Введение
Ранняя программа США по ядерному синтезу
Project Sherwood was the codename for a United States program in controlled nuclear fusion during the period it was classified. After 1958, when fusion research was declassified around the world, the project was reorganized as a separate division within the United States Atomic Energy Commission (AEC) and lost its codename. Sherwood developed out of a number of ad hoc efforts dating back to about 1951. Primary among these was the stellarator program at Princeton University, itself code named Project Matterhorn. Since then the weapons labs had clamored to join the club, Los Alamos with its z pinch efforts, Livermore's magnetic mirror program, and later, Oak Ridge's fuel injector efforts. By 1953 the combined budgets were increasing into the million dollar range, demanding some sort of oversight at the AEC level. The name "Sherwood" was suggested by Paul McDaniel, Deputy Director of the AEC. He noted that funding for the wartime Hood Building was being dropped and moved to the new program, so they were "robbing Hood to pay Friar Tuck", a reference to the British physicist and fusion researcher James L. Tuck. The connection to Robin Hood and Friar Tuck gave the project its name. Lewis Strauss strongly supported keeping the program secret until pressure from the United Kingdom led to a declassification effort at the 2nd Atoms for Peace meeting in the fall of 1958. After this time a number of purely civilian organizations also formed to organize meetings on the topic, with the American Physical Society organizing meetings under their Division of Plasma Physics. These meetings have been carried on to this day and were renamed International Sherwood Fusion Theory Conference. The original Project Sherwood became simply the Controlled Thermonuclear Research program within the AEC and its follow on organizations.
Проект «Шервуд» был кодовым названием программы США по управляемому ядерному синтезу в период её секретности. После 1958 года, когда исследования в области термоядерного синтеза были рассекречены во всем мире, проект был реорганизован в отдельное подразделение в Комиссии по атомной энергии США (AEC) и утратил своё кодовое название. «Шервуд» вырос из ряда временных инициатив, начавшихся примерно в 1951 году. Главной из них была программа по созданию стеллараторов в Принстонском университете, сама получившая кодовое название «Проект Маттерхорн». После этого к работе стремились подключиться и оружейные лаборатории: Лос-Аламос с исследованиями Z-пинча, программа Ливермора по магнитным ловушкам, а позднее – разработки топливных инжекторов в Оук-Ридже. К 1953 году совокупные бюджеты выросли до миллионных сумм, что потребовало надзора на уровне AEC. Название «Шервуд» предложил Пол Макдэниел, заместитель директора AEC. Он отметил, что финансирование военного здания Худа сокращалось и перенаправлялось в новую программу, поэтому они «отбирали у Худа, чтобы заплатить Фраю Таку», имея в виду британского физика и исследователя в области синтеза Джеймса Л. Така. Связь с Робин Гудом и Фраем Таком и дала проекту его название. Льюис Штраус решительно поддерживал сохранение программы в секрете, пока давление со стороны Великобритании не привело к попытке рассекретить её на 2-й конференции «Атомы ради мира» осенью 1958 года. После этого появилось множество чисто гражданских организаций, организующих встречи по этой теме, в частности, Американское физическое общество стало проводить конференции в рамках своего Отдела физики плазмы. Эти встречи продолжаются и по сей день и были переименованы в Международную конференцию по теории термоядерного синтеза «Шервуд». Изначальный проект «Шервуд» стал просто программой контролируемых термоядерных исследований в рамках AEC и её преемственных организаций.
Project Sherwood was the codename for a United States program in controlled nuclear fusion during the period it was classified. After 1958, when fusion research was declassified around the world, the project was reorganized as a separate division within the United States Atomic Energy Commission (AEC) and lost its codename. Sherwood developed out of a number of ad hoc efforts dating back to about 1951. Primary among these was the stellarator program at Princeton University, itself code named Project Matterhorn. Since then the weapons labs had clamored to join the club, Los Alamos with its z pinch efforts, Livermore's magnetic mirror program, and later, Oak Ridge's fuel injector efforts. By 1953 the combined budgets were increasing into the million dollar range, demanding some sort of oversight at the AEC level. The name "Sherwood" was suggested by Paul McDaniel, Deputy Director of the AEC. He noted that funding for the wartime Hood Building was being dropped and moved to the new program, so they were "robbing Hood to pay Friar Tuck", a reference to the British physicist and fusion researcher James L. Tuck. The connection to Robin Hood and Friar Tuck gave the project its name. Lewis Strauss strongly supported keeping the program secret until pressure from the United Kingdom led to a declassification effort at the 2nd Atoms for Peace meeting in the fall of 1958. After this time a number of purely civilian organizations also formed to organize meetings on the topic, with the American Physical Society organizing meetings under their Division of Plasma Physics. These meetings have been carried on to this day and were renamed International Sherwood Fusion Theory Conference. The original Project Sherwood became simply the Controlled Thermonuclear Research program within the AEC and its follow on organizations.
Конструкция и концепции
Исследования были сосредоточены на трех конструкциях для удержания плазмы: стеллараторе под руководством Лаймана Спитцера в Принстонской лаборатории физики плазмы, тороидальном пинче или Perhapsatron под руководством Джеймса Така в Лос-Аламосской национальной лаборатории и устройствах с магнитными ловушками в Ливерморской национальной лаборатории под руководством Ричарда Ф. Поста. К июню 1954 года было завершено предварительное исследование полномасштабного стелларатора "Модель D", который должен был иметь длину более 500 футов (152 м) и вырабатывать 5000 МВт электроэнергии при капитальных затратах в 209 долларов США за киловатт. Однако каждая из этих концепций столкнулась с непредвиденными проблемами в виде плазменных неустойчивостей, которые препятствовали достижению необходимых температур и давлений, и в конечном итоге стало ясно, что устойчивый термоядерный синтез водорода не будет разработан в ближайшее время. Штраус покинул AEC в 1958 году, а его преемник не разделял энтузиазма Штрауса в отношении исследований в области термоядерного синтеза. В результате проект "Шервуд" был переведен из программы, выполняемой в ускоренном темпе, в программу, сосредоточенную на фундаментальных исследованиях.
Национальная лаборатория Оук-Ридж
В начале 1950-х годов Национальная лаборатория Оук-Ридж состояла из небольшой группы ученых, большинство из которых имели опыт работы с технологией ионных источников. Однако исследования в рамках проекта «Шервуд» представляли все больший интерес, и исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж стремились принять участие в открытии управляемого термоядерного синтеза. Они изучали различные аспекты управляемого термоядерного синтеза, такие как скорость диффузии плазмы в магнитном поле и процесс обмена зарядами. Тем не менее, работа с ионными источниками оставалась значительной частью их исследований.
Калифорнийский университет
Хотя в Калифорнийском университете уже велся основной проект (магнитное зеркало), ученый В. Р. Бейкер начал исследования эффекта сжатия в UCRL, Беркли, в 1952 году. Два года спустя Стирлинг Колгейт начал исследования ударного нагрева в UCRL, Ливермор.
Колледж Тафтса, Медфорд
В Медфорде, штат Массачусетс, была еще одна небольшая группа ученых из колледжа Тафтс, которая также занялась исследованием эффекта сжатия. Хотя их работа официально не входила в сферу деятельности Комиссии по атомной энергии, некоторые из их сотрудников присутствовали на конференциях Шервуда.
Нью-Йоркский университет
В 1954 году в Нью-Йоркском университете была начата программа под названием "Отдел исследований". Это была небольшая программа, в состав которой входили сотрудники Института математических наук при Нью-Йоркском университете.