske problemer. Wigners team produserte en foreløpig rapport om vannkjøling, betegnet CE-140 i april 1942, etterfulgt av en mer detaljert, CE-197, med tittelen "On a Plant with Water Cooling", i juli 1942.

Fermis Chicago Pile-1- reaktor, konstruert under vest-visningsstandene til det opprinnelige Stagg-feltet ved University of Chicago, "ble kritisk" 2. desember 1942. Denne grafitt-modererte reaktoren genererte bare opptil 200 W, men den demonstrerte at k var høyere enn forventet. Dette fjernet ikke bare de fleste innvendinger mot luftkjølte og vannkjølte reaktordesigner, det forenklet også andre aspekter av designet. Wigners team sendte tegninger av en vannkjølt reaktor til DuPont i januar 1943. På dette tidspunktet var bekymringene til DuPonts ingeniører om korrosjonsevnen til vann blitt overvunnet av vanskeligheter med å bruke helium, og alt arbeid på helium ble avsluttet i februar . Samtidig ble luftkjøling valgt for reaktoren ved pilotanlegget. Siden den ville ha et helt annet design enn produksjonsreaktorene, mistet X-10 Graphite Reactor verdien som en prototype, men verdien som et fungerende pilotanlegg forble, og ga plutonium som var nødvendig for forskning. Man håpet at det ble funnet problemer i tide for å håndtere dem i produksjonsanleggene. Semiarbeidet vil også bli brukt til opplæring og til å utvikle prosedyrer.

Konstruksjon

Selv om utformingen av reaktoren ennå ikke var fullført, begynte DuPont byggingen av plutoniumsverksarbeidet 2. februar 1943 på et isolert område på 45,3 ha i Bethel Valley ca. 16 km sørvest for Oak Ridge. offisielt kjent som X-10-området. Nettstedet omfattet forskningslaboratorier, et kjemisk separasjonsanlegg, et avfallslagerområde, et opplæringsanlegg for Hanford-ansatte og administrasjons- og støtteanlegg som inkluderte vaskeri, kafeteria, førstehjelpssenter og brannstasjon. På grunn av den påfølgende beslutningen om å konstruere vannkjølte reaktorer i Hanford, fungerte bare det kjemiske separasjonsanlegget som en ekte pilot. Semiarbeidet ble etter hvert kjent som Clinton Laboratories, og ble drevet av University of Chicago som en del av Metallurgical Project.

Under konstruksjon

Byggearbeid på reaktoren måtte vente til DuPont hadde fullført prosjekteringen. Utgravingen startet 27. april 1943. En stor lomme med myk leire ble snart oppdaget, noe som nødvendiggjorde ytterligere fundamenter. Ytterligere forsinkelser skjedde på grunn av krigsvansker med å skaffe byggematerialer. Det var en akutt mangel på både vanlig og dyktig arbeidskraft; entreprenøren hadde bare tre fjerdedeler av den nødvendige arbeidsstyrken, og det var høy omsetning og fravær, hovedsakelig et resultat av dårlig innkvartering og vanskeligheter med pendling. Township of Oak Ridge var fortsatt under bygging, og brakker ble bygget for å huse arbeidere. Spesielle ordninger med individuelle arbeidere økte moral og reduserte omsetningen. Til slutt var det uvanlig kraftig nedbør, med 9,3 tommer (240 mm) som falt i juli 1943, mer enn det dobbelte av gjennomsnittet på 4,3 tommer (110 mm).

Rundt 700 korte tonn (640 t) grafittblokker ble kjøpt fra National Carbon . Byggemannskapene begynte å stable dem i september 1943. Støpte uranstenger kom fra Metal Hydrides, Mallinckrodt og andre leverandører. Disse ble ekstrudert i sylindriske snegler, og deretter hermetisert. Bensinsneglene ble hermetisert for å beskytte uranmetallet mot korrosjon som ville oppstå hvis det kom i kontakt med vann, og for å forhindre lufting av gassformede radioaktive fisjonsprodukter som kunne dannes når de ble bestrålt. Aluminium ble valgt da det overførte varme godt, men ikke absorberte for mange nøytroner. Alcoa startet hermetisering 14. juni 1943. General Electric og Metallurgical Laboratory utviklet en ny sveiseteknikk for å tette boksene lufttette, og utstyret til dette ble installert i produksjonslinjen på Alcoa i oktober 1943.

Byggingen startet på pilotutskillelsesanlegget før en kjemisk prosess for separering av plutonium fra uran var valgt. Først i mai 1943 ville DuPont-ledere bestemme seg for å bruke vismutfosfatprosessen fremfor en som bruker lantanfluorid. Vismutfosfatprosessen ble utviklet av Stanley G. Thompson ved University of California . Plutonium hadde to oksidasjonstilstander; en tetravalent (+4) tilstand, og heksavalent (+6) tilstand, med forskjellige kjemiske egenskaper. Vismutfosfat ( BiPO
₄ ) var i sin krystallinske struktur lik plutoniumfosfat, og plutonium ville bli båret med vismutfosfat i en løsning mens andre elementer, inkludert uran, ville bli utfelt. Plutoniumet kunne byttes fra å være i oppløsning til å bli utfelt ved å bytte oksidasjonstilstand. Anlegget besto av seks celler, atskilt fra hverandre og kontrollrommet med tykke betongvegger. Utstyret ble betjent fra kontrollrommet ved fjernkontroll på grunn av radioaktiviteten produsert av fisjonsprodukter . Arbeidet ble fullført 26. november 1943, men anlegget kunne ikke fungere før reaktoren begynte å produsere bestrålte uransnegler.

Operasjon

Påfylling av bensin

X-10 Graphite Reactor var verdens andre kunstige atomreaktor etter Chicago Pile-1, og var den første reaktoren designet og bygget for kontinuerlig drift. Den besto av en stor blokk, 7,3 meter lang på hver side, av kjernefysiske grafittkuber , som veide rundt 1500 korte tonn (1400 tonn), som fungerte som moderator. De var omgitt av 2,1 meter betong med høy tetthet som et strålingsskjold. Totalt var reaktoren 12 meter bred, 14 meter dyp og 9,8 meter høy. Det var 36 horisontale rader med 35 hull. Bak hver av dem var det en metallkanal som uranbrenselsnegler kunne settes inn i. En heis ga tilgang til de høyere oppe. Bare 800 (~ 64%) av kanalene ble brukt.

Reaktoren som ble benyttet kadmium -clad stål kontrollstaver . Disse er laget av nøytronabsorberende kadmium og kan begrense eller stoppe reaksjonen. Tre 8-fots (2,4 m) stenger trengte reaktoren vertikalt, holdt på plass av en clutch for å danne scram- systemet. De ble hengt opp i stålkabler som ble viklet rundt en trommel og holdt på plass av en elektromagnetisk kobling . Hvis strømmen gikk tapt, ville de falle ned i reaktoren og stoppe den. De andre fire stengene var laget av borestål og trengte vannrett inn i reaktoren fra nordsiden. To av dem, kjent som "shim" -stenger, ble hydraulisk styrt. Sandfylte hydrauliske akkumulatorer kan brukes i tilfelle strømbrudd. De to andre stengene ble drevet av elektriske motorer.

Kjølesystemet besto av tre elektriske vifter som kjørte på 55.000 kubikkmeter per minutt (1.600 m ³ / min). Fordi den ble avkjølt med uteluft, kunne reaktoren kjøres på et høyere effektnivå på kalde dager. Etter å ha gått gjennom reaktoren ble luften filtrert for å fjerne radioaktive partikler som var større enn 0,0000 mm (0,0010 mm) i diameter. Dette tok seg av over 99 prosent av de radioaktive partiklene. Deretter ble den ventilert gjennom en skorstein på 61 meter. Reaktoren ble betjent fra et kontrollrom i det sørøstlige hjørnet i andre etasje.

I september 1942 ba Compton en fysiker, Martin D. Whitaker , om å danne et skjelettoperatør for X-10. Whitaker ble den innledende direktøren for Clinton Laboratories, ettersom halvverkene ble offisielt kjent i april 1943. Det første faste driftspersonalet ankom fra Metallurgical Laboratory i Chicago i april 1943, da DuPont begynte å overføre teknikerne til stedet. De ble forsterket av hundre teknikere i uniform fra hærens spesialingeniøravdeling . I mars 1944 jobbet det rundt 1500 mennesker på X-10.

Utsiden av grafittreaktoren på X-10-stedet i Oak Ridge i 1950

Overvåket av Compton, Whitaker og Fermi, ble reaktoren kritisk 4. november 1943 med omtrent 30 tonn (27 tonn) uran. En uke senere ble lasten økt til 36 ton (33 t), og økte kraftproduksjonen til 500 kW, og innen utgangen av måneden ble de første 500 mg plutonium opprettet. Reaktoren fungerte normalt døgnet rundt, med 10 timers ukentlig stans for tanking. Under oppstart ble sikkerhetsstengene og en mellomstang fjernet helt. Den andre mellomleggsstangen ble satt inn i en forhåndsbestemt posisjon. Når ønsket effektnivå ble nådd, ble reaktoren kontrollert ved å justere den delvis innsatte mellomleggsstangen.

Det første partiet hermetiske snegler som ble bestrålet, ble mottatt 20. desember 1943, slik at det første plutoniumet ble produsert i begynnelsen av 1944. Sneglene brukte rent metallisk naturlig uran , i lufttette aluminiumsbokser som var 4,1 tommer (100 mm) lange og 25 mm i diameter. Hver kanal var lastet med mellom 24 og 54 drivstoffsnegler. Reaktoren ble kritisk med 30 korte tonn (27 t) snegler, men i sin senere levetid ble den operert med så mye som 54 korte tonn (49 t). For å laste en kanal ble den strålingsabsorberende skjoldpluggen fjernet, og sneglene satt inn manuelt foran (øst) med lange stenger. For å losse dem, ble de dyttet helt til den fjerne (vestlige) enden, der de falt på en neoprenplate og falt ned i en renn ned i en 20 fot dyp (6,1 m) vannbasseng som fungerte som en stråling skjold. Etter uker med lagring under vann for å tillate forfall i radioaktivitet ble sneglene levert til kjemisk separasjonsbygning.

Reaktorkontroller

I februar 1944 bestrålte reaktoren massevis av uran hver tredje dag. I løpet av de neste fem månedene ble separasjonsprosessens effektivitet forbedret, og prosentandelen av utvunnet plutonium økte fra 40 til 90 prosent. Modifikasjoner over tid økte reaktorens effekt til 4.000 kW i juli 1944. Effekten av nøytrongiften xenon-135 , et av mange fisjonsprodukter produsert fra uranbrenselet, ble ikke oppdaget under den tidlige driften av X-10 Graphite Reactor. Xenon-135 forårsaket deretter problemer med oppstart av Hanford B-reaktoren som nesten stoppet plutoniumprosjektet.

X-10 semiworks fungerte som et plutonium produksjonsanlegg frem til januar 1945, da det ble overlevert til forskningsaktiviteter. På dette tidspunktet var 299 partier bestrålte snegler behandlet. En radioisotopbygning, et dampanlegg og andre strukturer ble lagt til i april 1946 for å støtte laboratoriets fredelige utdannings- og forskningsoppdrag. Alt arbeidet ble fullført i desember 1946, og tilførte ytterligere $ 1 009 000 (tilsvarende 10,3 millioner dollar i 2019) til byggekostnadene ved X-10, og samlet kostnad til 13 041 000 dollar (tilsvarende 133 millioner dollar i 2019). Driftskostnadene la til ytterligere 22 250 000 dollar (tilsvarende 226 millioner dollar i 2019).

X-10 forsynte Los Alamos Laboratory med de første signifikante prøvene av plutonium. Studier av disse av Emilio G. Segrè og hans P-5-gruppe i Los Alamos avslørte at den inneholdt urenheter i form av isotopen plutonium-240 , som har en langt høyere spontan fissionshastighet enn plutonium-239. Dette betydde at det ville være svært sannsynlig at et atomvåpen av plutoniumkanon ville forhåndsdetonere og blåse seg fra hverandre under den første dannelsen av en kritisk masse. Los Alamos-laboratoriet ble dermed tvunget til å vende utviklingsarbeidet mot å skape et atomvåpen av implosjonstypen - en langt vanskeligere bragd.

X-10 kjemisk separasjonsanlegg verifiserte også vismut-fosfatprosessen som ble brukt i fullskalaseparasjonsanleggene i Hanford. Til slutt ga reaktoren og kjemisk separasjonsanlegg uvurderlig erfaring for ingeniører, teknikere, reaktoroperatører og sikkerhetsansvarlige som deretter flyttet til Hanford-området .

Bruk i fredstid

Laster ansikt, 2019

Etter at krigen var over, ble grafittreaktoren det første anlegget i verden som produserte radioaktive isotoper for bruk i fredstid. 2. august 1946 ga Oak Ridge National Laboratory Director Eugene Wigner en liten beholder med karbon-14 til direktøren for Barnard Free Skin and Cancer Hospital, for medisinsk bruk på sykehuset i St. Louis, Missouri . Senere forsendelser av radioisotoper, primært jod-131 , fosfor-32 , karbon-14 og molybden-99 / teknetium-99m , var til vitenskapelig, medisinsk, industriell og landbruksmessig bruk.

X-10 Graphite Reactor ble stengt den 4. november 1963, etter tjue års bruk. Den ble utpekt som et nasjonalt historisk landemerke 21. desember 1965 og ble lagt til det nasjonale registeret over historiske steder 15. oktober 1966. I 1969 oppførte American Society for Metals det som et landemerke for sine bidrag til fremme av materialvitenskap og teknologi, og i 2008 ble den utpekt som et National Historic Chemical Landmark av American Chemical Society . Kontrollrommet og reaktorflaten er tilgjengelig for publikum under planlagte turer som tilbys gjennom American Museum of Science and Energy .

Lignende reaktorer

The Brookhaven National Laboratory (BNL) Grafitt Forskningsreaktoren var den første atomreaktor skal bygges i USA etter andre verdenskrig. Ledet av Lyle Benjamin Borst begynte reaktorkonstruksjonen i 1947 og nådde kritikk for første gang 22. august 1950. Reaktoren besto av en 700-tonns (640 t), 25 fot (7,6 m) terning av grafitt drevet av naturlig uran. Dens primære oppdrag var anvendt kjernefysisk forskning innen medisin, biologi, kjemi, fysikk og kjerneteknikk. En av de viktigste funnene på dette anlegget var utviklingen av produksjon av molybden-99 / technetium-99m, brukt i dag i titalls millioner medisinske diagnostiske prosedyrer årlig, noe som gjør den til den mest brukte medisinske radioisotopen. BNL Graphite Research Reactor ble stengt i 1969 og helt avviklet i 2012.

Da Storbritannia begynte å planlegge å bygge atomreaktorer for å produsere plutonium for våpen i 1946, ble det besluttet å bygge et par luftkjølte grafittreaktorer som ligner X-10 Graphite Reactor at Windscale . Naturlig uran ble brukt som anriket ikke var tilgjengelig, og på samme måte ble grafitt valgt som en nøytronmoderator fordi beryllia var giftig og vanskelig å produsere, mens tungt vann ikke var tilgjengelig. Bruk av vann som kjølevæske ble vurdert, men det var bekymringer for muligheten for en katastrofal kjernefysisk smelting i de tett befolkede britiske øyer hvis kjølesystemet mislyktes. Helium var igjen det foretrukne valget som kjølevæskegass, men den viktigste kilden til det var USA, og i henhold til McMahon Act fra 1946 ville USA ikke levere det til atomvåpenproduksjon, så til slutt ble luftkjøling valgt ut. Byggingen startet i september 1947, og de to reaktorene ble i drift i oktober 1950 og juni 1951. Begge ble avviklet etter den katastrofale vindskalaen i oktober 1957. De ville være de siste store luftkjølte plutoniumproduserende reaktorene; Storbritannias oppfølging av Magnox og AGR design brukte karbondioksid i stedet.

Fra og med 2016 er en annen reaktor med lignende design som X-10 Graphite Reactor fortsatt i drift, den belgiske BR-1-reaktoren til SCK • CEN , som ligger i Mol, Belgia . Finansiert gjennom den belgiske uraneksportavgiften, og bygget med hjelp av britiske eksperter, ble forskningsreaktoren på 4 MW kritisk for første gang 11. mai 1956. Den brukes til vitenskapelige formål, som nøytronaktivering, analyse av nøytronfysikk. , kalibrering av kjernefysiske måleinstrumenter og produksjon av nøytrontransmutasjon dopet silisium .

Merknader

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker

• "ORNL-nettside om grafittreaktoren" . Oak Ridge National Laboratory . Arkivert fra originalen 12. januar 2010.
• "Offentlige turer" . Oak Ridge National Laboratory . Hentet 12. desember 2015 .
• "National Register Information System - X-10 Reactor, Oak Ridge National Laboratory" . Nasjonalt register over historiske steder . National Park Service . 15. april 2008.

 Denne artikkelen inneholder  materiale fra offentlig domene fra USAs energidepartement : "X-10 Graphite Reactor" . Hentet 13. desember 2015 .