Вашингтон штатындағы алғашқы ірі ядролық реактор – B реакторы. Манхэттен жобасының маңызды бөлігі, қару жасау үшін плутоний өндірген. Тарихи ескерткіш.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Вашингтондағы ядролық реактор
Nuclear reactor in Washington, United States
Вашингтон штатының Ричленд қаласына жақын орналасқан Ханфорд полигонындағы В реакторы – құрылған алғашқы ірі ядролық реактор. Бұл жоба Екінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі АҚШ-тың ядролық қаруларды дамыту бағдарламасының, яғни Манхэттен жобасының маңызды бөлігі болды. Оның мақсаты – табиғи (изотоптық байытылмаған) уран металлын нейтрондық белсендіру арқылы плутоний-239-ға айналдыру еді. Себебі, плутонийді ядролық қаруларда қолдану үшін, пайдаланылған отын жинағынан химиялық жолмен бөлу, уранды қару сапасына дейін изотоптық байытуға қарағанда оңайырақ. В реакторы металл табиғи уранмен, графитпен баяулатылып, сумен салқындатылды. 19 тамыз 2008 жылдан бері ол АҚШ-тың ұлттық тарихи ескерткіші мәртебесіне ие. 2011 жылдың шілдесінде Ұлттық парксервисі В реакторын Манхэттен жобасының ұлттық тарихи паркіне енгізуді ұсынды. Қонақтар реакторға алдын ала брондау арқылы экскурсияға қатыса алады.
The B Reactor at the Hanford Site, near Richland, Washington, was the first large scale nuclear reactor ever built. The project was a key part of the Manhattan Project, the United States nuclear weapons development program during World War II. Its purpose was to convert natural (not isotopically enriched) uranium metal into plutonium 239 by neutron activation, as plutonium is simpler to chemically separate from spent fuel assemblies, for use in nuclear weapons, than it is to isotopically enrich uranium into weapon grade material. The B reactor was fueled with metallic natural uranium, graphite moderated, and water cooled. It has been designated a U. S. National Historic Landmark since August 19, 2008 and in July 2011 the National Park Service recommended that the B Reactor be included in the Manhattan Project National Historical Park commemorating the Manhattan Project. Visitors can take a tour of the reactor by advance reservation.
Дизайн және құрылыс
Реактор Э. И. ду Пон де Немур және компаниясымен жобаланып, жасалды, бұл жоба Чикаго университетінде Энрико Ферми сынаған эксперименталды жобаларға және Оук Ридж ұлттық зертханасындағы X 10 графит реакторынан алынған сынақтарға негізделген. Ол 250 мегаватт жылу қуатымен жұмыс істеуге арналған. Реактордың мақсаты табиғи (изотоптық байытылмаған) уран металлынан плутоний өндіру болды, себебі уранды байыту қиын процесс болғандықтан, ал плутонийді химиялық өңдеу салыстырмалы түрде оңай. Y12 уран байыту зауытына байыту калютрондары үшін 14 700 тонна күміс, сондай-ақ 22 000 қызметкер және сол кездегі көптеген штаттар қажет еткен электр қуатынан артық қуат қажет болды. B реакторына бірнеше ондаған жұмысшы және азырақ экзотикалық материалдар қажет болды, олар да әлдеқайда аз мөлшерде қолданылды. Реактордың ең үлкен бөлігі – 1200 тонна графит, ол модератор ретінде қолданылды, ал оның қуат тұтынуы әлдеқайда аз болды, тек суыту сорғыларын іске қосу үшін жеткілікті электр энергиясын қажет етеді. Реактордың ішкі бөлігі 10,97 метрлік графиттен жасалған қораптан тұрады, оның көлемі және салмағы 2004 алюминий түтікшелермен және тік қауіпсіздік таяқшалары үшін арналармен бүкіл ұзындығы бойынша көлденеңнен өтеді.
The reactor was designed and built by E. I. du Pont de Nemours and Company based on experimental designs tested by Enrico Fermi at the University of Chicago, and tests from the X 10 Graphite Reactor at Oak Ridge National Laboratory. It was designed to operate at 250 megawatts (thermal). The purpose of the reactor was to breed plutonium from natural (not isotopically enriched) uranium metal, as uranium enrichment was a difficult process, while plutonium is relatively simple to process chemically. The Y12 uranium enrichment plant required 14,700 tons of silver for its enrichment calutrons, as well as 22,000 employees and more electrical power than most entire states required at the time. Reactor B required only a few dozen employees and fewer exotic materials, which were also required in far smaller amounts. The largest part of the reactor was 1200 tons of graphite used as a moderator, and its power consumption was vastly smaller, requiring only enough electricity to run the cooling pumps. The reactor occupies a footprint of (about and is 12.50 m tall, occupying a volume of The reactor core itself consisted of a 10.97 m graphite box measuring occupying a volume of and weighing It was penetrated horizontally through its entire length by 2,004 aluminum tubes and vertically by channels for the vertical safety rods.
Операция
B реакторының алғашқы ядролық тізбекті реакциясы 1944 жылдың қыркүйегінде, D реакторы 1944 жылдың желтоқсанында және F реакторы 1945 жылдың ақпанында болды. Бастапқы жұмыс Xe 135 бөлшектену өнімімен нейтронның сіңірілуіне байланысты туындаған мәселе салдарынан тоқтатылды, бұл мәселе алғаш рет Чиен Шиунг Вудың Фермимен бөліскен ғылыми еңбегінде анықталған болатын. Осы мәселені уран мөлшерін арттыру арқылы шешуге қол жеткізілді. Реактор 238 уранды ядролық реакция арқылы туындаған нейтрондармен сәулелендіру нәтижесінде 239 плутоний өндірді. Бұл Колумбия өзенінің оңтүстік жағалауында шамамен 10 шақырым қашықтықта салынған D және F реакторларымен бірге үш реактордың бірі еді. Әр реактордың өзге қосалқы құрылыстары болды, оларға өзен сорғы станциясы, үлкен сақтау және шөгінді алаптары, сүзгі станциясы, суды реактор ядросына жеткізуге арналған қуатты моторлық сорғылар және қуат көзі ажыратылған жағдайдағы төтенше салқындату жүйелері кірді.
The B Reactor had its first nuclear chain reaction in September 1944, the D Reactor in December 1944 and the F Reactor in February 1945. The initial operation was halted by a problem identified as neutron absorption by the fission product Xe 135, first identified in a research paper of Chien Shiung Wu that was shared with Fermi. It was overcome by increasing the amount of uranium charged. The reactor produced plutonium 239 by irradiating uranium 238 with neutrons generated by the nuclear reaction. It was one of three reactors – along with the D and F reactors – built about six miles (10 km) apart on the south bank of the Columbia River. Each reactor had its own auxiliary facilities that included a river pump house, large storage and settling basins, a filtration plant, large motor driven pumps for delivering water to the face of the pile, and facilities for emergency cooling in case of a power failure.
Ағымдағы жағдай
АҚШ Энергетика министрлігі 1977 жылдан бері осы нысанды басқарып келеді және жылдың көктем, жаз және күз айларында белгіленген күндері қоғамдық экскурсиялар ұйымдастырады, сондай-ақ келіп тұратын шенеуніктерге арнайы турлар ұсынады. 2014 жылғы мәлімет бойынша, Ханфордтағы тоғыз өндірістік реактордың алтауы "уақытша қауіпсіз сақтауда" деп есептелді, ал тағы екеуіне де осыған ұқсас күтім жасалу тиіс болды. Бұл ережеден тарихи маңызы бар B реакторы өзгешеленді. Коконға орау немесе жерлеу деп аталатын процесте реактор ғимараттары реактор ядросының айналасындағы 1,22 метрлік бетон қорғанысына дейін бұзылады. Барлық тесіктер жабылып, жаңа шатыр салынады. Ол 1998 жылдан бері коконға оралған. D реакторы 1944 жылдан 1967 жылдың маусымына дейін жұмыс істеді және 2004 жылы коконға оралды. DR реакторы 1950 жылдың қазанында іске қосылып, 1964 жылы тоқтатылды. Ол 2002 жылы коконға оралды. F реакторы 1965 жылдың маусымында тоқтатылып, 2003 жылы коконға оралды. H реакторы 1949 жылдың қазанында іске қосылып, 1965 жылдың сәуірінде тоқтатылды. Ол 2005 жылы коконға оралды. 1963 жылдан 1987 жылға дейін жұмыс істеген N реакторының коконға орауы 2012 жылдың 14 маусымында аяқталды. Энергетика министрлігі қолданыстан шығарылған реакторларды әр бес жыл сайын тексеріп тұрады. 2018 жылдың 30 қаңтарына дейін K East және K West реакторларын уақытша тұрақтандыру жоспарлары жасалып жатыр. B реакторы 1992 жылдың 3 сәуірінде Ұлттық тарихи орындар тізіміне (#) енгізілді. 1999 жылы шешім қабылданды (ROD), ал 2001 жылы EPA әрекет туралы меморандум шығарды, ол реактордағы қауіпті азайтуға рұқсат берді, мақсаты реакторға қоғамдық турларды ұйымдастыру еді. 2008 жылдың 19 тамызында ол Ұлттық тарихи ескерткіш деп жарияланды. Парк ресми түрде 2015 жылдың 10 қарашасында Ұлттық парктік қызмет және Энергетика министрлігі қол қойған келісімшарт негізінде құрылды. Ханфордтағы мұражай құрылысына B реакторы, Брюггеманн қоймасы, Ханфорд орта мектебі, сорғы станциясы және Уайт-Блаффс банкі кіруі мүмкін.
The United States Department of Energy has administered the site since 1977 and offers public tours on set dates during the spring, summer, and fall of the year, as well as special tours for visiting officials. as of 2014 six of the nine production reactors at Hanford were considered to be in "interim safe storage" status, and two more were to receive similar treatment. The exception was the B Reactor, which was given special status for its historical significance. In a process called cocooning or entombment, the reactor buildings are demolished up to the 1.22 m concrete shield around the reactor core. Any openings are sealed and a new roof is built. It was cocooned as of 1998. The D reactor operated from 1944 to June 1967, and was cocooned in 2004. The DR Reactor went online in October 1950, and was shut down in 1964. It was cocooned in 2002. The F reactor was shut down in June 1965 and cocooned in 2003. The H Reactor became operational as of October 1949 and was shut down as of April 1965. It was cocooned as of 2005. Cocooning of the N Reactor, which operated from 1963 to 1987, was completed as of June 14, 2012. The decommissioned reactors are inspected every five years by the Department of Energy. Preliminary plans for interim stabilizing of the K East and K West reactors were underway as of January 30, 2018. The B Reactor was added to the National Register of Historic Places (#) on April 3, 1992. A Record of Decision (ROD) was issued in 1999, and an EPA Action Memorandum in 2001 authorized hazards mitigation in the reactor with the intention of allowing public tours of the reactor. It was named a National Historic Landmark on August 19, 2008. The park was formally established by a Memorandum of Agreement on November 10, 2015, which was signed by the National Park Service and the Department of Energy. Museum development at Hanford may include the B Reactor, Bruggemann's Warehouse, Hanford High School, Pump House, and White Bluffs Bank.
Негізгі оқиғалардың уақыт реті
ЖылКүнЖарам1943 қазанАҚШ Армиясының Инженерлер корпусы B реакторын салу үшін жер жұмысын бастады1944 қыркүйек 13 Бірінші уран отын бөлшегі B реакторына жүктелді2011 шілдеҰлттық саябақтар қызметі B реакторын Манхэттен жобасын еске алуға арналған ұлттық тарихи саябаққа енгізуді ұсынады.2014 желтоқсан 2015 Ұлттық қорғаныс туралы заң (NDAA) Манхэттен жобасының ұлттық тарихи саябағына B реакторын қосады 2015 қараша 10 Манхэттен жобасының ұлттық тарихи саябағы келісім шарты арқылы ресми түрде құрылды.
YearDateEvent1943October U. S. Army Corps of Engineers breaks ground to build B Reactor1944September 13 First uranium fuel slug loaded into B Reactor2011JulyNational Park Service recommends B Reactor be included in a national historic park commemorating the Manhattan Project.2014 December 2015 National Defense Authorization Act (NDAA) includes B reactor in Manhattan Project National Historical Park 2015 November 10 Manhattan Project National Historical Park formally established by Memorandum of Agreement